Tối Ưu Hóa Hiệu Suất Lò Đốt Công Nghiệp (Burner Control) Với Giải Pháp Bronkhorst MASS-STREAM

Tối Ưu Hóa Hiệu Suất Lò Đốt Công Nghiệp (Burner Control) Với Giải Pháp Bronkhorst MASS-STREAM

Trong các ngành công nghiệp xử lý bề mặt, luyện kim, gốm sứ và thủy tinh, quá trình cháy (Combustion Process) là trái tim của dây chuyền sản xuất. Việc kiểm soát chính xác tỷ lệ không khí/nhiên liệu (Air/Fuel Ratio) không chỉ quyết định chất lượng ngọn lửa và nhiệt độ mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí nhiên liệu và nồng độ khí thải môi trường (đặc biệt là NOx).

Bronkhorst, với dòng sản phẩm MASS-STREAM được thiết kế chuyên biệt cho môi trường công nghiệp, mang đến giải pháp kiểm soát lưu lượng khối lượng (Mass Flow Control) vượt trội thay thế cho các phương pháp đo áp suất hoặc lưu lượng thể tích truyền thống.

1. Bài toán kỹ thuật trong điều khiển lò đốt

Các hệ thống đốt hiện đại, đặc biệt là công nghệ Oxy-fuel combustion (sử dụng oxy tinh khiết thay vì không khí để đốt), đặt ra những yêu cầu khắt khe:

• Ổn định nhiệt độ: Ngọn lửa phải duy trì tính chất đồng nhất để đảm bảo chất lượng sản phẩm (ví dụ: làm bóng bề mặt thủy tinh).
• Biến động áp suất: Đầu đốt thường xuyên bị tắc nghẽn hoặc thay đổi trở lực, dẫn đến hiện tượng áp suất ngược (back-pressure). Các thiết bị đo lưu lượng theo nguyên lý chênh áp hoặc rotameter sẽ bị sai số lớn trong trường hợp này.
• Môi trường khắc nghiệt: Bụi bẩn, nhiệt độ cao và không gian lắp đặt chật hẹp.
• Yêu cầu môi trường: Cần kiểm soát lượng Oxy dư chính xác để giảm thiểu sự hình thành NOx và khói đen.

2. Giải pháp MASS-STREAM: Công nghệ đo trực tiếp (Through-Flow Technology)

Bronkhorst đề xuất sử dụng dòng thiết bị MASS-STREAM (D-6300 Series) để kiểm soát độc lập từng đường khí nạp vào đầu đốt.

Nguyên lý hoạt động:

Mỗi đầu đốt sẽ được trang bị 02 bộ điều khiển lưu lượng khối lượng (MFC):

1. MFC 1: Kiểm soát lưu lượng nhiên liệu (Fuel: khí tự nhiên, Methane, Propane, Acetylene...).
2. MFC 2: Kiểm soát lưu lượng chất oxy hóa (Oxidant: Air hoặc Oxygen).

Hai bộ điều khiển này hoạt động theo cơ chế Tỷ lệ (Ratio Control) hoặc Master-Slave, đảm bảo tỷ lệ pha trộn khí luôn chính xác bất kể biến động áp suất đầu vào hay đầu ra.

Ưu điểm vượt trội của MASS-STREAM so với công nghệ cũ:

1. Đo trực tiếp dòng khí (Direct Mass Flow): Không cần cảm biến bù nhiệt độ và áp suất rời rạc. Kết quả đo là lưu lượng khối lượng (mass), yếu tố quyết định trực tiếp đến nhiệt trị của quá trình cháy.
2. Khả năng tự bù áp suất (Pressure Compensation): Khi đầu đốt bị bẩn hoặc tắc nghẽn (gây tăng áp suất ngược), vòng lặp PID tích hợp trong MASS-STREAM sẽ tự động điều chỉnh mở van để duy trì lưu lượng khí cài đặt ổn định. Điều này giúp ngăn chặn hiện tượng tắt ngọn lửa hoặc dao động nhiệt.
3. Thiết kế "bền bỉ" (Rugged Design):
   • Vỏ bảo vệ chuẩn IP65 chống bụi và nước.
   • Cảm biến nằm trực tiếp trong dòng chảy (In-line), ít nhạy cảm với bụi bẩn và độ ẩm hơn so với các dòng cảm biến mao dẫn (bypass capillary).
   • Tổn thất áp suất (Pressure Drop) thấp.

3. Sản phẩm đề xuất (Key Product)

MASS-STREAM™ Series (D-6300)

• Loại thiết bị: Bộ điều khiển lưu lượng khối lượng trực tiếp (Through-flow Mass Flow Controller).
• Dải đo: Từ 0.01 ln/min đến 5000 ln/min (đáp ứng được cả lò đốt nhỏ và công nghiệp lớn).
• Độ chính xác: ±1.0% RD plus ±0.5% FS.
• Tính năng tích hợp:
  • Màn hình hiển thị tại chỗ (Optional Display) cho phép kỹ sư vận hành theo dõi trực tiếp mà không cần PC.
  • Tín hiệu Analog hoặc Digital (Modbus, Profinet, EtherCAT) để kết nối về PLC điều khiển trung tâm.

4. Lợi ích thực tế cho nhà máy

Áp dụng giải pháp MASS-STREAM của Bronkhorst mang lại hiệu quả "kép":

• Tiết kiệm chi phí: Loại bỏ nhu cầu sử dụng các van giảm áp đắt tiền phía trước để ổn định áp suất. Giảm tiêu hao nhiên liệu nhờ đốt cháy hoàn toàn.
• Giảm thiểu thời gian ngừng máy (Downtime): Hệ thống tự động bù trừ sai lệch, giảm tần suất phải can thiệp thủ công (manual adjustments) của công nhân.
• Bảo vệ môi trường: Kiểm soát chính xác lượng Oxy giúp tối ưu hóa quá trình cháy, giảm thiểu khí thải độc hại.

Đối với các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao và khả năng chống chịu môi trường công nghiệp như hệ thống lò đốt, Bronkhorst MASS-STREAM là sự lựa chọn tối ưu về mặt kỹ thuật lẫn chi phí vận hành lâu dài.

Liên hệ ngay với chúng tôi để tính toán dải lưu lượng và lựa chọn Model phù hợp cho hệ thống lò nung của bạn.