Xử lý nước cấp lò hơi là yêu cầu bắt buộc nhằm đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt, an toàn vận hành và tuổi thọ thiết bị trong công nghiệp. Việc tuân thủ đúng tiêu chuẩn nước cấp lò hơi và áp dụng quy trình xử lý phù hợp giúp kiểm soát hiệu quả cáu cặn, ăn mòn và tạp chất hòa tan. Bài viết sau của ATS Water Technology sẽ phân tích chi tiết các tiêu chuẩn và quy trình xử lý nước cấp nồi hơi hiệu quả, phù hợp cho lò hơi áp suất trung bình và cao. Mời Quý khách theo dõi!
1. Vì sao phải xử lý nước cấp lò hơi nghiêm ngặt?
Nước cấp lò hơi nếu không được xử lý đúng tiêu chuẩn sẽ chứa độ cứng, muối hòa tan, silica và khí hòa tan như oxy, CO₂, đây là những tác nhân chính gây cáu cặn, ăn mòn lò hơi. Cáu cặn làm suy giảm khả năng truyền nhiệt, dẫn đến tăng tiêu hao nhiên liệu và nguy cơ quá nhiệt cục bộ, trong khi ăn mòn làm mỏng thành ống, tiềm ẩn rủi ro rò rỉ và sự cố nghiêm trọng.
Việc xử lý nước cấp lò hơi nghiêm ngặt giúp duy trì hiệu suất sinh hơi ổn định, bảo vệ bề mặt trao đổi nhiệt, kéo dài tuổi thọ thiết bị và đảm bảo an toàn vận hành lâu dài, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật trong công nghiệp như TCVN, ASME, EN và JIS.
2. Các tiêu chuẩn nước cấp lò hơi
Chất lượng nước cấp lò hơi phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt nhằm kiểm soát cáu cặn, ăn mòn và đảm bảo an toàn vận hành. Tùy theo quốc gia, loại lò và áp suất làm việc, các chỉ tiêu nước cấp lò hơi có thể khác nhau nhưng đều tập trung vào việc kiểm soát độ cứng của nước, TDS, silica, oxy hòa tan và độ kiềm.
Hiện nay, các quy chuẩn nước cấp lò hơi được tham khảo phổ biến gồm TCVN (Việt Nam), ASME (Mỹ), EN (Châu Âu), JIS (Nhật Bản) và một số tiêu chuẩn kỹ thuật ngành như BACA-2012.
Một số tiêu chuẩn nước cấp cho lò hơi phổ biến như sau:
- TCVN 7704:2007 – Nước cấp cho nồi hơi và thiết bị trao đổi nhiệt: Quy định giới hạn các chỉ tiêu như độ cứng, pH, độ dẫn điện, silica, sắt nhằm hạn chế cáu cặn và ăn mòn. Áp dụng phổ biến cho nồi hơi công nghiệp tại Việt Nam.
- ASME – Tiêu chuẩn nước cấp và nước trong nồi hơi (Hoa Kỳ): Đưa ra yêu cầu chất lượng nước theo từng mức áp suất lò hơi, tách biệt nước cấp và nước trong nồi. Được dùng làm tiêu chuẩn tham chiếu cho các hệ thống lò hơi áp suất trung và cao.
- EN 12952-12 / EN 12953 – Tiêu chuẩn châu Âu cho lò hơi: Quy định chi tiết chất lượng nước cấp, nước lò và nước ngưng cho lò hơi ống nước và ống lửa. Nhấn mạnh kiểm soát ăn mòn, cáu cặn và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
- JIS B 8223 – Tiêu chuẩn Nhật Bản cho nồi hơi ống nước: Xác định yêu cầu nước cấp và nước trong nồi cho lò hơi công nghiệp theo điều kiện vận hành thực tế. Chú trọng ổn định pH, độ dẫn điện của nước và kiểm soát tạp chất hòa tan.
- BACA-2012 – Tiêu chuẩn xử lý nước lò hơi trong công nghiệp: Hướng dẫn kiểm soát chất lượng nước cấp, nước lò và nước xả đáy trong vận hành thực tế. Thường dùng làm tài liệu tham khảo kỹ thuật cho hệ thống xử lý nước lò hơi tại nhà máy.
Tiêu chuẩn nước cấp lò hơi theo Việt Nam TCVN 7704 – 2007 cụ thể như sau:
Chỉ tiêu chất lượng nước cấp yêu cầu cho các nồi hơi ống lò ống lửa:
| Các chỉ tiêu | Loại nhiên liệu sử dụng | |
|---|---|---|
| Lỏng, khí | Các loại khác | |
| Độ trong suốt không nhỏ hơn (cm) | 40 | 20 |
| Độ cứng toàn phần (µgđl/kg) | 30 | 100 |
| Hàm lượng oxy hòa tan (đối với nồi có công suất từ 2 t/h trở lên) (µg/kg) | 50 | 100 |
Đối với nồi hơi không có bộ hâm nước hoặc có bộ hâm nước bằng gang thì hàm lượng oxy hòa tan cho phép đến 100 µg/kg.
Chỉ tiêu chất lượng nước cấp quy định cho lò hơi tuần hoàn tự nhiên có áp suất đến 4MPa:
| Các chỉ tiêu | Áp suất làm việc của nồi hơi, MPa | |||
|---|---|---|---|---|
| đến 0,9 | đến 1,4 | đến 2,4 | đến 4,0 | |
| Độ trong suốt, không nhỏ hơn (cm) | 30 | 40 | 40 | 40 |
| Độ cứng toàn phần (µgđl/kg) | 30* / 40 | 15* / 20 | 10* / 15 | 5* / 10 |
| Hàm lượng các hợp chất sắt (µg/kg) | không quy định | 300* / không quy định | 100* / 200 | 50* / 100 |
| Hàm lượng các hợp chất đồng (µg/kg) | Không quy định | 10* / Không quy định | ||
| Hàm lượng oxy hòa tan (đối với nồi hơi có công suất từ 2 t/h trở lên)** (µgđl/kg) | 50* / 100 | 30* / 50 | 20* / 50 | 20* / 30 |
| Trị số pH ở 25 °C*** | 8,5 ÷ 10,5* | |||
| Hàm lượng các sản phẩm có nguồn gốc dầu lửa (mg/kg) | 5 | 3 | 3 | 0,5 |
Chú thích:
- Trị số trên dùng cho nồi hơi sử dụng nhiên liệu lỏng, khí; trị số dưới dùng cho các loại nhiên liệu khác.
- ** Dùng cho nồi hơi không có bộ hâm nước hoặc có bộ hâm nước bằng gang, hàm lượng oxy hòa tan cho phép đến 100 µg/kg với nhiên liệu bất kỳ.
- *** Trong một số trường hợp riêng biệt, có thể hạ thấp trị số pH đến 7,0.
Chỉ tiêu chất lượng nước cấp yêu cầu cho nồi hơi tuần hoàn tự nhiên có áp suất trên 4MPa:
| Chỉ tiêu | Áp suất từ 4 đến ≤ 10 MPa | Áp suất > 10 MPa |
|---|---|---|
| Tổng hàm lượng cation của các muối hòa tan quy đổi về cation natri (mg/kg) | – | ≤ 50 |
| Độ cứng toàn phần (µgđl/kg) | 5 | 3 |
| Hàm lượng silic tính đổi về SiO₃²⁻ (µg/kg) | ≤ 80 | ≤ 40 |
| Oxy (µg/kg) | ≤ 20 | ≤ 10 |
| Hydrazin (µg/kg N₂H₄) | 30 – 100 | 30 – 100 |
| pH | 9,1 ± 0,1 | 9,1 ± 0,1 |
| Amoniac (µg/kg) | 1000 | 1000 |
| Các liên kết sắt tính đổi về Fe (µg/kg) | ≤ 10 | ≤ 5 |
| Tổng các liên kết nitrits và nitrat (µg/kg) | ≤ 20 | ≤ 20 |
| Các sản phẩm dầu (mg/kg) | ≤ 0,3 | ≤ 0,3 |
| Natri sulfit (mg/kg) | ≤ 2 | – |
Chỉ tiêu chất lượng nước cấp cho nồi hơi trực lưu ở tất cả các áp suất, khi nồi hơi sử dụng nước ngưng không có sắt và muối có các tỷ lệ nước ngưng 100% và 30 – 50%.
| Chỉ tiêu | Khi sử dụng 100% nước ngưng | Khi sử dụng 30% – 50% nước ngưng với việc lọt nước làm mát dưới 0,006% |
|---|---|---|
| Tổng hàm lượng cation của các muối hòa tan quy đổi về Na (mg/kg) | ≤ 5 | ≤ 5 |
| Độ cứng toàn phần (µgđl/kg) | ≤ 0,2 | ≤ 0,3 |
| Axit silic tính đổi về SiO₃²⁻ (µg/kg) | ≤ 15 | ≤ 30 |
| Oxy (µg/kg O₂) | ≤ 10 | ≤ 10 |
| Hydrazin (µg/kg N₂H₄) | 20 – 60 | 20 – 60 |
| pH | 9,1 ± 0,1 | 9,1 ± 0,1 |
| Amoniac (µg/kg) | 800 | 800 |
| Các liên kết sắt tính đổi về Fe (µg/kg) | ≤ 10 | ≤ 15 |
| Các liên kết đồng tính đổi về Cu (µg/kg) | <> | <> |
| Dầu | vết | vết |
3. Quy trình xử lý nước cấp lò hơi
Quy trình xử lý nước cấp lò hơi hiện đại được thiết kế theo nhiều giai đoạn liên hoàn, nhằm loại bỏ cặn lơ lửng, ion hòa tan và các tác nhân gây cáu cặn, ăn mòn trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cao. Việc áp dụng các công nghệ như UF, RO 2 cấp và EDI giúp đảm bảo nước cấp lò hơi đạt tiêu chuẩn nghiêm ngặt, đặc biệt đối với lò hơi áp suất trung bình và cao.
3.1. Giai đoạn tiền xử lý
Nguồn nước đầu vào được chứa trong bồn nước thô và bơm qua bộ lọc tự rửa tự động với kích thước khe lọc 200 – 300 micron, giúp loại bỏ rác, cặn lớn và tạp chất lơ lửng, bảo vệ các thiết bị xử lý phía sau.
Tiếp theo, nước đi qua hệ thống siêu lọc UF (Ultrafiltration) sử dụng màng lọc 0,02 µm với cơ chế lọc từ trong ra ngoài, cho phép loại bỏ vi khuẩn, hạt keo, nhũ tương và phần lớn chất rắn siêu mịn. Nước sau màng UF được dẫn vào bồn chứa trung gian trước khi vào hệ RO.
Từ bồn trung gian, bơm ly tâm đưa nước qua bộ lọc tinh 5 micron để loại bỏ các hạt mịn còn sót lại. Đồng thời, hệ thống bơm định lượng châm hóa chất chống cáu cặn nhằm hạn chế sự kết tủa của các muối khoáng như cacbonat, sunfat, silica…, bảo vệ màng RO và kéo dài chu kỳ vệ sinh CIP.
3.2. Giai đoạn xử lý chính
Nước sau tiền xử lý được bơm cao áp đưa vào hệ thống thẩm thấu ngược RO 2 cấp (Double Pass RO). Công nghệ RO sử dụng màng RO Thin-Film Nanocomposite cho phép loại bỏ tới 99,89% muối hòa tan, kim loại nặng, hợp chất hữu cơ và các tạp chất ion hóa – đáp ứng yêu cầu TDS rất thấp cho nước cấp lò hơi.
Nước từ RO cấp 2 tiếp tục được xử lý bằng hệ thống EDI (Electrodeionization). Nhờ sự kết hợp giữa điện trường, màng trao đổi ion và hạt nhựa trao đổi ion, EDI loại bỏ triệt để các ion còn sót lại mà không cần tái sinh hóa chất. Nước sau EDI có độ dẫn điện cực thấp, ổn định và đặc biệt phù hợp cho lò hơi áp suất cao.
3.3. Giai đoạn vệ sinh và bảo trì màng lọc
Hệ thống xử lý nước cấp lò hơi được trang bị CIP chuyên dụng gồm bồn dung dịch rửa, bơm CIP, bộ lọc tinh 10 micron và hóa chất tẩy rửa màng. CIP cho phép vệ sinh tại chỗ màng UF và RO, loại bỏ cáu cặn vô cơ (cacbonat, sunfat, silica), màng sinh học và chất bẩn hữu cơ bám trên bề mặt màng.
Việc vệ sinh định kỳ giúp khôi phục lưu lượng, ổn định áp suất chênh lệch, kéo dài tuổi thọ màng lọc và duy trì hiệu suất xử lý nước cấp lò hơi ổn định, lâu dài.
4. Các câu hỏi thường gặp về xử lý nước cấp lò hơi
Tác hại của cáu cặn lò hơi là gì?
Cáu cặn làm giảm hiệu suất truyền nhiệt, tăng tiêu hao nhiên liệu và gây quá nhiệt cục bộ, lâu dài có thể dẫn đến nứt vỡ ống lò và mất an toàn vận hành.
Dấu hiệu nào cho thấy nước cấp lò hơi không đạt chuẩn?
Hệ thống có hiện tượng cáu cặn, ăn mòn, sôi bọt, áp suất và nhiệt độ không ổn định, đồng thời các chỉ tiêu như pH, độ dẫn điện, silica vượt giới hạn cho phép.
Tiêu chuẩn nước cấp lò hơi có thay đổi theo áp suất không?
Có, áp suất lò hơi càng cao thì yêu cầu chất lượng nước càng nghiêm ngặt, đặc biệt là các chỉ tiêu TDS, silica và oxy hòa tan phải được kiểm soát ở mức thấp hơn.
Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp lò hơi hiện đại gồm những giai đoạn nào?
Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp lò hơi gồm 3 giai đoạn chính: giai đoạn tiền xử lý → giai đoạn xử lý chính (RO 2 cấp + EDI) → giai đoạn vệ sinh và bảo trì màng lọc (CIP).
Tại sao xử lý nước lò hơi phải dùng RO 2 cấp thay vì 1 cấp?
RO 2 cấp giúp giảm sâu TDS, silica và ion hòa tan còn sót sau RO cấp 1, đáp ứng yêu cầu khắt khe của lò hơi áp suất trung và cao.
Như vậy, việc áp dụng đúng tiêu chuẩn và quy trình xử lý nước cấp lò hơi là yếu tố then chốt để hệ thống vận hành ổn định, tiết kiệm năng lượng và giảm rủi ro sự cố. Tùy theo áp suất lò và yêu cầu kỹ thuật, giải pháp xử lý cần được thiết kế đồng bộ từ tiền xử lý đến RO 2 cấp và EDI. Tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn như TCVN, ASME, EN hay JIS sẽ giúp đảm bảo chất lượng nước cấp lò hơi lâu dài và bền vững. Quý khách hãy liên hệ ngay với ATS Water Technology để được tư vấn chi tiết hơn.
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ NƯỚC ATS
- Trụ sở chính: 54/18 Bùi Quang Là, P. An Hội Tây, TP. HCM
- Chi nhánh: 77 ĐHT10B, P. Đông Hưng Thuận, TP. HCM
- Tư vấn hỗ trợ: (028) 6258 5368 – (028) 6291 9568
- Email: info@atswatertechnology.com
- Mạng xã hội: Facebook | LinkedIn | YouTube
- Liên hệ nhanh: Zalo Official | Telegram | WhatsApp
