Quá trình cháy của nhiên liệu FO trong lò đốt gia nhiệt của nhà máy lọc dầu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (983.14 KB, 27 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
Bộ mơn Lọc Hố - Dầu
TIỂU LUẬN MƠN HỌC
LÝ THUYẾT Q TRÌNH CHÁY
Q trình cháy của nhiên liệu FO trong lò đốt gia nhiệt của nhà máy lọc dầu
và tính tốn hiệu suất lị đốt
HÀ NỘI – 2021
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH VẼ ......................................................................................... iii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 4
PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .................................................................... 5
1. Giới thiệu ............................................................................................................ 5
2. Khái niệm về buồng đốt....................................................................................... 6
3. Tính chất đặc trưng của dầu đốt ........................................................................... 6
4. Thành phần, phân loại của dầu đốt....................................................................... 8
PHẦN II: XÂY DỰNG VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT LỊ ĐỐT CỦA NHÀ MÁY
LỌC DẦU ............................................................................................................. 15
1. Giới thiệu chung về lò hơi ................................................................................. 15
2. Các phương pháp tính hiệu suất lị hơi ............................................................... 26
3. Nhiên liệu và các đặc tính của nhiên liệu ........................................................... 30
4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò và các biện pháp nâng cao hiệu suất lò
hơi ......................................................................................................................... 33
5. Các đại lượng chính cần đo lường trong thí nghiệm hiệu chỉnh lò hơi và một số
thiết bị đo lường trong cơng tác thí nghiệm hiệu chỉnh .......................................... 39
6. Ví dụ về phương pháp tính hiệu suất lị hơi........................................................ 40
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 43
i
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Đặc tính một số loại màng và cơ chế tách lọc .......................................... 4
Bảng 1.2. Bảng tổng kết các công nghệ lọc màng .................................................... 5
Bảng 1.3. Phân loại thuốc BVTV theo thời gian phân hủy ....................................... 7
Bảng 2.1. Các phương pháp xử lý nước thải .......................................................... 16
ii
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mơ tả màng lọc ......................................................................................... 2
Hình 1.2. Kích thước lỗ rỗng của một số loại màng ................................................. 3
Hình 1.3. Hình dạng lỗ rỗng màng đồng chất........................................................... 6
Hình 1.5. Các mơ đun màng dạng khung tấm và dạng ống ...................................... 8
Hình 1.6. Các mơ đun màng dạng quấn xoắn và dạng sợi rỗng .............................. 10
Hình 2.1. Sơ đồ lọc chặn ....................................................................................... 11
Hình 2.2. Sơ đồ lọc trượt ....................................................................................... 11
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý phần tử chuyển dịch qua màng..................................... 12
Hình 3.1. Nguyên lý hoạt động .............................................................................. 19
Hình 3.2: Bể lọc Johkasou ..................................................................................... 20
Hình 3.3: Cấu tạo của bể lọc Johkasou .................................................................. 20
Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống xử lý bằng phương pháp lọc sinh học ngập nước .......... 22
iii
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
MỞ ĐẦU
Tìm hiểu quá trình cháy của nhiên liệu FO trong lị đốt gia nhiệt của nhà máy lọc
dầu và tính tốn hiệu suất lị đốt
Ngành cơng nghiệp lọc hóa dầu đang ngày càng phát triển và đóng vai trị hết sức
quan trọng trong cơ cấu kinh tế của một đất nước. Các sản phẩm của lọc hóa dầu rất đa
dạng và đáp ứng những nhu cầu bức thiết về năng lượng, vật liệu... mà hiện nay chưa có
ngành nào thay thế được. Các sản phẩm phổ biến trong lọc hóa dầu thường là LPG, xăng,
diesel, nhiên liệu phản lực, dầu nhờn... Nhà máy lọc hóa dầu ln địi hỏi tiêu tốn nhiều
năng lượng, vấn đề trao đổi nhiệt trong nhà máy lọc hóa dầu đương nhiên đóng một vai
trị hết sức quan trọng.
Từ khi được phát hiện đến nay , dầu mỏ và khí tự nhiên đã và đang là nguồn
ngun liệu q giá, đóng vai trị quan trọng trong cuộc sống của con người ,ảnh hưởng
trực tiếp đến hoạt động kinh tế của mỗi cuốc gia . Trên thế giới các quốc gia có dầu và
ngay cả các quốc gia khơng có dầu đã xây dựng cho mình nền cơng nghiệp dầu mỏ và
hóa dầu làm tăng hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng dầu mỏ. Ngành công nghiệp này có
tầm quan trọng đặc biệt trong nền kinh tế quốc dân và quốc phòng các nước . Các sản
phẩm dầu mỏ đã và đang góp phần quan trọng vào cán cần năng lượng thế giới, là nguồn
nguyên liệu phong phú, trụ cột cho các ngành công nghiệp khác
Quả thật nhiên liệu đốt có vai trị to lớn trong việc sử dụng làm chất đốt sưởi ấm
ở các nước có khí hậu lạnh giá quanh năm, là nhiên liệu sử dụng cho các nhà máy công
nghiệp...
Kiến thức về dầu khí là một kho tàng vơ cùng rộng lớn. Trong đó thì nhiên liệu
đốt (Fuel oils viết tắt là FO) cũng đóng một vai trị cực kì quan trọng.
Với sự phát triển mạnh của nền kinh tế công nghiệp hiện nay thì việc khai thác các
nguồn nhiên liệu đốt khác nhau để cung cấp đầy đủ năng lượng phục vụ cho đời sống
sinh hoạt, sản xuất của con người ngày càng gia tăng. Các nguồn nhiên liệu đốt thông
dụng hiện nay là than đá, than củi, dầu FO…
Phần lớn các nhà máy thường sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt trong lò hơi để
cung cấp năng lượng cho hoạt động sản xuất công nghiệp trong nhà máy.
1
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
PHẦN I: TỔNG QUAN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
1. Giới thiệu
Việt nam là một trong những quốc gia trên thế giới có tiêm năng về dầu khí. Nước
ta đã và đang có những bước tiến quan trọng trong việc chế biến dầu mỏ trở thành những
sản phẩm có giá trị kinh tẻ cao. Việc chế biến và sản xuât các sản phẩm thương mại có
nguồn gốc từ dầu thơ địi hỏi nhiều quá trình phức tạp và tiêu tốn nhiều năng lượng .Đây
là vấn đề hàng đầu quyêt định đến giá trị kinh tê của nhà máy.
Trong nhà máy lọc dầu, các phân xưởng phân tách như phân xưởng chưng cất hay
trích lỵ thì nguồn năng lượng ln đóng vai trị cần thiết do mỗi chặt chẽ giữa nhiệt độ
và các sản phẩm tách cũng như vậy. Các phân xưởng chuyển hóa hóa học như cracking,
reforming địi hỏi cần cung cấp một lượng quan hệ nhiệt lớn để đạt tới ngưỡng nhiệt độ
cần thiết mà ở đó các phản ứng hóa học có thể xảy ra.
Để cung cấp một nhiệt lượng lớn cần thiết cho các phân xương hoạt động có hiệu
quả thì cần sử dụng các lị cấp nhiệt để đun nóng dịng ngun liệu lên đến nhiệt độ cần
thiết. Tuy nhiên việc sử dụng việc sử dụng các lò cấp nhiệt sẽ gây tốn kém nhiều chi phí
trong khi các sản phẩm đi ra từ các phân xưởng sản xuất đều mang theo một nhiệt lượng
đáng kể, nên cần có các thiết bị làm mát chúng trước khi đem lưu trữ.
Do vậy vấn đề đặt ra cần sử dụng các thiết bị trao đổi nhiệt để có thể tận dụng một
cách có hiệu quả các nguồn nhiệt kể trên với mục đích nâng cao nhiệt độ dịng nạp liệu
lên đến một nhiệt độ thích hợp và làm giảm nhiệt độ của sản phẩm trước khi cho vào các
bốn lưu trữ đồng thời giảm đáng kể chi phí cho lị cấp nhiệt và nâng cao tính kinh tế của
nhà máy. Ngồi việc sử dụng các lưu chất có nguồn gốc từ dầu thơ thì nước. Hơi nước
khơng khí cũng được sử dụng để đun nóng hay làm sạch các sản phẩm đến một nhiệt độ
thích hợp cho việc sản xuất hay lưu trữ.
2
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
2. Khái niệm về buồng đốt
2.1 Giới thiệu chung về dầu đốt
Nhiên liệu đốt lò là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu được từ phân
đoạn sau phân đoạn gas oil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi lớn hơn 350°C. Tuy
nhiên, nhiên liệu đốt lo cũng có thể nhận từ phần cất nhẹ hơn có nhiệt độ sôi hỏ hơn
350°C, hoặc từ phần cặn của các công đoạn chế biến sâu( cracking refoming ...) hoặc
được pha trộn với những thành phần nhẹ và được sử dụng cho các lào đốt nổi hơi, cho
động cơ diezen tàu thủy và các q trình cơng nghiệp khác... Vì vậy, khái niệm nhiệm
nhiên liệu đốt lò (FO)cũng bao hàm cho các loại nhiên liệu nhẹ hơn, có nhiệt độ cất trung
bình, màu hổ phách như nhiên liệu diezen, dầu hỏa tháp đèn... Khi chúng sử dụng làm
nhiên liệu đốt lò.
2.2. Khái niệm
Dầu FO hay còn gọi là dầu mazut, là phân đoạn nặng thu được khi chưng cất dầu
thô parafin và asphalt ở áp suất khí quyển và trong chân khơng. Các dầu FO có điểm sơi
cao.
Trong kĩ thuật đơi khi người ta cịn chia thành dầu FO nhẹ và FO nặng. Vì thế, các
đặc trưng hố học của dầu mazut có những thay đổi đáng kể nhưng khơng phải tất cả các
đặc trưng này ảnh hưởng tới việc sử dụng chúng làm nhiên liệu và các kỹ thuật sử dụng
để đạt hiệu quả cao.
3. Tính chất đặc trưng của dầu đốt
3.1 Sử dụng nhiên liệu đốt lò
3.1.1 Nhiên liệu đốt lị gia đình (FO nhẹ)
FO nhẹ là loại nhiên liệu đốt lị có thành phần cất ở phân đoạn giữa hoặc các sản
phẩm dầu mỏ dạng tương tự như diezen. Nó được sử dụng cho các thiết bị đốt lò cấp nhiệt
dạng phun.
Ở Anh FO nhẹ thường bao gồm cả diezen chưng cất trực tiếp có nhiệt độ sôi trong
khoảng 160-370 C (320–700°F).
Ở Mĩ loại diện chưng cất trực tiếp này thường được pha với phân đoạn cất có nhiệt
độ sơi tương tự từ các q trình cracking.
Các thành phần cất được xử lí thích hợp trước khi pha chế thành FO nhẹ và có thể
thêm phụ gia để sản phẩm có độ ổn định đạt yêu cầu mong muốn.
Tại một số nước khác như Bi,Pháp. Đức loại FO nhẹ chỉ được dùng trong các thiết
bị bay hơi kiểu ống khói hoặc kiểu phun.
Trong các loại lị đốt kiểu phun trước khi Do và nhiên liệu căn được đốt cháy thì
nhiên liệu phải được phun thành những hạt rất nhỏ và trộn với một lượng không khi cần
thiết để tạo thành hỗn hợp chảy.
3
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
Trong các loại lị đốt bay hơi kiểu ơng khỏi, nhiên liên nhiều trong đường ông nằm
dọc theo tưởng được nạp vào đáy thùng chứa làm bằng kim loại và đồng thời được gia
nhiệt nhờ năng lượng bức xạ từ ngọn lửa. Nhiên liệu bay hơi từ bề mặt và khi hơi bốc lên
đến lị đốt thì chúng sẽ được trộn với khơng khí và được hút vào là để đốt cháy Có 3 dạng
lị đốt kiểu phun khác nhau có thể tạo được sự hoa hơi nhanh chóng, đó là:
- Lị đốt có vịi phun áp suất, nhiên liệu được ép dướ áp lực qua lơ có hình dáng
đặc biệt sao cho nhiên liệu được phun dưới dạng hạt phun rất nhỏ, đều vào trong khoang
cháy.
Lị đốt có thiết bị thổi hoặc phun kẹp nhiên liệu sẽ được phun vào đồng thời với
dịng khơng khí, hơi hoặc khi ảnh hưởng đến việc xé nhiên liệu thành những hạt rất nhỏ.
- Lị đốt có các phun quay: Nhiên liệu được đưa qua ống trung tâm vào mặt trong
của một cái cốc rỗng quay nhanh, thon 2 đầu. Bằng tác động li tâm, dầu bị ép vào miệng
rộng của cốc và bị bản ra từ mép cốc. Khi đó dầu sẽ được phân chia nhỏ đều trộn với
không khi cần thiết để đốt cháy.
3.1.2 Nhiên liệu đốt lị nặng (FO nặng)
Trong cơng nghiệp dâu mỏ, trước đây FO nặng được coi là phần cận còn lại hiến
nhiên sau khi tách các thành phần nhẹ, như xăng, KO, và DO... Trong quá trình chế biến
dầu thô bằng phương pháp chưng cất trực tiếp ở áp suất khí quyển.
Ngày nay do nhu cầu xăng ô tô tăng nhanh, việc chế biến dầu mỏ buộc phải tận
thu các thành phần nhẹ nên các công nghệ chế biến dầu đã được tạo ra và phát triển rất
mạnh mẽ như cracking nhiệt, cracking xúc tấc... Kết quả là đã chuyển hóa được phần căn
chưng cất ở áp suất khí quyền thành những nhiên liệu nhẹ hơn. Phù hợp với thành phần
pha chế cho xăng.
Việc tận thu các thành phần nhẹ có thể chế biến được từ dầu mỏ để pha chế xăng
ô tô đã đã tới thành phần nhiên liệu đốt lò nặng cũng thay đổi.
Nguồn nguyên liệu nặng có sản sau q trình chứng cắt và cracking để pha chế
nhiên liệu đốt lò ngày càng tăng và các sản phẩm khác có được từ các quy trình chế bến
đó cũng trở nên dồi dào hơn cho nhu cầu sản xuất nhiên liệu đốt lò. Các sản phẩm năng
của quá trình chế biến dầu mỏ trước đây được coi là nhiên liệu đốt lị. Thì nay do phân
nhẹ được thu hồi và tận dụng như là một thành phần để pha chế nhiên liệu đốt lò. Phân
nhẹ này bao gồm naptha, diezen chưng cất trực tiếp, diezen cracing các thành phần chiết
từ việc sản xuất dầu hỏa dầu nhờn được sử dụng như là chất làm loãng để giảm độ nhớt
và thường được coi là nguồn nguyên liệu curter stocks? (tạm dịch là ngun liệu làm
lỗng)
Tóm lại ngày nay,FO nặng sản xuất được từ quy trình chế biến hiện đại là kết quả
của việc pha chế có chọn lọc các phần nặng khác nhau và các nguồn nguyên liệu cutter
4
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
stock để sản xuất ra các loại nhiên liệu đốt lò khác nhau phù hợp với những ứng dụng
rộng rãi trong cơng nghiệp.
Nhiên liệu đốt lị ngày nay hồn tồn khác với quan niệm đơn giản trước đây, khi
nó chỉ được coi là những phần nặng còn lại sau khi lấy đi các thành phần nhẹ.
3.1.3. Những đặc tính kỹ thuật :
Đối với FO nhẹ (nhiên liệu đốt là gia đình) thì những đặc tính khác nhau liên quan
tới đặc tính chảy của nhiên liệu có thể được coi là quan trọng đầu tiên bởi vì khách hàng
cần được cảnh báo nhiều hơn.
Nếu nhiên liệu không đủ khả năng bay hơi, hiệu suất cháy khơng đạt thì nhiên liệu
khi cháy có xu hướng tạo cặn cacbon, có thể đóng cặn các vòi chảy và các thiết bị bay
hơi. Kết quả là khả năng bắt lửa kém, luôn phải lau chùi, vệ sinh thiết bị. Trong quá trình
sản xuất chế biến nhiên liệu đốt lò chất lượng cháy phải được kiểm tra cần thận bằng các
phương pháp thử tiêu chuẩn như đặc tính bay hơi, nhiệt trị, độ nhớt, hàm lượng lưu
huỳnh...
Ngồi ra, một số phương pháp thử và quy trình đánh giá khác với mục đích quản
lý chất lượng để đảm bảo cho q trình bảo quản và vận chuyển khơng gây ra sự nhiễm
bẩn, ăn mòn cũng được đề cập đến.
4. Thành phần, phân loại của dầu đốt
4.1. Thành phần của dầu đốt
4.1.1 Thành phần hoá học của dầu đốt
Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lị bao gồm các loại hydrocacbon và các
thành phần không phải hydrocacbon
- Loại hydrocacbon bao gồm :
● Paraphinic có số nguyên tử cacbon từ 20 đến 30 trong phân tử
● Naphtenic
● Aromatic
● Các hợp chất lai hợp
- Loại phi hydrocacbon bao gồm
● Các hợp chất lưu huỳnh
● Các hợp chất oxy
● Các hợp chất nito
● Nhựa asphanten
● Kim loại
5
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lị ảnh hưởng đến nhiệt trị của nó. Yêu cầu
nhiệt trị của nhiên liệu đốt lò thường là 10000 kcal/kg
Thành phân paraphinic cho nhiệt trị lớn nhất sau đến thành phần naphtenic kém
hơn cả là thành phần aromatic và lai hợp.
Các thành phân phi hydrocacbon khó cháy những khi cháy lại gây mất nhiệt năng,
sản phẩm cháy của chúng tạo cặn cốc, bít vòi phun, bám vào thành nồi hơi... làm giảm
hiệu quả truyền nhiệt, gây hỏng là. Hàm lượng kim loại cũng có tác hại den hoạt động
của lị. Nếu có mặt kim loại vanadi và năui khi ở nhiệt độ cao chúng để tạo hợp kim với
sắt gây hỏng.
Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò còn ảnh hưởng đến độ nhớt, là một chi
tiêu rất quan trọng cho hoạt động của vịi phun để đạt được kích thước hạt nhiên liệu
mong muốn.
Nhiên liệu đốt lò ở thể lỏng nên khi dùng cho các lò nung xi măng,gồm sứ, thủy
tinh và các lò sấy lương thực, thực phẩm, các lò hơi nhà máy điện... Sẽ có ưu điểm hơn
hẳn nhiên liệu rắn vì rất tện lợi cho quá trình tự động hóa cơng nghệ cấp liệu khi sử dụng
vịi phun để phun nhiên liệu phân tán vào khơng khí hoặc phun hịn hợp nhiên liệu vào
khơng khí.
Cấu tạo vịi phun có liên quan với độ nhớt của nhiên liệu đốt lị FO. Kích thước
hạt nhiên liệu sau khi phun càng bé càng tốt vì nó càng được phân tán triệt để trong khơng
khí càng cháy được hồn tồn.
Thành phần của nhiên liệu đốt lò là một hỗn hợp phức tạp bao gồm những hợp
chất có trọng lượng phân tử lớn, chúng có mặt trong dầu the ban đầu hay được sinh ra từ
các qua trình chuyển hoa sâu. Cấu trúc của các hợp chất này rất phức tạp vì vậy việc phân
tách chúng thành các hợp chất riêng lẻ hay các họ như khi nghiên cứu đối với các phân
đoạn nhẹ là rất khó khăn và khơng có nhiều ý nghĩa thực tế.
Trong thực tế để khi nghiên cứu thành phần hố học của nhiên liệu đốt lị người ta
dựa vào các tính chất lý học của nó như khả năng tan trong các dung môi, khả năng hấp
phụ khác nhau để tách loại chúng thành các nhóm chất khác nhau. Thực tế người ta thu
được ba nhóm chất như sau:
● Nhóm dấu
● Nhóm nhựa
● Nhóm asphalten
Việc phân chia nhiên liệu đốt lị thành các nhóm chất như trên thường khơng rõ ràng
vì cấu trúc của phân nặng trong nhóm nhẹ và cấu trúc của phần nhẹ trong
nhóm nặng là khơng khác nhau nhiều, nhất là giữa nhóm nhựa và nhóm asphalten.
6
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
Đây là những hợp chất nhẹ nhất của nhiên liệu đốt lò, chúng bao gồm các hợp
chất parafin, olefin naphten và các hợp chất hydrocacbon thơm. Đây là các hợp chất tan
được trong các dung môi thông thường như xăng nhẹ, parafin... nhưng không thể tách
chúng ra khỏi hỗn hợp bằng các chất hấp phụ vì chúng khơng có cực (hoặc cực yếu)
- Nhóm nhựa :
Nhựa là dẫn xuất của các hydrocacbon polyaromatique hoặc của các
naphtenoaromatic, có độ nhớt lớn. Nó có thể tan trong các hydrocacbon nhẹ C5-C8,
xăng... nhưng đây là các hợp chất có cực nên có thể tách chúng ra khỏi hỗn hợp bằng các
chất hấp phụ.
Trọng lượng phân tử của nó phân bố trong một khoảng rộng từ 2000 - 4000. Tỷ lệ C/H
trong các vòng ngưng tụ của nhựa khoảng từ 7.7 - 8.9.
- Nhóm asphalten :
Asphalten là những hợp chất cao phân tử đa vòng, ngưng tụ cao, có khối lượng
phân tử lớn (từ 700 - 40000). Chúng tan được trong dung dịch H2S, benzen, CCl4 nhưng
không tan được trong xăng nhẹ, các hydrocacbon nhẹ C5-C8. Người ta nhận thấy rằng
trong Asphalten chứa một hàm lượng đáng kể các dị nguyên tố như O, N, S. Tỷ lệ C/H
trong các vòng ngưng tụ của Asphalten khoảng từ 9 - 11. Trong dầu đốt thì nhóm nhựa
tan được trong nhóm dầu để tạo thành một dung dịch thực sự và hỗn hợp của hai nhóm
chất này có một tên gọi chung là nhóm Malten. Asphalten khơng tan trong các dung mơi
thơng thường, khơng tan trong nhóm maltene kể trên mà chỉ bị trương nở trong nhóm
chất này khi tồn tại trong dầu đốt để tạo thành một hệ keo cân bằng mà tướng phân tán là
Asphalten và môi trường phân tán là dầu và nhựa.
Trong quá trình lưu trữ và tồn chứa, do có độ nhớt cao, thường phải
tiếp xúc với oxy khơng khí nên các nhóm chất này sẻ bị biến đổi. Xu hương của sự biến
đổi này là dầu chuyển thành nhựa và nhựa sẻ chuyển thành asphalten. Khi quá trình biến
đổi này xãy ra mạnh sẻ làm cho cân bằng hệ keo bị phá vỡ, gây nên kết tủa asphalten. Sự
phá vỡ cân bằng hệ keo này có thể cịn do khi pha trộn vào dầu đốt những loại dầu có
nguồn gốc khác, làm cho asphalten có thể bị kết tủa. Kết quả là chúng sẽ cùng với nước
và cặn khác tạo thành một chất như “bùn” đọng ở đáy các thiết bị chứa, gây khó khăn khi
sử dụng và cả khi rửa.
4.1.2. Phân loại dầu đốt
Do nhiên liệu đốt lò được ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau nên yêu cầu về chất
lượng của nó cũng khác nhau, hơn nữa chất lượng này còn tuỳ thuộc vào mức độ phát
triển và yêu cầu của từng nước hay từng khu vực
Anh và Châu Âu nhiên liệu đốt lò thường được phân biệt bởi các
loại sau :
7
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
- Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): bao gồm cả các loại dầu giống như diezen
và DO, dầu hỏa KO khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu để đốt lị (lị đốt dạng bay
hơi, dạng ống khói hoặc lị đốt gia đình).
- Nhiên liệu đốt lị lọai nặng (FO nặng): là loại nhiên liệu đốt lò chủ
yếu dùng cho công nghiệp.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam, nhiên liệu đốt lò được phân chia dựa vào hàm lượng
lưu huỳnh và độ nhớt thành 4 loại như sau :
+ FO N01 (2,0% lưu huỳnh)
+ FO N02A (1,5% lưu huỳnh )
+ FO N02B (3,0% lưu huỳnh)
+ FO N03 (3,0% lưu huỳnh)
Giải thích thêm về các loại FO:
a. N01 là loại chưng cất nhẹ dùng cho các đèn đốt kiểu bay hơi trong đó dầu được
biến thành hơi khi tiếp xúc với bề mặt nóng hoặc gia nhiệt. Độ hóa hơi cao là cần thiết để
đảm bảo sự bay hơi diễn ra với hàm lượng cặn còn lại là nhỏ nhất.
b. N02 là loại chưng cất nặng hơn so với loại trên, nó được dùng cho các đèn đốt
kiểu phun. Dầu được phun thành các dạng mù trong buồng đốt tại đây các hạt nhiên liệu
li ti được đốt khi cơng nghiệp có cơng suất trung bình.Do đó dễ sử dụng và dễ kiếm nên
nó khẳng định được giá trị của mình so với loại dầu cặn.
c. N04 (nhẹ) là loại chng cất từ dầu nặng hoặc loại dầu chưng cất từ hỗn hợp dầu
chưng cất và cặn đáp ứng được khoảng yêu cầu về độ nhớt. Nó vừa được dùng cho các
cho các đèn đốt cơng nghiệp phun có áp lực khơng địi hỏi loại dầu có giá thành cao, vừa
dùng được cho các loại đèn
d. N04 là loại dầu hỗn hợp chưng cất và dầu cặn nhưng có thể là loại chưng cất
dầu nặng đáp ứng được khoảng độ nhớt yêu cầu. Nó được dùng cho các loại đèn đốt được
trang bị thiết bị phun dầu có độ nhớt cao hơn so với loại dùng cho đèn đốt gia đình.
Khoảng độ nhớt đảm bảo yêu cầu cho nó có thể bơm phun ở nhiệt độ tương đối thấp. và
như vậy trong tất cả điều kiện thời tiết trừ kh cực kì lạnh loại FO này không yêu cầu gia
nhiệt trước khi sử dụng.
e. N05 (nhẹ) là loại dầu cặn có dộ nhớt trung bình,dùng cho các đèn
dốt có khả năng dùng dầu có độ nhớt cao hơn lọi N04 mà khơng cần gia nhiệt trước.Việc
gia nhiệt trước có thể cần thiết trong một số kiểu trang bị cho quá trình đốt và trong vùng
khí hậu lạnh hơn khi sử dụng.
f. N05 (nặng) là loại dầu cặn có độ nhớt cao hơn loại N05 nhẹ và được dùng cho
các phương tiện tương tự.Việc gia nhiệt trước có thể cần thiết trong một số kiểu trang bị
cho quá trình đốt và trong các vùng khí hậu lạnh hơn khi sử dụng.
8
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
g. N06 là loại có độ nhớt cao được dùng chủ yếu trong các quy mơ thương mại và
cơng nghiệp. Nó yêu cầu phải gia nhiệt trước trong bồn chứa bể bơm và yêu cầu gia nhietj
bổ sung vào đèn đốt để phun. Việc trang bị bổ sung và và bảo dưỡng loại nhiên liệu này
thường ngăn cản và hạn chế nó trong việc sử dụng các thiết bị nhỏ.
h. Loại dầu FO cặn được cung cấp nhằm có thể thay thế đáp ứng được cho các yêu
cầu về dầu có hàm lượng lưu huỳnh thấp.(khác loại với quy định trên) đã được cung cấp
trong đó. Nếu ở dạng lỏng tại một nhiệt độ nào đấy phương pháp thử D.97 có thể khơng
phản ánh chính xác điểm đơng đặc,đặc biệt sau một thời gian bảo quản.Vì vậy giải pháp
tốt nhất là giữa người mua và người cung cấp cần bàn bạc về kĩ thuật để sử dụng loại dầu
FO có hàm lượng lưu huỳnh thấp hay trong thiết bị cần phải dùng đến nó.
- Chỉ tiêu chất lượng của các loại dầu này như sau:
● Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N01 (2,0% lưu huỳnh)
+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C (max) - TCVN 3893-95 0,965
- Độ nhớt động học ở 400C (max) -CST ASTM-D445 87
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0C- ASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 2,0
- Điểm đông đặc (max) 0 0 C CASTM-D97/TCVN3753-9510
- Hàm lượng nước (max) %tt ASTM-D95/TCVN2692-951,0
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15
- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800
- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN2690-950,15
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 6
● Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N02A (1,5% lưu huỳnh )
+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C (max) - TCVN 3893-95 0,97
- Độ nhớt động học ở 400C (max) cSt ASTM-D445 180
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 1,5
- Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521
- Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0
9
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15
- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800
- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN2690-950,15
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 10
● Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N02B (3,0% lưu huỳnh)
+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C (max) - TCVN 3893-95 0,97
- Độ nhớt động học ở 400C (max) cSt ASTM-D445 180
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 3,0
- Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521
- Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15
- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800
- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN 2690-950,15
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 10
● Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N03
+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C(max)
- TCVN 3893-95 0,991
- Độ nhớt động học ở 400C(max)cSt ASTM-D445 380
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 3,0
- Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521
- Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15
- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800
- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN 2690-950,35
10
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 14
11
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
PHẦN II: XÂY DỰNG VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT LỊ ĐỐT CỦA NHÀ MÁY
LỌC DẦU
1. Giới thiệu chung về lò hơi
- Lị hơi cơng nghiệp là sử dụng nhiên liệu để đun sơi nước, tùy theo cấu tạo của
loại lị hơi mà nhiên liệu có thể là : rắn (như củi, than, gỗ...), lỏng (như dầu... ), hoặc khí
(như gas). Cấu tạo đơn giản nhất của lị hơi gồm có hai trống nước bao nước), một ở phía
trên, một ở phía dưới, có hai dàn ống, một dàn nằm trong buồng đốt để được đốt nóng tạo
hỗn hợp hơi và nước sơi chuyển động lên trống trên (cịn gọi là trống hơi), một dàn nằm
phia ngồi vách lị đưa nước đã tách hơi đi xuống trống dưới (còn gọi là trống nước).Việc
tuần hồn hỗn hợp nước sơi và hơi nước đi lên trống trên để tách hơi, và nước từ trống
trên chuyển xuống trống dưới có thể là tuần hồn tự nhiên, cũng có thể là tuần hồn cưỡng
bức: phải dùng bơm chuyên dụng. Trống trên là nơi tách hơi ra khỏi hỗn hợp hơi-nước,
phần hơi ra khỏi bao hơi (trống hơi) được đưa đến bộ quá nhiệt là các dàn ống xoắn ruột
gà (hoặc cấu tạo khác) đặt ngang hoặc dọc trên đỉnh lị để tận dụng nhiệt của khói lò, tại
đây hơi nhận thêm một lượng nhiệt thành hơi q nhiệt ( hơi khơ ), hơi này có áp suất và
nhiệt độ cao được đưa đi sử dụng cho các thiết bị như động cơ hơi nước, turbine hơi
nước...Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo ra nguồn hơi quá nhiệt có nhiệt độ và
áp suất rất cao để đáp ứng cho các loại máy móc đặc chủng. Để vận chuyển nguồn năng
lượng có nhiệt độ và áp suất rất cao này người ta dùng các ống chịu được nhiệt, chịu được
áp suất cao.
- Lò hơi được sử dụng rất nhiều trong công ngiệp như tạo ra hơi để vận
hành đầu máy xe lửa hơi nước, vận hành turbine máy phát điện...
- Và điều đặc biệt của lị hơi mà khơng thiết bị nào thay thế được là tạo ra nguồn
năng lượng an tồn khơng gây cháy để vận hành các thiết bị hoặc động cơ ở nơi cần cấm
lửa và cấm nguồn điện (như các kho xăng, dầu).
2. Cấu tạo cơ bản của lò hơi
- Nồi hơi ống nước, đốt bằng dầu DO/FO thường gồm các bộ phận cơ bản sau:
1. Thân,vỏ:
Thường có dạng hình trụ trịn làm bằng thép, bên ngồi có bọc lớp cách
nhiệt. Vỏ bọc thường bằng tơn có cách nhiệt phía trong. Trên thân có gắn các thiết bị đo,
điều khiển,.. Thường có các nắp hình trịn, bầu dục để có thể kiểm tra nồi hơi.
12
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
2. Buồng đốt:
Là bộ phận quan trọng nhất của nồi hơi, hình trụ. Trong buồng đốt này, dầu được
phun vào dưới dạng sương để tạo thành ngọn lửa. Khi bắt đầu đốt ban đầu thì phải mồi
lửa thơng qua hệ thống đánh lửa: hai que điện cực (bugi) và biến áp đánh lửa, sau khi
cháy hoạc một thới gian ngắn thì ngắt lửa.
3. Chùm ống:
Chùm ống có thể là ống nước hoặc ống lửa. Đây là nơi trao đổi nhiệt để biến nước
thành hơi. Thường làm nhiều lớp ống, tăng diện tích tiếp xúc để tăng hiệu quả kinh tế và
năng suất sinh hơi.
4. Bầu góp hơi:
Nằm phía trên nồi hơi, là không gian chứa hơi sau khi nước biến thành hơi, thường
gắn đồng hồ theo dõi áp suất hơi, hệ thống van an tồn.
5. Quạt gió:
Dùng để cung cấp oxy cho q trình cháy, đồng thời dùng để thổi gió quét các khí
dễ cháy ra khỏi nồi hơi trước và sau quá trình đốt.
6. Bộ đốt phun nhiên liệu, đánh lửa:
Gồm bơm dầu, van tay hoặc van điện từ, vòi phun và bộ phận đánh lửa. Dầu có
áp sấut cao từ bơm thong qua van vào vòi phun, tại đây dầu được xé nhỏ dưới dạng sương
phun vào buồng đốt. Biến áp đánh lửa và bugi tạo tia lửa điện làm dầu phun vào bốc
cháy. Áp lực dầu thường từ 15-25 kg/cm2.
7. Bơm cấp nước:
Khi nước biến thành hơi thì mực nước trong nồi hơi sẽ giảm đi, hệ thống bơm sẽ
cấp nước bổ sung để bù vào lượng nước đó.
8. Các thiết bị khác:
Ngồi các thíêt bị nêu trên còn bao gồm các thiết bị khác như: Van tay gạn mặt,
xả nước đáy nồi, van hơi chính, van an toàn, hệ thống đồng hồ, ống thuỷ theo dõi mực
nước nồi,…
13
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
3. Lựa chọn đầu đốt dầu, gas cho lò hơi - nồi hơi công nghiệp
- Nguyên lý và ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý dầu trước khi đưa vào
đầu đốt
- Mục tiêu chính liên quan tới kỹ thuật đốt là phải đốt cháy dầu với các tiêu chí là
phải đạt hiệu xuất tốt nhất, đảm bảo an toàn vận hành và giảm thiểu sự ô nhiễm đối với
không khí. Mục tiêu này chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng các cụm đầu đốt thích
hợp và vận hành chúng một cách đúng đắn. Chúng ta có thể xếp các nhóm đầu đốt tuỳ
theo nguyên lý xử lý dầu trước khi đưa vào đốt bằng phương pháp phân biệt các đầu đốt
hoạt động theo cách làm hoá hơi hay phun sương.
a. Nguyên lý của các đầu đốt hoạt động bằng cách làm hoá hơi là:
dầu được làm hoá hơi dưới điểm cháy, sau đó hơi dầu đã tạo thành được hồ trộn với
khơng khí cần thiết cho sự cháy và được đốt cháy. Các loại đầu đốt kiểu này chỉ sử dụng
được với các loại dầu hoá hơi trên nhiệt độ thấp như dầu nhẹ, diesel. Các đầu đốt kiểu
hố hơi chỉ dùng trong các lị sưởi dầu của gia đình và các nồi hơi cơng suất nhỏ.
b. Nhiệm vụ của các đầu đốt dầu hoạt động theo kiểu phun sương là dẫn nhiên
liệu vào vùng đốt và cùng lúc phân tán chúng ra thành các hạt sương nhỏ. Dầu được phun
sương, được hoá hơi bởi nhiệt bức xạ của ngọn lửa, bởi sự truyền nhiệt và bởi nhiệt
lượng tuần hoàn trong ngọn lửa. Độ lớn của các giọt dầu được phun sương vào khoảng
10 - 200 m, nhưng trong một số trường hợp, các yếu tố phụ thuộc vào chất lượng
dầu, vào kiểu phun sương và sự hoạt động của chúng, các giọt dầu lớn hơn cũng có thể
xuất hiện trong nhiên liệu được phun sương. Tuỳ theo kiểu phun sương mà sự phân bố
các kích thước, các hạt sương cũng thay đổi.
c. Yêu cầu cơ bản được đặt ra đối với các đầu đốt là phải đảm bảo một sự phân
bố các hạt sương một cách hợp lý, để việc hố hơi nhanh nhất. Ngồi ra, nhiên
liệu phải được phân bổ đều đặn trong khơng khí, chúng ta có thể xếp nhóm các đầu đốt
như sau:
1. Đầu đốt phun sương bằng khơng khí (kiểu gió tán sương - air atomizing), có các
ưu diểm sau:
- Phun sương mịn, vận tốc tương đối lớn, nên hoà trộn tốt với khơng khí dùng để
đốt cháy.
- Kết cấu đơn giản, khơng cầu kì mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao.
- Khơng kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.
- Cần phải trang bị thêm máy nén khí.
2. Đầu đốt phun sương bằng hơi bão hồ (hơi nóng tán sương – steam
atomizing), có các ưu điểm :
- Dầu tiếp tục được hâm nóng từ hơi dùng để phun sương.
14
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
- Kết cấu đơn giản, không cầu kỳ mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao.
- Khơng kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.
Nhược điểm:
- Tiêu hoá hơi để phun sương, mất khoảng 2 - 3% sản lượng hơi.
3. Đầu đốt dùng áp lực phun sương (cao áp), có các ưu điểm sau:
- Dầu có áp suất cao (đến 30 at) được dưa vào đầu đốt sẽ cải thiện độ mịn của việc
phun sương.
- Kết cấu đơn giản.
Nhược điểm:
- Béc phun dầu là chi tiết địi hỏi gia cơng cầu kỳ, chính xác và địi hỏi vật liệu
chịu mài mịn.
- Chất lượng dầu ảnh hưởng nhiều đến việc đốt cháy.
4. Đầu đốt phun sương bằng phương pháp ly tâm (kiểu chén xoay), có các ưu điểm
sau:
- Xét về quan điểm hồ trộn với khơng khí, đây là kiểu có lợi nhất. Sự phân
bố các hạt sương thừa hơn so với sự phân bố của kiểu phun sương dùng áp lực.
- Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.
Nhược điểm:
- Kết cấu phức tạp, chi tiết địi hỏi gia cơng chính xác, chén xoay có vận
tốc cao, giá thành cao.
Một đầu đốt dầu tốt địi hỏi một q trình đốt cháy hồn hảo và sự đảm bảo
một lượng khơng khí dư tối thiểu. Một quá trình đốt ở trạng thái lý tưởng có một
số các điểm lợi quan trọng nhất là:
a. Hiệu suất của nồi hơi được cải thiện bởi sự giảm được lượng khí thải, đồng
thời giảm được tổn thất theo đường khí thải và tiếp theo đó là do việc tạo ra ít muội than
nên các bề mặt trao đổi nhiệt sạch hơn, tạo sự trao đổi nhiệt tốt hơn.
b. Giảm được lượng các chất thải phóng thích vào môi trường. Do giảm
được việc sinh ra axit sulfuric và hạ thấp được điểm sương, nên giảm được sự
ăn mòn hố học.
c. Để q trình đốt cháy được hồn hảo, cần phải đảm bảo được việc hoà trộn tốt
giữa dầu và khơng khí dùng để đốt cháy, ngoại trừ trường hợp dùng khí để phun sương
ở tất cả các loại đầu đốt chỉ bắt đầu sau quá trình phun sương.
15
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, chủ yếu sử dụng các loại đầu đốt chế tạo theo
nguyên lý cao áp của nhiều nước khác nhau. Các loại đầu đốt này sau thời gian sử dụng
bộc lộ rõ các điểm sau:
a. Do không chú trọng đến hệ thống lọc dầu trước khi vào bơm cao áp, nên thường
bị giảm áp làm dầu đốt khó cháy và tiêu hao nhiên liệu tăng lên. Việc sửa chữa phục
hồi hay thay mới thường có chi phí cao (từ 300 - 1.000USD/bơm).
b. Việc cân chỉnh đầu đốt cao áp trong điều kiện chất lượng dầu khơng ổn định
thường khó, địi hỏi nhiều kinh nghiệm. Đặc biệt, trong điều kiện chất lượng dầu xấu,
đầu đốt cao áp khó đốt cháy.
Một số nhà đầu tư có đủ năng lực tài chính thường chọn loại đầu đốt gió tán
sương hay chén xoay - đây là hai kiểu đầu đốt ít kén dầu. Tuy vậy, như đã trình bày ở
trên, kiểu đầu đốt chén xoay thường có giá thành cao.
Trong trường hợp dầu nặng phổ biến trên thị trường Việt Nam hiện nay,
giải pháp dùng gió tán sương là một giải pháp hợp lý với chất lượng phun sương
tốt và giá thành có thể chấp nhận được.
4. Béc đốt dầu FO loại 1 cấp
4.1. Mô tả
Loạt sản phẩm Riello 40 N của béc đốt dầu nặng 1 cấp, là 1 loạt các sản phẩm
đƣợc phát triển dể đáp ứng mọi yêu cầu cho các lò đốt. Loạt sản phẩm Riello 40 N có
sẵn trong 2 mơ hình khác nhau, với công suất từ 34 tới 217 kW, đƣợc chia ra 2 loại cấu
trúc khác nhau. Với tất cả các loại sử dụng cùng thành phần đƣợc thiết kế bởi Riello
cho loạt sản phẩm Riello 40 N. Đảm bảo chất lƣợng cao an toàn trong hoạt động.
Trong việc phát triển béc đốt, đặc biệt quan tâm đƣợc bỏ ra vì sự dễ dàng trong
lắp đặt và điều chỉnh. Dể thu đƣợc các kích tƣớc nhỏ nhất có thể phù hợp với bất kỳ
loại lị hơi nào có mặt trên thị trƣờng
Tất cả các loại đều phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu, điện áp thấp và
máy móc.
Tất cả các loại béc đốt Riello 40 N đã đƣợc kiểm tra trƣớc khi xuất khỏi nhà
máy
-
Thông số tham khảo:
Nhiệt độ: 200C
Áp suất: 1013.5 mbar
Độ cao: 100 m a.s.l.
Tiếng ồn trong chu vi 1m
16
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
4.2 Thông số kỹ thuật
17
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
4.3 Phạm vi bắt lửa
Năng suất đốt cháy hiển thị trong hai đồ thị dưới đây với 2 dòng model:
18
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
Quan sát đồ thị ta thấy, vùng làm việc tối ưu đều trong phạm vi tam
giác, béc đốt sẽ đạt đến cột áp cao nếu nhiệt lượng cần cung cấp cho buồng đốt
không yêu cầu quá cao.
4.4 Nguyên lý hoạt động của béc đốt dầu FO
Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu với chất lượng tốt,
nhiệt độ phù hợp vào trong buồng đốt nồi hơi. Hệ thống nhiên liệu bao gồm: các két
nhiên liệu, phin lọc, bơm tuần hồn nhiên liệu, bầu hâm nhiên liệu, vịi phun nhiên liệu,
van điện từ. Dưới đây trình bày hệ thống nhiên liệu tiêu biểu.
Hệ thống nhiên liệu một vòng tuần hoàn
19
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
1
Bồn chứa dầu
6
Van điện từ
2
Phin lọc
7
Vòi phun
3
Bơm
8
Bộ điều khiển
4
Bộ điều chỉnh áp suất
9
Relay nhiệt
5
Bộ hâm dầu
10
Relay áp suất
Hệ thống nhiên liệu hoạt động theo chế độ CẤP/NGẮT (ON/OFF). Nguyên
lý hoạt động của hệ thống như sau: Nhiên liệu từ bồn chứa dầu được bơm nhiên liệu hút
qua các van chặn (thường là các van đóng nhanh), phin lọc rồi được đẩy qua bầu hâm.
Nếu sử dụng nhiên liệu nặng (HFO), nhiên liệu sẽ được hâm tới nhiệt độ cao tại bầu hâm
(khoảng 95-1200C), sau đó được đưa tới vịi phun.
Tuỳ từng điều kiện mà van điện từ bố trí trên đường dầu hồi có thể được điều
khiển đóng hoặc mở theo các chương trình được đặt sẵn từ bộ điều khiển trung tâm. Nếu
van điện từ đóng, áp suất nhiên liệu sau bơm cấp sẽ tăng lên và nhiên liệu sẽ được vòi
phun phun vào buồng đốt; nếu van điện từ mở, áp suất nhiên liệu thấp không đủ để mở
van tuần hồn trên vịi phun nên khơng được cấp vào buồng đốt mà tuần hồn ngược trở
lại bơm. Tín hiệu lệnh được đưa tới bộ điều khiển trung tâm để đóng van điện từ khi có
nhu cầu cấp nhiên liệu vào buồng đốt, nghĩa là khi áp suất hơi trong nồi hơi thấp. Điều
này xảy ra khi mới bắt đầu đốt nồi hơi hoặc khi nồi hơi đang hoạt động ở chế độ tự
động mà áp suất hơi giảm đến giá trị đặt trước. Tuy nhiên, nhiên liệu chỉ có thể được
cấp vào buồng đốt nồi hơi (van điện từ đóng lại) khi các điều kiện để đảm bảo cho q
trình cháy đủ như: quạt gió đã chạy; nhiệt độ hâm nhiên liệu đảm bảo, áp suất nhiên liệu
đảm bảo; mức nước nồi hơi không thấp.
Khi đốt với nhiên liệu FO thì bầu hâm được đưa vào hoạt động. Thơng thường
người ta sử dụng các bầu hâm điện. Nhiệt độ hâm nhiên liệu được điều chỉnh tự động
nhờ các rơ le nhiệt. Một rơle nhiệt đảm nhận nhiệm vụ đóng, ngắt nguồn hâm khi nhiệt
độ nhiên liệu thấp hay cao (ví dụ: đóng khi nhiệt độ giảm tới 95 0C, ngắt khi nhiệt độ tăng
đến 1200C); ngồi ra cịn có các rơle nhiệt điều khiển bơm tuần hoàn nhiên liệu, báo
động nhiệt độ nhiên liệu cao (trên 145 0C). Khi nhiệt độ nhiên liệu quá thấp (dưới 85 0C)
một rơle nhiệt đưa tín hiệu báo động nhiệt độ nhiên liệu thấp đồng thời van điện từ được
mở để nhiên liệu tuần hồn qua bầu hâm, dừng q trình cháy.
Một số nồi hơi có thể được thiết kế cháy ở hai chế độ: cháy thấp và cháy cao
(low/high flame). Khi ấy trình tự hoạt động của hệ thống nhiên liệu là: NGẮT CHÁY THẤP - CHÁY CAO - CHÁY THẤP - NGẮT (OFF/LOW/HIGH/LOW/OFF).
Việc chuyển từ cháy thấp sang cháy cao thực chất là tăng lượng nhiên liệu cấp vào
buồng đốt nồi hơi.
Thơng thường có hai cách để thay đổi lượng nhiên liệu cấp: sử dụng hai
vòi phun; sử dụng hai chế độ áp suất phun nhiên liệu. Với trường hợp đầu tiên bơm
cấp nhiên liệu đồng thời tới hai vòi phun (nozzle). Hai vòi phun này được điều khiển
20
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Tiểu luận môn học
độc lập: ở chế độ cháy thấp chỉ một vòi phun được đưa vào làm việc; khi chuyển sang
cháy cao, cả hai vòi phun đều cấp nhiên liệu vào buồng đốt. Trường hợp thứ hai
chỉ có một vịi phun nhưng hệ thống được trang bị thiết bị phun nhiên liệu đặc biệt: ở
chế độ cháy thấp hệ thống được điều chỉnh để làm việc với áp suất nhiên liệu thấp
(ví dụ: 2 MPa), khi ấy một lượng nhiên liệu được hồi trở lại; khi chuyển sang cháy
cao hệ thống sẽ tăng áp suất phun nhiên liệu lên (ví dụ: 4 MPa), khi ấy lượng nhiên liệu
cấp vào cũng tăng theo.
4.5. Các thiết bị điển hình trong BEC đốt dầu
Cảm biến ngọn lửa
Bộ gia nhiệt
Bơm dầu
Biến thế đánh lửa
Thiết bị đánh lửa
21
Phin Lọc
Vòi phun
