Nồi hơi là bình chịu áp lực tạo ra hơi nước hoặc nước nóng bằng cách đun sôi nước trong buồng kín. Nhiệt cần thiết để đun sôi nước được tạo ra bằng cách đốt nguồn nhiên liệu trong buồng đốt nồi hơi, có thể là dầu diesel, nhiên liệu hóa thạch, than đá, v.v…
Hình ảnh nồi hơi ống nước
Mục đích sử dụng của nồi hơi trên tàu
Khi được sử dụng trên tàu, mục đích chính của nồi hơi là tạo ra hơi nước, có thể được sử dụng thêm cho một số quá trình truyền nhiệt. Nồi hơi hiện đại hiện nay được tích hợp với một hệ thống tận dụng nhiệt, giúp tối đa hóa việc sử dụng năng lượng và tăng hiệu suất tổng thể.
Để hiểu cách sử dụng nồi hơi trên tàu, điều cần thiết là phải hiểu phân loại rộng rãi nồi hơi hàng hải được sử dụng trên tàu:
- Nồi hơi chính
- Nồi hơi phụ
1. Nồi hơi chính
Nồi hơi chính tạo ra hơi nước áp suất cao cho hệ động lực đẩy của tàu. Hệ động lực đẩy này thường là một hệ thống tuabin hơi nước đòi hỏi đầu vào cấp hơi nước liên tục. Tàu thường sử dụng nhiên liệu nặng, nhưng với các quy định môi trường nghiêm ngặt mới, chúng cũng có thể hoạt động bằng cách sử dụng nhiên liệu dầu hỏa hàng hải (MGO) hoặc LNG, có mật độ năng lượng cao và lượng khí thải carbon thấp.
Nồi hơi tàu thủy đủ lớn để tạo ra lượng hơi nước cao, và chúng liên tục hoạt động ở áp suất cao và tải hơi cao.
Minh họa hệ thống động lực hơi nước
2. Nồi hơi phụ
Nồi hơi phụ là nồi hơi công suất thấp, kích thước nhỏ hơn các nồi hơi chính. Chúng tạo ra hơi nước áp suất thấp, được sử dụng để hâm sấy hàng hóa và nhiên liệu, sử dụng trong sinh hoạt và đôi khi là phát điện. Chúng được trang bị hệ thống nhiên liệu sử dụng loại nhiên liệu nhẹ hơn như dầu hỏa hàng hải hoặc dầu diesel hàng hải. Vì chúng nhỏ, thời gian đốt nồi và tắt nồi ít hơn so với nồi hơi chính, cho phép sinh hơi nước nhanh chóng.
Hệ thống sử dụng nồi hơi phụ
Bảng so sánh đặc điểm cơ bản nồi hơi chính và nồi hơi phụ tàu thủy
| Tính năng | Nồi hơi chính/ Nồi hơi động lực | Nồi hơi phụ |
Chức năng chính | Hệ động lực chính (trong tàu tuabin hơi nước) | Phục vụ các mục đích khác nhau trên tàu (sưởi ấm, vệ sinh, phát điện, v.v…) |
Kích thước và công suất | Kích thước lớn, công suất cao | Kích thước nhỏ hơn, công suất thấp hơn |
Áp suất hơi | Áp suất cao (đối với tuabin hơi) | Áp suất thấp hơn (thích hợp cho các dịch vụ phụ trợ) |
Loại nồi hơi | Thông thường kiểu nồi hơi ống nước cho hiệu suất và áp suất cao hơn | Kiểu ống lửa hoặc ống nước, tùy thuộc vào ứng dụng và kích thước tàu |
Nhiên liệu | Dầu nhiên liệu nặng, đôi khi với dầu diesel hoặc khí đốt tự nhiên | Dầu nhiên liệu nặng, dầu diesel, hoặc đôi khi là tận dụng khí thải từ động cơ chính |
Ví dụ | Tàu vận tải biển chuyên tuyến (lịch sử), một số tàu hải quân, tàu phá băng | Tàu chở dầu, tàu hàng, tàu du lịch, tất cả các loại tàu phục vụ phụ trợ |
Hệ động lực hơi nước: Nhiều tàu hải quân, tàu phá băng, tàu chở LNG và tàu biển chuyên tuyến cũ vẫn sử dụng hệ thống động lực hơi nước, bao gồm một hệ động lực tuabin hơi nước lớn được kết nối với chân vịt, đẩy các tàu cỡ lớn.
Nồi hơi chính cung cấp hơi nước áp suất cao, thay đổi từ 20 đến 60 bar tùy thuộc vào loại tàu và hệ thống động lực.
Phát điện: Một máy phát điện hơi nước, cũng sử dụng tuabin hơi nước, có thể tạo ra điện năng trên tàu. Nồi hơi phụ cung cấp hơi nước áp suất thấp cho máy phát tuabin hơi. Ở một số tàu, máy phát điện sự cố cũng có thể chạy bằng hơi nước.
Nồi hơi phụ cung cấp hơi nước trong phạm vi áp suất 6-15 bar tùy thuộc vào loại tàu và hệ thống động lực.
Hệ thống hâm sấy hàng hóa: Tàu chở dầu được đóng để chở một lượng lớn dầu trong hầm hàng của chúng. Điều quan trọng là phải hâm sấy lượng dầu hàng này khi tàu đi qua các khu vực khác nhau với biến động nhiệt độ; Nếu không, dòng chảy của hàng hóa này sẽ trở nên khó khăn trong quá trình nhận hoặc dỡ hàng do thay đổi độ nhớt. Nồi hơi phụ được sử dụng để hâm nóng các hầm chứa hàng hóa chở dầu thô, nhựa đường hoặc hóa chất để duy trì độ nhớt mong muốn.
Hâm nóng nhiên liệu: Nhiều tàu hoạt động bằng dầu nhiên liệu nặng khi chạy trên biển rộng, điều này khiến tàu cần phải có hệ thống tạo hơi nước đáng tin cậy để hâm nóng nhiên liệu nhớt này liên tục.
Hơi nước từ nồi hơi phụ được sử dụng để hâm nóng các két dầu nhiên liệu nặng để duy trì chính xác độ nhớt để bơm.
Vệ sinh két: Nhiều tàu chở dầu và tàu du lịch sử dụng hơi nước để làm vệ sinh hầm chứa hàng hóa và vệ sinh các khu vực khác nhau trên tàu. Hơi nước áp suất thấp từ nồi hơi phụ được sử dụng cho mục đích này.
Sử dụng trong sinh hoạt: Khu vực ăn ở - sinh hoạt của thuyền viên sử dụng hơi nước cho các mục đích sinh hoạt, bao gồm công việc bếp núc, nước nóng vòi sen trong cabin thuyền viên, giặt ủi, v.v..., được cung cấp bởi nồi hơi phụ áp suất thấp.
Ở tàu du lịch, nhu cầu hơi nước trong sinh hoạt rất cao do số lượng hành khách lớn, do đó nồi hơi phụ kích thước lớn được lắp đặt để phục vụ cho các nhu cầu.
Đường ống phá băng: Hơi nước được sử dụng để phá băng các khu vực trên boong và thiết bị khác nhau khi tàu hoạt động ở vùng lạnh. Một ống dẫn hơi nước truy theo được cung cấp trong buồng máy và trên boong tàu, kết nối với tất cả các đường ống nhiên liệu và đường ống nước, giữ nóng cho toàn bộ hệ đường ống, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết lạnh.
Không thể tưởng tượng các hoạt động của tàu mà không có nồi hơi, vì chúng cấp một nguồn hơi nước đáng tin cậy và linh hoạt, phục vụ cho nhu cầu sử dụng của thủy thủ đoàn và hành khách và các chức năng và hệ thống khác nhau của tàu để giúp vận hành tàu mà không gặp bất kỳ rắc rối nào.
Vincent Nguyen
Nguồn: Marine Insight - 27/06/2024
