Giải pháp hồi nhiệt từ hơi Flash Steam bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm

Hơi nước (steam) được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất, khách sạn, bệnh viện, thực phẩm, công nghiệp chế biến, dược phẩm. Hơi nước có nhiều ưu điểm như giá trị nhiệt lượng cao trên mỗi tấn, giá thành rẻ và không cần phải dùng bơm để trung chuyển trong thời gian dài với khoảng cách lớn. Để cải thiện hiệu suất sử dụng nhiệt và bảo toàn năng lượng của hệ thống hơi góp phần tối ưu hóa hệ thống hơi của nhà máy, tiết kiệm chi phí năng lượng, tăng khả năng cạnh tranh cho doanh nghiệp thì vấn đề thu hồi nhiệt từ hơi flash trong hệ thống hơi là điều rất cần thiết.

Hơi Flash Steam là gì?

Flash steam là hơi nước được hình thành khi nước ngưng tụ của hơi bão hòa trong hệ thống hơi có áp suất cao (nhiệt độ bão hòa và enthanpy cao) xả qua bẫy hơi giảm xuống áp suất thấp (có nhiệt độ bão hòa và enthanpy thấp hơn) sẽ làm cho một phần nước ngưng tụ bốc hơi trở lại, hơi này được gọi là hơi flash. Hơi này thường được xả bỏ ra ngoài môi trường và đây là sự lãng phí lớn về năng lượng nếu không được tận dụng.

Hơi flash steam bị thải bỏ trong hệ thống hơi

Thu hồi nhiệt từ hơi flash steam bằng thiết bị trao đổi nhiệt Alfa Laval

Sơ đồ hệ thống thu hồi nhiệt từ hơi flash steam

Sơ đồ dưới đây cho thấy một chu trình sử dụng hơi nước đơn giản trong đó hơi nước sinh ra tại lò hơi được sử dụng cho nhiều quá trình khác nhau với áp suất hơi 3 bar, nhiệt độ hơi 133°C giải phóng nhiệt bằng cách ngưng tụ và nước ngưng quay trở lại bể ngưng tụ. Khi không ngưng tụ, hơi nước di chuyển cùng với nước ngưng thường thoát ra ngoài bầu không khí dưới dạng hơi nước bốc lên (hơi flash). Đây là điều không mong muốn vì hơi flash không được tận dụng lại, lò hơi cần phải cấp thêm nước để bổ sung lượng nước thất thoát này. Nước cấp vào lò hơi thường là loại nước đã được xử lý ( Nước RO/ nước đã được xử lý để tránh đóng cáu cặn trong lò hơi) nên sẽ tốn thêm chi phí này.

Sơ đồ hệ thống thu hồi nhiệt từ hơi flash bằng thiết bị trao đổi nhiệt Alfa Laval

Để thu hồi nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Alfa Laval (GPHE) được lắp đặt với một bình tách hơi. Nhiệt thu hồi từ hơi flash có thể tạo ra nước nóng dùng cho quá trình vệ sinh nhà máy, nhu cầu tắm rửa, sinh hoạt hoặc cho các hệ thống sưởi ấm văn phòng, quay trở lại quá trình sản xuất, gia nhiệt sơ bộ cho nước cấp vào lò hơi…

Thiết bị trao đổi nhiệt ứng dụng để thu hồi nhiệt từ hơi nước

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Alfa Laval dùng cho các ứng dụng trao đổi nhiệt giữa hơi và nước có thiết kế hình dạng các tấm ngắn và rộng hai bên, cho phép kết nối đường ống lớn và khoảng cánh kênh trao đổi nhiệt rộng. Điều này ngược lại với thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt giữa chất lỏng với chất lỏng: tấm trao đổi nhiệt tăng về chiều cao, khoảng cách kênh trao đổi nhiệt hẹp, đường kính kết nối nhỏ.

Alfa Laval TS6-M và TS20-M được thiết kế chuyên cho các ứng dụng về hơi nước và hoàn hảo cho việc thu hồi nhiệt từ hơi nước nhanh với mức giảm áp suất hơi tối thiểu, vì hơi nước flash thường bay hơi nhanh thường ở áp suất khí quyển.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Alfa Laval model TS6-M

Tỷ lệ thu hồi nước ngưng tụ

Công nghệ thu hồi nhiệt hiệu quả từ hơi flash là phù hợp nhất với các bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đệm, đặc biệt là các dòng được thiết kế cho hơi nước ở trên. Tỷ lệ thu hồi nước ngưng tụ phụ thuộc vào ngành công nghiệp và quy trình. Bảng dưới đây cho thấy tỷ lệ thu hồi nước ngưng tụ cho các ứng dụng khác nhau:

 Trong ứng dụng thu hồi nhiệt từ hơi flash, hơi flash được kết nối với đầu phía trên của thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm Alfa Laval và được ngưng tụ với tổn thất áp suất hơi là nhỏ nhất. Ngược lại, nước lạnh được kết nối với đầu phía dưới của thiết bị trao đổi nhiệt và được gia nhiệt bằng hơi flash ngưng tụ.

Tính toán mức tiết kiệm trên một tấn hơi flash ngưng tụ

• Hơi flash có nhiệt độ 103 ^oC, áp suất hơi 1,1 bar
• Sản lượng hơi flash: 100 kg/h
• Thời gian sản xuất 8h/ ngày và 26 ngày/ tháng và 12 tháng/năm
• Chi phí gia nhiệt bằng điện khoảng: 2700 VND/Kwh
• Lưu lượng nước 1793 kg/h, nhiệt độ gia nhiệt từ 20 ^oC lên đến 50 ^oC
• Đầu tư thiết bị trao đổi nhiệt GPHE và hệ thống 70.000.000~80.000.000 (VND)

Lượng nhiệt tiết kiệm được là 63 kw, thời gian hoàn vốn đầu tư: 2 tháng

ROI (Return on Investment) by Alfa Laval – Công cụ hỗ trợ tính toán thời hoàn vốn khi đầu tư thêm hệ thống thu hồi nhiệt.

Với những ích lợi kể trên, việc sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm để tận dụng nguồn nhiệt từ tháp giải nhiệt trong các nhà máy, tòa nhà cao tầng hay cơ sở sản xuất mang lại hiệu quả to lớn giúp tiết kiệm chi phí sản xuất, góp phần bảo vệ môi trường.

Bạn cần tìm hiểu thêm về thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm, vui lòng liên hệ chúng tôi qua hotline: 0379 586 886 .  Công ty cổ phần cơ điện GOMEC – đối tác phân phối ủy quyền chính hãng của  Alfa Laval tại Việt Nam sẽ hỗ trợ tư vấn trực tiếp cho bạn những giải pháp hiệu quả và tiết kiệm nhất cho công trình của bạn.

CÔNG TY CỔ PHẦN CƠ ĐIỆN GOMEC VIỆT NAM

Số 68, LK 23, Khu đô thị Vân Canh, Hoài Đức, Hà Nội

Hotline: 0379 586 886

Fanpage: GOMEC Vietnam