Duy trì hiệu suất và độ an toàn của nồi hơi đòi hỏi phải giám sát hệ thống các bộ phận dễ mài mòn. Các nồi hơi công nghiệp hoạt động trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao, với hơn 30% sự cố linh kiện được xác định là do bỏ qua các kiểm tra bảo trì theo các nghiên cứu độ tin cậy ngành công nghiệp (Báo cáo Hệ thống Nồi Hơi 2024).
Một danh sách kiểm tra bảo trì nồi hơi có cấu trúc đảm bảo rằng các bộ phận quan trọng không bị bỏ sót trong quá trình kiểm tra. Việc kiểm tra đồng hồ áp suất hàng ngày và các thử nghiệm cháy định kỳ hàng quý giúp phát hiện sớm dấu hiệu suy giảm van hoặc bất ổn ngọn lửa, làm giảm chi phí sửa chữa đến 72% so với các chiến lược bảo trì khắc phục sự cố.
Tập trung vào bảy bộ phận ưu tiên cao:
Việc thay thế chủ động các bộ phận điều khiển áp suất đã cũ tránh được 89% tình trạng tắt khẩn cấp trong môi trường công nghiệp. Một nghiên cứu điển hình năm 2023 cho thấy các cơ sở thực hiện chương trình thay gioăng dự đoán đã giảm rò rỉ hơi nước tới 64% và cắt giảm ngân sách bảo trì hàng năm từ 18.000–27.000 USD mỗi đơn vị lò hơi.
Các van an toàn nồi hơi hoạt động nhằm ngăn ngừa các tình huống quá áp nguy hiểm bằng cách xả bớt áp suất khi cần thiết. Việc kiểm tra định kỳ rất quan trọng vì các bộ phận bên trong những van này, như lò xo và gioăng đệm, có xu hướng bị mài mòn theo thời gian. Nghiên cứu Ponemon năm 2023 cho thấy các van không được bảo trì định kỳ thực tế đã không hoạt động đúng cách trong khoảng 22% các sự cố quá áp. Các công ty thực hiện chế độ bảo trì định kỳ, bao gồm các việc như mài mặt đế và điều chỉnh lò xo, sẽ giảm đáng kể nguy cơ hỏng hóc xuống khoảng 89%, hiệu quả hơn nhiều so với việc chỉ thay thế van sau khi chúng bị hỏng. Hầu hết các nhà sản xuất khuyên nên thay thế toàn bộ van từ ba đến năm năm một lần do hư hại không thể tránh khỏi gây ra bởi sự tiếp xúc liên tục với hơi nước và sự tích tụ khoáng chất bên trong hệ thống.
Các công tắc áp suất về cơ bản đóng vai trò là bộ não trong hệ thống an toàn nồi hơi, tự động tắt hệ thống khi áp suất vượt quá 15 psi hoặc nhiệt độ đạt khoảng 250 độ Fahrenheit trong hầu hết các thiết lập. Theo các báo cáo ngành công nghiệp gần đây, sự cố liên quan đến chỉ một công tắc áp suất bị lỗi đã chiếm gần 4 trên 10 vi phạm an toàn nồi hơi được báo cáo với OSHA năm ngoái, điều này thực sự nhấn mạnh tầm quan trọng của các linh kiện này trong việc tuân thủ quy định. Hầu hết các hướng dẫn bảo trì hiện hành yêu cầu kiểm tra các công tắc này hàng tháng bằng tay với các dụng cụ hiệu chuẩn phù hợp để đảm bảo chúng vẫn phản ứng chính xác tại các ngưỡng cài đặt. Ngày nay, phần lớn các nồi hơi thương mại đều được trang bị hai công tắc áp suất riêng biệt như biện pháp bảo vệ dự phòng, điều này đã trở nên gần như bắt buộc trên toàn diện trong các môi trường công nghiệp.
Một nhà máy sản xuất tại khu vực Trung Tây đã tránh được khoản tổn thất thiết bị tiềm năng lên tới 2 triệu đô la bằng cách thay thế các van an toàn cũ trong quá trình bảo trì định kỳ. Phân tích sau sự cố cho thấy các van hiện có đã mất đi 40% khả năng nâng do bị xói mòn bởi hơi nước. Hiện nay, cơ sở này sử dụng phương pháp kiểm tra độ dày bằng sóng siêu âm để lên lịch thay thế trước khi các van đạt đến giai đoạn mài mòn nghiêm trọng.
Các van an toàn được kết nối với công nghệ IoT và trang bị cảm biến áp suất tích hợp đã giảm nhu cầu kiểm tra trực tiếp khoảng hai phần ba, đồng thời cung cấp các bản cập nhật hiệu suất liên tục ngay tại đầu ngón tay chúng tôi. Khi có sự cố xảy ra, những van thông minh này thực sự thông báo cho chúng tôi trước khi vấn đề trở nên nghiêm trọng. Chúng phát hiện những điều như van phản ứng chậm hoặc rò rỉ nhỏ mà không ai nhận thấy được nếu không có chúng. Và bạn biết điều gì không? Những sự cố nhỏ này lại chiếm gần một phần ba số lần tắt lò bất ngờ. Các công ty chuyển sang công nghệ mới hơn này cũng đã ghi nhận những kết quả đáng kinh ngạc. Hầu hết trong số họ cho biết các lần tắt khẩn cấp liên quan đến sự cố áp suất đã giảm từ mức trước đây xuống chỉ còn 9% so với khi sử dụng hệ thống cũ.
Các hệ thống nồi hơi hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào các cơ chế điều khiển nước cấp để duy trì mức nước ở ngưỡng phù hợp thông qua các van và bơm tự động trong suốt quá trình vận hành. Khi mọi thứ bắt đầu lệch khỏi quỹ đạo, các cảm biến mức như công tắc phao hoặc đầu dò dẫn điện sẽ kích hoạt để thực hiện các điều chỉnh cần thiết trước khi tình trạng trở nên mất kiểm soát, điều này thực sự quan trọng nhằm ngăn ngừa hư hỏng do vận hành trong tình trạng thiếu nước. Nhìn cụ thể vào các nồi hơi hơi nước, hồ sơ bảo trì từ ASME cho thấy khoảng 42 phần trăm tất cả các phản ứng an toàn tự động là do các thành phần chính xác này, theo số liệu năm 2023. Mức độ phân tích như vậy làm nổi bật tầm quan trọng của việc quản lý nước đúng cách trong các môi trường công nghiệp, nơi mà sự cố nồi hơi có thể gây ra gián đoạn lớn.
Thiết bị cắt thấp dưới mức nước (LWCOs) đóng vai trò là biện pháp bảo vệ cuối cùng chống lại hiện tượng cháy khô nghiêm trọng bằng cách tắt bộ đốt khi mức nước giảm xuống dưới ngưỡng an toàn. Các dạng hỏng hóc phổ biến bao gồm:
Mặc dù được phân loại là thành phần Mức độ An toàn 2 (SIL 2), 63% quản lý viên cơ sở báo cáo việc bảo trì cảm biến LWCO mỗi 6 tháng —vượt xa khoảng thời gian khuyến nghị hàng năm của nhà sản xuất. Sự chênh lệch này bắt nguồn từ các cặn khoáng trong nước cấp làm giảm độ nhạy của cảm biến 0,3% mỗi tuần, như được chỉ ra trong nghiên cứu hệ thống nhiệt năm 2023 của Đại học Michigan.
Một phân tích năm 2023 của NIST cho thấy các cơ sở áp dụng các quy trình này đã giảm sự cố cháy khô lên đến 79%trong khi kéo dài tuổi thọ linh kiện thêm 23%.
Bảo trì đúng cách các bộ phận hệ thống cháy đảm bảo vận hành an toàn và tối đa hóa hiệu suất nồi hơi. Những bộ phận quan trọng này điều khiển việc cung cấp nhiên liệu và xác minh độ ổn định của ngọn lửa trong các chu kỳ đánh lửa, ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của hệ thống.
Hãy coi các cảm biến dò lửa như đôi mắt của nồi hơi, theo dõi việc cháy có diễn ra ổn định hay không bằng cách sử dụng cảm biến UV hoặc IR. Sau nhiều tháng vận hành, các vấn đề bắt đầu xuất hiện khi bụi than bám vào thấu kính và các bộ phận bị mài mòn theo thời gian. Điều này làm giảm độ nhạy của thiết bị, dẫn đến nguy cơ tắt máy không cần thiết hoặc tệ hơn là không phát hiện được khi ngọn lửa đã tắt hoàn toàn. Hầu hết những người trong ngành đều biết từ thực tế rằng các que dò lửa tiêu chuẩn cần được thay thế khoảng ba đến năm năm một lần. Các đầu quét quang học lại có tuổi thọ ngắn hơn, đặc biệt ở những nơi có nhiều hạt bụi lơ lửng. Tin tốt là việc giữ cho các cảm biến này sạch sẽ và hiệu chuẩn đúng cách có thể kéo dài tuổi thọ đáng kể. Theo hướng dẫn an toàn mới được công bố năm ngoái, các quy trình bảo trì tương tự như những khuyến nghị trong Báo cáo An toàn Cháy mới nhất thực tế có thể nhân đôi tuổi thọ hữu ích của chúng trong nhiều trường hợp.
Các van đóng vai trò then chốt trong việc ngăn nhiên liệu chảy khi không nên, ví dụ như trong quá trình dừng thiết bị hoặc khi ngọn lửa tắt bất ngờ. Khi các van này bị kẹt, thường là do tích tụ muội than hoặc các gioăng phớt bị xuống cấp theo thời gian, chúng trở thành một trong những nguyên nhân chính gây rò rỉ nhiên liệu nguy hiểm. Theo nghiên cứu công bố năm ngoái, gần ba phần tư (72%) các sự cố liên quan đến quá trình cháy nổ thực tế bắt nguồn từ lỗi trong hệ thống ngắt cung cấp nhiên liệu. Các hệ thống hiện đại thường được trang bị hai van riêng biệt hoạt động đồng thời cho cả đèn mồi và đường ống gas chính. Hầu hết các tiêu chuẩn an toàn yêu cầu kiểm tra các hệ thống này ít nhất một lần mỗi mười hai tháng thông qua phương pháp thử nghiệm giảm áp suất để đảm bảo hệ thống không bị rò rỉ và vận hành ổn định.
Sự tích tụ muội than trên các vòi phun đầu đốt làm xáo trộn tỷ lệ không khí-nhiên liệu, làm tăng phát thải và giảm hiệu quả truyền nhiệt. Việc kiểm tra định kỳ hàng quý cần kiểm tra các bộ khuếch tán bị cong vênh, các lỗ phun bị tắc nghẽn và hiện tượng ăn mòn. Các nồi hơi hiệu suất cao thường được tích hợp cơ chế tự làm sạch, nhưng việc vệ sinh bằng chổi thủ công vẫn rất cần thiết đối với các thiết bị đốt dầu nặng hoặc sinh khối.
Mặc dù các hệ thống điều chỉnh tự động tối ưu hóa quá trình cháy theo thời gian thực bằng cảm biến O₂, các nhà phê bình cho rằng chúng làm giảm kỹ năng xử lý sự cố của kỹ thuật viên. Những người ủng hộ phản bác rằng tự động hóa ngăn ngừa sai sót do con người, dẫn đến giảm 22% số cuộc gọi dịch vụ liên quan đến hiệu suất kể từ năm 2020. Cuộc tranh luận tập trung vào việc cân bằng giữa các thuật toán dự đoán và khả năng thích ứng vận hành trong các môi trường công nghiệp đa dạng.
Các gioăng trên nồi hơi phải trải qua những thay đổi nhiệt độ nghiêm trọng mỗi ngày khi đang vận hành, giãn nở và co lại khoảng 0,15 inch cho mỗi foot chiều dài khi nóng lên và nguội đi. Tất cả sự giãn nở và co ngót này thực sự làm hao mòn vật liệu, đặc biệt rõ rệt ở các cửa kiểm tra lớn và các lỗ kiểm tra nhỏ hơn nơi ngọn lửa tác động trực tiếp. Theo quan sát của nhiều kỹ sư nhà máy trong thời gian dài, các loại gioăng bằng cao su có xu hướng bị hư hỏng nhanh hơn khoảng 40 phần trăm so với loại bằng graphite khi sử dụng trong các hệ thống hơi nước dưới áp suất. Lý do là gì? Về cơ bản, các phân tử trong cao su không chịu được tốt trước ứng suất liên tục từ nhiệt và áp suất.
Khi kính quan sát bị mờ hoặc các vật liệu đệm bắt đầu xuất hiện hiện tượng đổi màu, đó thường là dấu hiệu đầu tiên cho thấy gioăng phớt có vấn đề. Dữ liệu ngành công nghiệp từ năm ngoái phân tích khoảng 2.100 nhật ký bảo trì và phát hiện gần hai phần ba các sự cố tắt lò hơi liên quan đến điều khiển mức nước thực tế bắt nguồn từ gioăng kính quan sát bị lỗi. Các bộ phận này đóng vai trò như hệ thống cảnh báo sớm đối với nhân viên vận hành nhà máy. Vậy điều gì xảy ra tiếp theo? Nếu các buồng làm kín không được nén đúng theo thông số kỹ thuật, hơi nước sẽ bắt đầu rò rỉ với tốc độ đáng lo ngại, đôi khi cao gấp ba lần so với bình thường. Các kỹ thuật viên biết rằng cần kiểm tra những khu vực này trước tiên vì chúng thường là điểm yếu nhất trong nhiều hệ thống công nghiệp.
Các cuộc kiểm tra nhà máy gần đây cho thấy gần một phần ba các rò rỉ nồi hơi kéo dài bắt nguồn từ gioăng hoặc các con dấu chịu lửa bị xuống cấp chứ không phải từ các bình chịu áp lực chính. Ứng suất nhiệt tập trung tại các mối nối bích, nơi nhiệt độ có thể tăng vọt lên cao hơn 200°F so với mức trung bình của hệ thống trong thời gian tải cao điểm, làm tăng tốc độ mài mòn.
Các quét nhiệt ảnh hồng ngoại trong quá trình kiểm tra lớp cách nhiệt có thể phát hiện các dị thường nhiệt nhỏ tới 0,04 inch—điều này rất quan trọng để nhận biết sự phân hủy sợi gốm ở giai đoạn đầu. Lớp cách nhiệt buồng đốt thông thường cho thấy mức độ mài mòn đo được sau 8–12 tháng vận hành, với tốc độ xói mòn tăng gấp đôi khi độ lệch của đầu đốt vượt quá 3° so với mức tối ưu.
Kiểm tra độ dày bằng sóng siêu âm rất quan trọng để giám sát các bộ phận bằng thép carbon tiếp xúc với ngưng tụ. Dữ liệu từ 450 cơ sở cho thấy đường ống cấp nước mất từ 0,002 đến 0,005 inch độ dày thành mỗi năm, với tốc độ ăn mòn tăng thêm 170% khi mức pH lệch khỏi dải 8,5–9,5.
Các bộ phận chính bao gồm van xả an toàn, cảm biến ngọn lửa, thiết bị ngắt khi thiếu nước, gioăng và phớt, van ngắt nhiên liệu, lớp lót chịu lửa và bề mặt trao đổi nhiệt.
Việc bảo trì định kỳ van xả an toàn là rất cần thiết để ngăn ngừa tình trạng quá áp. Theo thời gian, các bộ phận như lò xo và phớt bị mài mòn, dẫn đến tỷ lệ hỏng hóc lên tới 22% trong các sự cố quá áp nếu không được bảo trì.
Các thiết bị ngắt nước thấp thường gặp các vấn đề như hiện tượng tích tụ cặn, mài mòn cơ học trong cụm buồng phao và ăn mòn tại các đầu dò, có thể dẫn đến cảnh báo sai hoặc sự cố ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.
Các cảm biến thông minh kết nối với công nghệ IoT giảm thiểu việc kiểm tra thủ công bằng cách cung cấp cập nhật liên tục và phát hiện sớm các sự cố tiềm ẩn như van phản ứng chậm hoặc rò rỉ nhỏ trước khi chúng trở thành vấn đề nghiêm trọng.
Tin Tức Nổi Bật2025-08-21
2025-02-21
2025-02-20
2025-02-20
2025-02-20
2025-02-20
STIEFEL(GUANGDONG) ENV. PROTECTION Ltd. cung cấp thiết bị đốt và gas chất lượng cao cho các ứng dụng công nghiệp. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng, nghiên cứu phát triển nghiêm ngặt và kiểm soát chất lượng của chúng tôi đảm bảo hiệu suất tối ưu. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay.
EN
