Bảo ôn cho hệ thống lò hơi & thiết bị nhiệt – Theo độ dày & mật độ

Tại sao cần bảo ôn cho lò hơi và thiết bị nhiệt công nghiệp?

Hiệu suất nhiệt của lò hơi công nghiệp phụ thuộc chặt chẽ vào khả năng giữ nhiệt. Trong quá trình vận hành, nếu bề mặt lò hơi không được bảo ôn, nhiệt độ có thể đạt tới 350-450°C, dẫn đến tổn thất nhiệt từ 8-12% tổng năng lượng đầu vào. Với một lò hơi có công suất 10 tấn/giờ, lượng năng lượng bị lãng phí tương đương khoảng 80-120kg than đá hoặc 40-60 lít dầu FO mỗi giờ. 

Không chỉ mang lại lợi ích kinh tế, việc bảo ôn còn giúp đảm bảo an toàn cho người vận hành, kéo dài tuổi thọ của thiết bị và duy trì nhiệt độ ổn định cho các quy trình sản xuất. Đặc biệt, đối với các nhà máy áp dụng hệ thống quản lý năng lượng ISO 50001, tối ưu hóa bảo ôn là một yêu cầu bắt buộc.

Những khu vực bắt buộc phải bảo ôn trong hệ thống

Ống dẫn hơi – ống cấp nhiệt

Đường ống dẫn hơi là khu vực gây thất thoát nhiệt nhiều nhất trong hệ thống, đặc biệt khi hơi hoạt động ở áp suất cao (8-12 bar) và nhiệt độ từ 180-250°C. Mỗi mét ống không được bảo ôn có thể làm mất đi từ 400-600W nhiệt năng, tùy thuộc vào kích thước đường kính và điều kiện môi trường xung quanh. Vì vậy, việc bảo ôn kỹ lưỡng cho các đường ống dẫn hơi và ống cấp nhiệt là rất cần thiết để đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt tối ưu.

Vỏ lò hơi – buồng đốt

Vỏ lò hơi phải chịu nhiệt độ trực tiếp từ buồng đốt (800-1300°C), do đó cần được trang bị lớp bảo ôn chuyên dụng. Lớp bảo ôn không chỉ giúp giảm thiểu tổn thất nhiệt mà còn ngăn ngừa tình trạng ứng suất nhiệt trên thân lò, từ đó giảm nguy cơ nứt vỡ kết cấu kim loại trong quá trình vận hành lâu dài. Để đạt hiệu quả cách nhiệt ở nhiệt độ cực cao, buồng đốt cần sử dụng các vật liệu chịu nhiệt chất lượng cao như bông ceramic.

Thiết bị trao đổi nhiệt & bình ngưng

Các thiết bị trao đổi nhiệt vận hành dựa trên nguyên lý chênh lệch nhiệt độ. Việc bảo ôn không đúng cách có thể làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt, buộc hệ thống tiêu tốn nhiều năng lượng hơn để đạt được nhiệt độ yêu cầu. Bình ngưng cũng cần được bảo ôn để duy trì nhiệt độ ngưng tụ ổn định, đảm bảo hiệu quả trong việc thu hồi nước ngưng.

Bồn chứa – ống dẫn hóa chất, dầu nhiệt

Các bồn chứa nhiên liệu, dầu nhiệt và hóa chất thường phải duy trì nhiệt độ ổn định nhằm đảm bảo độ nhớt phù hợp. Chẳng hạn, dầu FO cần được giữ ở mức 60-80°C để có thể bơm một cách hiệu quả, trong khi một số loại hóa chất yêu cầu nhiệt độ nhất định để tránh tình trạng kết tinh hoặc phân hủy. Việc bảo ôn cho các bồn chứa này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng dùng cho quá trình gia nhiệt mà còn đảm bảo chất lượng của sản phẩm.

Các loại vật liệu bảo ôn phổ biến đang sử dụng

Bông gốm ceramic – chịu nhiệt trên 1200°C

Bông Ceramic là vật liệu cách nhiệt cao cấp được chế tạo từ sợi gốm alumina-silica, có khả năng chịu được nhiệt độ cực cao lên đến 1400°C. Nhờ cấu trúc sợi đặc biệt, bông ceramic có độ dẫn nhiệt thấp (0.08-0.12 W/mK ở 600°C) và khả năng chống sốc nhiệt vượt trội. Đây là vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng như:  

• Lớp lót buồng đốt của lò hơi công nghiệp  
• Các vùng nhiệt độ cao trong lò nung và lò đốt rác thải  
• Khu vực tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa  

Bông Ceramic có mật độ dao động từ 64 đến 160 kg/m³, với độ dày phổ biến từ 25-50mm, phù hợp cho các môi trường nhiệt độ cao. Dù giá thành cao hơn so với các loại vật liệu cách nhiệt khác, nhưng hiệu quả vượt trội về cách nhiệt và tuổi thọ lâu dài (5-7 năm trong điều kiện khắc nghiệt) khiến nó trở thành lựa chọn kinh tế cho các khu vực chịu nhiệt độ cực cao.  

Bông khoáng Rockwool – phổ biến cho vỏ lò và ống dẫn

Bông khoáng Rockwool được chế tạo từ đá bazan nung chảy, hình thành nên cấu trúc sợi với khả năng cách nhiệt xuất sắc ở nhiệt độ lên đến 650°C. Với hệ số dẫn nhiệt dao động từ 0.035-0.045 W/mK ở nhiệt độ thường, Rockwool trở thành lựa chọn hàng đầu trong lĩnh vực bảo ôn công nghiệp nhờ vào các đặc tính nổi bật như:

• Khả năng chống cháy hoàn hảo (Euroclass A1)
• Hấp thụ âm thanh tốt, giảm thiểu tiếng ồn từ các thiết bị
• Chống thấm nước, không bị ăn mòn
• Giá cả phải chăng, dễ dàng thi công

Rockwool có nhiều dạng sản phẩm như tấm, cuộn, và ống bọc, với mật độ từ 60 đến 180 kg/m³. Đối với các ống dẫn hơi, loại Rockwool có mật độ 80-100 kg/m³ và độ dày 50-75mm thường được sử dụng. Trong khi đó, vỏ lò hơi thường dùng Rockwool với mật độ 100-120 kg/m³ và độ dày 75-100mm để đảm bảo hiệu quả cách nhiệt tối ưu.

Bông thủy tinh – phù hợp cho thiết bị phụ, đường ống phụ trợ

Bông thủy tinh là một loại vật liệu cách nhiệt nhẹ, được tạo ra từ cát silica được nung chảy. Với khả năng chịu nhiệt lên đến 400°C và hệ số dẫn nhiệt dao động từ 0.030-0.040 W/mK, bông thủy tinh rất thích hợp sử dụng ở các khu vực có nhiệt độ từ thấp đến trung bình như:  

Đường ống phụ trợ, ống cấp nước  

Bồn chứa nước nóng, bình tích áp  

Các thiết bị phụ trợ trong hệ thống lò hơi  

Vật liệu này có mật độ từ 16 đến 48 kg/m³ và được sản xuất dưới dạng tấm, cuộn hoặc ống bọc. Điểm nổi bật của bông thủy tinh là giá thành thấp (chỉ bằng 60-70% so với Rockwool), trọng lượng nhẹ và dễ dàng thi công. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng bông thủy tinh không phù hợp để sử dụng trong các môi trường có nhiệt độ cao hoặc rung động mạnh.

Chọn độ dày và mật độ phù hợp với từng khu vực

Bảng tham chiếu nhanh: độ dày – vị trí – loại vật liệu

Việc lựa chọn độ dày bảo ôn cần dựa trên nhiều yếu tố: nhiệt độ làm việc, chênh lệch nhiệt độ với môi trường, chi phí năng lượng, và không gian lắp đặt. Công thức tính toán độ dày tối ưu dựa trên thời gian hoàn vốn:

Độ dày tối ưu = √[(k × ΔT × C × 8760) / (Cm × 2π)]

Trong đó:

• k: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu (W/mK)
• ΔT: chênh lệch nhiệt độ (°C)
• C: chi phí năng lượng (VNĐ/kWh)
• Cm: chi phí vật liệu bảo ôn (VNĐ/m³)
• 8760: số giờ trong một năm

Mật độ vật liệu cũng đóng vai trò quan trọng. Mật độ cao hơn thường có khả năng chịu nén tốt hơn, phù hợp cho khu vực có rung động hoặc tác động cơ học. Tuy nhiên, mật độ quá cao có thể làm tăng hệ số dẫn nhiệt, giảm hiệu quả cách nhiệt.

Quy trình thi công bảo ôn lò hơi đúng kỹ thuật

Bước 1: Kiểm tra điều kiện bề mặt

Trước khi tiến hành thi công, cần làm sạch hoàn toàn bề mặt, loại bỏ rỉ sét, dầu mỡ và các tạp chất. Đối với bề mặt kim loại, cần phủ một lớp sơn chống gỉ chịu nhiệt (400-600°C) nhằm ngăn chặn hiện tượng ăn mòn dưới lớp bảo ôn. Nhiệt độ bề mặt khi thi công không được vượt quá 40°C để đảm bảo an toàn và chất lượng độ bám dính.

Bước 2: Cắt định hình vật liệu theo kích thước

Vật liệu bảo ôn phải được cắt đúng theo kích thước thiết kế, với dung sai không vượt quá ±5mm. Đối với ống tròn, cần xác định chính xác chu vi và cắt vật liệu theo chiều dài tương ứng. Công thức tính chu vi ống có bảo ôn:

Chu vi = π × (D + 2t)

Trong đó:

• D: đường kính ống (mm)
• t: độ dày lớp bảo ôn (mm)

Bước 3: Cố định bằng dây buộc hoặc keo chịu nhiệt

Tùy thuộc vào loại vật liệu và vị trí lắp đặt, có thể sử dụng:

• Dây thép không gỉ (0.5-0.8mm) cho bảo ôn ống và thiết bị
• Chốt hàn (pins) cho bảo ôn vách phẳng
• Keo chịu nhiệt (silicate) cho khu vực nhiệt độ cao
• Băng dính nhôm chịu nhiệt cho các mối nối

Khoảng cách giữa các điểm cố định không nên vượt quá 300mm để đảm bảo lớp bảo ôn không bị xê dịch khi vận hành. Đối với thiết bị có rung động mạnh, cần bổ sung lưới thép gia cố bên ngoài.

Bước 4: Bọc ngoài lớp foil nhôm nếu cần chống hơi nước

Lớp vỏ bọc ngoài đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ vật liệu bảo ôn khỏi ẩm, hóa chất và tác động cơ học. Các lựa chọn phổ biến bao gồm:

• Lá nhôm dày 0.4-0.8mm cho khu vực ngoài trời
• Tấm inox 304/316 dày 0.5-0.8mm cho môi trường ăn mòn
• Vải thủy tinh phủ nhôm cho ống dẫn thông thường

Lớp vỏ bọc cần được lắp đặt với độ chồng mí 50-70mm và cố định bằng đinh tán hoặc vít tự khoan. Các mối nối cần được xử lý kỹ bằng silicon chịu nhiệt để ngăn nước thấm vào.

Những sai lầm cần tránh khi chọn vật liệu bảo ôn

Kinh nghiệm từ hàng trăm dự án bảo ôn công nghiệp đã chỉ ra một số sai lầm phổ biến cần tránh như sau:

Sử dụng sai loại mật độ vật liệu: Nhiều đơn vị chọn vật liệu có mật độ thấp để giảm chi phí, nhưng điều này lại làm giảm hiệu quả cách nhiệt sau một thời gian sử dụng. Chẳng hạn, Rockwool với mật độ 60 kg/m³ có thể bị lún từ 15-20% sau 1-2 năm hoạt động ở nhiệt độ cao, dẫn đến việc tạo ra các khoảng trống và làm tăng tổn thất nhiệt.

Chọn vật liệu không phù hợp với nhiệt độ thực tế: Có nhiều trường hợp sử dụng bông thủy tinh (chịu nhiệt tối đa 400°C) cho các ống dẫn hơi quá nhiệt (>450°C), khiến vật liệu bị cháy, co ngót và mất khả năng cách nhiệt. Do đó, cần xác định chính xác nhiệt độ làm việc tối đa và chọn vật liệu có khả năng chịu nhiệt cao hơn ít nhất 50°C.

Không sử dụng lớp vỏ bọc bên ngoài: Vật liệu bảo ôn xốp như Rockwool hoặc bông thủy tinh có khả năng hấp thụ độ ẩm từ môi trường, làm tăng hệ số dẫn nhiệt lên gấp 3-5 lần. Một lớp bảo ôn chứa 5% độ ẩm có thể mất đến 70% hiệu quả cách nhiệt. Lớp vỏ bọc bên ngoài không chỉ giúp bảo vệ vật liệu mà còn hạn chế bức xạ nhiệt ra môi trường.

Bỏ qua các chi tiết nhỏ: Các thành phần như van, mặt bích, đồng hồ đo thường không được bảo ôn, nhưng chúng lại có thể gây tổn thất nhiệt đáng kể. Ví dụ, một van kích thước 100mm không được bảo ôn có thể thất thoát nhiệt tương đương với 1.5-2m ống cùng kích thước.

Vì sao nên chọn Bảo Sơn để cung cấp vật liệu bảo ôn công nghiệp?

Kinh nghiệm 18 năm với các công trình lò hơi, nhà máy nhiệt điện

Bảo Sơn đã cung cấp vật liệu bảo ôn cho hơn 200 dự án lớn nhỏ trên toàn quốc, bao gồm các nhà máy nhiệt điện, xi măng, thép và chế biến thực phẩm. Đội ngũ kỹ thuật có chứng chỉ quốc tế về thiết kế và tính toán bảo ôn công nghiệp, đảm bảo mỗi giải pháp đều tối ưu về mặt kỹ thuật và kinh tế.

Sản phẩm đa dạng – từ bông thủy tinh đến ceramic cao cấp

Là đơn vị phân phối chính thức của nhiều thương hiệu vật liệu bảo ôn hàng đầu, Bảo Sơn cung cấp đầy đủ các loại vật liệu từ phổ thông đến cao cấp, đáp ứng mọi yêu cầu về nhiệt độ, môi trường làm việc và ngân sách. Tất cả sản phẩm đều có chứng chỉ chất lượng và được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi xuất xưởng.

Hỗ trợ kỹ thuật tận nơi – giao hàng nhanh toàn quốc

Đội ngũ kỹ thuật của Bảo Sơn sẵn sàng đến tận công trình để khảo sát, tư vấn và đề xuất giải pháp phù hợp nhất. Hệ thống kho bãi tại các thành phố lớn (Hà Nội, Đà Nẵng, TP.HCM, Đồng Nai) đảm bảo thời gian giao hàng nhanh chóng, thường trong vòng 24-48 giờ sau khi xác nhận đơn hàng. Liên hệ Bảo Sơn để nhận báo giá & tư vấn kỹ thuật để nhận báo giá bông gốm ceramic chi tiết theo nhu cầu cụ thể của dự án, vui lòng liên hệ.