Đang tải... (xem toàn văn)
Chế tạo lọc bụi tĩnh điện tại Việt Nam I. Đặt vấn đề Hiện nay tại Việt Nam và các nước trên thế giới đều đang sử dụng các hệ thống lọc bụi tĩnh điện kiểu nằm theo nguyên tắc dòng khí dọc, tức là chiều dòng khí chuyển động song song với các bản cực. Nguyên tắc này đã được tổng quát hoá theo một công thức: L A 1 exp trong đó: - η: Hiệu suất của lọc bụi điện - ψ: Hệ số tỷ lệ - ω: Vận tốc di chuyển của hạt bụi về phái cực hút bụi - A: Diện tích bề mặt hút bụi - L: Lưu lượng dòng khí đi qua bộ lọc bụi điện. Đây chính là dạng công thức mà Deutsch và Anderson đưa ra vào năm 1922 và được gọi là công thức Deutsch và Anderson rất quen thuộc trong lý thuyết tính toán thiết kế và vận hành thiết bị lọc bụi điện và cho đến ngày nay vẫn được áp dụng khá rộng rãi. Ví dụ như Dự án xi măng Sông Gianh, công suất 1,4 triệu tấn/năm đang được lắp đặt 03 bộ lọc bụi tĩnh điện công suất lọc là 80.000m3/h, 320.000m3/h và 380.000m3/h của hãng sản xuất lọc bụi điện Elex –AG (Thuỵ Sĩ) vẫn được thiết kế, chế taịo và vận hành theo nguyên tắc đã nói ở trên(Thời điểm đấu thuầ chọn thiết bị cho dự án là năm 2002). Phương án thiết kế của hãng Elex theo công thức của Deutsch và Anderson đưa ra có hai nhược điểm chính mà đến nay các thiết bị lọc bụi điện vẫn gặp phải là kích thước của thiết bị lớn, công kềnh, thứ hai là chi phí tiêu hao điện năng trong thiết bị lọc bụi điện tương đối cao do ngoài công chi phí vận chuyển bụi còn có chi phí năng lượng cho việc tạo quá trình phóng điện corona liên tục và một số tổn thất khác. Tính bình quân để xử lý 1000m3/h khí bụi người ta phải tiêu tốn tới 0,15kWh điện. Để khắc phục hai nhược điểm nêu trên, chúng tôi muốn giới thiệu với các Nhà đầu tư một
www.k43tdh2.com 1 Chế tạo lọc bụi tĩnh điện tại Việt Nam I. Đặt vấn đề Hiện nay tại Việt Nam và các nước trên thế giới đều đang sử dụng các hệ thống lọc bụi tĩnh điện kiểu nằm theo nguyên tắc dòng khí dọc, tức là chiều dòng khí chuyển động song song với các bản cực. Nguyên tắc này đã được tổng quát hoá theo một công thức: L A exp1 trong đó: - η: Hiệu suất của lọc bụi điện - ψ: Hệ số tỷ lệ - ω: Vận tốc di chuyển của hạt bụi về phái cực hút bụi - A: Diện tích bề mặt hút bụi - L: Lưu lượng dòng khí đi qua bộ lọc bụi điện. Đây chính là dạng công thức mà Deutsch và Anderson đưa ra vào năm 1922 và được gọi là công thức Deutsch và Anderson rất quen thuộc trong lý thuyết tính toán thiết kế và vận hành thiết bị lọc bụi điện và cho đến ngày nay vẫn được áp dụng khá rộng rãi. Ví dụ như Dự án xi măng Sông Gianh, công suất 1,4 triệu tấn/năm đang được lắp đặt 03 bộ lọc bụi tĩnh điện công suất lọc là 80.000m 3 /h, 320.000m 3 /h và 380.000m 3 /h của hãng sản xuất lọc bụi điện Elex –AG (Thuỵ Sĩ) vẫn được thiết kế, chế taịo và vận hành theo nguyên tắc đã nói ở trên(Thời điểm đấu thuầ chọn thiết bị cho dự án là năm 2002). Phương án thiết kế của hãng Elex theo công thức của Deutsch và Anderson đưa ra có hai nhược điểm chính mà đến nay các thiết bị lọc bụi điện vẫn gặp phải là kích thước của thiết bị lớn, công kềnh, thứ hai là chi phí tiêu hao điện năng trong thiết bị lọc bụi điện tương đối cao do ngoài công chi phí vận chuyển bụi còn có chi phí năng lượng cho việc tạo quá trình phóng điện corona liên tục và một số tổn thất khác. Tính bình quân để xử lý 1000m 3 /h khí bụi người ta phải tiêu tốn tới 0,15kWh điện. Để khắc phục hai nhược điểm nêu trên, chúng tôi muốn giới thiệu với các Nhà đầu tư một kiểu lọc bụi tĩnh điện khác đã được thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành tại Việt Nam theo một nguyên tắc khác với nguyên tắc của Deutsch và Anderson đó là kiểu lọc bụi mang ký hiệu LBĐ-93T. Lọc bụi tĩnh điện LBĐ-93T hoạt động theo nguyên tắc dòng khí dọc tức là chiều của dòng khí bụi chuyển động vuông góc với các tấm bản cực được bố trí bên trong của lọc bụi. Kiểu lọc bụi LBĐ-93T được thiết kế dựa trên sáng chế của Tiến sỹ KHKT Vũ Huy Toàn (Liên hiệp khoa học sản xuất công nghệ hoá học UCE) và được chế tạo, lắp đặt, cvận hành và bàn giao cho Công ty xi măng Hà Tiên 2 từ tháng 7 năm 2004. II. Giới thiệu quá trình thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành lọc bụi tĩnh điện LBĐ-93T- 60 tại Công ty Xi măng Hà Tiên 2. 1. Mô tả hiện trường Nhà máy xi măng Hà Tiên 2 Công ty Xi măng Hà Tiên 2 được thành lập nắm 1962, với dây chuyền sản xuất clinker theo công nghệ lò quay phương pháp ướt. Thiết bị do hãng VENOT.PIC (Cộng hoà Pháp) cung cấp, bao gồm: 2 lò quay Ф 3,3x100m, đi vào hoạt động năm 1964, với sản lượng 240.000T clinker/năm theo thiết kế và 280.000T clinker/năm trong những năm gần đây. www.k43tdh2.com 2 Năm 1991, Công ty Xi măng Hà Tiên 2 đưa vào sản xuất thêm 01dây chuyền sản xuất clinker theo công nghệ lò quay Ф 3,3x100m năng suất của hệ đạt tối đa 460x2=920tấn clinker/ngày, nhiên liệu sử dụng là dầu FO với tiêu hao 140-152kg/T clinker. Khí thải lò quay chưa được xử lý và được thải thẳng ra môi trường qua ống khói có đường kính 4,2m, cao 50m. Nồng độ bụi đo tại đầu ra của ống khói đạt khoảng 20g/m 3 . Chính vì vậy môi trường của khu vực thị trấn Kiên Lương và các khu vực lân cận bị ô nhiễm bụi rất nặng. Do yêu cầu cấp bách phải giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm bụi do Nhà máy thải ra, Công ty Xi măng Hà Tiên 2 đã lập dự án cải tạo môi trường bằng biện pháp lắp đặt các hệ thống lọc bụi tĩnh điện (Ký hiệu MT01) cho 02 lò nung hệ ướt và các lọc bụi túi (Ký hiệu MT02 đến MT11) cho các điểm phát sinh bụi khác với tổng giá trị của Dự án khoảng 40tỷ đồng. Sau đó Công ty Xi măng Hà Tiên 2 đã tổ chức đấu thầu quốc tế để lựa chọn nhà thầu có đủ năng lực và kinh nghiệm cung cấp 02 bộ lọc bụi tĩnh điện cho hạng mục MT01. Liên doanh nhà thầu Lilama 18 –UCE- Việt Thông đã được chọn là nhà thầu thắng thầu gói thầu cung cấp thiết bị và các dịch vụ kỹ thuật cho hạng mục MT01. 2. Các yêu cầu kỹ thuật của Lọc bụi tĩnh điện của hạng mục MT01: - Lọc bụi tĩnh điện : 02 bộ; - Năng suất lọc : 140.000m 3 /h - Nhiệt độ làm việc : 250 o C; - Nhiệt độ làm việc (max) : 400 o C; - Nồng độ bụi đầu vào(max): 20g/Nm 3 - Nồng độ bụi đầu ra (max) : 80mg/Nm 3 - Số trường lọc bụi : 3 trường. 3. Kết quả thiết kế Sau khi ký hoạp đồng kinh tế với Công ty Xi măng Hà Tiên 2, dưới sự chủ trì của Liên hiệp KH sản xuất công nghệ hoá học (UCE) kết hợp với Viện Cơ học và Công ty Tư vấn công nghệ thiết bị và kiểm định xây dựng CONINCO tiến hành thiết kế lọc bụi tĩnh điện LBĐ-93T- 60, bao gồm thiết kế vỏ lọc bụi điện, thiết kế chụp dẫn bụi vào và ra, thiết kế các đường ống công nghệ, thiết kế bảo ôn lọc bụi và các kết cấu bê tông đỡ lọc bụi điện. Bản thiết kế này đã đượpc Công ty tư vấn đầu tư phát triển và xây dựng –THIKECO và Công ty APAVE (Cộng hoà Pháp) thẩm tra đánh giá đạt yêu cầu chất lượng. Thời gian chi phí cho công đoạn thiết kế và thẩm tra thiết kế mà Dự án cho phép và hoàn thành là 3 tháng. 4. Quá trình chế tạo. Sau khi Thiết kế kỹ thuật được APAVE thẩm tra đạt yêu cầu, Công ty LILAMA 18 tiến hành chế tạo vỏ thiết bị lọc bụi và các đường ống công nghệ tại Xưởng chế tạo của Cty ở Thủ Đức – TP. HCM dưới sự giám sát chặt chẽ của Công ty CONINCO. Thiết bị sau khi chế tạo xong được Công ty LILAMA 18 vận chuyển bằng ô tô vào tập kết và bàn giao tại nhà máy. Các phần thiết bị công nghệ khác như búa gõ, bản cực, máy biến thế, tủ điều khiển…đều được chế tạo tại xưởng chế tạo của UCE. Riêng phần tự động hoá và SCADA quá trình lọc bụi điện được nhà thầu phụ là Công ty CAC thực hiện với thiét bị của hãng Allen-Bradley (Mỹ) và phần mềm SCADA Fix MMI của hãng Intellution (Mỹ). 5. Quá trình lắp đặt Thiết bị sau khi chế tạo xong, tập kết tại hiện trường Công ty Xi măng Hà Tiên 2 và được Công ty LILAMA 18 lắp đặt dưới sự giám sát của Công ty CONINCO, quá trình lắp đặt phát sinh một số sự cố nhỏ về lắp ghép đã được Chuyên gia của UCE và CONINCO đưa ra các www.k43tdh2.com 3 phương án hiệu chỉnh kịp thời. Kết quả của quá trình chế tạo và lắp đặt là Công ty Xi măng Hà Tiên 2 cho phép thiết bị lọc bụi điện LBĐ-93T-60 được xông nhiệt của khí thải lò nung với nhiệt độ từ 250 o C đến 400 o C mà không phát hiện được một sự cố nào về kết cấu thép của lọc bụi, các kết cấu dãn nở và đường ống công nghệ của lọc bụi điện LBĐ-93T-60 đều hoạt động tốt. Quá trình xây dựng và lắp đặt thiế bị lọc bụi tĩnh điện cùng các thiết bị phụ trợ khác do LILAMA 18 thực hiện kéo dài trong vòng 6 tháng. 6. Quá trình vận hành chạy thử. Sau khi thiết bị lọc bụi được alứp đặt và chạy thử không tải, Công ty Xi măng Hà Tiên 2 cho phép chạy thử có tải và đã xuất hiện một số vấn đề kỹ thuật khiến lọc bụi hoạt động với hiệu suất thấp và không ổn định. LILAMA 18 và UCE đã theo dõi và tìm ra nguyên nhân và tự bỏ chi phí để thực hiện các bước hiệu chỉnh cần thiết. Các bước hiệu chỉnh của thiết kế nhằm nâng cao hiệu suất của lọc bụi là thiết kế và lắp thêm hệ thống chắn trường, tăng thêm trọng lượng cho quả đối trọng của điện cực phát, chuyển hệ thống gõ bụi ở vị trí thân lọc bụi lên đỉnh lọc bụi. Kết quả của các quá trình hiệu chỉnh trên là thiết bị lọc bụi điện hoạt động ổn định, lượng bụi thu hồi được nhiều. Ngày 22-23/04/2003, Công ty Xi măng Hà Tiên2 cho phép tiến hành đo nồng độ bụi khí thải tại đầu ra của lọc bụi, công tác đo kiểm tra do Trung tâm Công nghệ và Môi trường tiến hành vàđã cho báo cáo kết quả đo nồng độ bụi khí thải đạt yêu cầu thiết kế tức là đảm bảo thông số ≤ mg/Nm 3 . Ngày 3/3/2004, Công ty Xi măng Hà Tiên 2 cho phép UCE vận hành thiết bị lọc bụi chạy thử chỉ tiêu bảo hành thiết bị trong vòng 3 tháng, kết thúc vào ngày 10/5/2004. Công ty xi măng Hà Tiên 2 đã chấp nhận các thông số thiết kế và bảo hành thiết bị lọc bụi điện và cho phép Liên doanh LILAMA 18 –UCE- Việt Thông làm công tác nghiệm thu và thanh lý hợp đồng kinh tế. 7. Một số đo đạc đánh giá Hai thiết bị lọc bụi tĩnh điện LBĐ-93T-60 lắp đặt cho hai lò nung hệ ướt cuảt Công ty Xi măng Hà Tiên 2 đưa vào vận hành đã được một số cơ quan chuyên ngành và Công ty Xi măng Hà Tiên 2 đo đạc, kiểm tra và đánh giá đạt được một số kết quả sau: Các thông số về điện: Tên Trường 1 Trường 2 Trường 3 Điện áp Dòng điện Điện áp Dòng điện Điện áp Dòng điện Lọc bụi điện 82-1 29KV 8mA 29KV 19mA 30KV 19mA Lọc bụi điện 82-2 25KV 5mA 26kV 13mA 26kV 15mA Các thông số về công nghệ: TT Quy mô đưa vào sử dụng của hạng mục công trình Theo thiết kế đã được phê duyệt Theo thực tế đạt được A Lọc bụi tĩnh điện 82-1 1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu 1.1 Công suất lọc 140.000m 3 /h 140.000m 3 /h 1.2 Nồng độ bụi đầu vào (Max) 20g/Nm 3 20gNm 3 1.3 Nồng độ bụi đầu ra (Min) < = 80mg/Nm 3 56,304mg/Nm 3 B Lọc bụi điện 82-2 www.k43tdh2.com 4 1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu 1.1 Công suất lọc 140.000m 3 /h 140.000m 3 /h 1.2 Nồng độ bụi đầu vào (Max) 20g/Nm 3 20gNm 3 1.3 Nồng độ bụi đầu ra (Min) < = 80mg/Nm 3 47,136mg/Nm 3 Qua các kết quả trên chúng ta có thể rút ra một số nhận xét sau: - Công suất tiêu thụ điện của mỗi trường lọc bụi điện bình quân khoảng 0,5kW, so với các hệ thống lọc bụi khác được chào cho Công ty Xi măng Hà Tiên 2 trong quá trình đấu thầu thì công suất điện tiêu thụ chỉ bằng khoảng 1/10. Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi ta biết rằng trong quá trình đấu thầu quốc tế chọn nhà thầu cung cấp thiết bị lọc bụi điện cho hạng mục MT01 này có mặt rất nhiều nhà sản xuất lọc bụi nổi tiếng trên thế giới như hãng LURGI (CHLB Đức), hãng F.L.S miljo (Đan Mạch) và Thiên Tân (Trung Quốc). - Kết quả đo kiểm tra nồng độ khí thải tại ống khói của lò nung đạt 56,304mg/Nm 3 nhỏ hơn so với yêu cầu của Tiêu chuẩn môi trường và Thiết kế đưa ra là ≤ 80mg/Nm 3 . - Kích thước và trọng lượng của lọc bụi cũng giảm đi rất nhiều so với các lọc bụi đã chào của các hãng khác. Trọng lượng của lọc bụi LBĐ-93T-60 là 103 tấn (khối lượng nghiệm thu chính thức) so với 170 tấn chào của Hãng LURGI. Về kích thước của lọc bụi cũng giảm nhiều, trong khi UCE thiết kế lắp LBĐ-93T-60 nằm gọn trong khoảng đất trống ở phía đầu của lò nung mà không phải tháo dỡ và lấn vào các công trình khác sẵn có của nhà máy, trong khi các Hãng khác đều chào thiết bị nằm choán hết phần đất và đường đi sau ống khói của lò nung sát tới bể quậy bùn của Nhà máy. Hay nói cách khác là kích thước dài của lọc bụi điện của các hãng khác có cùng một công suất lọc bụi. - Các số liệu so sánh về các đặc tính kỹ thuật của lọc bụi tĩnh điện đã được chào thầu của hãng nước ngoài và số liệu thực tế của LBĐ-93T-60 đạt được liệt kê trên bảng sau: TT Đặc tính kỹ thuật Đơn vị LBĐ-93T-60 Lọc bụi điện của nước ngoài chào thầu 1 Năng suất lọc m 3 /h 140.000 140.000 2 Hiệu suất lọc % 99,7 99,7 3 Nhiệt độ làm việc o C 250 250 4 Chiều dài hiệu dụng trường lọc mm 2.430 9.000 5 Tổn thất áp lực Pa 200 200 6 Nguồn chỉnh lưu KV/mA 35/150 (3 bộ) 80/500 (2bộ) 7 Công suất tiêu thụ thực tế W 4.000 70.000 III. Một vài suy nghĩ về lọc bụi tĩnh điện LBĐ-93T-6- - Có thể nói đây là một thiết bị lọc bụi tĩnh điện hoàn toàn mang thương hiệu của Việt Nam, từ thiết kế, chế tạo, lắp đặt và chuyển giao công nghệ hoàn toàn chủ động bằng các cán bộ khoa học và công nhân Việt Nam thực hiện, ngay đến công nghệ lọc bụi tĩnh điện được sử dụng cũng thực hiện theo một Bằng độc quyền sáng chế 100% Việt Nam (Bằng độc quyền www.k43tdh2.com 5 sáng chế số 4195 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp theo quyết định số: A1029/QĐ-ĐK, ngày 25/3/2004 ) ngoại trừ một số linh kiện và thiết bị điều khiển (phần cứng) là mua của Hoa Kỳ. - Đây là một thiết bị cực kỳ tiết kiệm năng lượng điện, vì qua thực tế vận hành đã chứng tỏ LBĐ-93T-60 ở mọi mức công suất sử dụng điện năng ít hơn các thiết bị lọc bụi điện tương đương của nước ngoài không dưới 10 lần. Nó ảnh hưởng không nhỏ tới các Nhà đầu tư, vì theo tính toán giá trị điện năng tiết kiệm được do sử dụng LBBD-93T trong 10 năm tương đương với giá thiết bị lọc bụi điện phải mua lúc đầu. - Đây là một thiết bị được xếp nằm trong chương trình trọng điểm của Nhà nước về khuyến khích nghiên cứu và chế tạo các thiết bị cơ khí trong nước cho các nhà máy công nghiệp, nhất là công nghiệp sản xuất xi măng. - Đây chính là một tiền đề tạo điều kiện cho các nhà Đầu tư tiết kiệm được ngoại tệ để khỏi phải nhập các thiết bị của nước ngoài chế tạo, đồng thời tạo ra rất nhiều công ăn việc làm cho các doanh nghiệp sản xuất cơ khí trong nước. Tóm lại: nếu các nhà đầu tư, các doanh nghiệp đang có nhu cầu sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện mà chọn sử dụng thiết bị lọc bụi tĩnh điện LBĐ-93T thì các bạn sẽ được một thiết bị gọn và nhẹ hơn về kích thước, tiêu tốn ít năng lượng điện hơn rất nhiều so với các thiết bị lọc bụi điện khác tương đương. (Nguồn: Tạp chí VLXD đương đại, số 3/2006) . kế lọc bụi tĩnh điện LBĐ-93T- 60, bao gồm thiết kế vỏ lọc bụi điện, thiết kế chụp dẫn bụi vào và ra, thiết kế các đường ống công nghệ, thiết kế bảo ôn lọc bụi và các kết cấu bê tông đỡ lọc bụi. môi trường bằng biện pháp lắp đặt các hệ thống lọc bụi tĩnh điện (Ký hiệu MT01) cho 02 lò nung hệ ướt và các lọc bụi túi (Ký hiệu MT02 đến MT11) cho các điểm phát sinh bụi khác với tổng giá. www.k43tdh2.com 1 Chế tạo lọc bụi tĩnh điện tại Việt Nam I. Đặt vấn đề Hiện nay tại Việt Nam và các nước trên thế giới đều đang sử dụng các hệ thống lọc bụi tĩnh điện kiểu nằm theo