KHD: Vòi đốt lò nung giúp tiết kiệm nhiên liệu thế nào

Vòi đốt lò nung ảnh hưởng thế nào đến nhiên liệu và chất lượng clinker được thể hiện rõ, bởi một ngọn lửa không phù hợp có thể gây ra nhiều hệ quả

Ngọn lửa quá dài có thể làm nhiệt phân bố không đúng vùng, khiến quá trình nung diễn ra chậm và tăng tải nhiệt lên thân lò.

Ngọn lửa quá ngắn hoặc quá mạnh cũng có thể tập trung nhiệt vào một khu vực, gây ảnh hưởng đến vật liệu chịu lửa và lớp coating.

Do đó, vòi đốt phải tạo được hình dạng ngọn lửa phù hợp với đường kính lò, công suất, loại nhiên liệu và điều kiện vận hành.

Slide ACT Nov.2024 mô tả PYROJET là vòi đốt tiêu chuẩn của KHD, có thể dùng cho dây chuyền đến 12.000 tấn/ngày và nhiều loại nhiên liệu như than, petcoke, dầu, khí, RDF, bùn thải và dăm gỗ.

Khái niệm ngọn lửa “sandwich”

Thiết kế PYROJET sử dụng nhiều kênh khí và nhiên liệu để tạo cấu trúc ngọn lửa có khả năng hòa trộn nhanh.

KHD cho rằng ngọn lửa ngắn, mạnh giúp tập trung năng lượng vào vùng cần thiết, giảm nhiệt độ tại đầu vào lò và hạn chế đóng bám. Sự phân bố nhiệt còn có thể tạo clinker có khoáng nhỏ và hoạt tính tốt hơn. Đây là đánh giá kỹ thuật của nhà cung cấp; kết quả cần được xác minh bằng dữ liệu clinker và chế độ vận hành của từng lò.

Một điểm quan trọng khác là lượng gió sơ cấp. Sử dụng quá nhiều gió sơ cấp làm tăng lượng khí phải vận chuyển và có thể ảnh hưởng hiệu suất nhiệt. Vòi đốt cần đạt khả năng hòa trộn tốt mà không dựa vào lượng gió quá lớn.

Sử dụng nhiên liệu thay thế ngay tại vòi đốt

Nhiên liệu thay thế thường có kích thước, mật độ và khả năng cháy khác than nghiền.

KHD sử dụng cơ cấu xoáy có thể điều chỉnh để phân phối nhiên liệu thay thế vào lõi ngọn lửa. Cơ cấu có thể thay đổi vị trí trong quá trình vận hành, từ đó điều chỉnh góc phun và mức trộn với oxy.

Theo tài liệu, việc đưa cơ cấu xoáy lùi về vị trí phù hợp giúp nhiên liệu được phân bố tốt hơn, hạn chế môi trường khử cục bộ và giảm nguy cơ nhiệt độ đầu vào lò tăng cao. Hệ thống này có thể được lắp cho vòi mới hoặc nâng cấp một số vòi hiện hữu.

Không chỉ có vòi đốt chính của lò

KHD còn trình bày các giải pháp cấp nhiên liệu tại calciner như:

Vòi đốt buồng HCB.
Hộp đốt PYROBOX.
Hệ thống đốt vòng khí.
Bộ chia nhiên liệu cho calciner Low-NOₓ.

Nhiệt độ trong calciner thấp hơn vùng nung chính, nên nhiên liệu khó cháy cần được phân tán và trộn hiệu quả hơn.

Hệ thống cấp nhiên liệu theo nhiều giai đoạn còn có thể tạo vùng khử để hạn chế hình thành NOₓ. Tuy nhiên, thiết kế phải tránh phát sinh CO cao hoặc nhiên liệu cháy không hoàn toàn.

Những dữ liệu cần theo dõi sau khi thay vòi đốt

Hiệu quả không nên chỉ đánh giá bằng hình dạng ngọn lửa quan sát qua camera. Nhà máy cần so sánh:

Tiêu hao than hoặc nhiên liệu riêng.
Nồng độ O₂ và CO.
NOₓ tại đầu ra.
Nhiệt độ vùng nung.
Độ ổn định dòng điện lò.
Hàm lượng vôi tự do trong clinker.
Tình trạng coating.
Chất lượng và khả năng nghiền clinker.
Tỷ lệ nhiên liệu thay thế.

Đầu đốt chỉ phát huy hiệu quả khi được hiệu chỉnh theo lò thực tế. Một thiết kế tốt nhưng vận hành sai lượng gió, áp suất hoặc tỷ lệ nhiên liệu vẫn có thể làm lò mất ổn định.