Giải pháp nâng cao hiệu suất nồi hơi công nghiệp
Thứ ba, 17/05/2016
Bên cạnh mục tiêu giảm năng lượng tiêu thụ và giảm phát thải khí nhà kính ở tầm vĩ mô, việc sử dụng nồi hơi hiệu quả năng lượng cũng đem lại những hiệu quả kinh tế thiết thực cho các doanh nghiệp sử dụng, góp phần giảm chi phí sản xuất, tăng lợi nhuận kinh doanh.
Bên cạnh mục tiêu giảm năng lượng tiêu thụ và giảm phát thải khí nhà kính ở tầm vĩ mô, việc sử dụng nồi hơi hiệu quả năng lượng cũng đem lại những hiệu quả kinh tế thiết thực cho các doanh nghiệp sử dụng, góp phần giảm chi phí sản xuất, tăng lợi nhuận kinh doanh.
Nhận định này đã được nhiều đại biểu đưa ra tại hội thảo khởi động Dự án “Thúc đẩy việc sử dụng và vận hành nồi hơi công nghiệp hiệu quả năng lượng tại Việt Nam” do Tổng Cục năng lượng Bộ Công thương và Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên hợp quốc (UNIDO) phối hợp tổ chức ngày 14/1 tại Hà Nội.
Thực trạng sử dụng và vận hành nồi hơi công nghiệp
Tại hội thảo, TS. Nguyễn Xuân Quang – Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt Lạnh Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cho biết, nồi hơi là thiết bị quan trọng sử dụng nhiên liệu để sản xuất hơi nước phục vụ rất nhiều nhu cầu trong sản xuất công nghiệp đồng thời cũng là nguồn phát thải khí nhà kính lớn. Các ngành công nghiệp sử dụng nhiều nồi hơi bao gồm thực phẩm, đồ uống, giấy, dệt may, da giày, hóa chất…
Cần hỗ trợ doanh nghiệp về kỹ thuật để nâng cao năng lực sản xuất và cung cấp nồi hơi hiệu quả năng lượng
Cũng theo ông Quang, hiện cả nước có khoảng 3.000 nồi hơi công suất từ 1 – 100 tấn hơi/giờ, trong đó 65% là 1 – 10 tấn/giờ; 20 – 30 % là 20 – 40 tấn/giờ, khoảng 0.1% là nồi hơi hơn 40 tấn/giờ. Theo ước tính dựa trên báo cáo triển vọng năng lượng ASEAN năm 2011, số nồi hơi vận hành sau 15 năm sẽ là 6.000 cái. Hiện có khoảng 44 doanh nghiệp sản xuất nồi hơi ở Việt Nam. Chủ yếu là các xưởng sản xuất nhỏ. Một vài cơ sở sản xuất cỡ trung bình có thể sản xuất nồi hơi lên đến 35 tấn/giờ.
Về nhiên liệu sử dụng, ông Quang cho biết, 65 – 67% số nồi hơi sử dụng than làm nhiên liệu, 30 -32% sử dụng dầu làm nhiên liệu, số nồi hơi sử dụng biomass làm nhiên liệu hiện đang tăng dần nhưng chưa thống kê được đặc biệt ở khu vực miền Nam.
Đối với hiệu suất nồi hơi, ông Quang cho biết, theo báo cáo khảo sát và thí nghiệm hiệu chỉnh nâng cao hiệu suất nồi hơi công nghiệp của trung tâm kiểm định 1 năm 2012 cho thấy: Trong số 150 nồi được khảo sát ở miền Bắc có tới 88,6% là nồi hơi đốt than. Trong đó 70% là nồi đốt ghi bán tự động, thủ công và 26,3% là nồi ghi xích. Đa phần cỡ nhỏ hơn 4 tấn/giờ do Việt Nam sản xuất, từ 4 tấn trở lên là do Trung Quốc sản xuất. Việc đo đạc đánh giá hiệu suất 20 nồi theo cân bằng nghịch cho thấy hiệu suất các nồi khoảng 51- 72% (chủ yếu các nồi hơi đốt than). Nhìn chung tổn thất lớn nhất của các nồi hơi đốt than là tổn thất do cháy không hết về mặt cơ khí q4 và tổn thất nhiệt do khói thải ra khỏi nồi q2.
Ông Quang nhận định, nằm trong khu vực có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, sự phát triển của công nghiệp tất yếu sẽ dẫn tới nhu cầu về nồi hơi tăng lên nhanh chóng cả về số lượng, chất lượng và công suất nồi. Tuy nhiên, theo dự báo của Tổ chức Năng lượng thế giới, với tốc độ gia tăng mức khai thác năng lượng như hiện nay, đến cuối thế kỷ này, nguồn than đá của thế giới sẽ trở nên rất khan hiếm, các mỏ dầu và khí đốt sẽ cạn kiệt trong vòng từ 40 đến 60 năm tới. Việt Nam cũng đã và đang phải đối mặt với nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Số liệu về cân bằng năng lượng đã chỉ ra rằng sau năm 2015, Việt Nam từ một nước xuất khẩu năng lượng sẽ trở thành nước nhập khẩu năng lượng. Trong khi đó, việc phát triển các nguồn năng lượng thay thế cho các nguồn truyền thống đang gặp nhiều khó khăn đã hạn chế khả năng đa dạng hóa các nguồn cung cấp năng lượng.
Giải pháp tăng hiệu suất nồi hơi
Theo TS. Nguyễn Xuân Quang, để cải thiện tình hình trên, các cơ sở sản xuất nồi hơi có thể thêm bớt các cơ cấu, chức năng giúp nồi hơi hoạt động hiệu quả và tiết kiệm hơn tùy theo nhu cầu khách hàng. Ông Quang cũng đề xuất, nên có những quy định chặt chẽ hơn về chất lượng sản phẩm để có thể giảm những cơ sở sản xuất nhỏ không đủ điều kiện, hỗ trợ cho những cơ sở sản xuất lớn để làm lành mạnh hóa thị trường cạnh tranh, đồng thời dễ đưa ra và quản lý các quy định liên quan đến nồi hơi tiết kiệm năng lượng, đảm bảo an toàn và giảm ô nhiễm môi trường.
Bên cạnh đó, nên đưa thêm vào quy định những điều kiện cho một nồi hơi có hiệu suất năng lượng (Ví dụ như giới hạn nhiệt độ khói thải nồi hơi, tiêu chuẩn cho tỉ lệ cacbon còn trong tro, tiêu chuẩn về lượng không khí thừa khói thải) nhằm làm mục tiêu cho các cải thiện. Các quy định, điều kiện, tiêu chuẩn này nên được nghiên cứu bởi một cơ sở khoa học có uy tín nhằm đảm bảo khả năng áp dụng hợp lý.
TS Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt Lạnh Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cũng đề xuất, cần cải thiện hệ thống đo lường điều khiển giúp theo dõi quá trình và đánh giá hiệu suất nồi; Tổ chức đào tạo hợp lý công nhân vận hành nồi hướng tới chỉ tiêu tiết kiệm nhiên liệu cũng như đưa thêm quy định về thiết bị đo cần thiết cho nồi hơi từ phía nhà quản lý…
TS. Nguyễn Quyết Thắng – Công ty Cổ phần Nồi hơi Việt Nam thì cho rằng, cần hỗ trợ doanh nghiệp về kỹ thuật để nâng cao năng lực sản xuất và cung cấp nồi hơi hiệu quả năng lượng. Ngoài ra, để nâng cao hiệu suất năng lượng của nồi hơi, cần thiết kế buồng đốt và lựa chọn thiết bị đốt tối ưu để đảm bảo cháy kiệt nhiên liệu; Trang bị thiết bị đo lường, điều khiển để kiểm soát và điều chỉnh hệ số không khí thừa phù hợp đối với từng loại nhiên liệu; Trang bị các thiết bị thu hồi, tận dụng nhiệt thải.
Ngoài ra cần hỗ trợ doanh nghiệp xây dựng kế hoạch kinh doanh và chiến lược tiếp thị về nồi hơi hiệu quả năng lượng; Nâng cao nhận thức người dùng, khuyến khích sử dụng các nồi hơi hiệu quả năng lượng…
Thực trạng sử dụng và vận hành nồi hơi công nghiệp
Tại hội thảo, TS. Nguyễn Xuân Quang – Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt Lạnh Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cho biết, nồi hơi là thiết bị quan trọng sử dụng nhiên liệu để sản xuất hơi nước phục vụ rất nhiều nhu cầu trong sản xuất công nghiệp đồng thời cũng là nguồn phát thải khí nhà kính lớn. Các ngành công nghiệp sử dụng nhiều nồi hơi bao gồm thực phẩm, đồ uống, giấy, dệt may, da giày, hóa chất…
Cần hỗ trợ doanh nghiệp về kỹ thuật để nâng cao năng lực sản xuất và cung cấp nồi hơi hiệu quả năng lượng
Cũng theo ông Quang, hiện cả nước có khoảng 3.000 nồi hơi công suất từ 1 – 100 tấn hơi/giờ, trong đó 65% là 1 – 10 tấn/giờ; 20 – 30 % là 20 – 40 tấn/giờ, khoảng 0.1% là nồi hơi hơn 40 tấn/giờ. Theo ước tính dựa trên báo cáo triển vọng năng lượng ASEAN năm 2011, số nồi hơi vận hành sau 15 năm sẽ là 6.000 cái. Hiện có khoảng 44 doanh nghiệp sản xuất nồi hơi ở Việt Nam. Chủ yếu là các xưởng sản xuất nhỏ. Một vài cơ sở sản xuất cỡ trung bình có thể sản xuất nồi hơi lên đến 35 tấn/giờ.
Về nhiên liệu sử dụng, ông Quang cho biết, 65 – 67% số nồi hơi sử dụng than làm nhiên liệu, 30 -32% sử dụng dầu làm nhiên liệu, số nồi hơi sử dụng biomass làm nhiên liệu hiện đang tăng dần nhưng chưa thống kê được đặc biệt ở khu vực miền Nam.
Đối với hiệu suất nồi hơi, ông Quang cho biết, theo báo cáo khảo sát và thí nghiệm hiệu chỉnh nâng cao hiệu suất nồi hơi công nghiệp của trung tâm kiểm định 1 năm 2012 cho thấy: Trong số 150 nồi được khảo sát ở miền Bắc có tới 88,6% là nồi hơi đốt than. Trong đó 70% là nồi đốt ghi bán tự động, thủ công và 26,3% là nồi ghi xích. Đa phần cỡ nhỏ hơn 4 tấn/giờ do Việt Nam sản xuất, từ 4 tấn trở lên là do Trung Quốc sản xuất. Việc đo đạc đánh giá hiệu suất 20 nồi theo cân bằng nghịch cho thấy hiệu suất các nồi khoảng 51- 72% (chủ yếu các nồi hơi đốt than). Nhìn chung tổn thất lớn nhất của các nồi hơi đốt than là tổn thất do cháy không hết về mặt cơ khí q4 và tổn thất nhiệt do khói thải ra khỏi nồi q2.
Ông Quang nhận định, nằm trong khu vực có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, sự phát triển của công nghiệp tất yếu sẽ dẫn tới nhu cầu về nồi hơi tăng lên nhanh chóng cả về số lượng, chất lượng và công suất nồi. Tuy nhiên, theo dự báo của Tổ chức Năng lượng thế giới, với tốc độ gia tăng mức khai thác năng lượng như hiện nay, đến cuối thế kỷ này, nguồn than đá của thế giới sẽ trở nên rất khan hiếm, các mỏ dầu và khí đốt sẽ cạn kiệt trong vòng từ 40 đến 60 năm tới. Việt Nam cũng đã và đang phải đối mặt với nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Số liệu về cân bằng năng lượng đã chỉ ra rằng sau năm 2015, Việt Nam từ một nước xuất khẩu năng lượng sẽ trở thành nước nhập khẩu năng lượng. Trong khi đó, việc phát triển các nguồn năng lượng thay thế cho các nguồn truyền thống đang gặp nhiều khó khăn đã hạn chế khả năng đa dạng hóa các nguồn cung cấp năng lượng.
Giải pháp tăng hiệu suất nồi hơi
Theo TS. Nguyễn Xuân Quang, để cải thiện tình hình trên, các cơ sở sản xuất nồi hơi có thể thêm bớt các cơ cấu, chức năng giúp nồi hơi hoạt động hiệu quả và tiết kiệm hơn tùy theo nhu cầu khách hàng. Ông Quang cũng đề xuất, nên có những quy định chặt chẽ hơn về chất lượng sản phẩm để có thể giảm những cơ sở sản xuất nhỏ không đủ điều kiện, hỗ trợ cho những cơ sở sản xuất lớn để làm lành mạnh hóa thị trường cạnh tranh, đồng thời dễ đưa ra và quản lý các quy định liên quan đến nồi hơi tiết kiệm năng lượng, đảm bảo an toàn và giảm ô nhiễm môi trường.
Bên cạnh đó, nên đưa thêm vào quy định những điều kiện cho một nồi hơi có hiệu suất năng lượng (Ví dụ như giới hạn nhiệt độ khói thải nồi hơi, tiêu chuẩn cho tỉ lệ cacbon còn trong tro, tiêu chuẩn về lượng không khí thừa khói thải) nhằm làm mục tiêu cho các cải thiện. Các quy định, điều kiện, tiêu chuẩn này nên được nghiên cứu bởi một cơ sở khoa học có uy tín nhằm đảm bảo khả năng áp dụng hợp lý.
TS Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt Lạnh Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cũng đề xuất, cần cải thiện hệ thống đo lường điều khiển giúp theo dõi quá trình và đánh giá hiệu suất nồi; Tổ chức đào tạo hợp lý công nhân vận hành nồi hướng tới chỉ tiêu tiết kiệm nhiên liệu cũng như đưa thêm quy định về thiết bị đo cần thiết cho nồi hơi từ phía nhà quản lý…
TS. Nguyễn Quyết Thắng – Công ty Cổ phần Nồi hơi Việt Nam thì cho rằng, cần hỗ trợ doanh nghiệp về kỹ thuật để nâng cao năng lực sản xuất và cung cấp nồi hơi hiệu quả năng lượng. Ngoài ra, để nâng cao hiệu suất năng lượng của nồi hơi, cần thiết kế buồng đốt và lựa chọn thiết bị đốt tối ưu để đảm bảo cháy kiệt nhiên liệu; Trang bị thiết bị đo lường, điều khiển để kiểm soát và điều chỉnh hệ số không khí thừa phù hợp đối với từng loại nhiên liệu; Trang bị các thiết bị thu hồi, tận dụng nhiệt thải.
Ngoài ra cần hỗ trợ doanh nghiệp xây dựng kế hoạch kinh doanh và chiến lược tiếp thị về nồi hơi hiệu quả năng lượng; Nâng cao nhận thức người dùng, khuyến khích sử dụng các nồi hơi hiệu quả năng lượng…