Nền kinh tế Việt Nam
hiện đang sử dụng hơn 2000 lò hơi các loại trong đó chủ yếu thuộc ngành
Công nghiệp. Các lò hơi này có công suất từ 1tấn/giờ đến 300tấn/giờ.
Phần lớn các nồi hơi đều sử dụng với hiệu suất năng lượng thấp nên lượng
khí đôc hại do đốt nhiên liệu phát thải vào môi trường là rất cao.
Có
nhiều biện pháp nhằm nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng trong hệ
thống lò hơi liên quan đến quá trình đốt, truyền nhiệt, hao hụt năng
lượng, giảm mức tiêu thụ điện của thiết bị phụ trợ. Bằng việc kiểm tra
một số các yếu tố sau đây có thể giúp doanh nghiệp đánh giá được thiết
bị lò hơi của doanh nghiệp mình có đang được vận hành với hiệu suất tối
đa hay không.
1. Vận hành hệ số không khí thừa ở nhiệt độ thích hợp Theo
phương pháp chuẩn đối sánh, đối với lò dầu thì tỷ lệ bay hơi tốt nhất
là 14% đối với khí CO2 và 1.5 –2% đối với O2. Để điều chỉnh nồng độ O2
hoặc CO2 thì doanh nghiệp có thể dùng các biện pháp sau như dùng vòi đốt
có tỷ lệ NOx/O2 thấp, cải tiến lá chắn tiết lưu và cách điều chỉnh,
chống không khí rò lọt vọt vào lò qua các cửa, nút ở thành lò hơi; sửa
chữa, cải tiến hoặc thay thế vòi đốt hoặc cải tiến bộ lá chắn và phương
pháp điều khiển.
2. Gia nhiệt nước cấp sử dụng bộ tiết kiệm nhiệt Thông
thường, khí nóng thoát ra khỏi lò hơi ba lớp hiện đại có nhiệt độ từ
200 đến 300oC. Do vậy có thể thu hồi nhiệt được từ các dòng khí nóng
này. Nhiệt độ của khí nóng thoát ra từ lò hơi thường duy trì ở mức tối
thiểu là 200oC, do đó ôxít lưu huỳnh trong khí nóng không ngưng tụ được
và gây ăn mòn bề mặt truyền nhiệt. Khi sử dụng các nhiên liệu sạch như
khí gas tự nhiên, khí hóa lỏng hoặc dầu khí, cần phải tính đến hiệu quả
kinh tế của việc thu hồi nhiệt vì nhiệt độ của khí xả nóng có thể dưới
200oC. Khả năng tiết kiệm năng lượng phụ thuộc vào loại lò hơi và loại
nhiên liệu được sử dụng. Với loại lò hơi điển hình kiểu cũ, với nhiệt độ
khí xả nóng đạt 260oC, có thể sử dụng bộ tiết kiệm để giảm nhiệt độ
xuống còn 200oC giúp tăng nhiệt độ nước cấp thêm 15oC. Lò hơi 3 lớp hiện
đại đốt khí gas tự nhiên có nhiệt độ khí xả nóng ở mức 140oC, sử dụng
bộ tiết kiệm ngưng tụ giúp giảm nhiệt độ khí xả xuống 65oC và tăng hiệu
suất nhiệt tăng lên 5%.
3. Gia nhiệt không khí đốt Gia
nhiệt không khí đốt là biện pháp thay thế việc làm nóng nước cấp. Để
tăng hiệu suất nhiệt lên 1%, nhiệt độ không khí đốt phải tăng thêm 20oC.
Hầu hết bộ đốt dầu và khí ga trong các trạm lò hơi không được thiết kế
để sử dụng ở mức nhiệt độ gia nhiệt không khí cao. Các
bộ đốt hiện đại có thể chịu được sự gia nhiệt không khí đốt cao hơn
nhiều, do vậy có thể coi những thiết bị này giống như bộ trao đổi nhiệt
cho dòng khí xả nóng và là biện pháp thay thế bộ tiết kiệm năng lượng,
khi hoặc là nhiệt độ khoảng không hay nhiệt độ của nước cấp giúp nó hoạt
động.
4. Điều tiết xả hơi tự động Xả
hơi liên tục mà không kiểm soát được sẽ rất lãng phí. Điều tiết xả hơi
tự động được lắp đặt giúp phát hiện và phản ứng với suất dẫn và độ pH
của nước lò hơi. Cứ 10% xả hơi cho 15 kg/cm2 trong lò hơi dẫn đến mức
hao hụt hiệu suất tới 3%.
5. Giảm đóng cặn và tạo bồ hóng Ở
các lò hơi đốt than và dầu, bồ hóng tích tụ trong ống giống như chất
cách nhiệt cho quá trình truyền nhiệt. Những cặn lắng như vậy cần phải
loại bỏ thường xuyên. Nhiệt độ ống khói tăng lên cho thấy lượng bồ hóng
tích tụ quá nhiều. Hiện tượng nhiệt độ ống khói tăng cũng xảy ra do sự
đóng cặn ở bình chứa nước. Nhiệt
độ khí xả cao ở mức dư lượng không khí bình thường cho thấy khả năng
truyền nhiệt kém. Điều này sẽ dẫn tới việc tích tụ dần cặn lắng ở phía
buồng khí hay khoang chứa nước. Khi có cặn lắng ở khoang chứa nước cần
xem xét lại quy trình xử lý nước và vệ sinh ống để loại bỏ cặn lắng. ước
tính khi nhiệt độ trong ống xả khói tăng lên tương ứng 22% thì hiệu
suất sẽ giảm đi 1%. Nên
kiểm tra và lấy số liệu nhiệt độ ống xả khói thường xuyên để đánh giá
các chỉ số của cặn lắng bồ hóng. Khi nhiệt độ khí nóng tăng thêm khoảng
20oC so với nhiệt độ thông thường ở các lò hơi mới vệ sinh, cần phải
nhanh chóng loại bỏ cặn lắng bồ hóng. Do vậy, nên lắp đặt một nhiệt kế
kiểu mặt đồng hồ ở chân đế của ống xả khói để kiểm tra nhiệt độ khí xả
nóng. Mỗi
lớp bồ hóng có độ dày 1mm làm tăng nhiệt độ của ống xả khói lên 55oC.
Ước tính một lớp bồ hóng dày 3mm dẫn đến mức tiêu thụ nhiên liệu tăng
lên khoảng 2,5%. Việc vệ sinh định kỳ bề mặt lò đốt, thùng chứa của lò
hơi, bộ tiết kiệm năng lượng và bộ sưởi không khí sẽ giúp loại bỏ các
cặn lắng bám lâu ngày.
6. Giảm áp suất hơi nước của lò hơi Đây
là biện pháp hiệu quả giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ ở mức cho
phép từ 1 đến 2%. Giảm áp suất hơi nước đồng nghĩa với việc thu được
nhiệt độ hơi nước bão hòa thấp và không cần thu hồi nhiệt thải từ ống xả
khói, đồng thời còn giúp giảm nhiệt độ của khí nóng. Hơi
nước được sinh ra dưới áp suất, thường là áp suất cao nhất/yêu cầu
nhiệt độ cho từng quá trình cụ thể. Trong một số trường hợp, quá trình
sinh hơi không phải lúc nào cũng luôn vận hành, và có những thời điểm áp
suất lò hơi có thể giảm xuống được. Người phụ trách điều tiết năng
lượng cần xem xét kỹ lưỡng việc giảm áp suất trước khi đề nghị tiến
hành. Các ảnh hưởng bất lợi như tăng lượng nước chảy từ lò hơi do giảm
áp suất có thể đi ngược lại với mục đích tiết kiệm năng lượng. Áp suất
nên giảm theo từng đợt và không nên vượt quá 20%.
7. Điều tiết thay đổi tốc độ của quạt, thiết bị quạt gió và bơm Việc
điều tiết thay đổi tốc độ có ý nghĩa quan trọng giúp tiết kiệm năng
lượng. Thông thường, việc kiểm soát không khí đốt được hỗ trợ bởi các
van tiết lưu lắp tại các quạt gió cảm ứng và cưỡng bức. Tuy van tiết lưu
là thiết bị điều chỉnh đơn giản, nhưng lại thiếu chính xác, khiến khả
năng điều chỉnh tại vị trí đầu và cuối của hệ thống vận hành kém. Nhìn
chung, nếu đặc điểm nạp tải của lò hơi biến đổi, có thể thay thế van
tiết lưu bằng một bộ điều tiết thay đổi tốc độ biến tần.
8. Thay thế lò hơi Khả
năng tiết kiệm năng lượng do thay thế bộ phận lò hơi phụ thuộc vào
những chẩn đoán về thay đổi hiệu suất chung. Việc thay lò hơi mới sẽ
mang lại hiệu quả kinh tế nếu lò hơi đang sử dụng: · Cũ và kém hiệu quả · Không có khả năng đốt những nhiên liệu thay thế có chi phí thấp hơn · Quá cỡ hoặc nhỏ hơn so với yêu cầu Nghiên
cứu khả thi nên xem xét tất cả các yếu tố về tính sẵn có của nhiên liệu
và kế hoạch phát triển của doanh nghiệp. Doanh nghiệp cũng nên cân nhắc
đến cả yếu tố tài chính và nhân lực vì các trạm lò hơi thường có tuổi
thọ trên 25 năm nên cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng trước khi quyết định
thay thế.
Nguyễn Anh Tuấn – Lê Thị Thoa
Trung tâm Năng suất Việt Nam
|