4 phương pháp xử lý dầu trước khi đưa vào đầu đốt lò hơi

Dầu đốt không thể đưa trực tiếp vào đầu đốt lò hơi trong mọi trường hợp. Nếu dầu còn lẫn nước, cặn bẩn hoặc có độ nhớt cao, quá trình phun nhiên liệu sẽ kém ổn định, làm giảm hiệu suất đốt và tăng chi phí vận hành. Vì vậy, trước khi cấp vào đầu đốt, dầu thường cần được xử lý để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống. Vậy hiện nay có những phương pháp xử lý dầu trước khi đưa vào đầu đốt nào đang được áp dụng phổ biến?

Vì sao cần xử lý dầu trước khi đưa vào đầu đốt?

Dầu FO thường chứa nhiều tạp chất và cặn bẩn

Dầu FO sau quá trình lưu trữ hoặc vận chuyển thường xuất hiện cặn lắng dưới đáy bồn chứa, lẫn bụi bẩn, gỉ sét từ đường ống hoặc một lượng nước nhất định. Nếu đưa trực tiếp vào hệ thống, các tạp chất này có thể làm tắc bộ lọc dầu, béc phun hoặc gây mài mòn các thiết bị trên đường cấp nhiên liệu. 

Chẳng hạn, chỉ một lượng cặn nhỏ tích tụ trong béc phun cũng có thể khiến nhiên liệu phun không đều, làm ngọn lửa cháy kém ổn định.

Độ nhớt cao ảnh hưởng đến khả năng phun đốt

Ở nhiệt độ thông thường, dầu FO khá đặc và khó chảy. Khi được bơm đến đầu đốt mà chưa xử lý hoặc gia nhiệt phù hợp, dầu khó được tán thành các hạt sương mịn. Thay vì cháy hết, nhiên liệu có thể cháy không hoàn toàn, sinh nhiều khói đen và làm tăng mức tiêu hao dầu. Đây là lý do hầu hết hệ thống lò hơi sử dụng dầu FO đều cần gia nhiệt để giảm độ nhớt trước khi đưa vào đầu đốt.

Ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ lò hơi

Khi dầu không được xử lý đúng cách, quá trình đốt cháy sẽ tạo ra nhiều muội than và cặn bám trên bề mặt trao đổi nhiệt. Lớp cặn này giống như một "lớp cách nhiệt", khiến lò hơi phải tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn để tạo ra cùng một lượng hơi. 

Ngoài ra, đầu đốt, bơm dầu và các thiết bị liên quan cũng phải hoạt động với tải cao hơn, dẫn đến tăng nguy cơ hư hỏng và rút ngắn tuổi thọ của toàn bộ hệ thống.

Các phương pháp xử lý dầu trước khi đưa vào đầu đốt lò hơi phổ biến hiện nay

Đầu đốt phun sương bằng không khí

Phương pháp này sử dụng khí nén để "xé nhỏ" dòng dầu thành các hạt li ti trước khi phun vào buồng đốt. Có thể hình dung tương tự như vòi xịt sương trong các hệ thống tưới cây, khi chất lỏng được phân tán thành những hạt rất nhỏ. Nhờ đó, dầu tiếp xúc với oxy nhiều hơn và cháy nhanh hơn. Tuy nhiên, hệ thống cần trang bị thêm máy nén khí nên chi phí đầu tư và vận hành thường cao hơn một số giải pháp khác.

Đầu đốt phun sương bằng hơi bão hòa

Thay vì dùng khí nén, phương pháp này sử dụng hơi nước bão hòa để hỗ trợ quá trình phun dầu. Khi dầu và hơi đi qua đầu phun, dòng nhiên liệu được tách thành các hạt sương mịn, giúp ngọn lửa cháy đều và ổn định hơn. Đây là giải pháp thường gặp tại các nhà máy đã có sẵn hệ thống hơi, bởi có thể tận dụng nguồn hơi hiện có thay vì phải đầu tư thêm máy nén khí riêng.

Đầu đốt dùng áp lực phun sương 

Ở phương pháp này, dầu được bơm lên áp suất cao rồi ép qua một lỗ phun rất nhỏ. Khi đi ra khỏi béc phun, áp lực lớn sẽ tự động làm dầu tơi thành dạng sương. Có thể hình dung giống như khi bóp mạnh vòi nước, tia nước sẽ tỏa rộng và mịn hơn. Nhờ cấu tạo đơn giản, dễ vận hành và bảo trì, đây hiện là một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống lò hơi công nghiệp. 

Đầu đốt phun sương bằng phương pháp ly tâm

Phương pháp ly tâm sử dụng đĩa hoặc cốc quay với tốc độ rất cao. Dầu được đưa vào tâm của bộ phận quay, sau đó dưới tác động của lực ly tâm sẽ bị văng ra ngoài và tách thành các hạt nhỏ. Ưu điểm của phương pháp này là có thể xử lý hiệu quả các loại dầu FO có độ nhớt cao và lưu lượng lớn. Vì vậy, đầu đốt ly tâm thường được ứng dụng trong các lò hơi công suất lớn hoặc các nhà máy tiêu thụ nhiều nhiên liệu.

Những lưu ý khi xử lý dầu cho hệ thống đầu đốt

Kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt phù hợp

Dầu FO cần được gia nhiệt đến mức phù hợp để giảm độ nhớt trước khi phun đốt. Nếu nhiệt độ quá thấp, dầu khó tán sương và cháy không hết; nếu quá cao sẽ làm tăng chi phí vận hành.

Lựa chọn hệ thống lọc đúng công suất

Công suất của hệ thống lọc cần phù hợp với lưu lượng dầu tiêu thụ thực tế của lò hơi. Thông thường, bộ lọc nên có khả năng xử lý cao hơn khoảng 20–30% so với nhu cầu sử dụng để đảm bảo dầu được làm sạch ổn định, ngay cả khi chất lượng dầu đầu vào không đồng đều. 

Kiểm tra định kỳ hệ thống xử lý dầu

Nhiều sự cố đầu đốt không xuất phát từ thiết bị mà đến từ bộ lọc bị tắc, đường ống bám cặn hoặc hệ thống gia nhiệt hoạt động kém hiệu quả. Việc kiểm tra định kỳ giúp phát hiện sớm các vấn đề này trước khi chúng ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.

Sử dụng dầu đạt tiêu chuẩn chất lượng

Một hệ thống xử lý dầu tốt vẫn khó đạt hiệu quả nếu nhiên liệu đầu vào chứa quá nhiều nước hoặc cặn bẩn. Dầu kém chất lượng không chỉ làm tăng tải cho hệ thống lọc mà còn khiến đầu đốt khó cân chỉnh, tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn và phát sinh lượng muội than lớn trong buồng đốt.

Hiệu quả của một hệ thống đầu đốt không chỉ phụ thuộc vào chất lượng thiết bị mà còn nằm ở cách chuẩn bị nhiên liệu trước khi sử dụng. Thực hiện tốt việc xử lý dầu trước khi đưa vào đầu đốt sẽ giúp quá trình đốt cháy diễn ra tối ưu hơn, hạn chế các sự cố phát sinh và duy trì hiệu suất ổn định cho lò hơi.