Đánh giá và đề xuất các giải pháp khả thi nhằm tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường đối với một số lò hơi công nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIÁ TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỖ TRẦN MỘNG THỦY ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHẢ THI NHẰM TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI MỘT SỐ LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP Chun ngành: Quản lý mơi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ Tp Hồ Chí Minh, 06 /2010 i LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nhận giúp đỡ tận tâm từ thầy cơ, gia đình bạn bè Điều xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn mình, Thầy Phùng Chí Sỹ, người định hướng quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến mặt chuyên môn tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô trường Đại học Bách Khoa tận tâm truyền đạt kiến thức đến bao hệ sinh viên học viên để chúng tơi có hành trang vững tiếp hành trình tri thức Cho tơi gửi lời cảm ơn chân thành giúp đỡ đầy nhiệt tình cởi mở thầy Nguyễn Ngọc Hải – Trung Tâm Kiểm Định Huấn Luyện Kỹ Thuật An Tồn Lao Động Thành phố Hồ Chí Minh, thầy Lý Ngọc Minh – Viện Khoa Học Công Nghệ Quản Lý Mơi Trường Bên cạnh đó, suốt q trình làm luận văn, tơi nhận hỗ trợ nhiệt tình từ anh chị thuộc Trung Tâm Công Nghệ Môi Trường – ENTEC, Công ty TNHH KT – CN – MT Long Trường Vũ, việc cung cấp số liệu liên quan đến đề tài thực Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình bạn bè, người thân yêu hỗ trợ, động viên, khuyến khích tơi hồn thành chương trình học cách thành công Tôi hy vọng thành luận văn ngày hôm không riêng mà chia sẻ đến người xung quanh để hồn thiện phát triển, cách gửi lời cảm ơn đến tất người tin tưởng giúp đỡ cho suốt thời gian qua Tp.Hồ Chí Minh, tháng 06/2010 Học viên Đỗ Trần Mộng Thủy ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Lị cơng nghiệp thiết bị quan trọng để sinh cao áp phục vụ cho sản xuất Trong tình hình cơng nghiệp Việt Nam ngày phát triển, nhiều nhà máy sản xuất mở khắp nước, theo hội cho loại thiết bị đưa vào sử dụng sản xuất ngày nhiều Tuy nhiên việc sử dụng lò cịn nhiều lãng phí lượng gây ô nhiễm môi trường Để giải vấn đề trên, việc đưa giải pháp tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường áp dụng cho lị góp phần hỗ trợ doanh nghiệp tiếp cận đưa lựa chọn phù hợp với điều kiện thực tiễn dựa đánh giá lợi ích kinh tế đạt mặt hạn chế giải pháp Bên cạnh đó, nghiên cứu điển hình giải pháp cụ thể số nhiều giải pháp nêu nhằm tạo nhìn cụ thể tốn tiết kiệm lượng bảo vệ mơi trường khả thi thực tiễn sử dụng lò công nghiệp Sự phát triển kinh tế gắn liền với tình hình nhiễm mơi trường ngày gia tăng, ứng dụng giải pháp tiết kiệm lượng vào sản xuất, đặc biệt thiết bị lị góp phần khơng nhỏ việc bảo vệ chất lượng môi trường xung quanh tiết kiệm chi phí sản xuất iii ABSTRACT Industrial boiler is important equipment supplying high-pressured steam which is used for production In the situation of rapid industrial development in Vietnam, there are many factories established in whole country, thus, opportunity for using this type of device is more and more However, use of boilers is still caused energy waste and environmental pollution To solve these problems, offer of the applied solutions for energy saving and environmental protection will support the enterprises to approach and make choices, which are suitable for practical conditions based on the evaluation of the economic benefits achieved as well as limitations of the solution Besides, a case study of a specific solution among the mentioned solutions is quoted to create a specific view for feasible energy saving and environmental protection in the practice The economic development associated with environmental pollution is more and more increasing, including application of energy saving measures in production, especially for boilers, which also contributes to protect the surrounding environmental quality and to save the production expenditures iv MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN I TÓM TẮT LUẬN VĂN II ABSTRACT III MỤC LỤC IV DANH MỤC BẢNG VIII DANH MỤC HÌNH X MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG SỬ DỤNG LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP 1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG TIẾT KIỆM NĂNG LƯƠNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG SỬ DỤNG LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP 1.1.1 Các loại tổn thất nhiệt 1.1.1.1 Tổn thất nhiệt khói thải mang (Q2, q2) 11 1.1.1.2 Tổn thấp nhiệt cháy khơng hồn tồn hóa học (Q3, q3) 13 1.1.1.3 Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn toàn học (Q4, q4) 14 1.1.1.4 Tổn thất nhiệt tỏa nhiệt môi trường xung quanh (Q5, q5) 14 1.1.1.5 Tổn thất nhiệt vật lý tro xỉ (Q6, q6) 14 1.1.2 Nguyên nhân dẫn đến tổn thất lượng ô nhiễm môi trường 15 1.1.2.1 Do vấn đề nhiên liệu 16 1.1.2.2 Do phản ứng cháy nhiệt độ 19 1.1.2.3 Do xả đáy không hợp lý 22 1.1.2.4 Do bề mặt truyền nhiêt bị đóng cáu cặn 22 1.1.2.5 Do xạ nhiệt bề mặt thiết bị với mơi trường ngồi 23 1.1.2.6 Do vận hành 24 1.1.2.7 Do yếu tố liên quan đến cấu tạo thiết bị 24 1.1.2.8 Các cố rủi ro cháy nổ 24 1.2 NHẬN XÉT CHUNG VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU 25 v 1.2.1 Nhận xét chung 25 1.2.2 Đề xuất hướng nghiên cứu 26 CHƯƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG CỦA LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP 28 2.1 ĐÁNH GIÁ VỀ CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG SỬ DỤNG LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP 28 2.1.1 Vận hành hệ số không khí thừa nhiệt độ thích hợp 29 2.1.2 Kiểm soát cáu cặn để tăng cường khả trao đổi nhiệt 30 2.1.3 Giải pháp bảo ơn lị giảm thất nhiệt tỏa nhiệt 33 2.1.4 Thu hồi nhiệt tận dụng nhiệt thải 34 2.1.5 Lựa chọn nhiên liệu theo hướng kinh tế thân thiện với môi trường 36 2.1.6 Giảm áp suất nước lò 43 2.1.7 Điều tiết thay đổi tốc độ quạt, thiết bị quạt gió bơm 43 2.1.8 Gia nhiệt khơng khí đốt 43 2.1.9 Thay lò 44 2.1.10 Các giải pháp kỹ thuật xử lý khói thải lị 47 2.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ CÁU CẶN LÒ HƠI ĐỂ TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 48 2.2.1 Nguyên nhân hình thành cáu cặn 48 2.2.2 Tác hại cáu cặn gây 54 2.2.3 Phương pháp xử lý cáu cặn 57 2.2.3.1 Phương pháp ngăn ngừa cáu cặn 57 2.2.3.2 Tẩy cáu cặn thiết bị bị đóng cáu 63 2.2.3.3 Đánh giá khả thu hồi vốn giải pháp hạn chế xử lý cáu cặn 65 2.3 NHẬN XÉT 69 vi CHƯƠNG HIỆN TRẠNG ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VÀO LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP TẠI MỘT SỐ DOANH NGHIỆP 71 3.1 HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG LỊ HƠI CƠNG NGIỆP TẠI MỘT SỐ DOANH NGHIỆP 71 3.2 ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÁC DOANH NGHIỆP NGHIÊN CỨU 79 3.2.1 Nhóm kiểm sốt cáu cặn để tăng cường khả trao đổi nhiệt 80 3.2.2 Nhóm giải pháp thu hồi nhiệt tận dụng nhiệt thải 84 3.2.2.1 Thu hồi nước ngưng 84 3.2.2.2 Tận dụng nhiệt thải 85 3.2.3 Các nhóm giải pháp khác 88 3.3 NHẬN XÉT 89 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH ẢNH HƯỞNG CÁU CẶN ĐẾN TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TẠI CÔNG TY HIANG KIE 90 4.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY HIANG KIE INDUSTRIES 90 4.2 HIỆN TRẠNG LÒ HƠI TRƯỚC KHI TẨY CÁU CẶN 93 4.2.1 Thơng số lị 93 4.2.2 Hiện trạng lị tình hình sử dụng nhiên liệu 93 4.2.2.1 Sơ đồ hoạt động thiết bị lò 93 4.2.2.2 Hiện trạng chất lượng nước lò 94 4.2.2.3 Tình hình sử dụng nhiên liệu cơng ty Hiang Kie 100 4.3 TẨY CÁU TẠI LÒ HƠI TẠI CÔNG TY HIANG KIE 102 4.4 KẾT QUẢ SAU KHI THỰC HIỆN TẨY CÁU 108 4.4.1 Đánh giá lượng nhiên liệu 108 4.4.2 Đánh giá mức độ giảm tải khí thải gây ô nhiễm môi trường 110 vii KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 112 KẾT LUẬN 112 KIẾN NGHỊ 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 PHẦN PHỤ LỤC 117 PHỤ LỤC I TỔNG QUAN VỀ LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP 118 PHỤ LỤC II CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM VÀ PHỊNG CHỐNG SỰ CỐ LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP 129 PHỤ LỤC III MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 139 PHỤ LỤC IV TIÊU CHUẨN KIỂM SỐT KHÍ THẢI 143 PHỤ LỤC V HƯỚNG DẪN VẬN HÀNH LÒ HƠI 147 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 127 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ lên q2 13 Bảng 1.2 Tiêu chuẩn dầu FO sử dụng Việt Nam 17 Bảng 1.3 Mối liên hệ loại tổn thất nguyên nhân gây tổn thất lượng 25 Bảng 2.1 Hệ số khơng khí thừa loại nhiên liệu 29 Bảng 2.2 Giá nhiên liệu Việt Nam 36 Bảng 2.3 So sánh thành phần hóa chất loại nhiên liệu khác 37 Bảng 2.4 Hệ số phát thải trình đốt dầu FO 39 Bảng 2.5 Bảng hàm lượng chất nhiễm ống khói lị (mg/m3) 39 Bảng 2.6 Chi phí để sản xuất 01 bão hòa 40 Bảng 2.7 Các thông số dầu DO dầu FO 41 Bảng 2.8 Ưu nhược điểm giải pháp tiết kiệm nhiên liệu 46 Bảng 2.9 Các chất lắng lò 51 Bảng 2.10 Quan hệ độ dày cáu cặn tổn thất nhiên liệu 55 Bảng 2.11 Giới hạn kiểm sốt nước lị 62 Bảng 2.12 Chi phí đầu tư triển khai phương án A 65 Bảng 2.13 Chi phí đầu tư triển khai phương án B 67 Bảng 2.14 So sánh khả thực 02 phương án 67 Bảng 3.1 Danh sách công ty khảo sát 71 Bảng 3.2 Khối lượng nhiên liệu 01 ngày doanh nghiệp 74 Bảng 3.3 Tải lượng ô nhiễm lò đốt dầu 77 Bảng 3.4 Tải lượng ô nhiễm lò đốt củi 77 Bảng 3.5 Tải lượng ô nhiễm lò đốt than 78 Bảng 3.6 Tổng tiền tiết kiệm doanh nghiệp hạn chế hình thành 1,5mm cáu cặn bám bề mặt thiết bị thời gian 06 tháng 81 ix Bảng 3.7 Tải lượng nhiễm khí thải giảm tháng lò đốt dầu 82 Bảng 3.8 Tải lượng ô nhiễm khí thải giảm tháng lò đốt củi 83 Bảng Tải lượng nhiễm khí thải giảm tháng lò đốt than 83 Bảng 4.1 Kết mẫu nước sau qua hệ thống khử khoáng 95 Bảng 4.2 Kết mẫu nước lò 95 Bảng 4.3 Cáu cặn bám bề mặt ống lửa 98 Bảng 4.4 Khối lượng nhiên liệu đốt 04 tháng đầu năm 2010 công ty Hiang Kie 101 Bảng 4.5 Thành phần phần trăm thành phần trấu 110 Bảng 4.6 Lượng giảm thải khí thải Hiang Kie sau q trình tẩy cáu, đơn vị: kg/ngày 110 136 Nhận xét giải pháp kỹ thuật xử lý khói thải cho lị trình bày bảng II.5 Bảng II.5 Nhận xét giải pháp kỹ thuật xử lý khói thải cho lị Tên giải pháp Hiệu suất xử lý Tính khả thi Hạn chế 1.Thay nhiên Đạt gần 80% xử lý An toàn, dễ thực Chỉ thay nhiên SO2 thay đổi liệu liệu nhiên liệu đốt dầu Tiết kiệm chi phí dạng (lỏng – lỏng, FO thành DO rắn – rắn, khí – đầu tư khí) 2.Giải pháp kỹ Tốn chi phí xây thuật dựng lắp đặt Tốn mặt Tốn chi phí nhân cơng vận hành Chi phí thấp, phù Không xử lý 2.1 Buồng lắng hợp với lị đốt với loại bụi Bơm dầu => Đánh lửa => Van dầu Trong qúa trình vận hành lị hơi, cơng nhân vận hành lị khơng rời vị trí làm việc, ln theo dõi qúa trình hoạt động lị: nước, dầu FO, thiết bị áp lực để kịp thời xử lý có cố xảy Khi kết thúc ca làm việc cơng nhân vận hành lị tiến hành giao ca, ghi chép vào sổ vận hành lò, tiến hanh kiểm tra 148 ký tên vào sổ vận hành lò IV TẮT MÁY + Tắt máy hệ thống tự động ma chương trình cài đặt sẵn + Nếu tắt khơng cho máy hoạt động ta bấm nút stop cúp cầu dao điện nguồn V CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP, CÁCH XỬ LÝ Trong qúa trình lị hoạt động xảy cố cơng nhân vận hành lị phải thật bình tĩnh nhận định tình hình mức độ nặng nhẹ, để đưa phương pháp xử lý kịp thời hiệu * Sự cố cạn nước: -Nguyên nhân: bơm nước khơng hoạt động + nước cung cấp khơng có (bị cạn nước) - Phương pháp xử lý: ngưng ống hoạt động lò xả hết áp lực khỏi lò, tiến hành kiểm tra nguyên nhân - Phải để nguội lò 12 bơm nước vào lị xem có tượng xảy khơng, bắt đầu cho lị hoạt động trở lại * Sự cố lị khơng hoạt động được: Ngưng hoạt động lò, xả hết áp xuất khỏi lò, tiến hành kiểm tra nguyên nhân: hệ thống đạn, dầu FO, khí nén mơi cho lị hoạt động trở lại bình thường VI BẢO RÌ * Cơng tác thường xun: Mỗi ca làm việc phải tiến hành xả đáy lò khoảng thời gian 30 giây, nhịp 149 làm –3 lần thời điểm cuối đầu ca làm việc Xả nước ống thủy sáng tối khoảng lần ca để nhằm tránh gây nghẹt chất cặn bám thành ống lâu dẫn đến nghẹt * Công tác định kỳ: + Lau chùi béc phun hệ thống lọc dầu FO lần/tuần + Thơng thống ống lửa lò cạo vét bụi buồn đốt ống khói 03tháng/lần LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Đỗ Trần Mộng Thủy Ngày, tháng, năm sinh: 19/03/1983 Nơi sinh : Bình Định Địa liên lạc: 77/18 Nhất Chi Mai, Phường 13, Quận Tân Bình, Tp HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Thời gian Ngành học Bậc học Trường 09/2002 – 06/2006 Môi trường Đại học Đại Học Đà Lạt 09/2008 – 06/2010 Quản lý môi trường Cao học Đại Học Bách Khoa Q TRÌNH CƠNG TÁC Thời gian Công ty Địa điểm 08/2006 – 09/2006 TNHH Chemtech Dĩ An, Tỉnh Bình Dương 04/2007 – 04/2008 TNHH Aqua Clean 07/2008 - TNHH KT- CN – MT Long Trường Vũ Q Tân Bình, Tp HCM Q.11, Tp HCM ... chọn giải pháp tiết kiệm khác Trong số giải pháp tiết kiệm lượng, tác giả mong muốn đánh giá sơ hiệu giải pháp từ lựa chọn giải pháp tiết kiệm lượng khả thi để đánh giá chi tiết Việc đánh giá giải. .. VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ BẢO VỆ MƠI TRƯỜNG TRONG SỬ DỤNG LỊ HƠI CÔNG NGHIỆP 1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG TIẾT KIỆM NĂNG LƯƠNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG SỬ DỤNG LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP 1.1.1 Các. .. cứu đề tài tìm giải pháp khả thi tiết kiệm lượng bảo vệ mơi trường lị công nghiệp ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài giải pháp tiết kiệm lượng bảo vệ