Các tiêu chuẩn kỹ thuật của lò hơi biomass công nghiệp

Giới thiệu

Trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu, lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh khối (biomass) đang dần thay thế các loại lò đốt nhiên liệu hóa thạch truyền thống trong nhiều ngành công nghiệp. Tuy nhiên, để đảm bảo vận hành an toàn, hiệu quả và thân thiện với môi trường, lò hơi biomass phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt. Các tiêu chuẩn này bao gồm từ thiết kế, chế tạo, vật liệu sử dụng đến quy trình kiểm định, lắp đặt và vận hành thực tế. Việc tuân thủ đúng các tiêu chuẩn không chỉ giúp doanh nghiệp đáp ứng yêu cầu pháp lý, mà còn nâng cao hiệu suất sử dụng nhiên liệu, kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm thiểu rủi ro sự cố. Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn tổng thể và chi tiết về các tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng của lò hơi biomass công nghiệp hiện nay.

---

Tiêu chuẩn thiết kế và áp suất làm việc của lò hơi biomass

Tiêu chuẩn thiết kế là nền tảng kỹ thuật đầu tiên và quan trọng nhất để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho lò hơi biomass.

Các tiêu chuẩn thiết kế quốc tế và Việt Nam

Lò hơi biomass công nghiệp thường được thiết kế theo các tiêu chuẩn quốc tế như:

• ASME (American Society of Mechanical Engineers) – Section I & IV

• EN 12952 / EN 12953 (Châu Âu)

• ISO 16528 (Tiêu chuẩn quốc tế về thiết bị áp lực)

Tại Việt Nam, các lò hơi cần tuân theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia như QCVN 01:2020/BLĐTBXH và TCVN 7704:2007 về thiết kế và chế tạo nồi hơi.

Phân loại áp suất làm việc

Lò hơi được phân theo áp suất làm việc:

• Lò hơi áp suất thấp (dưới 0.7 MPa)

• Lò hơi trung áp (0.7 – 1.6 MPa)

• Lò hơi cao áp (trên 1.6 MPa)

Thiết kế phải đảm bảo an toàn khi làm việc ở áp suất tối đa, có tích hợp hệ thống van an toàn và bộ điều khiển áp suất chính xác.

---

Vật liệu chế tạo và yêu cầu cơ lý

Vật liệu được sử dụng trong chế tạo lò hơi biomass phải có độ bền cao, chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt để đảm bảo an toàn trong môi trường vận hành khắc nghiệt.

Yêu cầu đối với thép sử dụng

Các loại thép như thép carbon, thép hợp kim chịu nhiệt thường được sử dụng cho phần thân nồi, ống dẫn hơi và ống nước. Các vật liệu này phải có chứng chỉ xuất xưởng, chứng nhận kiểm định và phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế như ASTM hoặc DIN.

Vật liệu cách nhiệt và chịu lửa

Buồng đốt và các vùng chịu lửa cao cần dùng vật liệu chịu lửa (refractory) hoặc lớp gạch chịu nhiệt có khả năng chịu được nhiệt độ lên đến 1.400°C, giúp tăng tuổi thọ và giảm thất thoát nhiệt ra môi trường.

---

Hiệu suất nhiệt và mức tiêu hao nhiên liệu cho phép

Tiêu chuẩn kỹ thuật không thể thiếu phần đánh giá hiệu suất nhiệt của lò hơi và khả năng tiêu thụ nhiên liệu.

Hiệu suất đốt cháy và sinh hơi

Lò hơi biomass hiện đại thường có hiệu suất nhiệt dao động từ 75% đến trên 90%, tùy thuộc vào công nghệ đốt (ghi tĩnh, ghi xích, tầng sôi tuần hoàn). Tiêu chuẩn yêu cầu hệ thống đảm bảo đốt cháy triệt để, giảm tối thiểu lượng tro xỉ và khí chưa cháy.

Mức tiêu hao nhiên liệu sinh khối

Lượng nhiên liệu tiêu thụ phụ thuộc vào chỉ số nhiệt trị và độ ẩm của biomass. Các tiêu chuẩn kỹ thuật thường quy định mức tiêu hao tối đa theo công suất sinh hơi, nhằm kiểm soát chi phí vận hành và đảm bảo tính kinh tế cho hệ thống.

---

Hệ thống cấp nhiên liệu và điều khiển tự động

Tiêu chuẩn kỹ thuật cũng đặt ra các yêu cầu về thiết kế và vận hành hệ thống cấp nhiên liệu tự động để đảm bảo tính ổn định và liên tục trong quá trình vận hành.

Thiết kế hệ thống cấp nhiên liệu

Các hệ thống cấp nhiên liệu như băng tải trục vít, van xoay, tháp chứa nhiên liệu phải được thiết kế kín, chống cháy ngược, và có khả năng điều tiết lưu lượng chính xác. Đặc biệt với biomass có dạng vụn, dăm gỗ, vỏ trấu thì yêu cầu về đồng đều kích thước và độ ẩm rất quan trọng.

Điều khiển bằng PLC hoặc SCADA

Hệ thống điều khiển trung tâm PLC hoặc SCADA cho phép vận hành lò hơi tự động hóa hoàn toàn: từ cấp nhiên liệu, nước, kiểm soát nhiệt độ, áp suất đến thu gom tro xỉ. Các tiêu chuẩn quy định độ chính xác, phản ứng và độ ổn định của hệ thống điều khiển này.

---

Kiểm soát khí thải và tiêu chuẩn môi trường

Lò hơi biomass cần đáp ứng các yêu cầu về môi trường như giới hạn phát thải bụi, khí NOx, CO và SO2.

Tiêu chuẩn khí thải tại Việt Nam và quốc tế

• QCVN 19:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp.

• Euro IV – V: Áp dụng cho các dự án xuất khẩu hoặc khu công nghiệp xanh.

• Hệ số phát thải CO không vượt quá 100 mg/Nm³ và bụi dưới 50 mg/Nm³ là yêu cầu phổ biến tại nhiều địa phương.

Công nghệ xử lý đi kèm

Lò hơi biomass cần tích hợp hệ thống xử lý như cyclone, túi lọc bụi, bộ lọc tĩnh điện hoặc bộ khử khí SCR tùy theo quy mô và mức độ yêu cầu. Các thiết bị này phải đạt chuẩn CE hoặc tương đương và được hiệu chuẩn định kỳ.

---

Hệ thống an toàn và van bảo vệ

An toàn là yếu tố bắt buộc và được quy định rõ ràng trong tiêu chuẩn kỹ thuật của mọi hệ thống lò hơi.

Van an toàn và cảm biến

Lò hơi phải có ít nhất một van an toàn được niêm phong, có chứng chỉ kiểm định và hiệu chuẩn. Các cảm biến mức nước, áp suất, nhiệt độ đều phải hoạt động chính xác và gửi tín hiệu cảnh báo tức thì khi vượt ngưỡng cho phép.

Hệ thống ngắt tự động khi có sự cố

Tiêu chuẩn yêu cầu tích hợp hệ thống ngắt khẩn cấp tự động khi xảy ra sự cố mất nước, quá nhiệt, quá áp hoặc ngọn lửa bất thường. Toàn bộ hệ thống điện điều khiển cần được nối đất và chống quá tải.

---

Quy trình lắp đặt, kiểm định và nghiệm thu

Lắp đặt và nghiệm thu lò hơi biomass phải tuân theo quy trình chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và độ an toàn trước khi đưa vào vận hành.

Kiểm định kỹ thuật trước khi vận hành

Theo quy định tại Thông tư 36/2019/BLĐTBXH, lò hơi là thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động và bắt buộc phải được kiểm định bởi đơn vị được cấp phép. Các hạng mục kiểm định gồm:

• Kiểm tra hồ sơ thiết kế, chứng nhận vật liệu

• Thử kín áp suất

• Kiểm tra các van, cảm biến an toàn

• Nghiệm thu hệ thống điện điều khiển

Lắp đặt đúng kỹ thuật và vị trí

Lò hơi cần được đặt trong nhà máy với nền bê tông chịu lực, có hệ thống thoát nước, thông gió và khoảng cách tối thiểu đến tường, trần theo tiêu chuẩn lắp đặt (thường tối thiểu 1.5–2 mét xung quanh).

---

Tiêu chuẩn vận hành và bảo trì định kỳ

Một lò hơi tốt cần được vận hành đúng quy trình và bảo trì định kỳ để kéo dài tuổi thọ và đảm bảo hiệu suất.

Quy trình vận hành tiêu chuẩn

Vận hành lò hơi biomass phải có hướng dẫn chi tiết bao gồm:

• Khởi động, kiểm tra áp suất và nước

• Theo dõi nhiệt độ buồng đốt

• Ghi chép nhật ký vận hành hàng ngày

Nhân viên vận hành bắt buộc phải được đào tạo và có chứng chỉ theo Thông tư 52/2015/BLĐTBXH.

Bảo trì định kỳ và kiểm tra nội bộ

Lò hơi phải được kiểm tra nội bộ mỗi 6 tháng và bảo trì toàn bộ định kỳ hàng năm. Các hạng mục gồm vệ sinh buồng đốt, kiểm tra ăn mòn, thử kín áp suất và hiệu chuẩn lại cảm biến.

---

Kết luận

Lò hơi biomass công nghiệp đang ngày càng trở thành giải pháp năng lượng ưu tiên cho nhiều doanh nghiệp nhờ tính kinh tế, khả năng tận dụng nguồn nhiên liệu tái tạo và góp phần giảm phát thải CO₂. Tuy nhiên, để khai thác hiệu quả tiềm năng này, việc tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật là điều kiện bắt buộc và mang tính sống còn. Từ thiết kế, vật liệu chế tạo, hiệu suất đốt cháy, đến vận hành, bảo trì và kiểm soát khí thải – mỗi khía cạnh đều được quy định rõ ràng nhằm đảm bảo an toàn, hiệu quả và bền vững cho toàn bộ hệ thống.

Tại Việt Nam, hệ thống tiêu chuẩn quốc gia đang dần tiệm cận các tiêu chuẩn quốc tế, tạo điều kiện thuận lợi cho doanh nghiệp đầu tư, sản xuất và xuất khẩu. Đồng thời, sự phát triển nhanh chóng của công nghệ và chính sách khuyến khích năng lượng sạch cũng là nền tảng quan trọng để các hệ thống lò hơi biomass ngày càng hiện đại và đạt chuẩn hơn. Việc nắm rõ và áp dụng đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật không chỉ giúp doanh nghiệp giảm thiểu rủi ro vận hành mà còn góp phần vào chiến lược phát triển bền vững trong dài hạn.