Giáo trình Nồi hơi tàu thủy

TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
Hiệu đính: TS. Nguyễn Đại An 
NỒI HƠI TÀU THỦY 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
1 
LỜI MỞ ĐẦU 
Hiện nay, hơi nước là một trong những công chất được sử dụng rộng 
rãi trong các ngành công nghiệp và dịch vụ. Ta có thể nhận thấy sự có 
mặt của hơi nước trong rất nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội từ 
những ứng dụng công nghiệp nặng như sản xuất năng lượng, gia công 
chế tạo... đến những nhu cầu hàng ngày của con người như hâm nóng, 
sấy sưởi... Một số liệu thống kê về năng lượng cho thấy tính trên toàn 
thế giới, 80 – 90% điện năng sản xuất được là từ việc sử dụng hơi 
nước. Sở dĩ hơi nước phổ biến như vậy là do nó có rất nhiều ưu điểm 
như: tính kinh tế, sẵn có, không độc hại, có khả năng giãn nở lớn, sinh 
công lớn... 
Nói riêng về lĩnh vực kỹ thuật tàu thủy, từ thế kỷ 17 – 18 hơi nước đã 
được ứng dụng rất phổ biến trên các con tàu để phục vụ cho hệ động 
chính lai chân vịt. Ngày nay, tuy hệ động lực Diesel gần như đã được 
trang bị cho toàn bộ đội tàu thế giới, hơi nước vẫn được sử dụng cho 
nhiều mục đích cần thiết dưới tàu như: sinh công trong các máy phụ, 
phục vụ sinh hoạt của thuyền viên, là chất công tác trong các thiết bị 
trao đổi nhiệt... 
Nồi hơi là thiết bị sinh hơi chính trong hệ động lực hơi nước. Với hệ 
động lực hơi nước ở trên bờ, hơi nước được cấp cho tua bin hơi để lai 
máy phát điện. Với hệ động lực hơi nước dưới tàu biển, hơi nước được 
cấp cho tua bin hơi để lai chân vịt tàu thủy. Hiện nay, ở những tàu sử 
dụng hệ động lực Diesel, khi mà động cơ Diesel là thiết bị động lực 
chính lai chân vịt tàu thủy thì nồi hơi được sử dụng như một thiết bị 
phụ phục vụ cho những mục đích như: hâm dầu, sấy không khí... Nói 
chung, nồi hơi là một trong những thiết bị năng lượng quan trọng dưới 
tàu thủy. Một kỹ sư khai thác máy tàu biển để có thể hoàn thành tốt 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
2 
công việc thì cần phải hiểu và nắm vững nguyên lý hoạt động cũng 
như cách thức khai thác vận hành thiết bị này. 
“Nồi hơi tàu thủy” là giáo trình được biên soạn để phục vụ cho môn 
học “Nồi hơi – Tua bin hơi” trong chương trình đào tạo kỹ sư khai 
thác máy tàu biển của Khoa Máy tàu biển, Trường Đại học Hàng hải 
Việt Nam. Đây cũng là môn học chuyên ngành đầu tiên được giảng 
dạy vào năm thứ ba. Do đó, để giúp sinh viên tiếp cận kiến thức 
chuyên môn được tốt, nhóm tác giả gồm TS. Lê Văn Điểm và KS. 
Hoàng Anh Dũng đã biên soạn và xuất bản giáo trình này. Sách được 
trình bày một cách lô-gíc, dễ hiểu với nội dung được chia làm các 
chương mục rõ rệt. Để học tốt môn học này, sinh viên cần nắm vững 
kiến thức cơ sở chuyên ngành về nhiệt động học kỹ thuật và cần rèn 
luyện kỹ năng đọc bản vẽ kỹ thuật. 
Chúng tôi tin rằng cuốn sách sẽ là tài liệu bổ ích và đem lại hiệu quả 
cho việc học tập của sinh viên. Tuy nhiên, do lần đầu tiên xuất bản và 
do bản thân tác giả còn hạn chế về kinh nghiệm thực tế nên thiếu sót là 
điều không thể tránh khỏi. Trong quá trình sử dụng, chúng tôi mong 
nhận được và xin chân thành cảm ơn mọi ý kiến đóng góp của độc giả 
để sách ngày một hoàn thiện hơn. 
Tác giả
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
3 
MỤC LỤC 
Chương 1. Cơ sở nhiệt động hệ động lực hơi nước.....................................8 
1.1. Nhắc lại những kiến thức cơ bản về hơi nước....................................8 
1.1.1. Nước và hơi nước.........................................................................8 
1.1.2. Đồ thị pha của nước .....................................................................9 
1.1.3. Các quá trình chuyển pha của nước.............................................10 
1.1.4. Độ khô và độ ẩm của hơi nước ...................................................12 
1.2. Chu trình nhiệt động của thiết bị động lực hơi nước ........................12 
1.2.1. Chu trình Carnot ........................................................................12 
1.2.2. Chu trình Rankine ......................................................................14 
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chu trình Rankine................18 
1.2.4. Chu trình hồi nhiệt và chu trình có quá nhiệt trung gian ..............21 
1.3. Sử dụng năng lượng hơi nước dưới tàu thủy....................................25 
Chương 2. Giới thiệu chung về nồi hơi tàu thủy.......................................26 
2.1. Định nghĩa .....................................................................................26 
2.2. Chức năng, nhiệm vụ của nồi hơi dưới tàu thủy...............................26 
2.3. Phân loại nồi hơi tàu thủy ...............................................................27 
2.3.1. Phân loại theo áp suất công tác ...................................................27 
2.3.2. Phân theo sự chuyển động của khí cháy và nước.........................28 
2.3.3. Phân theo nguồn năng lượng sử dụng .........................................28 
2.3.4. Phân theo hình dáng và cách bố trí nồi hơi..................................29 
2.3.5. Phân theo nguyên lý tuần hoàn ...................................................30 
2.4. Các thông số chính của nồi hơi tàu thủy..........................................31 
2.4.1. Áp suất ......................................................................................31 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
4 
2.4.2. Nhiệt độ.....................................................................................32 
2.4.3. Sản lượng hơi.............................................................................32 
2.4.4. Suất tiêu hao nhiên liệu ..............................................................33 
2.4.5. Diện tích mặt hấp nhiệt...............................................................33 
2.4.6. Dung tích buồng đốt...................................................................34 
2.4.7. Nhiệt tải dung tích buồng đốt......................................................35 
2.4.8. Lượng nước nồi..........................................................................35 
2.4.9. Hiệu suất nồi hơi ........................................................................36 
2.5. Nguyên lý hoạt động của nồi hơi và hệ thống nồi hơi ......................37 
2.5.1. Nguyên lý hoạt động cơ bản của nồi hơi .....................................37 
2.5.2. Quá trình sinh hơi trong nồi hơi..................................................38 
2.5.3. Hệ thống nồi hơi ........................................................................40 
2.6. Yêu cầu đối với nồi hơi sử dụng dưới tàu thủy ................................43 
Chương 3. Nhiên liệu và quá trình cháy trong nồi hơi ..............................46 
3.1. Nhiên liệu dùng cho nồi hơi tàu thủy...............................................46 
3.1.1. Thành phần dầu đốt nồi hơi ........................................................46 
3.1.2. Các tính chất đặc trưng...............................................................47 
3.1.3. Yêu cầu đối với nhiên liệu dùng cho nồi hơi tàu thuỷ..................49 
3.2. Qúa trình cháy trong buồng đốt nồi hơi...........................................49 
3.2.1. Các giai đoạn cháy nhiên liệu .....................................................49 
3.2.2. Cháy hoàn toàn và không hoàn toàn............................................50 
3.2.3. Hệ số không khí thừa α...............................................................52 
3.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong nồi hơi ...............54 
3.2.5. Hiện tượng ăn mòn điểm sương và mục rỉ vanađi........................55 
3.3. Cân bằng nhiệt nồi hơi....................................................................57 
3.3.1. Tổn thất nhiệt do khói lò q2 ........................................................57 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
5 
3.3.2. Tổn thất hóa học q3 ....................................................................59 
3.3.3. Tổn thất nhiệt ra ngoài trời q5 .....................................................60 
Chương 4. Kết cấu nồi hơi tàu thủy .........................................................62 
4.1. Nồi hơi phụ tàu thủy.......................................................................62 
4.1.1. Nồi hơi hình trụ ống lửa nằm (Scotch boiler) ..............................62 
4.1.2. Nồi hơi thẳng đứng ống lửa nằm (Cochran boiler) ......................67 
4.1.3. Nồi hơi thẳng đứng ống lửa đứng ...............................................69 
4.1.4. Nồi hơi thẳng đứng ống nước đứng.............................................71 
4.1.5. Nồi hơi tuần hoàn cưỡng bức......................................................75 
4.2. Nồi hơi khí xả, nồi hơi liên hợp ......................................................77 
4.2.1. Nồi hơi liên hợp ống lửa nằm (Cochran).....................................79 
4.2.2. Nồi hơi liên hợp ống nước đứng .................................................82 
4.2.3. Hệ thống liên hợp nồi hơi phụ-bộ tận dụng nhiệt khí xả ..............84 
Chương 5. Các thiết bị, hệ thống phục vụ nồi hơi.....................................88 
5.1. Thiết bị buồng đốt ..........................................................................88 
5.1.1. Hệ thống cung cấp không khí .....................................................89 
5.1.2. Hệ thống nhiên liệu ....................................................................90 
5.1.3. Thiết bị đánh lửa ......................................................................101 
5.1.4. Tế bào quang điện (mắt thần) ...................................................102 
5.1.5. Chương trình điều khiển thiết bị buồng đốt ...............................103 
5.2. Thiết bị chỉ báo, cấp nước nồi.......................................................107 
5.2.1. Thiết bị chỉ báo tại chỗ .............................................................108 
5.2.2. Thiết bị chỉ báo mức nước từ xa ...............................................109 
5.2.3. Hệ thống cung cấp nước nồi hơi ...............................................111 
5.3. Tự động điều khiển và điều chỉnh nồi hơi......................................115 
5.3.1. Tự động điều khiển quá trình cháy............................................116 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
6 
5.3.2. Tự động điều khiển hâm nhiên liệu...........................................118 
5.3.3. Tự động giám sát và cấp nước nồi hơi.......................................120 
5.4. Van an toàn ..................................................................................121 
5.4.1. Van an toàn kiểu đẩy thẳng.......................................................121 
5.4.2. Van an toàn hoạt động gián tiếp................................................125 
5.5. Thiết bị gạn xả và thổi muội .........................................................126 
5.5.1. Gạn mặt, xả đáy nồi hơi............................................................126 
5.5.2. Thiết bị thổi muội.....................................................................128 
5.6. Hệ thống phân phối và tuần hoàn hơi ............................................128 
Chương 6. Nước nồi hơi và xử lý nước nồi hơi ......................................131 
6.1. Nước cấp nồi hơi..........................................................................131 
6.1.1. Thành phần cáu cặn trong nước nồi hơi.....................................131 
6.1.2. Tiêu chuẩn nước cấp nồi hơi.....................................................133 
6.2. Ảnh hưởng của tạp chất đến sự hoạt động của nồi hơi ...................136 
6.2.1. Cơ chế hình thành cáu cặn........................................................138 
6.2.2. Cơ chế ăn mòn các bề mặt trao nhiệt.........................................139 
6.2.3. Hiện tượng tạp chất và các hạt nước cuốn theo vào hơi .............144 
6.3. Xử lý nước nồi .............................................................................146 
6.3.1. Xử lý nước ngoài nồi hơi..........................................................146 
6.3.2. Xử lý nước trong nồi hơi ..........................................................151 
6.4. Hóa nghiệm nước nồi hơi .............................................................155 
6.4.1. Kỹ thuật lấy mẫu thử và chuẩn bị dụng cụ.................................156 
6.4.2. Các bài hoá nghiệm cơ bản.......................................................156 
6.5. Các bài hoá nghiệm nưóc nồi hơi của hãng Unitor Chemicals........162 
6.5.1. Kỹ thuật lấy mẫu thử và chuẩn bị dụng cụ.................................162 
6.5.2. Xác định hàm lượng kiềm phenolthalein (P Alkalinity) .............163 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
7 
6.5.3. Xác định độ pH........................................................................164 
6.5.4. Xác định hàm lượng ion chloride (Cl-)......................................164 
Chương 7. Khai thác và bảo dưỡng nồi hơi ............................................166 
7.1. Vận hành nồi hơi ..........................................................................166 
7.1.1. Chuẩn bị đốt nồi hơi.................................................................166 
7.1.2. Đốt nồi hơi...............................................................................167 
7.1.3. Tăng áp suất hơi.......................................................................169 
7.1.4. Khai thác nồi hơi đang hoạt động .............................................171 
7.1.5. Dừng nồi hơi............................................................................172 
7.2. Một số hư hỏng thường gặp khi khai thác nồi hơi..........................172 
7.2.1. Cạn nước nồi chưa nghiêm trọng ..............................................172 
7.2.2. Cạn nước nồi nghiêm trọng ......................................................173 
7.2.3. Hư hỏng các bề mặt trao đổi nhiệt.............................................174 
7.2.4. Mức nước nồi hơi quá cao ........................................................175 
7.2.5. Nồi hơi bị tắt............................................................................175 
7.3. Bảo dưỡng nồi hơi tàu thủy...........................................................176 
7.3.1. Vệ sinh nồi hơi.........................................................................176 
7.3.2. Tẩy rửa cáu cặn nồi hơi ............................................................178 
7.3.3. Thử thủy lực nồi hơi.................................................................179 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
8 
Chương 1. Cơ sở nhiệt động hệ động lực hơi nước 
1.1. Nhắc lại những kiến thức cơ bản về hơi nước 
1.1.1. Nước và hơi nước 
Nước (water) là một hợp chất hóa học của ôxy và hiđrô, có công thức 
hóa học là H2O. Với các tính chất lý hóa đặc biệt (ví dụ như tính lưỡng 
cực, liên kết hiđrô và tính bất thường của khối lượng riêng) nước là 
một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời sống. 
70% diện tích của Trái Đất được nước che phủ nhưng chỉ 0,3% tổ ... tiêu biểu khi khai thác nồi hơi. 
7.2.1. Cạn nước nồi chưa nghiêm trọng 
Sự cố cạn nước nồi chưa nghiêm trọng được biểu hiện bằng mức nước 
nồi hơi thấp trong ống thủy và thường kèm theo báo động mức nước 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
173 
nồi hơi thấp. Cạn nước nồi chưa nghiêm trọng xảy ra khi hệ thống cấp 
nước nồi hơi không đảm bảo cấp đủ nước cho nồi hơi. Ví dụ khi bơm 
cấp nước nồi hơi hỏng, hết nước trong két nước cấp, thiết bị cảm ứng 
mức nước nồi hơi và điều khiển bơm cấp nước hoạt động không chính 
xác. 
Khi gặp hiện tượng này cần kiểm tra lại chính xác mức nước trong các 
ống thủy bằng cách xả nước thông các ống thủy. Nếu mức nước cạn 
cần kiểm tra hệ thống cấp nước để xác định chính xác nguyên nhân và 
tìm cách khắc phục. Nếu cạn nước nồi mà hệ thống không báo động 
mức nước nồi hơi thấp, cần kiểm tra và khôi phục sự hoạt động của 
thiết bị báo động mức nước nồi hơi thấp. 
7.2.2. Cạn nước nồi nghiêm trọng 
Cạn nước nồi nghiêm trọng biểu hiện bằng việc không nhìn thấy mức 
nước trong các ống thủy sáng và hơi phụt ra khi mở van xả đáy ống 
thủy. Nguyên nhân gây ra cạn nước nồi nghiêm trọng có thể là thủng 
các bề mặt trao đổi nhiệt, dẫn đến dò lọt nước sang không gian khí lò, 
hoặc do hư hỏng hệ thống tự động cấp nước nồi hơi. 
Khi gặp hiện tượng này cần dừng ngay nồi hơi, dùng tay giật mở van 
an toàn để xả hết hơi trong nồi hơi rồi để nồi hơi nguội tự nhiên. Tuyệt 
đối không được cấp nước vào nồi hơi. Khi cạn nước nồi nghiêm trọng 
một số bề mặt trao đổi nhiệt phía trên cùng có thể nhô lên khỏi mặt 
nước và bị quá nhiệt. Nếu cấp nước lạnh vào nồi hơi các bề mặt này sẽ 
bị rạn nứt hoặc nổ vỡ do ứng suất nhiệt quá lớn. Sau khi nồi hơi nguội, 
tháo kiểm tra các bề mặt trao đổi nhiệt để xác định hư hỏng. Nếu cần 
thiết có thể yêu cầu giám định của cơ quan đăng kiểm trước khi quyết 
định cho nồi hơi hoạt động trở lại. 
Sự cố cạn nước nồi nghiêm trọng chỉ xảy ra khi hệ thống tự động cấp 
nước nồi hơi và thiết bị bảo vệ mức nước nồi hơi không họat động. Vì 
vậy, sự cố cạn nước nồi có thể tránh được nếu trong quá trình khai thác 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
174 
thường xuyên kiểm tra sự hoạt động của thiết bị tự động bảo vệ khi 
mức nước nồi hơi thấp và sửa chữa ngay nếu chúng hoạt động không 
tin cậy. 
7.2.3. Hư hỏng các bề mặt trao đổi nhiệt 
Hư hỏng các bề mặt trao đổi nhiệt có thể do quá nhiệt. Các bề mặt trao 
nhiệt bên trong nồi hơi cần luôn được tiếp xúc và làm mát bằng nước. 
Nếu bị mất nước do lý do nào đó, các bề mặt này sẽ bị quá nhiệt. Quá 
nhiệt có thể gây biến dạng các bề mặt trao nhiệt, hoặc trường hợp nặng 
hơn, gây cháy hỏng. Cháy hỏng các bề mặt trao đổi nhiệt thường là 
hậu quả của sự cố cạn nước nồi. Tình trạng cáu cặn bám dày trên các 
bề mặt cũng làm giảm khả năng trao đổi nhiệt, tăng nhiệt độ các bề 
mặt trao đổi nhiệt, gây quá nhiệt. Cháy hỏng các bề mặt trao đổi nhiệt 
dẫn tới nước tràn vào không gian khí lò, giảm áp suất hơi. Trường hợp 
nặng nề có thể gây tắt nồi hơi, nồi hơi mất khả năng làm việc. Cháy 
thủng các bề mặt trao nhiệt có thể phát hiện bằng tiếng nổ bên trong 
nồi hơi và khói trắng. 
Khi phát hiện cháy hỏng các bề mặt trao nhiệt cần dừng nồi hơi, kiểm 
tra tình trạng các bề mặt trao nhiệt và sửa chữa. Có thể khắc phục tạm 
thời bằng cách nút bớt một số ống bị thủng. Trường hợp số lượng ống 
bị nút quá lớn, dẫn đến giảm diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, giảm sản 
lượng hơi, cần phải dừng nồi hơi để thay ống. 
Một số kết cấu hàn của nồi hơi có thể bị nứt do khiếm khuyết khi chế 
tạo hoặc do ứng xuất nhiệt trong quá trình khai thác. Các vết nứt nhỏ 
chịu tác động của nhiệt độ cao sẽ lớn dần và có thể gây hư hỏng các bề 
mặt trao đổi nhiệt. Việc khai thác hợp lý nồi hơi, đặc biệt trong giai 
đoạn khởi động và dừng nồi hơi, sẽ giúp tránh ứng suất nhiệt quá lớn. 
Tuân thủ chế độ xử lý nước cũng cho phép hạn chế cáu cặn, ăn mòn 
trên các bề mặt trao đổi nhiệt, giúp tăng tuổi thọ khai thác nồi hơi. 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
175 
7.2.4. Mức nước nồi hơi quá cao 
Hiện tượng mức nước nồi hơi quá cao thường kèm theo báo động mức 
nước nồi hơi cao và có thể do những nguyên nhân sau: do hệ thống tự 
động điều khiển cấp nước nồi hơi hoạt động không chính xác; do hiện 
tượng sôi trào khi tăng đột ngột tải tiêu dùng hơi hoặc có quá nhiều tạp 
chất lơ lửng trên bề mặt bay hơi. 
Khi mức nước nồi hơi quá cao cần xả bớt nước để tránh nước cuốn 
theo hơi tới các thiết bị tiêu dùng hơi. Nếu hệ thống tự động cấp nước 
nồi hơi hoạt động sai thì cần điều chỉnh lại cho phù hợp. Nếu mức 
nước nồi hơi tăng do sôi trào thì cần đóng van hơi chính, để mức nước 
nồi hơi ổn định trở lại, sau đó mở từ từ van hơi chính để cấp hơi trở lại. 
Để tránh hiện tượng sôi trào, cần chú ý không thay đổi tải nồi hơi đột 
ngột và thực hiện việc xử lý nước nồi hơi triệt để kết hợp gạn mặt, xả 
đáy để loại trừ các tạp chất lẫn trong nước nồi. Mức nước nồi hơi cao 
cũng thường xảy ra khi mới đốt nồi hơi từ trạng thái nguội. Khi đó 
mức nước trong nồi hơi tăng dần khi nhiệt độ tăng, trong trường hợp 
này cần xả bớt nước bằng cách mở các van gạn xả. 
7.2.5. Nồi hơi bị tắt 
Nồi hơi không cháy thường kèm theo báo động và bảo vệ dừng nồi 
hơi. Khi khởi động nồi hơi không cháy có thể do các nguyên nhân như: 
thiết bị đánh lửa hoạt động không tốt; nhiệt độ nhiên liệu quá thấp (khi 
đốt bằng dầu FO); áp suất nhiên liệu quá thấp do bơm cấp nhiên liệu 
kém, hệ thống lẫn không khí, hết nhiên liệu trong két, van điện từ cấp 
nhiên liệu bị rò; do súng phun kém dẫn đến chất lượng phun sương 
kém; do bướm gió điều chỉnh quá to gây luồng gió quá mạnh. Nồi hơi 
khi đang hoạt động bị tắt có thể do hệ thống nhiên liệu cung cấp nhiên 
liệu với chất lượng kém; áp suất nhiên liệu thấp; nhiệt độ nhiên liệu 
thấp do các phần tử tự động điều chỉnh nhiệt độ hâm nhiên liệu hỏng; 
do mức nước nồi hơi quá thấp. 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
176 
Các hệ thống nồi hơi hiện nay đều được thiết kế để tự động điều khiển, 
bảo vệ các thông số làm việc. Khi các thông số không đảm bảo, hệ 
thống sẽ tự động dừng nồi hơi (dừng phun nhiên liệu) và phát tín hiệu 
báo động. Khi đó cần xác định thông số được bảo vệ bằng cách quan 
sát bảng đèn báo động bảo vệ nồi hơi kết hợp xem xét các hệ thống để 
tìm ra nguyên nhân. Sau khi khắc phục cần nhấn nút hoàn nguyên để 
xoá tín hiệu bảo vệ, đưa hệ thống trở lại trạng thái tự động làm việc. 
Khi cần thiết có thể đốt lại nồi hơi bằng tay để phát hiện chính xác 
nguyên nhân và sửa chữa nếu cần thiết. 
7.3. Bảo dưỡng nồi hơi tàu thủy 
7.3.1. Vệ sinh nồi hơi 
Trong quá trình khai thác, định kỳ cần phải vệ sinh nồi hơi, cả phía 
không gian nước và không gian khí lò. Tần suất vệ sinh phụ thuộc váo 
nhiều yếu tố khác nhau như: cường độ hoạt động của nồi hơi, chất 
lượng nước nồi hơi, chất lượng quá trình cháy,  Tuy nhiên, khi điều 
kiện cho phép, cần dừng nồi hơi, kiểm tra các bề mặt trao đổi nhiệt ở 
cả hai phía để xác định mức độ nhiễm bẩn. Việc theo dõi thường xuyên 
nhiệt độ khí xả và nhiệt độ hơi sấy ra khỏi nồi hơi cũng cho phép đánh 
giá chất lượng các bề mặt trao đổi nhiệt, vì muội, cáu cặn bàm nhiều sẽ 
làm giảm cường độ trao đổi nhiệt, dẫn đến tăng nhiệt độ khí lò ra khỏi 
nồi hơi, giảm nhiệt độ hơi sấy. Các nồi hơi phụ tàu thủy thường không 
được trang bị các thiết bị đo trên, nên cần định kỳ dừng nồi hơi và 
kiểm tra các bề mặt trao đổi nhiệt. 
Khi cần thiết dừng nồi hơi để vệ sinh bên trong, cần thực hiện theo các 
bước sau: 
1. Cần dừng nồi hơi ít nhất 24 tiếng trước khi tiến hành tháo, kiểm 
tra bên trong. 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
177 
2. Trước khi dừng, cần tiến hành thổi muội các bề mặt trao đổi 
nhiệt. 
3. Khi áp suất nồi hơi giảm xuống khoảng 0.4 MPa, cần mở các 
van xả để xả hết cáu cặn trong nồi hơi. 
4. Để nồi hơi nguội tự nhiên cho đến khi có thể tiến hành các 
công việc tháo, vệ sinh. 
5. Cần cách ly hoàn toàn nồi hơi khỏi các hê thống phục vụ trước 
khi thực hiện các công việc tháo lắp. 
Sau khi nồi hơi đã nguội, nước đã xả hết, công việc vệ sinh phía không 
gian nước có thể thực hiện như sau: 
1. Tháo các cửa kiểm tra ở khu vực không gian hơi, không gian 
nước, cửa xả bùn để quan sát tình trạng các bề mặt trao đổi 
nhiệt. 
2. Nếu cần thiết vệ sinh, có thể cạo cáu cặn bằng phương pháp cơ 
khí. Khi cần thiết có thể tẩy rửa cáu cặn bằng hóa chất. 
3. Sau khi cạo rửa cáu cặn, cần rửa sạch các bề mặt trao đổi nhiệt 
bằng nước sạch, kiểm tra các ống nước bằng bi thông ống hoặc 
que thông. Trường hợp không thể dùng que thông thì sử dụng 
vòi nước hoặc khí nén để kiểm tra. 
4. Kiểm tra kỹ bên trong trước khi lắp ráp. 
5. Thay thế các giăng làm kín, lắp lại các cửa kiểm tra 
Công việc vệ sinh phía không gian khí lò có thể tiến hành như sau: 
1. Tháo các cửa thăm phía khí lò để chuẩn bị cho việc vệ sinh. 
2. Có thể sử dụng các que thông để vệ sinh các ống lửa, hoặc kết 
hợp sử dụng vòi nước. Để hòa tan muội và thổi sạch cáu cặn, 
nên sử dụng nước nóng với áp suất cao. Việc rửa bằng nước 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
178 
nóng phải được thực hiện liên tục cho đến khi kết thúc, vì nếu 
dừng lại nửa chừng, phần cáu cặn chưa được thổi sạch có xu 
hướng biến cứng. Điều này gây khó khăn cho việc vệ sinh sau 
này. 
3. Sau khi vệ sinh sạch cáu muội, cần tiến hành thông gió để sấy 
khô không gian khí lò. Nếu có thể, sử dụng không khí được 
sưởi nóng để sấy. 
4. Lắp lại các cửa thăm. 
7.3.2. Tẩy rửa cáu cặn nồi hơi 
Việc tẩy rửa cáu cặn nồi hơi thường được tiến hành định kỳ vào các kỳ 
sửa chữa lớn. Chu kỳ tẩy rửa cáu cặn còn phụ thuộc vào kiểu loại nồi 
hơi, chất lượng nước sử dụng và chất lượng khai thác nồi hơi. Việc tẩy 
rửa cáu cặn nồi hơi có thể sử dụng axit, kiềm hoặc tẩy rửa bằng tay. 
a) Tẩy rửa bằng axit 
Trước khi ngâm axit phải bịt tất cả các van trừ van xả đáy. Hoá chất 
thường sử dụng là axit HCl và một số chất chống ăn mòn khác. Nồng 
độ axit không dưới 2% và không quá 10%, thường dùng là 5%. Để 
tăng hiệu quả tẩy rửa có thể đun nhẹ nồi hơi tới nhiệt độ 50-700C và 
dùng bơm tuần hoàn nước trong nồi hơi để làm đồng đều nồng độ dung 
dịch. Thời gian ngâm axit thường khoảng 6-10 giờ tuỳ thuộc vào độ 
dày lớp cáu. Trong suốt thời gian ngâm cần thường xuyên kiểm tra 
nồng độ axit và bổ xung nếu nồng độ giảm. Việc ngâm axit kết thúc 
khi nồng độ axit không giảm nữa. Sau khi tẩy rửa bằng axit cần nấu 
kiềm với nồng độ 2-3% trong vài giờ để trung hoà axit rồi rửa lại bằng 
nước sạch. 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
179 
b) Tẩy rửa bằng kiềm 
Trường hợp cáu quá dày hoặc không cho phép tẩy rửa bằng axit ví dụ 
trường hợp có nguy cơ ăn mòn kim loại do axit thì có thể tẩy rửa cáu 
cặn bằng kiềm. Trước khi tẩy rửa cáu cặn cần tháo tất cả các van bằng 
đồng rồi bịt lại để tránh ăn mòn các van. Trước khi nấu kiềm cần 
khống chế quá trình cháy của nồi hơi để giảm áp suất nồi hơi xuống 
1/4 áp suất định mức. Việc đưa dung dịch kiềm vào nồi hơi được thực 
hiện qua hệ thống cấp nước nồi. Sau 2 giờ giảm áp suất nồi hơi tới 
không sau đó lại tăng lên 1/4 áp suất định mức và xả đáy, bổ xung 
thêm nước. Cứ lặp đi lặp lại như vậy để làm bong lớp cáu cặn. Cứ 1/2 
giờ kiểm tra lại nồng độ kiềm và bổ xung nếu nồng độ giảm. Công việc 
tẩy rửa tiếp tục cho tới khi nồng độ kiềm không giảm nữa. Sau đó để 
nồi hơi nguội rồi xả đáy, mở các nắp cửa thăm và tiến hành cạo cáu khi 
chưa kịp hoá cứng. Nồng độ kiềm có thể áp dụng như sau: pha 1.5-2.0 
kg Na3PO4 cho 1m
3 nước nếu là cáu sulphate. Nếu cáu cứng dày cần 
pha 8-12 kg Na2CO3 và 0.4-0.6 kg NaOH cho 1m
3 nước. 
Phương pháp tẩy rửa cáu cặn bằng tay có thể áp dụng trong trường hợp 
cáu mỏng hoặc sau khi nấu kiềm. 
7.3.3. Thử thủy lực nồi hơi 
Nồi hơi, cũng như các thiết bị áp lực khác, cần được thử thủy lực để 
khẳng định mức độ an toàn về kết cấu. Theo quy định, các nồi hơi làm 
việc với áp suất trên 6.9 MPa, khi lắp đặt mới, cần phải được thử thủy 
lực ở áp suất thử p = (1.5 × pđm + 3.5) MPa. Những nồi hơi có áp suất 
công tác thấp hơn thì được thử thủy lực ở áp suất gấp hai lần áp suất 
công tác. Việc thử thủy lực được thực hiện dưới sự giám sát của cơ 
quan đăng kiểm. Giá trị áp suất thử được ghi vào biên bản và in ở bảng 
thông số gắn trên nồi hơi. 
Trong quá trình khai thác, định kỳ hoặc sau mỗi lần sửa chữa lớn, nồi 
hơi cũng cần được thử thủy lực. Áp suất thử thủy lực đối với các nồi 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
180 
hơi cũ do cơ quan Đăng kiểm quy định tùy theo tình trạng kỹ thuật 
hiện tại, nhưng ít nhất cũng phải bằng giá trị áp suất công tác thiết kế. 
Thông thường sau khi tiến hành các công việc sửa chữa như thay ống, 
việc thử thủy lực có thể thực hiện ở áp suất bằng 1.25 lần giá trị áp 
suất công tác. 
Việc thử thủy lực được thực hiện như sau: 
1. Tháo, bịt tất cả các đường nối với khoang nồi hơi để cô lập nồi 
hơi. 
2. Tháo tất cả các cơ cấu chằng giữ nồi hơi, lắp các cơ cấu để đo 
giãn nở, chuyển vị tại một số nơi xung quanh nồi hơi như 
buồng đốt, các phía của nồi hơi. 
3. Cấp nước vào đầy nồi hơi, sử dụng nước nóng nếu có thể. 
4. Nối bơm tạo áp suất, áp kế (thường sử dụng bơm tay kiểu 
piston). 
5. Ghi lại giá trị của các đồng hồ chỉ báo chuyển vị. 
6. Nâng dần áp suất thử lên giá trị quy định. Cần chắc chắn rằng 
áp suất thử sẽ tăng đều và nhanh. Nếu áp suất thay đổi theo 
động tác bơm có nghĩa là trong hệ thống còn không khí, cần 
phải xả hết không khí. 
7. Trong thời gian tăng áp suất, cần chú ý theo dõi toàn bộ nồi hơi 
để kịp thời phát hiện dò lọt hoặc biến dạng các thành phần kết 
cấu nồi hơi. Nếu phát hiện rò lọt, cần khắc phục trước khi thử 
lại. 
8. Khi đã đạt giá trị áp suất thử cần đọc và ghi lại giá trị tại các 
đồng hồ đo chuyển vị. 
9. Duy trì giá trị áp suất thử liên tục theo yêu cầu của đăng kiểm 
viên, hoặc trong mọi trường hợp không ít hơn 10 phút. 
NỒI HƠI TÀU THỦY TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng 
181 
10. Khi đã thỏa mãn, xả nước khỏi nồi hơi và ghi lại giá trị chuyển 
vị. Cần chắc chắn rằng các giá trị chuyển vị này trở về đúng 
trạng thái trước khi thử. 
11. Sau khi kết thúc thử thủy lực, có thể xả hết nước khỏi nồi hơi 
để tiến hành các kiểm tra cần thiết. 
TS. Lê Văn Điểm - KS. Hoàng Anh Dũng NỒI HƠI TÀU THỦY 
182 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Nguyễn Hồng Phúc, Nguyễn Đại An. Hệ động lực hơi nước. NXB 
Trường Đại học Hàng hải. 2000 
[2] Đỗ Văn Thắng. Hỏi đáp về vận hành thiết bị lò hơi. NXB Giáo 
dục. 2008 
[3] Phạm Lê Dần. Nguyễn Công Hân. Công nghệ lò hơi và mạng 
nhiệt. NXB Khoa học và Kỹ thuật. 2007 
[4] G. T. H. Flanagan. Marine Boilers 3rd Edition. Butterworth-
Heinemann. 1990 
[5] Everett B. Woodruff, Herbert B. Lammers, Thomas F. Lammers. 
Steam Plant Operation 7th Edition. McGraw-Hill. 1998 
[6] Anthony Lawrence Kohan. Boiler Operator’s Guide 4th Edition. 
McGraw-Hill. 1998 
[7] Kenneth E. Heselton. Boiler Operators Handbook. The Fairmont 
Press, Inc. 2005 
[8] V. Ganapathy. Industrial Boilers & Heat Recovery Steam 
Generators. Marcel Dekker, Inc. 2003