1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nồi hơi nhiệt thừa tại Công ty Luyện đồng Lào Cai

7 91 1

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • 1. Giới thiệu hệ thống nồi hơi nhiệt thừa

Nội dung

Giới thiệu hệ thống nồi hơi nhiệt thừa, đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nồi hơi nhiệt thừa, giải pháp tiết kiệm điện năng cho hệ thống quạt khói nồi hơi nhiệt thừa là những nội dung chính trong bài viết Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nồi hơi nhiệt thừa tại Công ty Luyện đồng Lào Cai. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung bài viết để nắm bắt chi tiết.

GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG NỒI  HƠI NHIỆT THỪA TẠI CƠNG TY LUYỆN ĐỒNG LÀO CAI KS. PHẠM ANH HẢI KS. PHẠM THANH LIÊM KS. TRẦN TRUNG HIẾU      Viện Khoa học Cơng nghệ Mỏ­Vinacomin Triển khai chương trình sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong   Tập đồn Cơng nghiệp Than ­ Khống sản Việt Nam năm 2010, Viện Khoa  học Cơng nghệ Mỏ ­ Vinacomin đã tiến hành kiểm tốn năng lượng tại Cơng  ty Luyện đồng Lào Cai.  Theo kết quả  kiểm tốn năng lượng, do các thiết bị  của nồi hơi nhiệt   thừa hoạt động trong mơi trường khắc nghiệt (tiếp xúc với khói nhiệt độ cao,  có chứa SOx, NOx, bề mặt giàn ống nhận nhiệt bám bụi nhiều) nên hiệu suất  hấp thụ  nhiệt đầu vào thấp. Vì vậy, việc nâng cao hiệu suất sử  dụng năng  lượng (nhiệt đầu ra) của nồi hơi đang là vấn đề được doanh nghiệp đặc biệt  quan tâm.  1. Giới thiệu hệ thống nồi hơi nhiệt thừa  Trước khi đưa vào lò SKS quặng được đưa tới phân xưởng chuẩn bị,  tại đây quặng được trộn liệu với tỉ lệ cụ thể với các thành phần tinh quặng  đồng, trợ  dung (như  đá thạch anh), than và liệu phản hồi (chính là các thành   phần từ xỉ của lò SKS được đưa về tuyển lại). Hỗn hợp được pha trộn với tỉ  lệ nhất định được đưa qua hệ thống băng tải sẽ được đưa tới các bunke chứa,  từ đây bằng các máy nạp liệu đĩa và nạp liệu rung ngun liệu sẽ  được đưa  tới các băng tải từ số 1 tới số 5 để cấp tới lò SKS Để  duy trì sự  cháy cho lò SKS, ngồi thành phần của ngun liệu cấp  vào còn có Oxy, khí nén và dầu DO (sử  dụng khi cần gia nhiệt thêm cho lò   hoặc duy trì nhiệt độ của lò). Sản phẩm của lò SKS là Sten ­ ngun liệu đưa  tới Lò chuyển với hàm lượng 45% Cu, và xỉ lò sẽ được đem tuyển lại.  (a)            (b) Hình 1.1. Hệ thống lò chuyển SKS a) Lò SKS, b) Dàn ống sinh hơi bộ trao đổi nhiệt Khói lò SKS sẽ  được dùng để  tận dụng trong nồi hơi nhiệt thừa (xem   hình 1.2), nhiệt độ của khói lò sau khi ra khỏi lò SKS khoảng 8070C.  Nồi hơi nhiệt thừa (bộ trao đổi nhiệt) được cấu tạo gồm các ống sinh  hơi lắp trên đường  ống khói ra của lò SKS, các  ống sinh hơi này được chia   làm 2 phần với tên gọi là bộ  trao đổi nhiệt bức xạ  và bộ  trao đổi nhiệt đối   lưu. Nước lạnh sau khi làm mềm và xử lý oxy được bơm cấp vào bao hơi, khi   bao hơi đang hoạt động bình thường thì lượng nước được bổ xung phụ thuộc   vào mức nước bao hơi.Trong bao hơi gồm có 2 thành phần là hơi q nhiệt  bão hòa và nước, hơi q nhiệt bão hòa được đưa qua phục vụ  sản xuất và   sinh hoạt đặt biệt là để phục vụ phân xưởng điện phân, xử lý bùn dương cực   và kho dầu qua hệ  thống  ống góp phân phối hơi. Để  duy trì nhiệt độ  và áp  suất trong bao hơi (nhiệt độ khoảng 3000C, áp suất 20kg/cm2), nước trong bao  hơi được bơm tuần hồn vào các giàn  ống sinh hơi của bộ trao đổi để  nhận   nhiệt từ khói lò, sau khi đi qua bộ trao đổi nhiệt nước thành hơi bão hòa đi lên  bao hơi, tại đây hơi bão hòa ngưng tụ 1 phần thành nước còn một phần là hơi Hệ  thống quạt khói (hai quạt 110kW hoạt động ln phiên) tạo nên áp  suất âm tại chụp khói lò SKS, do có áp suất âm khói lò được hút đi qua bộ  trao đổi nhiệt với tốc độ hợp lý để giàn ống nhận nhiệt hiệu quả nhất, đảm   bảo nhiệt độ đầu ra của khói lò 380oC±200C  Hình 1.2. Lưu trình cơng nghệ nồi hơi nhiệt thừa Dòng khói ra khỏi bộ trao đổi nhiệt sau khi trao đổi nhiệt sẽ được xử lý  bằng hệ  thống lọc bụi tĩnh điện nhằm thu lại lượng bụi lẫn trong khói lò,   đưa sang sản xuất Axít (nhiệt độ lúc này khoảng 3800C) 2. Đề  xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ  thống nồi hơi nhiệt   thừa 2.1. Bảo ơn bao hơi của nồi hơi nhiệt thừa Theo kết quả kiểm tốn, hiện tại lớp vỏ bọc bảo ơn bao hơi đã bị hỏng  gây thất thốt nhiệt năng, giảm hiệu suất sinh hơi, ảnh hưởng tới mơi trường   làm việc xung quanh do hơi nóng tỏa ra từ bao hơi. Ngồi ra, trong khơng khí  có lẫn khí SO2 cùng với hơi nước sẽ tạo một lượng a xít làm cho vỏ bao hơi   bị  ăn mòn, giảm tuổi thọ  của thiết bị  dẫn đến chi phí bảo dưỡng và đầu tư  tăng lên, hiệu quả sử dụng thiết bị giảm Vị trí hỏng bảo ơn bao hơi Hình 2.1. Bao hơi của nồi hơi nhiệt thừa Giải pháp đề xuất cho khâu này là tiến hành bọc bảo ơn bao hơi và bảo  dưỡng tồn bộ thiết bị phụ trợ đi kèm như các ống thủy, đồng hồ  áp suất và  nhiệt độ. Dưới đây là phần tính tốn tiềm năng tiết kiệm năng lượng với giải  pháp bảo ơn vỏ bọc bao hơi tránh thất thốt nhiệt (bảng 2.1) Bảng 2.1. Tiềm năng tiết kiệm khi áp dụng giải pháp bảo ơn bao hơi TT Kết quả Kí hiệu Đơn vị Dữ liệu cơ sở     1.1 Chiều dài bao hơi l m 4,1 4,12 1.2 Đường kính bao hơi d m 1,4 1,42 1.3 Diện tích bề mặt ngồi bao hơi F m2 18,02 18,37 1.4 Nhiệt độ vách ngồi bao hơi tw C 190 40 1.5 Nhiệt độ môi trường tf C 30 30 Đại lượng trước sau     1.6 Nhiệt độ trung bình tm 1.7 Độ chênh nhiệt độ ∆t 1.8 Nhiệt lượng tổn thất ra mơi trường Tiềm năng tiết kiệm C 110 35 C 160 10 Q W 11.648 3.041         2.1 Nhiệt lượng tổn thất tính theo giờ Qt kJ/h 41.933 10.948 2.2 Số giờ vận hành trong một năm h 8322 8322 2.3 Nhiệt trị của dầu Qtlv kJ/kg 42.500 42.500 2.4 Tổn thất dầu trong một năm Bt kg 8.210,936 2.143,669   kg   6.067,267   Lít   6.973,870 2.5 2.6 Lượng dầu tiết kiệm trong một  năm Lượng dầu tiết kiệm trong một  năm 2.7 Giá nhiên liệu   1000 đồng/lít   10,5 2.8 Tiền tiết kiệm trong một năm   1000 đồng   73.226 2.9 Chi phí đầu tư 1000 đồng Thời gian hồn vốn năm 36.549 0.49 2.2. Giải pháp tiết kiệm điện năng cho hệ thống quạt khói nồi hơi nhiệt  thừa Giới thiệu hệ thống quạt hút đang sử dụng Thơng số thiết kế của quạt khói Cơng suất: 110kW Lưu lượng: 68120m3/h Áp suất: 3062pa Hiện tại hệ thống quạt hút đang hoạt động bình thường, thực hiện hút  khói đầu ra của lò SKS và lò Chuyển, do chu trình hoạt động của hai lò khơng   giống nhau nên việc vận hành quạt cũng phải tương  ứng với việc vận hành  lò. Hiện tại quạt đang được điều chỉnh tốc độ  bằng phương pháp thủ  cơng,   điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh chiết áp trên biến tần. Khi lò  SKS chạy tốc độ biến tần đặt 30Hz, khi cả lò Chuyển và lò SKS chạy thì tần  số được chuyển lên đặt ở tần số 45Hz. Tần số được chọn ở 2 mốc 30Hz và   40Hz là dựa vào kinh nghiệm, tốc độ được chọn sao cho khơng có hiện tượng   phụt khói đầu ra tại  ống khói. Do việc điều chỉnh tốc độ  khơng tự  động và   liên tục nên hiệu quả kinh tế đem lại tuy đã có nhưng chưa phải là tối đa Giải pháp điều chỉnh tốc độ quạt tự động: Vùng làm việc của quạt hút là phía trước quạt, hiệu suất của quạt đạt  được do việc tạo áp suất âm phía trước. Do đó việc điều chỉnh tốc độ  quạt   cũng phải dựa trên ngun tắc tạo ra áp suất âm lớn nhất sao cho khơng khí  đủ lưu thơng. Sơ đồ ngun tắc điều khiển xem hình 2.2 dưới đây: Giá trị đặt Đ ồng hồ  áp suất Động cơ  quạt hút Biến tần Áp suất Cảm biến  áp suất Hình 2.2. Sơ đồ nguyên tắc điều khiển Ngun lý hệ thống: Cảm biến áp suất đưa tín hiệu áp suất liên tục lên đồng hồ  áp suất.  Trong đồng hồ  áp suất thực hiện phân tích giá trị  áp suất hiện tại, thực hiện  đối chiếu áp suất hiện tại với giá trị  đặt (thuật tốn PID). Khi áp suất âm  hiện tại nhỏ hơn giá trị đặt tức là quạt đang quay nhanh tạo ra áp suất âm nhỏ  hơn, đồng hồ đưa tín hiệu sang biến tần ra lệnh giảm tần số đầu ra (khi giảm  tần số  đầu ra thì động cơ  quạt hút chạy chậm lại), khi áp suất âm hiện tại  lớn hơn giá trị đặt thì q trình ra lệnh cho biến tần tăng tần số cấp cho động   Tính tốn tiềm năng tiết kiệm Bảng 2.2. Tính tốn tiết kiệm trong 1 tiếng sử dụng Trước khi lắp thiết bị tiết kiệm Hiệ % Pđm Ptb u Pdc Tải suất  kW kW h % kW 110,0 22,3 20,3 85,5 19,1 Vi tri đo đêm ̣ ́ ́ Quạt khói Sau khi lắp thiết bị tiết kiệm Tiết  Pđc Hiệu  Ptth f kiệ sau suất  ụ m Hz kW h % kW kW 30,0 11,49 91,00 12,62 9,77 Bảng 2.3 Tính tốn tiết kiệm trong 1 năm và thời gian hồn vốn P Tiết  kiệm (kW) Thời gian  máy chạy  trong ngày ( giờ) Thời gian  hoạt động  trong năm (ngày) Tổng điện  năng tiết  kiệm (kWh) Tổng tiền  điện tiết  kiệm (1000 đồng) Dự kiến  đầu tư (1000 đồng) Thời gian  hoàn vốn (năm) 9,77 24 356 83.474 83.474 8.190 0,10 2.3. Giải pháp thay thế  động cơ  bơm nước nóng (bơm tuần hồn bao   hơi) và bơm dung dịch ăn mòn hóa học cao, bơm axit bằng bơm từ tính Cấu tạo bơm từ tính: Bơm từ  được chia làm 2 khoang riêng rẽ, khoang động cơ  1 và buồng   bơm 2, hai khoang có khoảng tiếp giáp được làm bằng vật liệu dẫn từ, trong  khoang động cơ có roto 3 và nam châm vĩnh cửu 4, trong buồng bơm 2 có cánh   bơm 5 và nam châm vĩnh cửu 6 (xem hình 2.3) Hình 2.3. Cấu tạo của bơm từ Nguyên tắc hoạt động: Khi roto 3 quay kéo theo nam châm vĩnh cửu 4 quay  theo, nam châm vĩnh cửu 4 và 6 liên kết với nhau bằng lực từ, khi nam châm 4  quay kéo theo nam châm 6 quay, cánh bơm 6 gắn liền với nam châm 6 nên   cũng quay theo Ưu điểm + Do kết cấu kiểu 2 khoang liên kết với nhau bằng lực từ  nên dung  dịch của buồng bơm khơng thể sang khoang động cơ, khoang động cơ làm kín  hồn tồn + Kết cấu chống  ăn mòn đơn giản chỉ  phụ  thuộc vào vật liệu làm  buồng bơm khơng cần secmăng làm kín như kết cấu bơm chuyền thống Nhược điểm + Momem cản trên cánh bơm nhỏ phụ thuộc vào lực từ liên kết giữa 2   nam châm + Lưu lượng và áp suất bơm nhỏ Ước tính tiềm năng tiết kiệm: Bảng 2.4. Ước tính tiềm năng tiết kiệm Nội dung Tiền (1000 đồng) Đầu tư bơm từ (kiểu mới) 40.000 Tiết kiệm chi phí bảo dưỡng Tiết   kiệm   chi   phí   thay   bơm   (kiểu  600 20.000 cũ) Tồng tiền tiết kiệm 20.600 Thời gian hoàn vốn (năm) 1,94 3. Kết luận Qua kết quả kiểm tốn năng lượng tại Cơng ty Luyện đồng Lào Cai chi  phí tiết kiệm năng lượng cho khi áp dụng các giải pháp cho hệ thống nồi hơi   nhiệt thừa khoảng 177,29 triệu đồng/năm, chi phí đầu tư  khoảng 84,73 triệu  đồng. Với việc áp dụng các giải pháp tiết kiệm được đề  xuất Cơng ty sẽ  giảm được tiêu thụ năng lượng, qua đó nâng cao hiệu quả  sản xuất và giảm  chi phí sản xuất sản phẩm Bảng 3.1. Thống kê chi phí đầu tư và tiền tiết kiệm TT Hạng mục Tiết kiệm năng lượng cho nồi hơi nhiệt  thừa Tự động điều chỉnh tốc độ Thay thế bơm từ Tổng cộng Chi phí đầu tư (1000 đồng) Tiền tiết kiệm (1000 đồng) 36.549 8.190 40.000 84.739 73.226 83.474 20.600 177.30 Với hiệu quả đem lại rõ ràng của giải pháp đề  xuất bọc bảo ôn vỏ  bao   hơi nồi hơi nhiệt thừa, Công ty đã tiến hành áp dụng giải pháp và thiết bị  đang hoạt động ổn định, mơi trường làm việc xung quanh cải thiện, nâng cao   tuổi thọ thiết bị và hiệu quả làm việc của tồn Cơng ty 4. Tài liệu tham khảo ­ Báo cáo kiểm tốn năng lượng Cơng ty Luyện đồng Lào Cai. Viện KHCN   Mỏ ­ Vinacomin. 2010 ­ Phạm Lê Dần, Nguyễn Cơng Hân. Cơng nghệ lò hơi và mạng nhiệt. 2007 ­ Hồng Đình Tín. Truyền nhiệt và tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt. 2007 ­ Đặng Văn Đào. Kỹ Thuật Điện.1994 ... Qua kết quả kiểm tốn năng lượng tại Cơng ty Luyện đồng Lào Cai chi  phí tiết kiệm năng lượng cho khi áp dụng các giải pháp cho hệ thống nồi hơi   nhiệt thừa khoảng 177,29 triệu đồng/ năm, chi phí đầu tư... đưa sang sản xuất Axít  (nhiệt độ lúc này khoảng 3800C) 2. Đề  xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống nồi hơi nhiệt   thừa 2.1. Bảo ơn bao hơi của nồi hơi nhiệt thừa Theo kết quả kiểm tốn, hiện tại lớp vỏ bọc bảo ơn bao hơi đã bị hỏng ... 36.549 0.49 2.2. Giải pháp tiết kiệm điện năng cho hệ thống quạt khói nồi hơi nhiệt thừa Giới thiệu hệ thống quạt hút đang sử dụng Thơng số thiết kế của quạt khói Cơng suất: 110kW Lưu lượng:  68120m3/h

Ngày đăng: 12/02/2020, 19:40

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w