Eska's Blog

03/03/2016

Năng lượng và ngành công nghiệp dầu nhớt

Năm nay, ExxonMobil phát hành nghiên cứu “The outlook for energy: a view to 2040” (Tạm dịch: “Tầm nhìn về năng lượng, đến năm 2040”). Họ nghiên cứu tại 100 quốc gia, 15 lĩnh vực về nhu cầu năng lượng khác nhau (trong đó có công nghiệp Dầu nhớt), và 20 dạng năng lượng. Họ xem xét yếu tố sử dụng năng lượng tác động đến chính sách xã hội như mục tiêu tiết kiệm nhiên liệu, năng lượng hạt nhân, khí thải nhà kính… Cuối cùng tổng hợp các khía cạnh quan trọng ảnh hưởng đến thị trường năng lượng thế giới hình thành trong tương lai.

Nền công nghiệp dầu nhớt

Báo cáo ước lượng rằng, năm 2040, dân số thế giới đạt 9 triệu người (tăng hơn 25% so với hiện nay); GDP toàn cầu tăng xấp xỉ 130%. ..Đối với các nước đang phát triển ở Châu Phi, Châu Á- Thái Bình Dương (trong đó có Việt nam) thách thức lớn nhất là nguồn năng lượng sạch, và công nghệ hiện đại khi hiện nay vẫn tồn tại 1.3 tỷ người thiếu tiếp cận với điện (một dạng năng lượng trực tiếp); 2.6 tỷ người vẫn sử dụng nhiên liệu sinh học (biomass fuel) để nấu nướng.

Tiết kiệm năng lượng đối với công nghiệp dầu nhớt.

Ước lượng cho rằng 1/3 đến ½ tổng cộng năng lượng được sản xuất ra trên thế giới được tiêu tốn cho ma sát (Nguồn: The society of Tribologists & Lubrication Engineers- Basis of friction. www.stle.org/resources/lubelearn/friction). Nghiên cứu của nhà khoa học Jost, xuất bản năm 1966 tại Anh quốc, là một trong những nghiên cứu đầu tiên về sự ảnh hưởng của công nghiệp dầu nhớt lên Tổng sản phẩm nội địa (GDP) và được tính toán chiếm khoản 1.3-1.6% GDP bị thất thoát do áp dụng không hiệu quả vấn đề “bôi trơn” thuần túy ( không ám chỉ “bôi trơn” mà báo chí hay đề cập).

Do đó, dầu nhớt giữ một vai trò quan trọng trong việc tránh tổn thất về năng lượng trong ma sát và mài mòn. Có thể cải thiện bằng nhiều cách:

  1. Giảm ma sát trực tiếp: ngăn cách các lớp bề mặt chuyển động tương đối với nhau.
  2. Giảm ma sát thủy tĩnh giữa các lớp chất lỏng chuyển động (độ nhớt).
  3. Giảm mài mòn bằng cách bảo trì hay thay thế các chi tiết hỏng hóc là nguyên nhân gây tổn thất năng lượng.
  4. Sử dụng dầu nhớt có thời gian hay dầu lâu (chất lượng, bền), tránh việc thải bỏ hủy hoại môi trường

Cùng một bản chất bôi trơn nhưng nếu sử dụng dầu nhớt có chất lượng tốt (bản chất dầu gốc tốt) như dầu nhớt tổng hợp chẳng hạn, chỉ số độ nhớt rất cao (VI- Viscosity Index), sẽ giảm hiện tượng tăng độ nhớt (dầu đặc lại) khi nhiệt độ môi trường xuống thấp làm tổn thất năng lượng khi hoạt động bơm (hệ thống thủy lực,.v.v). Tuy vậy, ở nhiệt độ vận hành độ nhớt không sử dụng cao hơn độ nhớt được khuyến nghị hay yêu cầu (chuyện này hay xảy ra tại Việt nam, khuyến nghị độ nhớt cao hơn “chút” cho chắc, nguy hiểm vì “chút” có nghĩa là một cấp VG –Viscosity grade tăng lên, tức độ nhớt tăng 50% ở 40oC đối với dầu công nghiệp và 20-40% đối với dầu động cơ ở 100oC). Ví dụ đơn giản khi chuyển qua sử dụng dầu gốc tổng hợp PAO từ dầu gốc khoáng (mineral oil) với cùng cấp độ nhớt VG thì nhiệt độ của dầu giảm hơn từ 5-8oC minh chứng cho việc tổn thất năng lượng (năng lượng chuyển hóa thành nhiệt).

Nghiên cứu cho rằng tùy theo thiết bị, năng lượng tiết kiệm đo được dao động từ 1-7% khi chuyển đổi sử dụng dầu gốc tổng hợp. Như trong chuyển động của bánh răng xoắn và nghiên của hộp truyền động/bánh răng, vì hiện tượng “trượt” xảy ra liên tục nên hiệu quả truyền động cơ học rất kém, nhưng khi sử dụng dầu tổng hợp (ứng suất kéo thấp) thì năng lượng tiết kiệm lên đến 30%. (Nguồn: Energy&general cost saving from the use of synthetic food grade lubricants. www.fuchslubricants.com ).

Dầu nhớt tổng hợp có độ bền hay kéo dài thời gian sử dụng lên đến 3 lần so với dầu gốc khoáng bởi vì cải thiện được đặc tính chống oxy hóa và ổn định nhiệt. Hiện nay, dầu gốc tổng hợp được sử dụng nhiều trong công nghiệp: khai thác hầm lò/mỏ; hộp truyền động tua-bin gió; động cơ kết hợp giữa nhiệt và điện..v.v

Khuynh hướng trong công nghiệp dầu nhớt và nhu cầu

Điều kiện hoạt động ngày càng khắc nghiệt hơn

Nhu cầu sử dụng dầu nhớt với chất lượng cao hơn, nhiệt độ cao hơn và áp suất cũng cao hơn. Động cơ ô tô ngày càng nhỏ lại (về kích thước) với turbo tăng áp để đẩy công suất cao hơn, nên tăng tải trọng lên các gối đỡ và nhiệt độ dầu cao hơn. Thiết bị công nghiệp với tốc độ cao và tải trọng cao để tăng hiệu suất. Năng lượng cơ học đầu ra luôn cao.

Lượng dầu nhớt sử dụng ít hơn

Máy móc nhỏ thường tuần hoàn lượng dầu ít hơn nên gia tăng áp lực lên dầu luôn luôn ở điều kiện khắc nghiệt. Nhiệt độ cao yêu cầu dầu nhớt có khả năng bền nhiệt và ổn định oxy hóa. Lượng dầu tuần hoàn cao có nghĩa là dầu hiện điện trong cacte hay bồn chứa thời gian ít hơn nên phải đáp ứng về tính tách khí, chống tạo bọt và tách nước thời gian nhanh nhất.

Thiết bị sử dụng phức tạp hơn

Thiết bị yêu cầu dầu nhớt nhiều chức năng: giảm ma sát, giảm mài mòn, và làm mát. Một số loại dầu cho hộp truyền động đồng thời cho hệ thống thắng và cho cả bơm thủy lực. Hay tính tích hợp các công dụng cho một loại dầu duy nhất để tối ưu hóa lượng tồn kho tại nơi sử dụng.

Thay đổi loại dầu gốc

Với yêu cầu dầu nhớt chất lượng cao hơn, nhu cầu sử dụng dầu gốc Nhóm II và Nhóm III càng nhiều hơn. Khuynh hướng tiết kiệm nhiên liệu/năng lượng, nhà sản xuất dầu nhớt pha chế các loại dầu nhớt có độ nhớt thấp như 5W40 hay 5W30 thay cho truyền thống 15W40, thậm chí còn sử dụng cả 0W-8. Dầu truyền động cũng trong khuynh hướng đó. Dầu” tổng hợp” hay “bán tổng hợp” là khái niệm gần như phổ biến thông dụng, mặc dù về khái niệm dầu khoáng Nhóm III được gán ghép như vậy thay vì sử dụng sự kết hợp giữa truyền thống và dầu gốc PAO/Ester.

Sử dụng nhiều loại nhiên liệu:

Ở phân khúc vận tải, việc sử dụng diesel sinh học (pha diesel truyền thống với thành phần nhất định các loại ester có gốc thực vật) gia tăng đáng kể và ở một số quốc gia được xem như là nhiên liệu phổ biến. Sử dụng nhiên liệu này sẽ ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng dầu động cơ trong đó 3 yếu tố chính tác động đó là : gia tăng sự oxy hóa dầu, gia tăng cặn trên đỉnh piston, và gia tăng sự ăn mòn. Điều này xảy ra tương tự khi sử dụng xăng pha Ethanol E5 tại Việt nam cho dầu PCMO và MCO.( Nguồn: Biofuel affects on crankcase Lubricants performance, Infineum, 5th ICIS Pan-America Base oils and Lubricants Conference). Các loại nhiên liệu khác như CNG (Compressed Natural Gas) và LNG (Liquefied Natural Gas) được sử dụng với đặc tính: sạch, không tạo tro hay cặn than nhưng buồng đốt rất nóng. Nên dầu nhớt phải ổn định tốt về nhiệt và cân bằng giữa phụ gia kim loại để không tạo cặn vô cơ trên các van (valve).

Tăng các quy định về luật

Luật về quản lý các chất hóa học được áp dụng phạm vi toàn thế giới sẽ ảnh hưởng đến thành phần phụ gia và nồng độ sử dụng. Dầu gốc tổng hợp chất lượng cao sẽ sử dụng nhiều hơn vì lý do chất lượng và một phân khúc khác là không ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm. Với quy định khắc khe về khí thải các nhà sản xuất ô tô phải sản xuất ra động cơ tiêu thụ nhiên liệu ít hơn hiện nay.

Nhu cầu chất lượng cao hơn

Mục tiêu nâng cấp chất lượng để đáp ứng yêu cầu khắc nghiệt của Nhà chế tạo thiết bị/động cơ (OEMs), đạt các thử nghiệp của các tổ chức API, ACEA..Việc pha chế dầu nhớt phức tạp hơn với dãy rộng tiêu chuẩn áp dụng cũng như thu hẹp các giới hạn vì chi phí thử nghiệm trở nên đắt đỏ hơn

Nhu cầu về dầu nhớt

Tăng trưởng kinh tế sẽ thúc đẩy các ngành công nghiệp và yêu cầu gia tăng tính năng chất lượng dầu nhớt. Trong đó yêu cầu quan trọng là tăng thời gian sử dụng nhiều hơn, đó chính là nhu cầu sử dụng dầu tổng hợp với sự đáp ứng đầy đủ tính năng từ ô tô cho đến ngành công nghiệp.

Kết luận

Thế giới cần nhiều năng lượng hơn cho sự phát triển của dân số và kinh tế. Tính hiệu quả của ngành công nghiệp dầu nhớt là ưu tiêu giảm được hiện tượng ma sát. Lựa chọn dầu nhớt sử dụng cũng ưu tiên nghiên về yếu tố tăng tính hiệu quả bôi trơn bằng các loại dầu với công nghệ hiện đại như dầu tổng hợp và áp dụng các thành tựu nghiên cứu khoa học cho ngành dầu nhớt về phụ gia, thiết bị và quy định-luật một cách chặt chẽ.

30.9.2015
Dầu nhớt của Chuyên gia


(Bài viết dựa trên các bài viết của Sandy Reid-Peter, Marketing Technical Support Engineer, ExxonMobil Chemical,” Energy and Lubricants” Phần 1,2,3; được đăng trên Lube Magazine số 126, 127, 128)

Eska's Blog
Eska
About Eska

ESKA SINGAPORE được thành lập và đăng ký tại SINGAPORE, sử dụng nhà máy liên doanh tại SINGAPORE với tất cả sản phẩm và tiêu chuẩn như trước đây của BLACKGOLD Việt nam. Dầu nhớt ESKA SINGAPORE được phát triển trên nguồn dầu gốc ExxonMobil nhóm II tại nhà máy được chứng nhận ở Singapore và nguồn phụ gia từ các nhà cung cấp nổi tiếng như Infineum, Lubrizon,… Do đó, chất lượng dầu nhớt đạt chuẩn cao cấp như những nhãn hiệu dầu nhớt hàng đầu trên thị trường.

Leave a Reply

Be the First to Comment!

avatar
  Subscribe  
Notify of