4.4.1. Sử dụng lũ hơi hợp lý
a. Hiện trạng
Hiện tại nhà mỏy sữa Đà Nẵng đang vận hành hai lũ hơi cụng suất 8 tấn hơi/giờ. Lũ hơi 3,2 tấn hơi/giờ khụng hoạt động. Vào thời điểm đo kiểm thỡ một lũ hoạt động với cụng suất 2,5 tấn hơi/h, một lũ gần nhƣ khụng hoạt động và thƣờng xuyờn giữ ở trạng thỏi dự phũng. Việc khảo sỏt phõn tớch hoạt động của lũ trong thời gian dài cho thấy cụng suất lũ thƣờng xuyờn hoạt động ở mức thấp dƣới 3 tấn hơi/h.
b. Đề xuất giải phỏp
- Đỏnh giỏ rừ ràng về cụng suất hoạt động của nhà mỏy để xỏc định nhu cầu hơi thực tế. Theo ý kiến của tỏc giả thỡ ta hoàn toàn cú thể vận hành lũ hơi 3,2 tấn hơi/h để cung cấp hơi cho nhà mỏy thay vỡ vận hành 2 lũ hơi với cụng suất tổng lờn tới 16 tấn hơi/h nhƣ hiện nay. Cỏc lũ hơi cũn lại cần tắt và đặt trong chế độ bảo dƣỡng lạnh để đỡ tốn dầu đốt.
- Lập kế hoạch sản xuất rừ ràng để đảm bảo vận hành lũ phự hợp với cụng suất cần thiết khụng thừa, khụng thiếu.
- Khi vận hành một lũ 8 tấn hơi/h, do cụng suất sản xuất thừa, cần cố gắng sử dụng thờm cỏc chức năng khỏc vớ dụ nhƣ sử dụng hơi cho nấu ăn tại bếp ăn tập thể, cung cấp hơi cho giặt là.
- Mục tiờu là lũ hơi cần đƣợc hoạt động ở mức khoảng 70 – 80 % cụng suất định mức. Cỏc lũ khỏc cho nghỉ dự phũng.
Việc điều chỉnh để vận hành lũ với cụng suất tƣơng đối đủ theo ƣớc tớnh cú thể giảm suất tiờu hao nhiờn liệu từ con số trung bỡnh năm 2015 là 74,2 lớt/tấn hơi
89
xuống cũn 64,2 lớt/tấn hơi. Nõng cao hiệu suất trung bỡnh của việc sản xuất hơi từ 74,1 % năm 2015 lờn khoảng 83,6 %. Hiệu suất hoạt động của lũ hơi nhƣ đƣợc trang bị tại nhà mỏy nờn ở khoảng 88 %, tuy nhiờn do điều kiện vận hành khú khăn nờn kỳ vọng sẽ giữ ở mức 83,6 %.
c. Tớnh toỏn tiết kiệm:
Lấy cơ sở của sản lƣợng sản xuất theo năm 2015 và bố trớ lại phƣơng thức vận hành lũ hơi. Lƣợng năng lƣợng tiết kiệm đƣợc cú thể đƣợc xỏc định nhƣ sau thể hiện tại bảng 4.10:
Bảng 4.10. Bảng tớnh toỏn tiết kiệm năng lượng của giải phỏp: Sử dụng lũ hơi hợp lý
TT THễNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
1 Lƣợng dầu FO tiờu thụ năm 2015 lớt/năm 1.001.960 2 Lƣợng hơi sản xuất năm 2015 tấn/năm 13.744 3 Suất tiờu hao dầu trung bỡnh lớt/tấn hơi 72,9
4 Nhiệt trị dầu FO kJ/kg 41.449
5 Nhiệt lƣợng cần thiết để sinh ra 1 kg
hơi ở 8 bar kJ/kg hơi 2.350
6 Khối lƣợng riờng của dầu kg/lớt 0,95
7 Tổng nhiệt lƣợng sinh ra bởi dầu kJ/năm 43.716.042.147 8 Tổng nhiệt lƣợng cần thiết để sinh hơi kJ/năm 32.298.611.500 9 Hiệu suất trung bỡnh cho việc sản xuất
hơi của năm 2015 % 73,88
10
Dự kiến suất tiờu hao dầu cho sản xuất hơi khi sử dụng lũ phự hợp và hoạt động ở phụ tải tốt
lớt/tấn hơi 64
11 Hiệu suất trung bỡnh cho việc sản xuất
hơi khi đú % 84
12 Dự kiến nhiờn liệu dầu FO cần sử dụng
90
13 Lƣợng dầu FO tiết kiệm đƣợc lớt/năm 122.338
14 Năng lƣợng tiết kiệm đƣợc GJ/năm 5.071
15 CO2 tiết kiệm đƣợc Tấn/năm 392
16 Giỏ thành dầu FO VNĐ/kg 9.100
17 Tiền tiết kiệm đƣợc Đồng/năm 1.113.277.984
18 Tổng chi phi tiết kiệm khi thực hiện
giải phỏp VNĐ/năm -
19 Thời gian hoàn vốn thỏng -
4.4.2. Giảm nhiệt độ hoặc tận dụng nhiệt khúi thải cho lũ hơi 8 tấn hơi/h
a. Hiện trạng
Lũ hơi 8 tấn/h của nhà mỏy đang hoạt động với nhiệt độ khúi thải khỏ lớn (244 o
C) trong khi lũ vận hành chỉ ở phụ tải 2,5 tấn/h. Điều này đồng nghĩa với nhiệt độ khúi thải sẽ tăng lờn khi lũ hoạt động với cụng suất lớn hơn. Nhiệt độ khúi thoỏt cao nhƣ vậy cú thể do cỏc nguyờn nhõn sau:
- Thiết kế lũ khụng tốt với diện tớch bề mặt trao đổi nhiệt thấp dẫn đến nhiệt độ khúi thoỏt cao. Nguyờn nhõn này ớt cú khả năng xảy ra do thƣơng hiệu của sản phẩm lũ khỏ tốt.
- Lũ sau một thời gian hoạt động cú thể đúng cỏu cặn, bụi bẩn nờn truyền nhiệt kộm đi. Cỏu cặn cú thể do nƣớc sử dụng chƣa tốt hoặc lõu khụng làm vệ sinh lũ. Bụi bẩn cú thể do thổi bụi kộm hiệu quả, đặc biệt là khu vực bộ hõm nƣớc hiện tại nơi khú thổi bụi và làm vệ sinh. Nhà mỏy nờn kiểm tra khu vực này.
- Bộ hõm nƣớc cú thể khụng hoạt động đỳng chức năng vận hành trong điều kiện phụ tải thấp do đú khụng tận dụng đƣợc nhiệt từ khúi thải.
91
- Kiểm tra lại cỏc nguyờn nhõn ở trờn và khắc phục trƣớc. Nếu nhiệt độ khúi thải vẫn cao thỡ cần lắp đặt thờm bộ hõm nƣớc bổ sung. Bộ hõm nƣớc cần làm bằng thộp và cú khả năng nõng nhiệt độ nƣớc lờn nhiệt độ bóo hũa tại ỏp suất 8 at.
- Lấy nhiệt độ mục tiờu của khúi thải là 180 oC để tận dụng nhiệt thừa khúi thải.
c. Tớnh toỏn tiết kiệm
Lƣợng năng lƣợng tiết kiệm đƣợc cú thể đƣợc xỏc định nhƣ sau thể hiện tại bảng 4.11:
Bảng 4.11. Bảng tớnh toỏn tiết kiệm năng lượng của giải phỏp: Giảm nhiệt độ hoặc tận dụng nhiệt khúi thải
TT THễNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
1 Lƣợng dầu FO tiờu thụ năm 2015 lớt/năm 1.001.960
2 Lƣợng hơi sản xuất năm 2015 Tấn/năm 13.744
3 Suất tiờu hao dầu trung bỡnh lớt/tấn hơi 72,9
4 Nhiệt trị dầu FO kJ/kg 41.449
5 Nhiệt lƣợng cần thiết để sinh ra 1kg hơi ở
8 bar kJ/kg hơi 2.350
6 Khối lƣợng riờng của dầu kg/lớt 0,95
7 Tổng nhiệt lƣợng sinh ra bởi dầu kJ/năm 43.716.042.147 8 Tổng nhiệt lƣợng cần thiết để sinh hơi kJ/năm 32.298.611.500 9 Hiệu suất trung bỡnh cho việc sản xuất hơi
của năm 2015 % 73,88
10 Hiệu suất lũ nõng lờn đƣợc khi giảm đƣợc
nhiệt độ khúi thải từ 244 oC xuống 180 oC % 4
11 Hiệu suất lũ trung bỡnh sau khi giảm nhiệt
độ khúi thải % 77,88
12 Lƣợng nhiệt cần cung cấp vào lũ khi đú kJ/năm 41.470.818.627 13 Lƣợng năng lƣợng tiết kiệm đƣợc GJ/năm 2.245
14 CO2 tiết kiệm đƣợc Tấn/năm 174
15 Lƣợng dầu FO tiết kiệm đƣợc lớt/năm 57.019
16 Giỏ thành dầu FO VNĐ/kg 9.100
17 Tiền tiết kiệm đƣợc Đồng/năm 518.875.677
18 Chi phớ đầu tƣ (trong trƣờng hợp làm bộ
hõm nƣớc) Đồng 600.000.000
92
4.4.3. Tăng nhiệt độ nước cấp lũ hơi thụng qua việc tăng ỏp suất hoạt động của bỡnh khử khớ bỡnh khử khớ
a. Hiện trạng
Hiện nay, hệ thống hơi của cụng ty cú trang bị bỡnh khử khớ nhằm khử khớ khụng ngƣng đƣa vào lũ nhằm trỏnh tỡnh trạng ăn mũn ống. Thụng thƣờng, bỡnh khử khớ hoạt động ở ỏp suất cao hơn thỡ hiệu quả khử khớ tốt hơn. Hiện nay, nƣớc ngƣng thu hồi về của hệ thống hơi là nƣớc ngƣng cú ỏp suất ở nhiệt độ cao cú thể lờn đến 3 bar. Tuy nhiờn, khi thu hồi về bỡnh chứa, nƣớc ngƣng lại xả ỏp về ỏp suất mụi trƣờng và bơm vào bỡnh khử khớ. Trong trƣờng hợp này, nhiệt độ nƣớc ngƣng đƣa về khụng vƣợt quỏ 100 oC là nhiệt độ sụi của nƣớc ở ỏp suất khớ quyển. Thực tế thỡ nhiệt độ này hiện nay là 90 oC. Phần nhiệt dƣ thừa sẽ bốc thành hơi và gõy ra tổn thất nƣớc ngƣng khụng cần thiết.
b. Đề xuất giải phỏp
- Nƣớc ngƣng thu hồi về cần đƣợc chứa trong bỡnh chứa chịu đƣợc ỏp lực và đƣợc thụng khớ với mụi trƣờng bờn ngoài qua van xả ỏp an toàn. Cú thể đƣa thẳng về bỡnh khử khớ cũng đƣợc. Hiện tại bỡnh khử khớ chỉ cú khả năng chịu ỏp lờn đến 2 bar. Vậy ta đặt van an toàn ở mức 1,6 bar.
- Trong trƣờng hợp này, bỡnh khử khớ cú thể duy trỡ nhiệt độ nƣớc cấp cho lũ ở mức khoảng 113 oC.
c. Tớnh toỏn tiết kiệm
Năng lƣợng tiết kiệm đƣợc tớnh toỏn nhƣ sau:
Bảng 4.12. Bảng phõn tớch hiệu quả tiết kiệm năng lượng tăng nhiệt độ nước cấp lũ hơi
TT THễNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ
1 Nhiệt độ nƣớc cấp hiện tại oC 90
2 Nhiệt độ nƣớc cấp cải thiện sau khi thu hồi về dƣới dạng cú ỏp 1,6 bar
o
C 113
3 Độ chờnh nhiệt độ oC 23
4 Nhiệt lƣợng tiết kiệm đƣợc cho mỗi
tấn hơi sản xuất ra kJ/tấn hơi 96.301
93
6 Nhiệt lƣợng tiết kiệm đƣợc hàng năm kJ/năm 1.326.449.974 7 Nhiệt lƣợng tiết kiệm đƣợc hàng năm GJ/năm 1.326
8 CO2 tiết kiệm đƣợc Tấn/năm 103
9 Lƣợng dầu tiết kiệm hàng năm lớt/năm 45.594
10 Giỏ thành dầu FO VNĐ/kg 9.100
11 Tiền tiết kiệm đƣợc Đồng/năm 414.907.790
12 Chi phớ đầu tƣ (trong trƣờng hợp đầu
tƣ bỡnh chứa chịu ỏp) Đồng/năm 400.000.000
13 Thời gian hoàn vốn Năm 1
4.4.4. Cỏc biện phỏp khỏc
- Thay mới ngay cỏc bẫy hơi bị hỏng nhƣ đó phỏt hiện ra. Hiện tại 5 bẫy hơi đó đƣợc phỏt hiện về việc khụng hoạt động đỳng chức năng. Cụng ty cần phải sửa chữa hoặc thay mới ngay.
- Với lũ hơi đốt sinh khối mới đầu tƣ. Hiện nay, lũ hơi sinh khối này cú cụng suất thiết kế khỏ lớn so với nhu cầu hiện tại. Nhà mỏy nờn xem xột việc tối ƣu húa hệ thống sẵn cú trƣớc và xem xột nhu cầu sử dụng hơi thực sự. Lũ hơi sinh khối là loại lũ hơi tầng sụi đốt nhiờn liệu rắn nờn khả năng hoạt động với phụ tải thấp là khú khăn hơn nhiều so với lũ hơi đốt dầu do quỏn tớnh nhiệt cao hơn và hiệu suất chỏy thấp khi ở phụ tải quỏ thấp.
- Hiện tại, lũ hơi thực hiện chế độ xả lũ với độ dẫn điện nƣớc lũ là 4000 àS. Trong trƣờng hợp lũ hơi dƣới 20 bar, mức độ cho phộp của độ dẫn điện nƣớc lũ là 7000 àS. Việc xem xột giảm cƣờng độ xả lũ cũng đem lại khả năng tiết kiệm năng lƣợng đỏng kể.
- Nhà mỏy nờn xem xột đầu tƣ bỡnh tớch hơi. Với chế độ hoạt động khụng ổn định, bỡnh tớch hơi giỳp lũ hơi vận hành ổn định hơn khi nhu cầu hơi tăng đột biến. Khi đú, việc lựa chọn vận hành loại lũ hơi nào sẽ mang tớnh ổn định và chắc chắn cao hơn.
Việc tăng cƣờng cỏc hoạt động quản lý nội vi và bảo dƣỡng thiết bị cú ý nghĩa quan trọng. Triển khai cỏc hoạt động này thƣờng tốn chi phớ nhỏ hoặc rất nhỏ
94
nhƣng mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lƣợng cao. Ƣớc tớnh, nếu thực hiện tốt cụng việc này cú thể tiết kiệm khoảng (3 ữ 5) % chi phớ năng lƣợng hiện tại.
Một số hoạt động quản lý nội vi và bảo dƣỡng cần chỳ ý tăng cƣờng nhƣ sau sẽ đem lại hiệu quả hơn nữa về sử dụng năng lƣợng:
- Thƣờng xuyờn tuyờn truyền, đào tạo về tiết kiệm năng lƣợng cho nhõn viờn. Tăng cƣờng tham gia của nhõn viờn vận hành (việc tiết kiệm điện cần dựa trờn nền tảng rộng rói và phải đƣợc sự hỗ trợ của nhõn viờn vận hành).
- Theo dừi mức tiờu thụ năng lƣợng dựa theo số ngày sản xuất, và khụng sản xuất để tỡm và khắc phục những điểm thất thoỏt năng lƣợng.
- Lắp cỏc thiết bị kiểm soỏt tự động để tắt thiết bị khi khụng dựng.
- Thực hiện kiểm tra định kỳ toàn bộ hệ thống cung cấp năng lƣợng trong nhà mỏy (mỗi thỏng 1 lần) để đỏnh giỏ hiện trạng hoạt động từ đú đƣa ra đƣợc kế hoạch bảo trỡ, bảo dƣỡng để nõng cao hiệu quả sử dụng cỏc thiết bị tiờu thụ năng lƣợng.
- Đào tạo nõng cao khả năng vận hành lũ hơi cho cỏc nhõn viờn kỹ thuật nhà mỏy.
95
CHƢƠNG 5 – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận
Luận văn đó giải quyết đƣợc những yờu cầu đặt ra của đề tài, đú là:
- Nghiờn cứu cụng nghệ sản xuất hơi và đỏnh giỏ tổng quan hệ thống lũ hơi cụng nghiệp Việt Nam. Hệ thống lũ hơi cụng nghiệp của nƣớc ta chủ yếu là cỏc lũ hơi cỡ nhỏ và trung bỡnh, hiệu suất sử dụng năng lƣợng thấp, làm gia tăng tỡnh trạng ụ nhiễm mụi trƣờng và kộm hiệu quả về mặt kinh tế. Tỡnh hỡnh này đặt ra yờu cầu cần thiết phải cú cỏc giải phỏp giỳp cỏc doanh nghiệp nõng cao hiệu suất, tiết kiệm năng lƣợng trong sử dụng và vận hành cỏc lũ hơi của cỏc cơ sở.
- Nghiờn cứu thực trạng hệ thống lũ hơi cụng nghiệp của Việt Nam để đỏnh giỏ tiềm năng tiết kiệm năng lƣợng. Lũ hơi cụng nghiệp sử dụng ba loại nhiờn liệu chủ yếu là than, dầu và biomass. Than đỏ và dầu mỏ là cỏc nguồn nhiờn liệu húa thạch thời gian sử dụng chỉ cú giới hạn, đồng thời khi sử dụng cũng gõy ra những ảnh hƣởng đến mụi trƣờng, trong tƣơng lai biomass sẽ là nguồn nhiờn liệu chủ yếu cho lũ hơi vỡ chỳng là nguồn năng lƣợng tỏi tạo và thõn thiện với mụi trƣờng. Để sử dụng cú hiệu quả lũ hơi và hệ thống hơi trong cụng nghiệp cần thực hiện cỏc giải phỏp nhƣ tối ƣu húa vận hành lũ hơi, giảm hệ số khụng khớ thừa và tận dụng nhiệt độ khúi thải, nõng cao chất lƣợng nƣớc cấp và tối ƣu húa việc thu hồi nƣớc ngƣng nhằm giảm chi phớ và tăng khả năng tiết kiệm năng lƣợng.
- Khảo sỏt, đỏnh giỏ hệ thống cung cấp hơi trong sản xuất tại nhà mỏy Sữa Đà Nẵng. Nhà mỏy sử dụng lũ hơi đốt dầu cụng suất 8 tấn hơi/h nhƣng hoạt động với mức tải rất thấp từ 5 32 % tải định mức, hiệu suất lũ đạt 76,68 %, đõy là con số khỏ thấp với lũ hơi đốt dầu. Hệ thống cung cấp hơi đó cú cỏc biện phỏp nhƣ tận dụng nhiệt độ khúi thải, cú hệ thống xử lý nƣớc cấp lũ, thu hồi nƣớc ngƣng nhằm tiết kiệm năng lƣợng tuy rằng chƣa hiệu quả. Bờn cạnh đú nhà mỏy cú hệ thống xả lũ tự động tuy nhiờn tần suất xả lũ chƣa hợp lý, cũn lóng phớ năng lƣợng.
Qua khảo sỏt hệ thống hơi tại nhà mỏy Sữa Đà Nẵng thấy đƣợc lũ hơi cụng nghiệp ở nƣớc ta đƣợc trang bị chủ yếu đỏp ứng nhu cầu hơi ở thời điểm đỉnh cao mà khụng cú thiết kế hệ thống hợp lý nờn nhiều lũ hoạt động non tải dẫn đến hiệu
96
suất thấp, khi lắp đặt vận hành cũng khụng trang bị cỏc thiết bị đo tối thiểu để xỏc định hiệu quả làm việc. Nhõn lực vận hành lũ và hệ thống hơi hạn chế về trỡnh độ và kỹ năng, nhiều cơ sở khụng xử lý nƣớc hoặc xử lý nƣớc khụng tốt dẫn đến cỏu cặn bỏm nhiều trờn bề mặt tiếp nhiệt làm hiệu suất của lũ giảm. Nhiệt độ khúi thải ở đuụi lũ cao nhƣng chƣa cú giải phỏp tận dụng mà thải toàn bộ ra mụi trƣờng bờn ngoài gõy nờn tỡnh trạng lóng phớ năng lƣợng.
5.2. Kiến nghị
Việc nghiờn cứu tiềm năng tiết kiệm năng lƣợng trong hệ thống lũ hơi gúp phần tiết kiệm năng lƣợng núi chung là một đũi hỏi của thực tế khỏch quan, vỡ vậy cần phải đƣợc ỏp dụng rộng rói trong cỏc cụng ty, xớ nghiệp trờn toàn quốc. Dƣới đõy là một số giải phỏp nhằm nõng cao hiệu suất cho lũ hơi.
- Tăng cƣờng những quy định chặt chẽ hơn để cú thể giảm những cơ sở chế tạo nhỏ khụng đủ điều kiện, hỗ trợ cho những cơ sở lớn để làm lành mạnh húa thị trƣờng cạnh tranh đồng thời dễ đƣa ra và quản lý cỏc quy định liờn quan đến lũ hơi tiết kiệm năng lƣợng, đảm bảo an toàn và giảm ụ nhiễm mụi trƣờng.