Tận dụng nhiệt khí thải lò quay để phát điện
trong sản xuất xi măng
Trong những năm qua mặc dù ngành sản xuất Xi măng đã có những bước
tiến đột phá về công nghệ cũng như quy mô sản xuất tuy nhiên có một thực
tế là vấn đề sử dụng và tái sử dụng năng lượng vẫn chưa được khai thác triệt
để.
Để giải quyết vấn đề trên, ngay từ cuối năm 1997, Tổng Công ty Xi măng
Việt Nam đã quan tâm tiếp cận với công nghệ nghệ tận dụng nhiệt khí thải lò
quay để phát điện sử dụng trong Nhà máy Xi măng, tiết kiệm điện năng mua
từ các nhà máy nhiệt điện do Bộ KHCN-MT, Bộ Xây dựng, tổ chức NEDO
xúc tiến giới thiệu. Sau 1 thời gian khảo sát, đầu năm 2008 Công ty xi măng
Hà Tiên 2 đã được chọn để thực hiện dự án mẫu "Giảm tiêu thụ điện năng
trong Nhà máy xi măng".
Ngành công nghiệp tiêu hao năng lượng
Xi măng là ngành công nghiệp then chốt góp phần vào công cuộc xây dựng
cơ sở hạ tầng, thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
Tuy nhiên đây cũng là ngành sản xuất tiêu hao năng lượng lớn đồng thờií
gây ảnh hưởng lớn tơí môi trường và cảnh quan xung quanh. Sử dụng và tái
sử dụng năng lượng đang là vấn đề được các nhà khoa học, nhà đầu tư trong
lĩnh vực sản xuất xi măng rất quan tâm.
Ông Trần Văn Huynh, Chủ tịch Hội Vật liệu xây dựng cho biết, ngành công
nghiệp xi măng Việt Nam hiện đang sử dụng một lượng điện rất lớn. Để sản
xuất ra mỗi tấn xi măng, phải tiêu hao trên 100 KWh điện. Đến năm 2010,
khi sản lượng xi măng của Việt Nam đạt 50 triệu tấn thì sẽ tiêu tốn trên 5 tỉ
KWh.
Công nghệ sản xuất xi măng hiện nay sử dụng nguồn năng lượng chính là
than và điện. Trong quá trình sản xuất, một lượng nhiệt khí thải và bụi khá
lớn đã thải ra làm ô nhiễm môi trường, lãng phí năng lượng, lãng phí nguồn
tài nguyên và giảm hiệu quả đầu tư.
Khi tất cả các dây chuyền xi măng lò quay hệ khô của Việt Nam được trang
bị hệ thống phát điện tận dụng nhiệt khí thải, thì công suất tổng các trạm
phát điện khoảng 200 MW, phát ra một lượng điện chiếm 25% lượng điện
tiêu thụ từ lưới điện. Đây là con số khá lớn đối với 1 ngành công nghiệp có
suất tiêu hao năng lượng lớn. Tận dụng được nguồn điện đó, bài toán năng
lượng trong các nhà máy xi măng sẽ được giải quyết đáng kể, không chỉ
mang tới lợi ích kinh tế mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
Theo tính toán của ông Huynh, 1 tấn khí thải có thể sản xuất ra 3-4 KWh
điện. Nếu tất cả các nhà máy sản xuất xi măng của Việt Nam đều tận dụng
nhiệt thải của lò nung clinker để phát điện thì đến năm 2010, sản lượng điện
do các nhà máy xi măng cung cấp sẽ đạt khoảng 1,5 tỉ KWh điện.
Hiện công nghệ tận dụng nhiệt khí thải phát điện là biện pháp tiết kiệm điện
năng trong ngành công nghiệp xi măng đang rất được quan tâm ở Việt Nam.
Trước đó, trên thế giới đã có nhiều nước lắp đặt trạm phát điện khí thải vào
dây chuyền xi măng. Trong đó, Nhật Bản là quốc gia đi đầu trong khu vực
Châu Á về công nghệ này khi nghiên cứu và chế tạo thành công các lò hơi
tận dụng nhiệt khí thải và các tuốc bin sử dụng hơi nước.
Hiệu quả TKNL
Sau 4 năm khởi công xây dựng và qua giai đoạn chạy thử có tải, 26/03/2002
công nghệ tận dụng nhiệt khí thải lò quay để phát điện chính thức được đưa
vào sử dụng tại Nhà máy xi măng Hà Tiên 2, bước đầu cho thấy hiệu quả
cao về kinh tế và môi trường.
Đến năm 2009, qua 7 năm hoạt động, trạm phát điện nhiệt khí thải tại Nhà
máy xi măng Hà Tiên 2 đã phát ra 105 triệu kWh, mang lại lợi ích rõ rệt trên
các phương diện kinh tế xã hội, tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường,
làm giảm đáng kể giá thành sản xuất xi măng, hệ thống thiết bị của trạm phát
điện làm việc ổn định, không ảnh hưởng tới sản xuất xi măng.
Giải thích về nguyên l ý hoạt động của của công nghệ tận dụng nhiệt khí thải
phát điện tại Công ty Hà Tiên 2, ông Đỗ Cao Dương, Trưởng phòng Kỹ
thuật Tổng Công ty Công nghiệp xi măng Việt Nam cho biết, khí thải từ lò
quay có nhiệt độ từ 350°C đến 380°C được dẫn vào nồi hơi thực hiện trao
đổi nhiệt tạo ra hơi quá nhiệt. Dùng hơi quá nhiệt quay turbine dẫn động
máy phát điện. Phần khí sau khi đã qua trao đổi nhiệt còn khoảng 230°C
được đưa về sấy liệu cho máy nghiền bột sống.
Như vậy ngoài việc tận dụng được phần nhiệt lượng dư để phục vụ cho tạo
hơi nước chạy máy phát điện, hệ thống còn giúp giảm nhiệt độ khí vào máy
nghiền và lọc bụi.
Chỉ tính riêng từ tháng 3/2002 đến10/2006 công nghệ trên đã cung cấp được
tổng lượng điện gần 72 triệu Kwh cho các dây chuyền sản xuất tại Công ty
xi măng Hà Tiên 2. Không chỉ tiết kiệm điện năng, tính từ 7/2004 đến
10/2006 Công ty còn tiết kiệm được trên 2,1 triệu lít dầu ADO.
Theo đánh giá của Hội Vật liệu xây dựng, đây là là phương pháp dễ áp dụng
cho các nhà máy sản xuất xi măng tại Việt Nam tuy nhiên do công suất phát
huy phụ thuộc hoàn toàn vào lượng nhiệt thừa thu được từ lò nung nên các
nhà máy khi áp dụng cần xem xét tổng hợp, tính toán chính xác nhiều nhân
tố liên quan như dây chuyền công nghệ, bố trí mặt bằng, kết cấu cung cấp và
phân phối điện, thiết bị cấp nước