Hiện nay có rất nhiều loại và nhiều phương án khác nhau để cung cấp năng lượng dưới dạng nhiệt năng để cung cấp cho nồi hơi. Do đó việc phân tích và lựa chọn phương án cấp nhiệt cho nồi hơi là một yếu tố vô cùng quan trọng trong việc thiết kế, chế tạo và đưa vào sử dụng. Các chất đốt thường dùng phân ra làm ba loại: Chất đốt rắn, chất đốt lỏng và chất đốt ở thể khí. Thành phần của chất đốt dùng cho nồi hơi gồm có thành phần cháy được và thành phần không cháy được.
Thành phần cháy được gồm: Cacbon C, hydro H và lưu huỳnh S. Thành phần không cháy được gồm nitơ N, chất tro A, chất ẩm W. Oxy là chất duy trì sự cháy, tham gia trực tiếp vào các phản ứng cháy. Nhưng oxy trong nhiên liệu dùng làm chất đốt là thành phần có hại, vì oxy tham gia trực tiếp vào các phản ứng cháy có thể lấy trực tiếp từ không khí lấy vào nồi hơi. Oxy trong nhiên liệu làm giảm thành phần các chất cháy được, vì vậy làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu.
Thành phần các chất cháy được càng cao thì chất đốt sinh ra càng nhiều nhiệt.
Khi 1 kg cacbon cháy tỏa ra 8100kCal/kg nhiệt lượng. Khi 1kg hydro cháy tỏa ra 28700 kCal/kg nhiệt lượng. Khi 1kg lưu huỳnh cháy tỏa ra 2130 kCal/kg nhiệt lượng.
Nhưng điều cần chú ý ở đây là khi lưu huỳnh cháy sẽ tạo ra SO2, kết hợp với hơi nước H2O tạo thành axit sunfuric H2SO4, và khi cacbon cháy sẽ kết hợp với oxy tạo ra khí CO2. Cả hai hợp chất này nếu thải vào trong môi
trường sẽ tạo ra nguồn ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng và gây ra hiệu ứng nhà kính. Đây là một yếu tố mà con người luôn tìm cách hạn chế và loại bỏ sự xuất hiện ngày càng nhiều trong môi trường sống của mỗi con người, mỗi quốc gia trên hành tinh này.
Khi con người chế tạo ra nồi hơi thì phương án cấp nhiệt được chú ý đến là than đá, dầu đốt và tiếp đến là dùng khí hóa lỏng.
Nồi hơi được cung cấp nhiệt bằng chất đốt rắn thì kết cấu nồi hơi lớn, tốn kém về không gian chứa nhiên liệu, khó khăn trong việc vận chuyển và cung cấp chất đốt vào buồng đốt nồi hơi. Điều này dẫn đến tình kinh tế và hiệu quả sử dụng không cao bằng nồi hơi sử dụng chất đốt là dầu đốt.
Dầu đốt nồi hơi là loại nhiên liệu lỏng, chủ yếu là dầu nặng FO (dầu mazut ít lưu huỳnh). Thành phần chủ yếu bao gồm khoảng 85% cacbon, 13% hydro, 1÷ 2 % chất ẩm W và chất tro A. Nhiệt trị của dầu QP
H = 9200÷ 9700 kCal/kg, QP
B = 9500 ÷ 9800 kCal/kg .
So với nồi hơi được chọn phương án cấp nhiệt là chất đốt rắn thì nồi hơi sử dụng dầu đốt có tính kinh tế cao hơn so với nồi hơi đốt than, vì lượng sinh muội ít hơn, cho phép bố trí bề mặt hấp nhiệt với đường kính bé, bước ống ngắn, dung tích két dầu nhỏ hơn dung tích két than.
Hiệu suất nồi hơi đốt dầu cao hơn nồi hơi đốt than khoảng 10 ÷ 18%. Dễ cơ giới hóa, tự động hóa trong quá trình đốt lò.
Tính cơ động cao hơn, thời gian nhóm lò lấy hơi nhanh hơn.
Như vậy, nếu so sánh và lựa chọn phương án cấp nhiệt cho nồi hơi là dùng chất đốt rắn và dầu đốt thì rõ ràng sử dụng dầu đốt được ưu tiên hơn.
Tuy nhiên như chúng ta đã biết, không phải tất cả các loại chất đốt trên là vô hạn và có sẵn trong tự nhiên. Mà chúng được tạo ra từ quá trình địa chất kéo dài hàng triệu năm. Với tốc độ khai thác và sử dụng như hiện nay thì trong một tương lai không xa, nếu chúng ta không có phương án tìm ra nguồn
năng lượng mới thay thế, tái tạo nguồn năng lượng đang có thì chắc chắn sẽ cạn kiệt. Mặc khác cuộc sống thường ngày của chúng ta phải đối mặt với một thực tế đang bị đe dọa trực tiếp mà ai cũng phải quan tâm. Đó là tình trạng ô nhiễm môi trường và hiệu ứng nhà kính do các khí thải, chất thải của máy móc công nghiệp gây ra.
Vậy làm thế nào để có thể hạn chế được những tác hại và những nguy cơ có thể xảy ra đó. Đó là chúng ta phải hướng đến những ý tưởng mới, là có thể chế tạo ra những máy móc, thiết bị có thể sử dụng được nguồn năng lượng có sẵn trong tự nhiên, nguồn năng lượng tái tạo. Điều này giúp chúng ta tiết kiệm được nhiều chi phí hơn, góp phần giải quyết được vấn đề năng lượng mới, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng.
Chính vì những mục tiêu trên nên việc lựa chọn phương án cấp nhiệt cho nồi hơi cung cấp năng lượng cho động cơ được ưu tiên nghĩ đến là:
- Tận dụng nhiệt khí xả của động cơ diesel.
- Khai thác, sử dụng nguồn năng lượng có sẵn trọng tự nhiên, đó là sử dụng nguồn nhiệt lượng phát ra từ năng lượng mặt trời.
- Tận dụng và tạo ra nguồn năng lượng biogas sinh học phục vụ việc đốt cháy, cấp nhiệt cho nồi hơi.
Với những phương án cấp nhiệt cho nồi hơi theo xu hướng sử dụng năng lượng tái tạo như trên, thì ta ưu tiên sử dụng phương án cấp nhiệt cho nồi hơi ở đây là tận dụng nhiệt khí xả từ động cơ diesel. Để tạo ra thông số hơi áp dụng cho động cơ piston hơi nước được thiết kế.