Vận hành nồi hơi công nghiệp hiệu quả năng lượng

Phải khẳng định, bên cạnh mục tiêu giảm năng lượng tiêu thụ và giảm khí thải 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.

Về phía các doanh nghiệp sản xuất nồi hơi, việc nâng cao hiệu suất năng lượng cũng là một trong những quan tâm hàng đầu, bởi đó là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng sản phẩm, ảnh hưởng đến lợi thế cạnh tranh trên thị trường.

Hiệu suất năng lượng thấp

Nồi hơi là thiết bị cung cấp nhiệt năng chủ yếu trong phần lớn các cơ sở sản xuất công nghiệp. Nhưng theo ông Nguyễn Quyết Thắng, Công ty cổ phần nồi hơi Việt Nam, đây cũng là một trong những thiết bị tiêu thụ nhiên liệu hoá thạch nhiều nhất, phát thải khí nhà kính lớn. Hiện có khoảng 44 doanh nghiệp sản xuất lò 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 lò hơi lên đến 35 tấn/giờ. Tuy nhiên, để phát triển và đưa ra thị trường những nồi hơi hiệu quả năng lượng, các doanh nghiệp sản xuất gặp không ít khó khăn.

Theo TS Nguyễn Xuân Quang, Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt lạnh – Đại học Bách khoa Hà Nội, cả nước có khoảng 3.000 nồi hơi, trong đó có 42 nồi hơi sản xuất điện đang vận hành. Công suất các nồi hơi này từ 1-100 tấn hơi/giờ, trong đó, 65% là 1-10 tấn/giờ; 20-30% là 20-40 tấn/giờ và khoảng 0,1% là nồi hơi hơn 40 tấn/giờ.

Hiện nay, tỷ lệ nồi hơi được phân theo loại nhiên liệu sử dụng, theo đó, đốt than là 65-67%; đốt dầu là 30-32%; đốt sinh khối (biomass) là 1-5%. Về nhiên liệu, có 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 đang tăng dần nhưng chưa thống kê được, đặc biệt ở miền Nam.

Trong số các nồi hơi đang được sử dụng, ông Nguyễn Quyết Thắng, nói “nhiều nồi hơi có hiệu suất năng lượng rất thấp, đặc biệt là các nồi hơi thế hệ cũ có công suất vừa và nhỏ, mức độ tự động hoá thấp”.“Nguyên nhân dẫn đến hiệu suất nồi hơi thấp là do phần lớn nồi hơi Trung Quốc chế tạo không phù hợp với than Việt Nam, bởi được thiết kế để sử dụng than chất bốc cao”, theo nghiên cứu của TS Nguyễn Xuân Quang.

Các khảo sát cơ bản thị trường nồi hơi nước ta cho thấy, các nồi hơi của Việt Nam chế tạo cũng chưa đạt được các giải pháp tốt để nâng cao hiệu suất cháy đối với than antraxit, loại than chất bốc thấp, khó cháy và lâu cháy kiệt. Chế độ vận hành nồi hơi thất thường. Công tác vận hành nồi hơi còn kém, nặng tính thủ công, điều chỉnh gió kém nên hệ số không khí thừa cao, nhiệt độ khói thải cao dẫn đến tổn thất nhiệt theo khói cao. Việc trang bị chủ yếu đáp ứng nhu cầu hơi ở thời điểm đỉnh cao, không có thiết kế hệ thống hợp lý nên nhiều nồi hơi hoạt động non, tải lớn, dẫn dến hiệu suất thấp. Trong khi đó, các cơ sở mua nồi hơi lại thiếu chú ý đến hiệu suất nồi hơi, thành ra khi lắp đặt, vận hành, không trang bị các thiết bị đo tối thiểu để xác định hiệu quả làm việc. Thậm chí, thiết bị đo của nhiều cơ sở chỉ là một áp kế và ống thuỷ.

Nhiều cơ sở không xử lý nước hoặc xử lý nước không tốt dẫn đến tình trạng cáu cặn, làm giảm hiệu suất của nồi hơi. Nhân lực vận hành nồi hơi và hệ thống hơi hạn chế về trình độ, thiếu kỹ năng. Việc xả hơi tiến hành tuỳ tiện, chủ yếu theo kinh nghiệm và khuynh hướng xả nhiều nước cho sạch nên tổn thất nhiệt lớn. Các nồi hơi đốt biomass phần lớn sử dụng nhiên liệu chế biến thô do giá thành rẻ. Kích cỡ và chất lượng nhiên liệu như độ ẩm, nhiệt trị, độ tro không ổn định dẫn đến hiệu quả làm việc của nồi hơi bị giảm.

Các khách hàng cho rằng, việc các cơ sở đưa thêm các bộ phận, như: hâm nước, bộ sấy không khí, bộ xử lý nước, các hệ thống đo kiêm phụ trợ…, nhằm tiết kiệm năng lượng như được tiến hành sau dẫn đến nhiều khách hàng, đặc biệt là các nồi hơi cỡ nhỏ cảm thấy không cần thiết. Trong khi việc tiết kiệm trong nồi hơi như vậy, TS Quang nói “cần đến từ hai phía là sản xuất, chế tạo lò và doanh nghiệp sử dụng".

Gia tăng về nhu cầu

Việt Nam nằm trong khu vực có tốc độ phát triển kinh tế nhanh. Sự phát triển tất yếu của công nghiệp kéo theo sự gia tăng về nhu cầu về nồi hơi cả về số lượng, chất lượng và công suất. “Trong 15 năm tới sẽ tăng lên 6.000 nồi hơi”, theo ước tính của Báo cáo Triển vọng Năng lượng ASEAN năm 2011. Tỷ lệ lò hơi phân theo loại nhiên liệu sử dụng dự báo đến năm 2030, cụ thể, đốt than: 3000 lò hơi, chiếm 50%; đốt dầu: 1.200 lò hơi, chiếm 20%; đốt sinh khối: 1.800 cái, khoảng 30%. 

Từ góc độ nhà sản xuất, ông Nguyễn Quyết Thắng cho rằng “thực hiện một chuỗi các giải pháp đồng bộ” mới có thể tạo ra những sản phẩm nồi hơi chất lượng, hiệu suất cao. Bắt đầu từ khâu tính toán thiết kế, chế tạo bản thể nồi hơi và các thiết bị phụ trợ, đến việc trang bị các thiết bị đo kiểm, điều khiển để đảm bảo kiểm soát đầy đủ các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt, nhưng đồng thời cũng phải đảm bảo giá thành hợp lý, cạnh tranh, theo ông Thắng.

Sử dụng và vận hành nồi hơi công nghiệp hiệu quả năng lượng, ông Thắng cho rằng: “Việc xây dựng các quy trình tối ưu cho toàn hệ thống thiết bị cung cấp và sử dụng hơi hết sức quan trọng”. Cùng với đó là “việc kiểm soát hiệu suất năng lượng của nồi hơi ngay từ khi được cung cấp và đưa vào sử dụng”, ông Thắng nói. Tuy nhiên, để làm được những điều này, bên cạnh sự nỗ lực của doanh nghiệp, theo ông Thắng, rất cần sự hỗ trợ kỹ thuật của Dự án “Thúc đẩy việc sử dụng và vận hành nồi hơi công nghiệp hiệu quả năng lượng tại Việt Nam” và sự ủng hộ của các cơ quan quản lý.