Chất đốt lò hơi là gì? Phân loại và lựa chọn nhiên liệu phù hợp

Chất đốt lò hơi đóng vai trò cốt lõi trong vận hành các hệ thống lò hơi (nồi hơi), ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất sinh nhiệt, chi phí vận hành và vấn đề môi trường. Việc hiểu rõ về các loại chất đốt và cách lựa chọn nhiên liệu phù hợp là yếu tố then chốt cho mọi doanh nghiệp sử dụng lò hơi.

1. Chất đốt lò hơi là gì?

Chất đốt lò hơi (hay nhiên liệu lò hơi) là bất kỳ vật liệu nào được đưa vào buồng đốt của lò hơi để trải qua quá trình đốt cháy (phản ứng hóa học với oxy), nhằm giải phóng một lượng lớn nhiệt năng. Lượng nhiệt này sau đó được truyền cho nước trong lò hơi để tạo thành hơi nước phục vụ cho các quy trình sản xuất, sưởi ấm, hoặc phát điện.

Tìm hiểu về chất đốt lò hơi là gì?

Công thức đốt cháy cơ bản của nhiên liệu lò hơi:

Nhiên liệu + O₂ → Nhiệt năng + CO₂ + H₂O + Sản phẩm cháy khác

2. Phân loại chất đốt lò hơi

Để lựa chọn nhiên liệu phù hợp nhất, trước hết cần hiểu các nhóm chất đốt phổ biến đang được sử dụng trong công nghiệp. Mỗi loại có đặc tính cháy, nhiệt trị và hiệu quả vận hành khác nhau.

2.1. Nhiên liệu rắn

Bao gồm: than cám, than đá, than tuyển, biomass (trấu, dăm gỗ, viên nén, vỏ cà phê).

Nhóm này thường được sử dụng cho lò hơi công suất lớn như lò tầng sôi, lò ghi.

• Ưu điểm: giá rẻ, nguồn cung ổn định, phù hợp cho vận hành liên tục, dễ đạt công suất cao.
• Nhược điểm: tạo nhiều tro - xỉ, cần vệ sinh định kỳ, dễ bám cặn sinh nhiệt kém nếu nhiên liệu ẩm hoặc nhiều tạp chất.

Nhiên liệu rắn

2.2 Nhiên liệu lỏng

Gồm: dầu FO, DO, dầu thải đã lọc.
 Phù hợp cho các hệ thống cần điều khiển linh hoạt và cháy sạch.

• Ưu điểm: cháy sạch, điều chỉnh lửa nhanh, không tạo tro, vận hành đơn giản.
• Nhược điểm: chi phí nhiên liệu cao, phụ thuộc thị trường dầu, cần kiểm soát chất lượng dầu để tránh đóng cặn đầu đốt.

2.3. Nhiên liệu khí

Gồm: LPG, CNG, LNG, gas tự nhiên, biogas.

Thường ứng dụng trong hệ thống yêu cầu độ an toàn cao và phát thải thấp.

• Ưu điểm: hiệu suất đốt cao, cháy gần như hoàn toàn, không tạo tro - xỉ, vận hành sạch.
• Nhược điểm: chi phí đầu tư ban đầu cao (hệ thống đường ống, van, đầu đốt khí); giá LPG/CNG thường biến động.

Nhiên liệu khí

2.4. Nhiên liệu hỗn hợp / đa nhiên liệu

Một số nhà máy kết hợp nhiều loại nhiên liệu để tối ưu giá thành và tận dụng phụ phẩm. Ví dụ phổ biến: biomass + than, RDF + than.

• Ưu điểm: linh hoạt nguồn cung, giảm chi phí, thân thiện môi trường hơn so với đốt than thuần.
• Nhược điểm: khó kiểm soát ổn định nhiệt, yêu cầu hệ thống điều khiển - cấp gió - cấp liệu tốt.

3. Tiêu chí đánh giá chất lượng nhiên liệu lò hơi

Chất lượng nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất lò hơi, sản lượng hơi và mức tiêu hao nhiên liệu. Vì vậy, cần phân tích kỹ các chỉ số quan trọng sau:

Nhiệt trị (Calorific Value - GCV/NCV)

Nhiệt trị thể hiện lượng năng lượng mà nhiên liệu có thể sinh ra khi đốt cháy.

Nhiệt trị càng cao → lượng hơi tạo ra càng lớn → hiệu suất càng tốt.

Độ tro, độ ẩm và chất bốc

• Độ tro cao gây bám xỉ, đóng cặn, giảm truyền nhiệt.
• Độ ẩm lớn làm tốn nhiều năng lượng để bốc hơi, giảm hiệu suất cháy.
• Chất bốc ảnh hưởng đến tốc độ cháy và đặc tính ngọn lửa.

Hàm lượng lưu huỳnh và cacbon cố định

• Lưu huỳnh cao gây ăn mòn, tạo SO₂ - ảnh hưởng môi trường.
• Cacbon cố định cao giúp duy trì nhiệt ổn định trong buồng đốt.

Kích thước hạt / tính chất vật lý

Kích thước nhiên liệu quyết định khả năng phân phối, cháy đều và hạn chế tắc nghẽn cấp liệu.

Kích thước nhiên liệu là một trong những tiêu chí đánh giá chất lượng nhiên liệu lò hơi

Ảnh hưởng đến môi trường và khí thải

Bao gồm: CO₂, NOₓ, SOₓ, bụi mịn, mức tro - xỉ và khả năng đạt tiêu chuẩn khí thải công nghiệp.

4. Yêu cầu lựa chọn nhiên liệu phù hợp với từng loại lò hơi

Không phải loại lò nào cũng phù hợp với mọi nhiên liệu. Mỗi thiết kế buồng đốt sẽ tương thích với nguồn nhiên liệu nhất định.

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB/BFB)

Lò CFB/BFB thích hợp với:

• Nhiên liệu có kích thước nhỏ
• Độ ẩm vừa phải
• Nhiên liệu khó cháy như: than cám, trấu, vỏ cà phê, RDF, biomass mix

Ưu điểm: đốt đa nhiên liệu rất tốt.

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Lò hơi ghi - lò hơi than cám

Phù hợp với:

• Than cám
• Than đá cục nhỏ
• Một phần biomass phối trộn

Cần chú ý độ ẩm để tránh tắc ghi và giảm nhiệt độ buồng đốt.

Lò hơi đốt nhiên liệu lỏng / khí

Dùng cho:

• FO, DO
• LPG, CNG
• Biogas

Ưu điểm: vận hành sạch, ít muội than, điều khiển tự động dễ dàng.

Lò hơi đa nhiên liệu (mixed fuel)

Thiết kế cho phép:

• Than + biomass
• Biomass + RDF
• Than + dầu DO hỗ trợ mồi lửa

Cần kiểm soát tốt lưu lượng gió - nhiệt để tránh dao động nhiệt.

Lò hơi đốt nhiên liệu hỗn hợp

>>> Xem thêm: Lò hơi đốt Biomass (sinh khối) giải pháp tối ưu chi phí sản xuất

5. Những thách thức và giải pháp khi sử dụng nhiên liệu

Trong quá trình vận hành lò hơi, mỗi nhóm nhiên liệu đều mang theo những rủi ro vận hành riêng. Việc nhận diện đúng vấn đề và áp dụng biện pháp kỹ thuật phù hợp sẽ giúp duy trì hiệu suất và hạn chế sự cố.

5.1 Nhiên liệu rắn: đóng cặn, bám xỉ

• Giải pháp: kiểm soát độ tro - độ ẩm, vệ sinh định kỳ, tối ưu phân phối gió cấp 1 - cấp 2.

5.2 Nhiên liệu lỏng/gas: biến động giá, an toàn cháy nổ

• Giải pháp: thêm hệ thống cảnh báo áp suất - rò rỉ, lựa chọn nhà cung cấp ổn định, tối ưu điều khiển nhiệt.

5.3 Phối trộn nhiên liệu: cân bằng nhiệt, tuần hoàn vật liệu

• Giải pháp: theo dõi nhiệt độ giường sôi, tối ưu tỷ lệ mix, kiểm soát tốc độ quạt ID/FD/PA để giữ ổn định buồng đốt.

Lựa chọn đúng chất đốt lò hơi là yếu tố cốt lõi giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí, tăng hiệu suất và đảm bảo vận hành an toàn - ổn định trong suốt vòng đời thiết bị. Mỗi loại nhiên liệu đều có ưu nhược điểm riêng, vì vậy việc đánh giá đầy đủ nhiệt trị, độ tro, độ ẩm, khả năng cháy và mức phát thải sẽ giúp bạn đưa ra quyết định phù hợp với công nghệ lò hiện tại.

Nếu doanh nghiệp của bạn đang cần tư vấn lựa chọn nhiên liệu, thiết kế - chế tạo lò hơi, hoặc nâng cấp hệ thống đốt để tiết kiệm nhiên liệu hơn, hãy liên hệ đội ngũ chuyên gia của GreenBoiler.

Tại greenboiler.vn, chúng tôi cung cấp giải pháp lò hơi tối ưu theo từng ngành, đảm bảo an toàn - hiệu suất cao - tiết kiệm năng lượng và tuân thủ đầy đủ tiêu chuẩn môi trường.