Thiết kế một lò hơi công suất 6 tấn/h, áp suất 10 bar không phải chỉ là “vẽ nồi hơi”, mà là cả một hệ thống tích hợp: nhiệt – cơ khí – điện – điều khiển – an toàn. Mình sẽ đưa bạn một quy trình chuẩn kiểu EPC / automation project để bạn có thể áp dụng thực tế 👇
🔥 1. Xác định yêu cầu thiết kế (Design Basis)
Đây là bước quan trọng nhất, sai từ đây là sai toàn bộ:
Thông số chính:
- Công suất: 6 ton/h (6000 kg/h steam)
- Áp suất làm việc: 10 bar (≈ 10 barg hoặc 11 bar abs)
- Nhiệt độ hơi:
- Hơi bão hòa (~180°C)
- hoặc hơi quá nhiệt (nếu có)
- Nhiên liệu: DO / FO / Gas / Biomass / Coal
- Hiệu suất mong muốn: 80–90%+
- Chế độ vận hành: liên tục hay gián đoạn
Yêu cầu phụ:
- Tiêu chuẩn áp dụng: ASME / EN / TCVN
- Mức tự động hóa: Manual / Semi / Full Auto
- Yêu cầu môi trường (khí thải, NOx)
⚙️ 2. Tính toán nhiệt (Thermal Calculation)
📌 Cân bằng năng lượng
Bạn cần tính:
- Nhiệt cần để tạo hơi
- Lượng nhiên liệu tiêu thụ
Q=m⋅(hsteam−hfeedwater)
Trong đó:
- m: lưu lượng hơi (kg/h)
- h: enthalpy (tra bảng steam)
👉 Ví dụ nhanh:
- 6,000 kg/h
- Enthalpy steam ~ 2776 kJ/kg
- Nước cấp ~ 500 kJ/kg
→ Tính ra công suất nhiệt ≈ 13–15 MW
🏗️ 3. Chọn loại lò (Boiler Type Selection)
Phổ biến:
🔹 Fire Tube Boiler
- Dễ chế tạo
- Phù hợp ≤ 10–15 t/h
👉 Rất hợp với case của bạn
🔹 Water Tube Boiler
- Hiệu suất cao hơn
- Dùng cho công suất lớn
👉 Với 6 t/h – 10 bar → thường chọn Fire Tube (3-pass)
🔧 4. Thiết kế cơ khí (Mechanical Design)
Thành phần chính:
- Thân lò (Shell)
- Buồng đốt (Furnace)
- Ống lửa (Fire tubes)
- Buồng khói (Smoke chamber)
Tính toán chính:
- Độ dày thân lò (theo ASME)
- Áp suất chịu đựng
- Giãn nở nhiệt
- Bố trí ống
🔥 5. Thiết kế hệ thống đốt (Combustion System)
Bao gồm:
- Burner
- Quạt gió (FD Fan)
- Hệ thống cấp nhiên liệu
Cần tính:
- Tỷ lệ gió/nhiên liệu
- Hiệu suất cháy
- Nhiệt độ buồng đốt
💧 6. Hệ thống nước cấp (Feedwater System)
Gồm:
- Bơm cấp nước
- Bồn deaerator (khử khí)
- Level control
Control quan trọng:
- 3-element control (Level – Flow – Steam)
⚡ 7. Thiết kế điện & điều khiển (Automation)
IO list cơ bản:
- Pressure transmitter
- Level transmitter
- Flow meter (steam + water)
- Temperature sensor
Control loops:
- PID áp suất (điều khiển burner)
- PID level drum
- Interlock an toàn
🧠 8. Logic điều khiển (PCD / FDS)
Bạn cần viết:
- Start-up sequence
- Shut-down sequence
- Trip logic
Ví dụ:
- Low water level → Trip burner
- High pressure → Safety valve + shutdown
🛡️ 9. An toàn & tiêu chuẩn
Bắt buộc có:
- Safety valve
- Pressure gauge
- Water level gauge
- Flame detector
Tiêu chuẩn:
- ASME Section I
- TCVN về nồi hơi
📊 10. Tài liệu thiết kế (Engineering Documents)
Một dự án chuẩn sẽ có:
📁 Process
- PFD (Process Flow Diagram)
- P&ID
📁 Mechanical
- GA drawing (layout)
- Fabrication drawing
📁 Electrical & Automation
- IO list
- Control philosophy (PCD)
- FDS / PLC logic
- Wiring diagram
🏁 Tổng kết tư duy thiết kế
👉 Bạn có thể nhớ theo flow:
Requirement → Thermal → Boiler type → Mechanical → Combustion → Water system → Control → Safety → Documentation
