Đặc tính kỹ thuật
Nhiên liệu đốt lò (Fuel Oils – FO) 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 0C.
Nhiên liệu đốt lò được phân loại như sau:
Nhiên liệu đốt lò (Fuel Oils – FO) 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 0C.
Nhiên liệu đốt lò được phân loại như sau:
- Nhiên liệu đốt lò loại nặng (FO nặng): là nhiên liệu đốt lò chủ yếu dùng trong công nghiệp.
- Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): bao gồm cả các loại dầu giống như điêzen (DO); dầu hỏa (KO), … khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu để đốt lò (lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc lò đốt gia đình).
- Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): bao gồm cả các loại dầu giống như điêzen (DO); dầu hỏa (KO), … khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu để đốt lò (lò đốt dạng bay hơi, dạng ống khói hoặc lò đốt gia đình).
Nhiên liệu đốt lò phải đáp ứng được những tiêu chuẩn quy định như nhiệt trị, hàm lượng lưu huỳnh, độ nhớt, nhiệt độ bắt cháy, độ bay hơi, điểm đông đặc và điểm sương, cặn cacbon, hàm lượng tro, nước và tạp chất cơ học, …
Nhiệt trị:Nhiệt trị là một trong những đặc tính quan trọng nhất, là thông tin cần thiết cho biết về hiệu suất cháy của nhiên liệu. Nhiệt trị được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D240.
Hàm lượng lưu huỳnh (S): Xác định lưu huỳnh và các hợp chất của lưu huỳnh có thể được tiến hành theo nhiều phương pháp thử khác nhau: Đối với FO nhẹ, xu hướng ăn mòn của nhiên liệu có thể được phát hiện bằng phép thử ăn mòn tấm đồng (ASTM D130). Hàm lượng hợp chất S trong nhiên liệu FO nhẹ càng thấp càng tốt. Đối với FO nặng, hàm lượng lưu huỳnh S thường rất cao, từ 4 đến 5%. Ở các nhà máy luyện kim, nếu dùng nhiên liệu có S cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thép. Đối với FO có hàm lượng cao thì phương pháp tiêu chuẩn để xác định S là ASTM D129.
Độ nhớt: Đối với FO nhẹ, độ nhớt ảnh hưởng nhiều đến mức độ nhiên liệu phun thành bụi sương, do đó ảnh hưởng đến mức độ cháy hết khi đốt nhiên liệu. Độ nhớt có thể được xác định bằng phương pháp xác định độ nhớt Saybolt là ASTM D88; phương pháp xác định độ nhớt động học là ASTM D445. Đối với FO nặng, độ nhớt là một trong những đặc tính quan trọng nhất và cũng như FO nhẹ, độ nhớt cho biết điều kiện để vận chuyển, xuất, nhập, bơm chuyển nguyên liệu, ngoài ra còn chỉ ra mức độ cần gia nhiệt trước khi phun vào lò. Phương pháp xác định độ nhớt là ASTM D445.
Nhiệt độ bắt cháy: Nhiệt độ bắt cháy là tiêu chuẩn về phòng cháy nổ - chỉ ra nhiệt độ cao nhất cho phép tồn chứa và bảo quản nhiên liệu đốt lò mà không gây nguy hiểm về cháy nổ. Nhiệt độ bắt cháy được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D93 (quy trình cốc kín – Pensky Martens).
Độ bay hơi: Đối với FO nhẹ, trong các lò đốt, nhiên liệu luôn ở trạng thái sẵn sàng được kích cháy và phải duy trì được ngọn lửa ổn định, nghĩa là độ bay hơi phải luôn ổn định. Đối với FO loại nặng, thành phần cất không được đề cập đến vì chúng là dạng cặn.
Điểm đông đặc và điểm sương: Đối với FO nhẹ, điểm sương là nhiệt độ tại đó tinh thể parafin hình thành và khi cấu trúc tinh thể được hình thành thì nhiên liệu không thể tạo thành dòng chảy. Nhiệt độ đông đặc là khái nhiệm được sử dụng tương tự nhưng có nhiệt độ thấp hơn điểm sương. Hai khái niệm đều chỉ mức nhiệt độ thấp nhất, giới hạn cho phép để vận chuyển nhiên liệu từ bể tới lò đốt. Đối với FO nặng, dựa vào nhiệt độ đông đặc mà lựa chọn phương pháp bơm chuyển, hệ thống gia nhiệt, hệ thống xuất nhập trong kho thích hợp. Điểm đông đặc và điểm sương được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D97.
Cặn cacbon: Có hai dạng lò đốt nhiên liệu: lò đốt bay hơi dạng khói và lò đốt dạng phun. Trong lò đốt bay hơi dạng ống khói thì bất kỳ cặn cacbon nào tạo ra do dầu không bị phá hủy hoặc do không bay hơi hoàn toàn sẽ đóng cặn ở trong hoặc ở gần bề mặt trong của đường dẫn nhiên liệu vào và sẽ làm giảm tốc độ dòng nhiên liệu. Đặc biệt, nếu lò đốt bằng đồng thì hiệu quả cháy sẽ giảm đi rất nhiều. Phương pháp xác định cặn cacbon Condradson theo tiêu chuẩn ASTM D189 được áp dụng để xác định cặn cacbon cho FO nhẹ và FO nặng.
Hàm lượng tro: Hàm lượng tro phụ thuộc vào phẩm chất nguyên liệu và phương pháp chế biến ra nhiên liệu đó. Phương pháp xác định hàm lượng tro theo tiêu chuẩn ASTM D482.
Nước và tạp chất cơ học: Sự có mặt của nước và tạp chất cơ học làm bẩn, tắc lưới học và nhũ hóa sản phảm, đồng thời sẽ gây khó khăn cho việc vận chuyển. Sự có mặt của nước dưới đáy bể dẫn đến ăn mòn bể. Hàm lượng nước được xác định theo phương pháp ASTM D95. Tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM D473. Tổng hàm lượng nước và tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM D1796.
Nhiệt trị:Nhiệt trị là một trong những đặc tính quan trọng nhất, là thông tin cần thiết cho biết về hiệu suất cháy của nhiên liệu. Nhiệt trị được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D240.
Hàm lượng lưu huỳnh (S): Xác định lưu huỳnh và các hợp chất của lưu huỳnh có thể được tiến hành theo nhiều phương pháp thử khác nhau: Đối với FO nhẹ, xu hướng ăn mòn của nhiên liệu có thể được phát hiện bằng phép thử ăn mòn tấm đồng (ASTM D130). Hàm lượng hợp chất S trong nhiên liệu FO nhẹ càng thấp càng tốt. Đối với FO nặng, hàm lượng lưu huỳnh S thường rất cao, từ 4 đến 5%. Ở các nhà máy luyện kim, nếu dùng nhiên liệu có S cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thép. Đối với FO có hàm lượng cao thì phương pháp tiêu chuẩn để xác định S là ASTM D129.
Độ nhớt: Đối với FO nhẹ, độ nhớt ảnh hưởng nhiều đến mức độ nhiên liệu phun thành bụi sương, do đó ảnh hưởng đến mức độ cháy hết khi đốt nhiên liệu. Độ nhớt có thể được xác định bằng phương pháp xác định độ nhớt Saybolt là ASTM D88; phương pháp xác định độ nhớt động học là ASTM D445. Đối với FO nặng, độ nhớt là một trong những đặc tính quan trọng nhất và cũng như FO nhẹ, độ nhớt cho biết điều kiện để vận chuyển, xuất, nhập, bơm chuyển nguyên liệu, ngoài ra còn chỉ ra mức độ cần gia nhiệt trước khi phun vào lò. Phương pháp xác định độ nhớt là ASTM D445.
Nhiệt độ bắt cháy: Nhiệt độ bắt cháy là tiêu chuẩn về phòng cháy nổ - chỉ ra nhiệt độ cao nhất cho phép tồn chứa và bảo quản nhiên liệu đốt lò mà không gây nguy hiểm về cháy nổ. Nhiệt độ bắt cháy được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D93 (quy trình cốc kín – Pensky Martens).
Độ bay hơi: Đối với FO nhẹ, trong các lò đốt, nhiên liệu luôn ở trạng thái sẵn sàng được kích cháy và phải duy trì được ngọn lửa ổn định, nghĩa là độ bay hơi phải luôn ổn định. Đối với FO loại nặng, thành phần cất không được đề cập đến vì chúng là dạng cặn.
Điểm đông đặc và điểm sương: Đối với FO nhẹ, điểm sương là nhiệt độ tại đó tinh thể parafin hình thành và khi cấu trúc tinh thể được hình thành thì nhiên liệu không thể tạo thành dòng chảy. Nhiệt độ đông đặc là khái nhiệm được sử dụng tương tự nhưng có nhiệt độ thấp hơn điểm sương. Hai khái niệm đều chỉ mức nhiệt độ thấp nhất, giới hạn cho phép để vận chuyển nhiên liệu từ bể tới lò đốt. Đối với FO nặng, dựa vào nhiệt độ đông đặc mà lựa chọn phương pháp bơm chuyển, hệ thống gia nhiệt, hệ thống xuất nhập trong kho thích hợp. Điểm đông đặc và điểm sương được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D97.
Cặn cacbon: Có hai dạng lò đốt nhiên liệu: lò đốt bay hơi dạng khói và lò đốt dạng phun. Trong lò đốt bay hơi dạng ống khói thì bất kỳ cặn cacbon nào tạo ra do dầu không bị phá hủy hoặc do không bay hơi hoàn toàn sẽ đóng cặn ở trong hoặc ở gần bề mặt trong của đường dẫn nhiên liệu vào và sẽ làm giảm tốc độ dòng nhiên liệu. Đặc biệt, nếu lò đốt bằng đồng thì hiệu quả cháy sẽ giảm đi rất nhiều. Phương pháp xác định cặn cacbon Condradson theo tiêu chuẩn ASTM D189 được áp dụng để xác định cặn cacbon cho FO nhẹ và FO nặng.
Hàm lượng tro: Hàm lượng tro phụ thuộc vào phẩm chất nguyên liệu và phương pháp chế biến ra nhiên liệu đó. Phương pháp xác định hàm lượng tro theo tiêu chuẩn ASTM D482.
Nước và tạp chất cơ học: Sự có mặt của nước và tạp chất cơ học làm bẩn, tắc lưới học và nhũ hóa sản phảm, đồng thời sẽ gây khó khăn cho việc vận chuyển. Sự có mặt của nước dưới đáy bể dẫn đến ăn mòn bể. Hàm lượng nước được xác định theo phương pháp ASTM D95. Tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM D473. Tổng hàm lượng nước và tạp chất cơ học được xác định theo phương pháp ASTM D1796.