BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỒI HƠI NĂNG SUẤT 50kg/GIỜ

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN TUẤN PHONG
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2008 – 2012

Tháng 05/2012


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỒI HƠI NĂNG SUẤT 50kg/GIỜ

Tác giả

NGUYỄN TUẤN PHONG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng
yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Nhiệt Lạnh

Giáo viên hướng dẫn
ThS. Nguyễn Văn Lành
KS. Nguyễn Hữu Hòa

Tháng 05/2012
i

LỜI CẢM TẠ
Trong suốt quá trình học tập rèn luyện tại trường em luôn nhận được sự quan
tâm, giúp đỡ hướng dẫn và chỉ dạy tận tình của quí thầy cô. Thông qua khoá luận này
em cũng xin kính lời cảm ơn sâu sắc đến:
Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM.
Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơ Khí – Công Nghệ cùng toàn thể quý thầy cô trong
Khoa đã tận tâm, tận lực dạy bảo, truyền đạt những kiến thức quý giá trong những năm
học vừa qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy Nguyễn
Văn Lành và thầy Nguyễn Hữu Hòa đã rất quan tâm, tận tình hướng dẫn, động viên và
giúp đỡ để em có thể hoàn thành khóa luận này.
Em cũng xin gửi lời cám ơn đến chú Bồ Xuân Đảng, giám đốc công ty sản xuất
thiết bị áp lực ĐÔNG ANH, Địa chỉ: số 40, Đường số 15 – Khu phố 4 – Phường Linh
Xuân – Quận Thủ Đức – TP.HCM, đã đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong khi thực
hiện khóa luận này.
Do có những hạn chế về mặt thời gian cũng như chưa có nhiều kinh nghiệm,
nên đề tài của em không tránh khỏi những sai sót và khuyết điểm, em rất mong được
sự góp ý của quý thầy cô.

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Tính toán thiết kế nồi hơi năng suất 50kg/giờ”
Thời gian thực hiện: Từ 20/02/2012 đến 15/06/2012.
Nội dung thực hiện:
 Tìm hiểu tổng quan về lịch sử phát triển của lò hơi công nghiệp.
 Tìm hiểu thực trạng sử dụng lò hơi ở Việt Nam.
 Tính toán thiết kế nồi hơi đốt điện 50kg/giờ:

 Tính toán cân bằng nhiệt trong nồi hơi.
 Tính toán bền cho nồi hơi.
 Ước tính khối lượng cơ bản của nồi hơi đốt điện.

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ ................................................................................................................. ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH ............................................................................................ vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................ viii
DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC ..................................................................................... ix
CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU ..............................................................................................1

1.1

Đặt vấn đề: .........................................................................................................1

1.2

Mục đích của đề tài: ...........................................................................................2

1.3

Giới hạn đề tài: ...................................................................................................2


CHƯƠNG 2
2.1

TỔNG QUAN ......................................................................................3

Lịch sử phát triển của nồi hơi: ...........................................................................3

2.1.1

Định nghĩa nồi hơi công nghiệp: .................................................................3

2.1.2

Sự phát triển của nồi hơi công nghiệp: .......................................................3

2.2

Hiện trạng sử dụng nồi hơi ở nước ta: .............................................................11

2.2.1

Ý nghĩa của nồi hơi trong công nghiệp: ....................................................11

2.2.2

Phân loại nồi hơi công nghiệp:..................................................................12

2.2.3

Một số nồi hơi sử dụng ở Việt Nam:.........................................................12


2.3

Thực tế sử dụng nồi hơi trong công nghiệp tại Việt Nam: ..............................14

2.3.1

Trong ngành điện: .....................................................................................14

2.3.2

Ngành giao thông vận tải: .........................................................................15

2.3.3

Các ngành sản xuất công nghiệp kinh doanh dịch vụ: ..............................15

2.4

Một số kiểu nồi hơi đốt điện đã được sử dụng: ...............................................18

CHƯƠNG 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................20

3.1

Nội dung nghiên cứu:.......................................................................................20

3.2


Phương pháp nghiên cứu: ................................................................................20

3.2.1

Phương pháp kế thừa:................................................................................20

3.2.2

Phương pháp tính toán thiết kế: ................................................................20

CHƯƠNG 4
4.1

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...........................................................21

Các dữ liệu ban đầu:.........................................................................................21
iv


4.2

Thuyết minh tính toán nồi hơi điện trở: ...........................................................21

4.2.1

Phác thảo kích thước nồi hơi:....................................................................21

4.2.2


Tính toán, thiết kế các bộ phận cho nồi hơi điện trở:................................23

4.2.3

Tính toán cân bằng nhiệt trong nồi hơi: ....................................................32

4.3

Ước tính khối lượng nồi hơi. ...........................................................................36

4.3.1

Khối lượng thân nồi: .................................................................................36

4.3.2

Khối lượng các ống cụt và mặt bích: ........................................................36

4.3.3

Khối lượng 2 chỏm cầu: ............................................................................37

4.3.4

Khối lượng vòng đỡ nồi hơi: .....................................................................38

4.3.5

Khối lượng chân đỡ:..................................................................................38


4.3.6

Khối lượng chân đế: ..................................................................................38

4.4

Nồi hơi sau khi tính toán và thiết kế (3D): ......................................................39

4.4.1

Thân nồi hơi: .............................................................................................39

4.4.2

Một số hình ảnh 3D hoàn chỉnh về nồi hơi điện trở: ................................40

CHƯƠNG 5

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................41

5.1

Kết luận: ...........................................................................................................41

5.2

Đề nghị: ............................................................................................................41

TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................42
PHỤ LỤC ..................................................................................................................43


v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Động cơ Hero. ..................................................................................................4
Hình 2.2 Nồi hơi kiểu bình. .............................................................................................4
Hình 2.3 Nồi hơi ống lò. ..................................................................................................5
Hình 2.4 Nồi hơi ống lửa. ................................................................................................6
Hình 2.5 Nồi hơi ống lò, ống lửa nằm ngang. .................................................................7
Hình 2.6 Nồi hơi ống lò, ống lửa kiểu đứng....................................................................7
Hình 2.7 Nồi hơi có hộp góp và bao hơi đặt dọc, ống nước nghiêng..............................8
Hình 2.8 Nồi hơi sterling có ba bao hơi. .........................................................................9
Hình 2.9 Một kiểu lò hơi trực lưu..................................................................................10
Hình 2.10 Nồi hơi nhà máy điện nguyên tử. .................................................................11
Hình 2.11 Nồi hơi ống lò ống lửa nằm ngang. ..............................................................12
Hình 2.12 Cấu tạo nồi hơi ống nước. ............................................................................13
Hình 2.13 Hình dáng thực tế của nồi hơi ống nước. .....................................................13
Hình 2.14 Nồi hơi ống nước kiểu đứng. ........................................................................13
Hình 2.15 Nồi hơi đốt than, củi. ....................................................................................14
Hình 2.16 Nồi hơi tại nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1. ...............................................15
Hình 2.17 Tàu thủy, tàu lửa chạy bằng động cơ hơi nước. ...........................................15
Hình 2.18 Nồi hơi sấy gỗ tại trung tâm công nghệ giấy, bột giấy ................................17
Hình 2.19 Nồi hơi đốt điện. ...........................................................................................18
Hình 2.20 Nồi hơi đốt điện ở Việt Nam. .......................................................................18
Hình 4.1 Phác thảo hình ảnh nồi hơi .............................................................................22
Hình 4.2 Thân nồi hơi....................................................................................................24
Hình 4.3 Đáy nồi hơi. ....................................................................................................25
Hình 4.4 Chân đế của nồi hơi. .......................................................................................26
Hình 4.5 Ống thủy tối của nồi hơi. ................................................................................27

Hình 4.6 Van an toàn lắp bích. ......................................................................................28
Hình 4.7 Van hơi. ..........................................................................................................28
Hình 4.8 Áp kế...............................................................................................................29
Hình 4.9 Van xả đáy. .....................................................................................................29
Hình 4.10 Mô hình cấp nước. ........................................................................................30
vi


Hình 4.11 Dẫn nhiệt qua vách nồi hơi. ..........................................................................33
Hình 4.12 Điện trở nồi hơi. ...........................................................................................35
Hình 4.13 Thân nồi hơi..................................................................................................39

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4-1 Các bộ phận chính của nồi hơi đốt điện. .......................................................31
Bảng 4-2 Kim loại chế tạo bình. ....................................................................................31
Bảng 4-3 Đặc điểm ống cụt, mặt bích và các chi tiết bắt chặt. .....................................32
Bảng 4-4 Các dụng cụ kiểm tra. ....................................................................................32
Bảng 4-5 Cân bằng nhiệt trong nồi hơi đốt điện. ..........................................................35
Bảng 4-6 Ước tính khối lượng nồi hơi. .........................................................................39

viii


DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1 Nhiệt hóa hơi của một số chất. ......................................................................43
Phụ lục 2: Hệ số dẫn nhiệt của thép phụ thuộc nhiệt độ. ..............................................43
Phụ lục 3: Thông số vật lý của các loại vật liệu thường gặp. ........................................44


ix


CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:
Trong vài thế kỷ trở lại đây thì ngành công nghiệp năng lượng phát triển mạnh
mẽ và nhiệt năng ngày càng có vai trò quan trọng. Đặc biệt là trong ngành công nghiệp
như hóa chất, công nghiệp nhẹ (rượu bia, thuốc lá, nước giải khát), dệt, điện… nhiệt
năng được sử dụng rất nhiều.
Hiện nay, nồi hơi là một trong những thiết bị sản xuất ra nhiệt năng. Nhiệt năng
này chính là hơi nước đang được sử dụng rất phổ biến và đóng vai trò rất quan trọng
trong các ngành công nghiệp có sử dụng nhiệt năng vì nó sản xuất ra hơi nước có nhiệt
độ , áp suất cao, nguyên liệu rẻ, dễ kiếm.
Theo thống kê sơ bộ thì ở Việt Nam có khoảng 2000 nồi hơi, trong đó có nhiều
loại như nồi hơi ống lò, nồi hơi ống lửa, nồi hơi ống lò - ống lửa, nồi hơi ống nước…
có công suất 1 ÷ 300 tấn/giờ, nhiên liệu đốt thường được sử dụng là than đá, củi,
dầu,… Phần lớn các lò hơi đang sử dụng có hiệu suất năng lượng thấp nên lượng khí
độc hại do đốt nhiên liệu phát thải vào môi trường rất cao.
Ở các nước phát triển như Hoa Kỳ, Anh… thì nồi hơi đốt điện được sử dụng
nhiều và phát triển theo xu hướng thay thế dần cho các loại nồi hơi đốt than, dầu… để
giải quyết về vấn đề môi trường, an toàn, hiệu suất. Ở Việt Nam cũng đang có xu
hướng phát triển theo hướng sử dụng nồi hơi đốt điện để sản xuất ra nhiệt năng, nhưng
thực trạng ngành điện hiện nay không thể đáp ứng được việc sử dụng các nồi hơi đốt
điện công suất lớn. Phương án để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, an toàn, hiệu
suất thì việc sử dụng nồi hơi đốt điện công suất nhỏ thay thế cho các nồi hơi đốt nhiên
liệu khác là hướng phù hợp nhất với nước ta hiện nay.
Từ những phân tích trên và được sự đồng ý của khoa Cơ Khí Công Nghệ Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh và bộ môn Công Nghệ Nhiệt

Lạnh, cùng với sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Văn Lành và KS. Nguyễn Hữu Hòa,

1


tôi đã thực hiện đề tài: “Tính toán thiết kế nồi hơi năng suất 50kg/giờ” nhằm đáp ứng
việc sản xuất hơi nước trong các xí nghiệp vừa và nhỏ.
1.2 Mục đích của đề tài:
-

Tìm hiểu tổng quan về lịch sử phát triển của nồi hơi công nghiệp và hiện trạng

sử dụng nồi hơi công nghiệp ở Việt Nam.
-

Tính toán thiết kế nồi hơi đốt điện năng suất 50kg/giờ.
 Tính toán cân bằng nhiệt trong nồi hơi đốt điện.
 Tính toán bền cho nồi hơi đốt điện.
 Ước tính khối lượng của nồi hơi đốt điện sau khi thiết kế.

1.3 Giới hạn đề tài:
Đề tài chỉ tập trung tính toán thiết kế nồi hơi đốt điện năng suất 50kg/giờ.

2


CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN

2.1 Lịch sử phát triển của nồi hơi:

2.1.1 Định nghĩa nồi hơi công nghiệp:
Nồi hơi là một loại thiết bị sản xuất ra hơi nước có các thông số nhất định. Hơi
nước có mang năng lượng được chuyển hóa từ năng lượng hóa học của nhiên liệu sang
dạng nhiệt năng. Nhiệt năng trong hơi nước có thể có các công dụng khác nhau. Hoặc
chuyển hóa thành điện năng nhờ tạo công của các thiết bị máy hơi nước hay tuabin hơi
nước. Hoặc sử dụng để gia nhiệt thuần túy cho các yêu cầu sản xuất hay cho gia dụng
như sưởi ấm dưới các hình thức gia nhiệt trực tiếp hay gia nhiệt gián tiếp.
2.1.2 Sự phát triển của nồi hơi công nghiệp:
Khoảng chừng năm 400 trước Công nguyên, Archytas đã khiến các công dân
thành Tarentum hoang mang và thích thú bởi việc cho bay một con bồ câu gỗ. Hơi
nước thoát ra đẩy con chim lơ lửng trên những sợi dây. Con bồ câu ấy sử dụng nguyên
lý tác dụng – phản tác dụng, nguyên lý này không được phát biểu thành một định luật
khoa học mãi cho đấn thế kỉ 17.
Khoảng 300 năm sau sự kiện con bồ câu gỗ, một người Hi Lạp khác, Hero xứ
Alexandria, đã phát minh ra một dụng cụ kiểu tên lửa tương tự gọi là aeolipile. Nó
cũng sử dụng hơi nước làm chất khí đẩy. Hero gắn một quả cầu trên một ấm đun nước.
Lửa bên dưới ấm biến nước thành hơi nước, và hơi truyền qua các ống sang quả cầu.
Hai ống hình chữ L ở hai phía đối diện nhau của quả cầu cho phép hơi thoát ra ngoài,
và khi làm như vậy, sức đẩy tác dụng lên quả cầu làm cho nó quay tròn.

3


Hình 2.1 Động cơ Hero.
 Nồi hơi kiểu bình:
Năm 1790, người ta đã chế tạo được lò hơi kiểu bình đầu tiên dùng đinh tán.
Đây là loại nồi hơi đơn giản nhất. Khói đốt nóng bên ngoài bình và chỉ đốt ở
nửa dưới của bình. Nồi có khối lượng nước lớn. Tỉ số giữa bề mặt đốt của nồi và lượng
nước F/G là tương đối nhỏ, khoảng 1 m2/t, khói ra có nhiệt độ rất cao, đến 300oC và
lớn hơn.


Hình 2.2 Nồi hơi kiểu bình.
Nhược điểm là bề mặt truyền nhiệt nhỏ, tối đa bằng 25 ÷ 30 m2, thân bình bị đốt
nóng trực tiếp do đó sinh ra ứng suất nhiệt phụ trong kim loại thành bình.
Do đốt nóng và giãn nở không đều của phần trên và dưới mà trong thành bình
có ứng suất cao hơn. Tuần hoàn nước không rõ rệt. Để tăng bề mặt truyền nhiệt F(m2)

4


người ta dùng nhiều bình. Hơi sản xuất ở nồi hơi này là hơi bão hòa. Sản lượng nhỏ
khoảng 200 ÷ 500 kg/h. Tiêu hao nhiều kim loại 250 ÷ 300 kg/m2.
 Nồi hơi ống lò:
Với mục đích tăng F(m2) người ta dùng lò hơi có cấu tạo mới (năm 1802) là nồi
hơi ống lò. Bên trong thân lò có thể đặt 1, 2 đến 3 ống lò có đường kính Ф = 400 ÷ 900
mm, ống lò được nối với thân lò bằng 2 mặt sàng. Buồng lửa đặt bên trong ống lò nên
truyền nhiệt bức xạ mạnh.

Hình 2.3 Nồi hơi ống lò.
1- Ống lò hình sóng
2 - Buồng lửa
3 - Đường khói thứ hai
4 - Đường khói thứ ba
5 - Bệ đỡ
6 - Đôm hơi
7 - Ống xả
Sản lượng hơi khoảng 0,8 ÷ 1,5 t/h đối với lò có một ống lò và 1,0 ÷ 3,5 t/h đối
với lò có hai ống lò, tỷ lệ F/G tốt hơn bằng 4 ÷ 5 m2/t, dòng nhiệt q = 11,63 W/m2, suất
sinh hơi của nồi hơi ống lò bằng d = D/F


20 kg/m2h.

 Nồi hơi ống lửa:
Nồi hơi ống lửa xuất hiện vào khoảng năm 1829. Ống lửa có đường kính bằng
50 ÷ 80 mm. Bề mặt truyền nhiệt tăng lên 3 ÷ 3,5 lần, áp suất làm việc đến 1,5 ÷ 2,0
MPa.

5


Hình 2.4 Nồi hơi ống lửa.
1 – Bao hơi
2 – Ống lửa
3 – Đôm hơi
4 – Buồng lửa
i, ii, iii – thứ tự các đường khói
Ưu điểm của lò hơi ống lửa là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim
loại giảm.
 Nồi hơi phối hợp ống lò - ống lửa:
Nồi hơi ống lò, ống lửa có suất sinh hơi lớn hơn (D/F = 25 kg/m2h). Truyền
nhiệt bức xạ tốt ở ống lò và truyền nhiệt đối lưu mạnh trong các ống lửa, do khói đi
trong các ống nhỏ có tốc độ lớn.
Tuy nhiên kiểu ống lò, ống lửa nằm ngang có chiều dài khá lớn, do đó người ta
đã chế tạo nồi hơi nằm cho khói đi quặt trở lại. Nồi hơi kiểu dòng khói đi quặt trở lại
đã giúp giảm chiều dài của lò và gọn hơn, ở đây khói ra khỏi ống lò đi quặt vào các
ống lửa một lần hay nhiều lần.

6



Hình 2.5 Nồi hơi ống lò, ống lửa nằm ngang.
Nồi hơi kiểu đứng là sự phối hợp ống lò và ống lửa. Sản lượng hơi có thể đạt 1
÷ 2 t/h, áp suất hơi đạt 0,6 ÷ 1,5 MPa.

Hình 2.6 Nồi hơi ống lò, ống lửa kiểu đứng.
Một số nhược điểm chung của các loại nồi hơi kể trên:
 Bề mặt truyền nhiệt bị hạn chế, do đó không thể tăng sản lượng hơi theo yêu
cầu (không lớn hơn 15 ÷ 18 t/h);
 Tiêu hao nhiều kim loại cho một đơn vị bề mặt đốt (200 ÷ 300 kg/m2);
 Áp suất hơi lớn nhất chỉ bằng 1,3 ÷ 2,0 MPa;
 Tuần hoàn của nước không rõ rệt.
Phương hướng phát triển kỹ thuật chế tạo lò hơi làm sao khắc phục được những
nhược điểm trên của các loại nồi hơi cũ để tăng sản lượng hơi và các thông số của hơi.
7


 Nồi hơi ống nước có hộp góp và nồi hơi nhiều bao hơi:
Nồi hơi ống nước chỉ được phát triển khi người ta đã có thể chế tạo các ống liền
(không có mối hàn dọc). Nồi hơi này có từ nửa sau thế kỷ 19. Nồi hơi ống nước có
những ưu điểm sau đây:
 Có thể tăng bề mặt đốt chế tạo từ những ống có đường kính nhỏ và đặt dày
trong đường khói;
 Cho phép tăng đáng kể áp suất hơi vì các ống sinh hơi có đường kính bằng 50 ÷
100 mm, và bao hơi lúc này không phải làm nhiệm vụ bề mặt đốt nữa nên có thể giảm
đường kính đến 800 ÷ 1500 mm;
 Giảm rất nhiều lượng kim loại tiêu hao cho lò, suất tiêu hao kim loại giảm từ 8
÷ 10 t/h hơi/h đến 3 ÷ 3,5 t/t hơi/h.
-

Nồi hơi ống nước có hộp góp:

Loại nồi hơi có hộp góp với những ống nước hơi nghiêng 10o ÷ 15o so với mặt

phẳng ngang. Có 2 loại đó là loại có bao hơi đặt dọc và loại có bao hơi đặt ngang.

Hình 2.7 Nồi hơi có hộp góp và bao hơi đặt dọc, ống nước nghiêng.
Số ống hạn chế cả chiều ngang lẫn chiều đứng. Do có hộp góp tán đinh nên
không thể tăng áp suất lên cao được, dễ xì hở ở những chỗ nối núc ống vào hộp góp do
giãn nở nhiệt của chúng không đều.

8


Nồi hơi có hộp góp được chế tạo đến sản lượng 16 t/h, áp suất làm việc bằng
2,0 MPa, bề mặt hấp thu nhiệt đạt đến 450 m2, suất sinh hơi bằng 35 kg/m2h, chiều dài
các ống nước đến 5m và là các ống thẳng.
-

Nồi hơi ống nước có ống góp phân đoạn:
Để khắc phục nhược điểm của hộp góp người ta phân hộp góp thành nhiều ống

góp có tiết diện hình vuông hay chữ nhật, kích thước mỗi ống góp vuông có thể đạt
đến 140×140 mm. Những nồi hơi này do hãng Babcock – Wilcox khởi thảo và chế tạo
đầu tiên.
Vỉ thời kỳ này người ta chưa biết cách xử lý nước cấp cho nồi hơi nên phải đặt
các lỗ ở hộp góp hay ống góp phân đoạn đối diện với ống để làm sạch cáu cặn bám
trong ống bằng biện pháp cơ khí. Những lỗ này có nắp đậy kiểu elip va xiết bulong
thật chặt. Ở những nước Anh, Mỹ, Đức mãi tới những năm 1940 mới ngừng hẳn việc
sản xuất những nồi hơi loại này.
-


Nồi hơi có nhiều bao hơi:
Nồi hơi ống nước đứng có tuần hoàn nước rõ rệt và mạnh. Nồi hơi loại này có

ba, bốn hoặc năm bao hơi (như lò Oschats; lò Gacberg; lò Sterling) và được dùng phổ
biến trong các năm 1925 – 1930.

Hình 2.8 Nồi hơi sterling có ba bao hơi.
9


 Nồi hơi trực lưu:
Nồi hơi trực lưu có môi chất chuyển động cưỡng bức. Đặc điểm làm việc của
nó là môi chất làm việc một chiều, từ lúc vào ở trạng thái nước cấp tời lúc ra ở trạng
thái hơi quá nhiệt có thông số qui định. Nồi hơi trực lưu ra đời vào những năm 1925 –
1930.
Những ưu điểm của nồi hơi trực lưu là:
 Do có bao hơi và chỉ có rất ít ống góp nên tốn ít kim loại, khung lò và
bảo ôn nhẹ nhàng và thuận lợi.
 Khắc phục những thiếu sót về tuần hoàn tự nhiên: Như tốc độ tuần hoàn
bé hay không có tuần hoàn.
 Cho phép tăng áp suất của hơi lên cao. Mặt khác, chỉ có ở lò hơi trực
lưu mới sản xuất ra được hơi có áp suất trên tới hạn.
Nhược điểm của nồi hơi trực lưu là yêu cầu cấp nước phải đặc biệt sạch. Hơn
nữa do trữ lượng nước trong nồi ít (không có bao hơi) nên nồi hơi trực lưu thường chỉ
thực dụng khi phụ tải thay đổi ít.

Hình 2.9 Một kiểu lò hơi trực lưu.
10



 Nồi hơi đặc biệt:
Nồi hơi nhà máy điện nguyên tử khác so với nồi hơi đốt than, madút hoặc khí
đốt. Ở nồi hơi nhà máy điện nguyên tử không có quá trình buồng lửa, lượng nhiệt cần
thiết để sinh hơi được tỏa ra với một lượng khổng lồ trong lò phản ứng hạt nhân.

Hình 2.10 Nồi hơi nhà máy điện nguyên tử.
Trong việc phát triển kỹ thuật nồi hơi và buồng lửa một điều quan trọng, nhất là
đối với những nồi hơi có sản lượng lớn và thông số cao là độ tin cậy của thiết bị.
Phương hướng chung là:
 Tăng sản lượng đơn vị của một thiết bị;
 Tăng thông số của hơi quá nhiệt;
 Bảo đảm độ tin cậy cao;
 Bảo đảm độ kinh tế cao trong vận hành các khối lò hơi – tuabin có công suất
lớn.
2.2 Hiện trạng sử dụng nồi hơi ở nước ta:
2.2.1 Ý nghĩa của nồi hơi trong công nghiệp:
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nồi hơi có tầm quan
trọng nhất định. Trong công nghiệp thực phẩm, hơi nước không thể thiếu trong sản
xuất nhỏ như sấy, hấp, khử mùi… Trong công nghiệp dệt thì hơi nước dùng để nhuộm
vải, khử vi trùng…

11


2.2.2 Phân loại nồi hơi công nghiệp:
Tùy theo mục đích sử dụng mà cấu tạo nồi hơi có thể khác nhau, vì thế có thể
phân loại khác nhau:
 Phân loại theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa: Gồm lò ghi thủ công (ghi
cố định), lò ghi nữa cơ khí và lò ghi cơ khí, lò phun đốt nhiên liệu lỏng hay khí, đốt
bột than, thải xỉ lỏng hay xỉ khô, lò có buồng đốt xoáy…

 Phân loại theo chế độ tuần hoàn nước: Tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng
bức có bội số tuần hoàn lớn hoặc lò trực lưu.
 Phân loại theo lịch sử phát triển của nồi hơi: Nồi hơi kiểu bình, nồi hơi ống lò,
nồi hơi ống lửa, nồi hơi ống nước.
 Phân loại theo thông số hay công suất của lò hơi: Nồi hơi công suất thấp, nồi
hơi công suất trung bình, nồi hơi công suất cao hoặc siêu cao…
 Phân loại theo công dụng của nồi hơi: Nồi hơi tĩnh tại, nồi hơi di động và nữa di
động, nồi hơi công nghiệp, nồi hơi cho phát điện.
Ngoài ra còn nhiều kiểu phân loại khác.
2.2.3 Một số nồi hơi sử dụng ở Việt Nam:
 Nồi hơi ống lò - ống lửa nằm ngang:

Hình 2.11 Nồi hơi ống lò ống lửa nằm ngang.
12


 Nồi hơi ống nước:

Hình 2.12 Cấu tạo nồi hơi ống nước.

Hình 2.13 Hình dáng thực tế của nồi hơi ống nước.
 Nồi hơi ống nước thẳng đứng:

Hình 2.14 Nồi hơi ống nước kiểu đứng.
13


 Nồi hơi đốt than, củi:

Hình 2.15 Nồi hơi đốt than, củi.

2.3 Thực tế sử dụng nồi hơi trong công nghiệp tại Việt Nam:
2.3.1 Trong ngành điện:
Hơi quá nhiệt của nồi hơi đưa vào tuabin nhả nhiệt sinh công quay bộ cánh
tuabin với tốc độ 3000 [v/ph] làm quay động cơ phát điện, sinh ra dòng điện xoay
chiều 6 KV đưa lên lưới điện qua các máy biến thế tăng điện áp chuyển điện đi xa,
phục vụ các ngành sản xuất kinh doanh khác và phục vụ đời sống sinh hoạt xã hội.
Hiện nay, nước ta (kể cả các nước trên thế giới) nguồn nhiệt điện từ tuabin hơi
nước vẫn là chủ lực.
Các nhà máy phát điện, nếu nồi hơi bị sự cố ngừng hoạt động thì không phát
điện đưa lên lưới điện được. Vậy nồi hơi trong các nhà máy nhiệt điện được coi là trái
tim của nhà máy điện cũng đồng thời là trái tim của các xí nghiệp sản xuất, kinh doanh
khác dùng điện của lưới điện.
Nồi hơi dùng trong các nhà máy nhiệt điện là loại nồi hơi hoàn chỉnh ở nước ta,
thuộc loại trung áp. Một số nồi hơi cao áp và siêu cao áp, ví dụ nồi hơi nhà máy điện
Trà Nóc Cần Thơ (tại Hậu Giang) có áp suất 65 at, nhiệt độ hơi quá nhiệt 480oC; nhà
máy điện Uông Bí áp suất 110 at, nhiệt độ hơi quá nhiệt 520oC. Nếu nồi hơi nhà máy
nhiệt điện bị nổ thì sức phá hoại càng lớn gây tai nạn lao động và thiệt hại kinh tế đặc
biệt nghiêm trọng.

14


Hình 2.16 Nồi hơi tại nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1.
2.3.2 Ngành giao thông vận tải:
Từ lâu về trước, các tàu thủy, tàu lửa đều chạy bằng hơi nước của nồi hơi, dùng
hơi nước, dùng hơi nước đẩy piston trong xylanh máy động lực để chạy máy.

Hình 2.17 Tàu thủy, tàu lửa chạy bằng động cơ hơi nước.

Đối với các tàu thủy có công suất máy kéo lớn, người ta dùng máy tuabin, hơi

nước thổi vào các cánh quạt để quay tuabin làm quay chân vịt tàu.
2.3.3 Các ngành sản xuất công nghiệp kinh doanh dịch vụ:
Do tác dụng hữu ích của hơi nước trong việc gia công nhiệt làm ra nhiều sản
phẩm công nghiệp, nên hầu hết các ngành sản xuất, kinh doanh dịch vụ đã lần lượt
dùng nồi hơi cung cấp nhiệt hơi nước thay thế nguồn nhiệt điện trở mà nước ta đang
còn khó khăn nhiều về năng lượng điện.

15