Sử dụng nhiệt thừa để phát điện

Trong những năm gần đây, tại Việt Nam, rất nhiều nhà máy thủy điện, nhiệt điện được xây dựng mới. Tuy nhiên, trên cả nước, tình trạng thiếu điện vẫn xảy ra liên tục. Do đó, vấn đề tiết kiệm điện và sử dụng nguồn rác thải, nhiệt thừa để phát điện là rất cấp bách.

Ngày 27/4, Viện Vật liệu xây dựng Việt Nam, Hội Vật liệu xây dựng Việt Nam, Tổng công ty Xi măng Việt Nam đã phối hợp với Viện Nghiên cứu thiết kế công nghiệp xi măng Thiên Tân (Trung Quốc) tổ chức hội thảo “Sử dụng nhiệt thải của lò nung clinker xi măng để phát điện”.

Phát biểu tại hội thảo, 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.

Có rất nhiều biện pháp đã được áp dụng nhằm tiết kiệm điện năng. Trong đó biện pháp đặc biệt hiệu quả là sử dụng nhiệt lượng thừa để phát điện. Đây là biện pháp đã được thực hiện tại nhiều nước.

Ở Việt Nam, phương pháp này cũng được triển khai có hiệu quả tại Nhà máy Xi măng Hà Tiên 2: đó là dự án tận dụng nhiệt khí thải lò quay để phát điện tại nhà máy. Dự án này được thực hiện trên cơ sở hợp tác của Tổng công ty Xi măng Việt Nam với Tổ chức Nedo; với hệ thống thiết bị gồm: hệ thống nồi hơi, máy phát điện và các thiết bị điện, thiết bị xử lý nước...

Khi lò nung hoạt động bình thường với công suất 3.000 tấn clinker/năm, nhà máy phát được 3 MW điện. Nguyên lý họat động của hệ thống phát điện này là tận dụng lượng nhiệt thừa từ khí thải để phát điện: khí thải từ lò quay có nhiệt độ từ 350 - 380oC 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 230oC 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 điện.

Ông Ngô Chí Nhân, Phó giám đốc Công ty Xi măng Hà Tiên 2 cho biết: ngoài các lợi ích tính được, hệ thống phát điện này còn giúp giảm nhẹ nhiệt độ đầu vào và ra máy nghiền liệu và lọc bụi điện, việc này giúp cho máy nghiền hoạt động ổn định và nâng cao năng suất máy nghiền. Hiệu suất lọc bụi cũng được cải thiện. Hiệu quả kinh tế đem lại từ khi hệ thống phát điện này đạt hàng chục tỉ đồng/năm.

Hệ thống máy phát như tên gọi của nó là “tận dụng nhiệt khí thải lò quay”, vì vậy công suất phát huy phụ thuộc hoàn toàn vào lượng nhiệt thừa thu được từ lò nung. Đây là phương pháp dễ áp dụng cho các nhà máy sản xuất xi măng tại Việt Nam. Vấn đề là 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... tận dụng nhiệt lượng dư ở đầu lò và cuối lò của các dây duyền sản xuất clinker để có thể xây dựng một hệ thống phát điện nhiệt dư phù hợp.

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.

Ông Tống Văn Nga, Thứ trưởng Bộ Xây dựng cho biết: Bộ cùng Hội Vật liệu xây dựng đã và đang thúc đẩy chương trình này nhằm đem lại lợi ích cho các nhà sản xuất xi măng: tiết kiệm chi phí, chủ động được nguồn điện để sản xuất trong những giờ cao điểm, đặc biệt là ổn định nguồn điện áp, và quan trọng hơn là xử lý tốt môi trường tại các nhà máy sản xuất xi măng.

* Ngoài hiệu quả chính là thu hồi lượng nhiệt thừa từ lò nung để phát điện làm giảm chi phí tiêu thụ điện năng, việc đưa dự án vào hoạt động còn có những tác dụng phụ tích cực như:

- Hệ thống đã hấp thụ nhiệt và chuyển thành điện năng, làm giảm nhiệt độ ở đầu vào của các thiết bị thuộc công đoạn phía sau giúp các thiết bị họat động ổn định hơn, giảm hư hỏng, tăng tuổi thọ máy nghiền bột sống, quạt gió KK15- KM02, lọc bụi tĩnh điện.

- Do nhiệt độ hạ xuống thấp làm hiệu suất của lọc bụi điện tăng, góp phần giảm ô nhiễm môi trường một cách gián tiếp. Lượng bụi thu hồi được tại nồi hơi khoảng 10-15 tấn/giờ đưa trực tiếp vào silo tồn trữ cũng góp phần vào việc tăng công suất máy nghiền. Nguồn điện tiếp nhận tại thanh cái có chất lượng cao vì máy phát được điều chỉnh với hệ số công suất xấp xỉ 0,95.

- Máy phát tận dụng khí thải của Nhà máy xi măng Hà Tiên 2, hoàn toàn không sử dụng dầu làm nguồn năng lượng sinh công, do đó không thải khí đốt ra môi trường, đây là hệ thống sạch và xanh.