Cấu tạo chi tiết của hệ thống gia nhiệt bằng dầu tải nhiệt (Thermal Oil Heating System)

1. Cấu tạo chi tiết của hệ thống

Một hệ thống gia nhiệt bằng dầu tải nhiệt gồm các bộ phận chính sau:

1. Lò dầu tải nhiệt (Thermal Oil Heater / Boiler):
   • Dạng ống lửa hoặc ống nước, đốt nhiên liệu (dầu DO, FO, gas, biomass, điện trở).
   • Có buồng đốt, dàn ống truyền nhiệt, vỏ cách nhiệt, buồng khói và ống khói.

1. Burner (béc đốt):
   • Tạo ngọn lửa, cung cấp nhiệt cho buồng đốt.
   • Trang bị hệ thống đánh lửa, kiểm soát gió – nhiên liệu.

​​​​​​​

1. Bơm tuần hoàn dầu tải nhiệt:
   • Đảm bảo dòng chảy liên tục của dầu nóng đến các thiết bị tiêu thụ nhiệt và hồi dầu nguội về lò.
   • Yêu cầu áp suất ≥ 2 bar và lưu lượng đáp ứng thiết kế.​​​​​​​

​​​​​​​​​​​​​​

1. Bồn giãn nở (Expansion Tank):
   • Bù trừ sự giãn nở thể tích dầu khi tăng nhiệt.
2. Thường đặt cao ≥ 6 m so với điểm cao nhất hệ thống.​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

1. Bình tách khí (Deaerator/Vent Tank):
   • Loại bỏ bọt khí, hơi ẩm và không khí hòa tan trong dầu.
2. Thiết bị trao đổi nhiệt (Heat Exchanger):
   • Nhận nhiệt từ dầu tải nhiệt để gia nhiệt cho bitum, hóa chất, không khí, hơi nước hoặc vật liệu khác.
3. Đường ống và phụ kiện:
   • Ống thép chịu nhiệt (ASTM A106 Gr.B hoặc tương đương).
   • Có mặt bích, van, khớp nối giãn nở, cách nhiệt FOAMGLAS hoặc bông khoáng.

​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

1. Thiết bị an toàn và đo lường:
   • Cảm biến nhiệt độ, áp suất, lưu lượng.
   • Van an toàn, van xả áp, công tắc lưu lượng thấp.
   • Hệ thống điều khiển tự động (PLC/SCADA).

2. Nguyên lý hoạt động của lò dầu tải nhiệt

1. Nhiên liệu (gas, dầu, than, biomass) được đốt trong buồng đốt → tạo nhiệt.
2. Nhiệt được truyền qua thành ống/lớp trao đổi nhiệt → làm nóng dầu tải nhiệt tuần hoàn trong ống.
3. Bơm tuần hoàn đẩy dầu nóng qua đường ống đến thiết bị trao đổi nhiệt hoặc các điểm tiêu thụ nhiệt.
4. Sau khi truyền nhiệt, dầu nguội chảy hồi về lò → tiếp tục gia nhiệt.
5. Bồn giãn nở duy trì mức dầu ổn định và hấp thụ sự giãn nở thể tích khi nhiệt độ thay đổi.
   Đây là chu trình khép kín: dầu chỉ truyền nhiệt, không tiêu hao (chỉ hao hụt nhỏ do rò rỉ/oxy hóa).

3. Công dụng

• Cung cấp nhiệt độ cao (150 – 320 °C) cho các quy trình công nghiệp mà không cần áp suất cao như nồi hơi.
• Ổn định nhiệt độ lâu dài: nhiệt lượng phân bố đồng đều, kiểm soát chính xác.
• Tiết kiệm năng lượng: hiệu suất truyền nhiệt cao.
• An toàn hơn hơi nước: dầu tải nhiệt không cần áp suất cao để đạt nhiệt độ cao.

4. Kiểm tra kỹ thuật & an toàn khi vận hành

1. Trước khi khởi động:
   • Kiểm tra mức dầu trong bồn giãn nở (1/3 – 1/2 thể tích).
   • Đảm bảo hệ thống không rò rỉ, van hoạt động tốt.
   • Kiểm tra dầu đạt tiêu chuẩn (độ nhớt, chỉ số axit AN, điểm chớp cháy).
2. Trong quá trình vận hành:
   • Theo dõi áp suất đường ống (2 – 4 bar ở < 300 °C, > 4 bar ở > 300 °C).
   • Giữ tốc độ dòng chảy ≥ 1,5 – 3 m/s.
   • Kiểm soát nhiệt độ dầu trong giới hạn thiết kế (≤ 320 – 340 °C tùy loại).
   • Đảm bảo bơm tuần hoàn hoạt động liên tục, tránh dừng khi lò còn đang đốt.
   • Hệ thống thông gió khu vực lò phải tốt, khay hứng dầu luôn sạch.
3. Bảo trì định kỳ:
   • Lấy mẫu dầu 6 tháng/lần để phân tích (AN, độ nhớt, flash point, tồn dư carbon).
   • Thay dầu theo chu kỳ hoặc khi AN vượt ngưỡng khuyến nghị.
   • Vệ sinh đường ống, trao đổi nhiệt, khử cặn dầu.
4. Biện pháp an toàn:
   • Trang bị PCCC (bình CO₂, bột khô, sprinkler).
   • Lắp cảm biến nhiệt độ – áp suất – lưu lượng kết nối hệ thống ngắt khẩn cấp.
   • Không dùng bông thủy tinh/canxi silicat làm cách nhiệt tại vị trí dễ rò rỉ → thay bằng FOAMGLAS.
   • Có máy phát điện dự phòng để duy trì bơm khi mất điện.

5. Ứng dụng trong công nghiệp

• Ngành nhựa đường (Asphalt Plant): gia nhiệt bitum, sấy cốt liệu, giữ hỗn hợp asphalt.
• Ngành hóa chất & polymer: gia nhiệt lò phản ứng, sản xuất composite, nhựa dẻo.
• Ngành vật liệu xây dựng: xi măng, gạch, sấy nguyên liệu.
• Ngành thực phẩm: tinh luyện dầu ăn, sấy nông sản.
• Ngành luyện kim & cơ khí: hệ thống lò nhiệt tuần hoàn, xử lý kim loại.
• Ngành dệt may: máy sấy vải, căng định hình bằng nhiệt.