Các yêu cầu cho hiệu quả đốt cháy của nồi hơi về chất lượng nhiên liệu và độ tinh khiết nhiên liệu là gì?

Lò hơi gas được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sưởi ấm công nghiệp, thương mại và dân cư. Hiệu quả đốt cháy của họ ảnh hưởng trực tiếp đến việc sử dụng năng lượng, chi phí vận hành và mức độ ô nhiễm môi trường. Việc cải thiện hiệu quả đốt cháy không chỉ phụ thuộc vào thiết kế và hoạt động của nồi hơi, mà còn vào độ tinh khiết của nhiên liệu được sử dụng. Độ tinh khiết của nhiên liệu đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường của nồi hơi. Bài viết này sẽ thảo luận chi tiết về các yêu cầu của độ tinh khiết nhiên liệu đối với hiệu quả đốt của nồi hơi, bao gồm các khía cạnh như hàm lượng lưu huỳnh, hàm lượng tạp chất, hàm lượng độ ẩm và hàm lượng metan trong nhiên liệu.

Sulfide trong nhiên liệu sẽ tạo ra sulfur dioxide (SO₂) trong quá trình đốt cháy. Sulfur dioxide kết hợp với hơi nước để tạo thành axit sunfuric, gây ra sự ăn mòn nghiêm trọng cho các bộ phận kim loại bên trong nồi hơi. Ngoài ra, sulfur dioxide là một trong những nguyên nhân chính của mưa axit, có tác dụng phụ đối với môi trường và sức khỏe con người. Sulfide cũng có thể dẫn đến đốt cháy không hoàn toàn và lắng đọng carbon, làm giảm thêm hiệu quả đốt cháy.

Để cải thiện hiệu quả đốt cháy và kéo dài tuổi thọ nồi hơi, hàm lượng lưu huỳnh trong khí phải càng thấp càng tốt. Nói chung, tiêu chuẩn cho hàm lượng lưu huỳnh trong khí tự nhiên là dưới 5 ppm (phần triệu). Hàm lượng lưu huỳnh thấp có thể làm giảm đáng kể việc tạo ra khí axit, giảm nguy cơ ăn mòn và giảm lượng khí thải gây ô nhiễm, đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi trường nghiêm ngặt.

Các tạp chất trong nhiên liệu (như bụi, kim loại nặng, sunfua, nitrides, v.v.) sẽ hình thành dư lượng hoặc lắng đọng carbon trong quá trình đốt cháy, chặn đầu đốt và trao đổi nhiệt, và cản trở việc truyền nhiệt hiệu quả. Điều này không chỉ làm giảm hiệu quả đốt cháy, mà còn có thể gây ra quá nhiệt, thiệt hại hoặc giảm hiệu quả của nồi hơi. Ngoài ra, sự hiện diện của tạp chất sẽ làm tăng sự hao mòn của thiết bị và tăng chi phí bảo trì.

Khí tự nhiên tinh khiết cao nên có hàm lượng tạp chất rất thấp, thường nên được giữ ở mức cực thấp để đảm bảo đốt cháy sạch và hoàn chỉnh. Việc sử dụng nhiên liệu chất lượng cao có thể làm giảm các yêu cầu bảo trì của thiết bị và kéo dài tuổi thọ của nồi hơi trong khi vẫn duy trì hiệu quả và ổn định nhiệt cao.

Độ ẩm trong nhiên liệu sẽ hấp thụ rất nhiều nhiệt để bay hơi trong quá trình đốt cháy, điều này sẽ làm giảm đáng kể giá trị nhiệt lượng thực tế của nhiên liệu và giảm hiệu quả nhiệt của nồi hơi. Nhiên liệu có độ ẩm cao không chỉ làm tăng mức tiêu thụ năng lượng, mà còn có thể dẫn đến đốt cháy không hoàn toàn, tạo ra các chất không cháy hơn và ảnh hưởng đến môi trường. Ngoài ra, độ ẩm trong nhiên liệu có thể ngưng tụ bên trong nồi hơi, gây ăn mòn hoặc mở rộng, ảnh hưởng hơn nữa đến hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị.

Độ ẩm trong khí nhiên liệu phải càng thấp càng tốt, lý tưởng là ít hơn 100 ppm. Giữ độ ẩm thấp có thể làm tăng giá trị nhiệt lượng hiệu quả của nhiên liệu, đảm bảo quá trình đốt hiệu quả hơn và giảm nguy cơ ăn mòn và nhân rộng bên trong nồi hơi.

Nói chung, hàm lượng metan trong khí đốt tự nhiên sẽ đạt hơn 85% để đảm bảo giá trị nhiệt độ cao và hiệu quả đốt cháy cao. Nhiên liệu có hàm lượng metan thấp hơn có thể yêu cầu khối lượng nhiên liệu cao hơn để đạt được sản lượng nhiệt tương tự, điều này sẽ làm giảm hiệu quả tổng thể của hệ thống và tăng chi phí vận hành.

Độ tinh khiết của nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến tính đầy đủ của quá trình đốt cháy. Nhiên liệu có độ bền cao có thể phản ứng hoàn toàn với oxy trong quá trình đốt để tạo ra các sản phẩm đốt hoàn toàn như carbon dioxide và nước, do đó chuyển đổi càng nhiều năng lượng hóa học trong nhiên liệu thành năng lượng nhiệt càng tốt. Nhiên liệu tinh khiết thấp có thể chứa một lượng lớn tạp chất không đốt cháy, dẫn đến quá trình đốt cháy không hoàn chỉnh, carbon monoxide, bồ hóng và các chất không cháy khác, không chỉ lãng phí nhiên liệu mà còn làm tăng khó khăn trong việc bảo trì thiết bị.

Hiệu suất nhiệt là một chỉ số hiệu suất quan trọng của nồi hơi khí, thể hiện khả năng của nồi hơi để chuyển đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu thành năng lượng nhiệt. Sử dụng nhiên liệu tinh khiết cao có thể làm giảm sự lắng đọng của các chất không cháy và ô nhiễm bề mặt trao đổi nhiệt, đảm bảo nhiệt có thể được chuyển hiệu quả vào môi trường cần được làm nóng. Nhiên liệu có hàm lượng tạp chất thấp có thể làm giảm tần suất làm sạch và bảo trì thiết bị, để nồi hơi có thể duy trì hoạt động hiệu quả trong một thời gian dài hơn.

Khí thải của nồi hơi khí chủ yếu bao gồm carbon dioxide, hơi nước và một lượng nhỏ oxit nitơ (NOX). Độ tinh khiết nhiên liệu cao có nghĩa là ít phát thải có hại hơn được tạo ra trong quá trình đốt cháy. Cụ thể, nhiên liệu lưu huỳnh thấp có thể làm giảm đáng kể lượng khí thải lưu huỳnh dioxide và giảm nguy cơ bị mưa axit và ô nhiễm không khí. Nhiên liệu có hàm lượng metan cao giúp giảm việc tạo ra các chất không cháy và làm giảm thêm các tác động tiêu cực đến môi trường.

Sử dụng nhiên liệu tinh khiết cao không chỉ có thể cải thiện hiệu quả đốt cháy mà còn mở rộng tuổi thọ của nồi hơi. Nhiên liệu thấp, nhiên liệu không an toàn thấp làm giảm sự ăn mòn và hao mòn của các bộ phận bên trong nồi hơi, giảm carbon và Coking, và giảm sự lắng đọng bụi bẩn trên bề mặt trao đổi nhiệt. Những yếu tố này làm việc cùng nhau để giảm các yêu cầu bảo trì nồi hơi và mở rộng tuổi thọ của thiết bị, do đó giảm chi phí vận hành.

Để đáp ứng các yêu cầu về độ tinh khiết của nhiên liệu, nhiên liệu có thể được xử lý trước khi sử dụng. Ví dụ, tạp chất và độ ẩm trong khí tự nhiên có thể được loại bỏ thông qua các quá trình như khử lưu huỳnh, mất nước và lọc. Thiết bị khử lưu huỳnh có thể làm giảm hiệu quả hàm lượng lưu huỳnh trong khí tự nhiên và tránh sự hình thành các khí axit. Thiết bị sấy có thể làm giảm độ ẩm của nhiên liệu và đảm bảo giá trị nhiệt lượng cao của nhiên liệu. Ngoài ra, các bộ lọc có thể loại bỏ các hạt rắn khỏi nhiên liệu và giảm sự hình thành các mỏ carbon trong quá trình đốt cháy.

Độ tinh khiết nhiên liệu có tác động quan trọng đến hiệu quả đốt của nồi hơi. Nhiên liệu tinh khiết cao không chỉ có thể cải thiện hiệu quả nhiệt của nồi hơi, mà còn kéo dài tuổi thọ của thiết bị, giảm chi phí bảo trì và giảm đáng kể ô nhiễm môi trường. Để đạt được hiệu suất tốt nhất của nồi hơi, hàm lượng lưu huỳnh, hàm lượng tạp chất, độ ẩm và hàm lượng metan trong nhiên liệu phải được kiểm soát nghiêm ngặt. Thông qua tiền xử lý nhiên liệu, việc lựa chọn các nhà cung cấp nhiên liệu chất lượng cao và tăng cường giám sát và bảo trì hệ thống nhiên liệu, độ tinh khiết cao của nhiên liệu có thể được đảm bảo một cách hiệu quả, từ đó đạt được hoạt động hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường của nồi hơi.