Tiết kiệm từ lò hơi đa nhiên liệu

Thực trạng sử dụng lò hơi

Hiện nay, các công ty mía đường lớn thường đầu tư các dây chuyền sản xuất các

sản phẩm sau đường như: Cồn, nước giải khát, sữa, bánh kẹo... nhằm mục đích đa dạng hóa sản phẩm, tăng thu nhập. Hầu hết các dây chuyền này thường có trang bị các nồi hơi công nghiệp cỡ nhỏ và cỡ trung để cung cấp hơi phục vụ công nghệ chế biến. Tuy vậy, phần lớn các nồi hơi sử dụng là loại lò hơi đốt dầu. Các lò hơi này có các ưu điểm là: Thiết bị nhỏ gọn, vận hành đơn giản và đáp ứng kịp thời các nhu cầu phụ tải thất thường của từng nhà máy.

Trước tình hình giá xăng dầu liên tục tăng cao, việc sử dụng các nồi hơi đốt dầu trở nên không kinh tế, thậm chí đẩy giá thành của các sản phẩm lên tới mức không thể chấp nhận được. Điều đó đã làm xuất hiện nhu cầu chuyển đổi sang các loại nhiên liệu rẻ hơn như than, và tận dụng nguồn bã mía thải nhằm hạ thấp chi phí sản xuất.

Trên thực tế hiện nay cũng có những lò hơi đốt than và lò hơi đốt bằng bã mía dược sử dụng. Một số lò hơi đốt than do Việt Nam sản xuất, còn một số do nhập ngoại. Ưu điểm của các loại lò hơi đốt than này là vận hành đơn giản, đồng thời đốt được hầu hết các loại than (than cám, than cục...), củi gỗ và các phế thải thực vật khác. Nhưng vì đây là loại buồng đốt thủ công nên các thao tác cấp than, thải xỉ đều thực hiện bằng tay, rất vất vả và tốn nhiều nhân công. Hơn nữa, với quy mô lò nhỏ, điều kiện xử lý khói bụi cũng hạn chế và không tận dụng được lượng bã mía thải. Các lò hơi đốt bã mía được nhập từ Trung Quốc, Ấn Độ, Australia ... thì thường được dùng trong các nhà máy đường để phát điện đồng thời cấp hơi phục vụ cho dây chuyền sản xuất đường. Khi có thêm các dây chuyền chế biến các sản phẩm sau đường thì công suất của các lò hơi không thể đảm nhiệm được. Nếu đầu tư thêm một lò hơi công nghiệp chỉ đốt riêng bã mía thì cũng chỉ sử dụng được trong mùa vụ khi có bã mía, còn ngoài vụ lại phải vận hành các loại lò hơi khác.

Giải pháp “Lò hơi đa nhiên liệu đốt than và bã mía”

Trên cơ sở phân tích các nhược điểm của các lò hơi thông thường, nhóm kỹ sư của Trung tâm Thiết kế - Xây lắp (Công ty cổ phần Nồi hơi Việt Nam) đã thiết kế, chế tạo một lò hơi đa nhiên liệu: Đốt than và đốt bã mía để cung cấp hơi cho cụm nhà máy chế biến các sản phẩm sau đường, đặt tại các công ty sản xuất mía đường lớn.

Sau một thời gian nghiên cứu, lò hơi đa nhiên liệu đốt than và bã mía LTB 15/10 đã ra đời, đáp ứng được yêu cầu tiết kiệm triệt để năng lượng. Lò hơi được thiết kế theo dạng lò ống nước tuần hoàn tự nhiên có 2 balông nằm ngang. Balông trên và balông dưới liên kết với nhau bằng chùm ống đối lưu. Các ống góp được bố trí quanh buồng đốt và liên kết với balông bằng dàn ống bức xạ, các ống nước xuống và các ống lấy hơi. Nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt bằng hệ thống ghi xích (với chế độ đốt than), và các họng bã (ở chế độ đốt bã mía). Nhiệt lượng toả ra trong buồng đốt được truyền bằng bức xạ cho các dàn ống vách của buồng đốt. Tiếp đó, dòng sản phẩm cháy đi qua dàn ống feston (bố trí ở phần trên của buồng đốt) vào buồng cháy kiệt. Tại đây, phần nhiên liệu chưa cháy hết (nếu có) được cháy kiệt và sản phẩm cháy truyền nhiệt chủ yếu bằng đối lưu cho dàn ống feston và các dàn ống vách của buồng cháy kiệt. Sau đó, khói nóng đi vào chùm ống đối lưu từ phía dưới theo đường “díc dắc” (được định trước bằng các tấm phân luồng), thực hiện quá trình trao đổi nhiệt đối lưu cho chùm ống và đi vào bộ sấy không khí qua một kênh khói được bố trí ở phần trên của chùm ống đối lưu. Khói nóng chuyển động trong các ống của bộ sấy không khí và tiếp tục truyền nhiệt để sấy lượng không khí sẽ được đưa vào gầm ghi. Khói được dẫn qua bộ khử bụi (cấu tạo dạng cyclon chùm) và được quạt hút đưa ra ngoài qua ống khói.

Ngoài hai chế độ đốt than và đốt bã mía đơn thuần, lò còn cho phép đốt kết hợp cả 2 loại nhiên liệu này cùng một lúc. Ở chế độ này, lớp than sẽ được đốt trước cho cháy thật ổn định trên ghi rồi mới bắt đầu đưa bã mía vào. Ngay cả khi chưa cấp bã vào lò thì quạt gió cao áp dưới họng bã vẫn cấp gió lạnh để làm mát, bảo vệ họng bã, đồng thời tham gia một phần vào việc khuấy trộn dòng sản phẩm cháy khi đốt than. Khi nhiệt độ buồng đốt đã ổn định, bã sẽ bắt cháy tốt trong buồng đốt, còn than vẫn tiếp tục cháy trên ghi, một phần bã rơi xuống và cháy ngay trên bề mặt than đỏ. Đặc biệt với chế độ đốt này, có thể đốt được cả lượng bã ướt (do trời mưa) và bã mục (do tồn trữ lâu ngày).

Từ tháng 10.2003, LTB 15/10 đã được lắp đặt, chạy thành công và vận hành phục vụ sản xuất tại Công ty đường Quảng Ngãi. Trong thời gian vận hành, LTB 15/10 đã cho thấy những ưu việt của nó: So với đốt bằng dầu FO, LTB 15/10 giảm 50% chi phí khi đốt bằng than; 80-85% khi đốt bằng bã mía. Hơn nữa, một lò hơi công suất 15 tấn/giờ sẽ giữ vai trò sản xuất hơi cấp cho cả cụm công nghiệp chế biến gồm nhiều dây chuyền sản xuất.

TS Nguyễn Quyết Thắng - trưởng nhóm thiết kế, chế tạo LTB 15/10 khẳng định: “Giải pháp cũng có thể phát triển để áp dụng cho các nhà máy chế biến gỗ, nhà máy sản xuất ván ép có các nguồn phế thải từ gỗ như vỏ bào, mùn cưa, gỗ vụn... hoặc các nhà máy chế biến nông sản nơi có sẵn các nguồn trấu, rơm, rạ...”.

Mô hình lò hơi đa nhiên liệu sử dụng các nguồn năng lượng từ than và bã mía trên thực tế là một giải pháp hữu hiệu trong việc tiết kiệm nhiên liệu, đặc biệt là khi giá xăng dầu biến động mạnh như hiện nay. Không những thế, giải pháp này còn góp phần tích cực vào việc bảo vệ môi trường (giải quyết vấn đề bã mía thải), đem lại những hiệu quả xã hội thiết thực