GIẢI PHÁP QUAN TRẮC TRONG HỆ THỐNG GIA NHIỆT VÀ BƠM CẤP CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Trong các nhà máy nhiệt điện, nước cấp trước khi đưa vào lò hơi cần được xử lý và kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng phù hợp với yêu cầu vận hành. Việc giám sát liên tục các thông số hóa lý trong giai đoạn gia nhiệt và bơm cấp giúp hạn chế nguy cơ ăn mòn, cáu cặn, đồng thời duy trì hiệu suất truyền nhiệt và tuổi thọ thiết bị.

Bài viết này trình bày các thành phần cơ bản của hệ thống gia nhiệt và bơm cấp trong nhà máy nhiệt điện, các chỉ tiêu thường được quan trắc, cũng như giải pháp ứng dụng thiết bị đo lường từ HACH nhằm đáp ứng yêu cầu kiểm soát chất lượng nước cấp theo thực tiễn vận hành.

1. Các thành phần chính, nguyên lý hoạt động và vai trò của hệ thống gia nhiệt và bơm cấp trong nhà máy nhiệt điện 

Trong chu trình nhiệt điện, hệ thống gia nhiệt và bơm cấp đóng vai trò trung gian giữa giai đoạn xử lý nước cấp và quá trình sinh hơi trong lò hơi. Cấu trúc hệ thống này thường bao gồm ba thành phần chính: thiết bị khử khí (deaerator), bộ gia nhiệt (heaters) và bơm cấp (feed pump). Mỗi thành phần đóng vai trò riêng biệt trong việc xử lý và chuẩn bị nước cấp cho quá trình sinh hơi. 

Tham khảo bài viết: Chu trình nước trong nhà máy điện: Nguyên lý và các thông số quan trọng

1.1. Thiết bị khử khí (Deaerator) 

• Chức năng: Khử khí hòa tan, đặc biệt là oxy (O₂) và carbon dioxide (CO₂) - các tác nhân gây ăn mòn nghiêm trọng trong hệ thống đường ống, bộ trao đổi nhiệt và bề mặt kim loại của lò hơi. 

• Nguyên lý hoạt động: Kết hợp quá trình gia nhiệt nước và giảm áp suất từng phần để loại bỏ khí hòa tan. Quá trình này thường được thực hiện trong môi trường áp suất thấp, nơi hơi bão hòa được sử dụng để đẩy các khí ra khỏi nước. 

• Thông số vận hành: Tùy thuộc vào thiết kế hệ thống, nước cấp được gia nhiệt đến gần nhiệt độ sôi tại áp suất làm việc của thiết bị khử khí. Trong nhiều hệ thống công nghiệp, nhiệt độ này thường dao động quanh mức 105–110°C. 

1.2. Bộ gia nhiệt (Heaters) 

• Chức năng: Tăng nhiệt độ nước cấp sau quá trình khử khí nhằm tiệm cận điều kiện đầu vào yêu cầu của lò hơi. 

• Nguyên lý hoạt động: Nhiệt được truyền từ hơi trích của tua-bin qua các bộ trao đổi nhiệt kiểu ống chùm. Quá trình này giúp tăng nhiệt độ nước mà không làm thay đổi áp suất lớn, đảm bảo ổn định hệ thống cấp nước. 

• Mục tiêu: Giảm sự chênh lệch nhiệt giữa nước cấp và nhiệt độ lò hơi, từ đó hạn chế hiện tượng sốc nhiệt và tăng hiệu quả trao đổi nhiệt trong quá trình bay hơi. 

1.3. Bơm cấp (Feed Pump) 

• Chức năng: Bơm nước đã qua xử lý và gia nhiệt vào lò hơi với áp suất phù hợp với yêu cầu thiết kế (có thể lên tới hàng chục bar). 

• Nguyên lý hoạt động: Bơm ly tâm nhiều tầng cánh hoặc bơm pit-tông sử dụng năng lượng cơ học để tạo áp suất cao cho dòng nước. Cấu trúc nhiều tầng cho phép nâng áp một cách ổn định và tiết kiệm năng lượng. 

• Yêu cầu: Bơm cần đảm bảo áp suất đầu ra cao, vận hành ổn định và lưu lượng đủ để duy trì chu trình cấp nước liên tục. 

2. Các chỉ tiêu quan trắc cần thiết trong nước cấp 

Việc kiểm soát chất lượng nước cấp trước khi đưa vào lò hơi có ý nghĩa đặc biệt quan trọng nhằm hạn chế ăn mòn, hình thành cáu cặn và đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt ổn định. Các thông số thường được quan trắc trong hệ thống gia nhiệt và bơm cấp của nhà máy nhiệt điện, theo hướng dẫn kỹ thuật và thông lệ vận hành trong ngành năng lượng bao gồm: 

Tùy theo cấp áp suất và thiết kế của hệ thống hơi – nước, nhà máy sẽ có quy trình giám sát và ngưỡng kiểm soát riêng cho từng chỉ tiêu. Các thiết bị quan trắc liên tục hiện nay cho phép giám sát theo thời gian thực, giúp cảnh báo sớm các nguy cơ vận hành và hỗ trợ tối ưu hóa sử dụng hóa chất xử lý. 

3. Giải pháp thiết bị quan trắc và giám sát từ HACH  

Đối với hệ thống gia nhiệt và bơm cấp, HACH - thương hiệu hàng đầu trong lĩnh vực phân tích nước, cung cấp các thiết bị đo online có khả năng giám sát liên tục các chỉ tiêu hóa lý quan trọng, giúp phát hiện sớm sự cố và tối ưu hiệu suất vận hành. 

Tương ứng với các chỉ tiêu: 

• Máy phân tích Silica model 5500sc: thiết bị phân tích Silica tự động, liên tục được thiết kế chuyên biệt cho các ứng dụng nước cấp lò hơi, nước ngưng tụ và nước khử khoáng – nơi yêu cầu kiểm soát Silica ở nồng độ cực thấp để tránh đóng cặn trên bề mặt ống lò và tuabin. 

• Máy phân tích Phosphate model 5500sc: Tương tự với máy phân tích Silica, đây cũng là thiết bị phân tích phosphate tự động ứng dụng chuyên biệt cho nước cấp lò hơi nhằm kiểm soát phosphate trong hệ thống để ngăn ngừa ăn mòn và cáu cặn. 

• Thiết bị đo Oxy hòa tan HACH Orbisphere 410/ K1100: Dòng thiết bị chuyên dùng cho ngành nhiệt điện, có thể đo nồng độ DO ở mức ppb. Đây là hệ thống đo oxy hòa tan (DO) chất lượng cao, sử dụng công nghệ cảm biến quang học tiên tiến, được thiết kế đặc biệt để giám sát oxy trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác và độ ổn định cao. 

• Cảm biến độ dẫn điện 831x (Conductivity): HACH cung cấp các đầu đo độ dẫn với nhiều dải đo, thiết kế độ dẫn tiếp xúc cho độ chính xác cao ứng dụng cho nước siêu tinh khiết, CIP, lò hơi/ nước ngưng. 

• Cảm biến pH và ORP HACH 9523 sc: pH thường được duy trì ở mức kiềm nhẹ để bảo vệ bề mặt kim loại, được ứng dụng trong việc giám sát pH và thế oxy hóa khử tại nhiều điểm trong chu trình nước – hơi. 

Tất cả các thiết bị nêu trên đều được thiết kế để vận hành ổn định trong môi trường công nghiệp khắt khe, đồng thời hỗ trợ chuẩn đoán tình trạng cảm biến, lên lịch bảo trì và ghi lại dữ liệu phục vụ cho mục đích kiểm soát chất lượng.

Thiết bị phân tích Silica tự động, liên tục

Tham khảo thêm bài viết: Phân tích chỉ tiêu Sodium (Natri) trong nhà máy nhiệt điện

4. Lợi ích của việc quan trắc tự động các chỉ tiêu trong hệ thống gia nhiệt và bơm cấp của nhà máy nhiệt điện 

Việc triển khai quan trắc tự động trong hệ thống gia nhiệt và bơm cấp mang lại nhiều lợi ích rõ ràng trong quá trình vận hành nhà máy nhiệt điện như: 

• Giám sát liên tục các thông số quan trọng giúp nhân sự vận hành phát hiện sớm các biến động bất thường trong chất lượng nước cấp. 

• Dữ liệu liên tục từ cảm biến giúp tối ưu liều lượng hóa chất xử lý làm giảm nguy cơ thiếu hoặc thừa hóa chất dễ gây nên cáu cặn hoặc ăn mòn. 

• Các thiết bị đo online có thể hoạt động 24/7, giảm số lần lấy mẫu, đặc biệt hữu ích tại các điểm khó tiếp cận hoặc trong thời gian vận hành cao tải. 

• Bộ điều khiển và phần mềm thu thập dữ liệu (SCADA/DCS) cho phép lưu trữ, thống kê và phân tích dữ liệu lịch sử – phục vụ công tác kiểm toán nội bộ, truy vết nguyên nhân sự cố hoặc tối ưu quy trình vận hành. 

Việc tích hợp hệ thống quan trắc tự động không chỉ nâng cao độ tin cậy của hệ thống cấp nước, mà còn đáp ứng yêu cầu kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt trong các nhà máy hiện đại, đặc biệt trong bối cảnh tiêu chuẩn vận hành ngày càng cao. 

Trong hệ thống nhà máy nhiệt điện, chất lượng nước cấp ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ thiết bị, hiệu suất vận hành và độ an toàn của toàn bộ nhà máy. Việc áp dụng giải pháp quan trắc tự động với các thiết bị phân tích chuyên dụng từ HACH cho phép kiểm soát chặt chẽ các thông số như độ dẫn điện, pH, silica, phosphate... tại các điểm quan trọng trong dây chuyền xử lý. Đây là công cụ hỗ trợ đắc lực để nhà máy chủ động ứng phó với các biến động chất lượng nước, tối ưu hóa quá trình xử lý hóa chất, đồng thời đáp ứng các yêu cầu giám sát nghiêm ngặt trong các tiêu chuẩn vận hành hiện nay. 

Liên hệ với chúng tôi:

Công ty cổ phần thiết bị công nghệ AQUA  

Văn phòng đại diện:  23 Đường Số 4, Cư Xá Chu Văn An, Phường Bình Thạnh, TP.HCM. 

Văn phòng giao dịch: Số 2 đường 5, Khu phố 67, Phường Hiệp Bình, TP HCM.

Hotline:  0909 246 726  

Tel: 028 6276 4726  

Email: info@aquaco.vn