Đề tài “Giải pháp giảm nhiệt độ tường lò, giảm nhiệt độ khí thải và tiết kiệm nhiên liệu cho lò gia nhiệt H-1101 tại Phân xưởng chưng cất dầu thô CDU, Nhà máy Lọc dầu Dung Quất” là công trình nghiên cứu của Tập thể kỹ sư tại Công ty TNHH lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) thuộc tỉnh Quảng Ngãi. Việc nghiên cứu và ứng dụng thành công giải pháp này đã mang về lợi nhuận trung bình hàng trăm tỉ mỗi năm cho nhà máy.
Giải bài toán lãng phí nhiên liệu
Đề tài bắt nguồn từ một thực trạng tại nhiều nhà máy lọc dầu hiện nay, đó là việc vận hành lò tại điều kiện nhiệt độ tường lò và khói thải luôn cao hơn các giá trị thiết kế ban đầu; gây lãng phí nhiên liệu, quá tải cho lò; giảm tuổi thọ các vật liệu bên trong lò như gạch chịu nhiệt, giá đỡ ống… đồng thời hạn chế khả năng tăng công suất của phân xưởng chưng cất dầu thô CDU lên trên 100%.
Ths. Đào Xuân Giỏi báo cáo đề tài tại Hội thảo “Sáng tạo Khoa học – Công nghệ Việt Nam với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước”. Ảnh: Đoàn Lê
Sau một thời gian nghiên cứu, Ths. Đào Xuân Giỏi và các cộng sự đã tìm ra được giải pháp thích hợp nhằm giảm nhiệt độ tường lò và khói thải của lò gia nhiệt H-1101. Đó là tối ưu hóa việc thu hồi nhiệt và thực hiện một số cải hoán tại phân xưởng chưng cất dầu thô CDU.
Theo Ths. Đào Xuân Giỏi, phương án đề xuất để thực hiện tối đa hóa việc thu hồi nhiệt gồm 3 hoạt động chính.
Thứ nhất, đó là phải tối ưu các dòng bơm tuần hoàn để tăng cường trao đổi nhiệt, từ đó tăng độ phân tách các sản phẩm, nâng cao tối đa nhiệt độ của dầu thô trước khi vào lò gia nhiệt H-1101.
Thứ hai, đó là điều chỉnh ngọn lửa và không khí để bảo đảm đốt cháy hoàn tàn, tránh quá trình tỏa nhiệt cục bộ, tránh ăn mòn cục bộ và những rủi ro cháy nổ trong quá trình vận hành. Cuối cùng là điều chỉnh và duy trì lượng khí oxy dư ở mức 3%.
Ths. Đào Xuân Giỏi cũng cho biết, để điều chỉnh và duy trì lượng khí oxy dư ở mức 3% thì cần giảm độ thông gió của buồng đốt để giữ ngọn lửa ổn định, giảm được nhiệt lượng thải ra môi trường; điều chỉnh các vòng điều khiển để tối đa hóa nhiệt lượng có thể thu hồi, đồng thời làm sạch bề mặt cho các ống dẫn trong lò để tăng quá trình hấp thụ nhiệt.
Bên cạnh đó, nhóm tác giả đã đề xuất một số cải hoán kỹ thuật, nhằm tăng độ tin cậy cho lò gia nhiệt H-1101, nhằm giảm thiểu các sự cố do bộ tín hiệu đo áp gây ra. Trong đó có việc cho phép điều khiển tự động các van xả khói từ phòng điều khiển trung tâm và theo dõi độ mở của các van này; tăng độ tin cậy từ tín hiệu của áp suất lò đốt, tránh đo sai tín hiệu dẫn tới dừng lò.
Sáng kiến "triệu đô" của các kỹ sư Việt giành giải vàng Hội chợ sáng tạo quốc tế
Theo Ths. Đào Xuân Giỏi, chi phí đầu tư cho đề tài là hơn 57 nghìn USD nhưng lợi nhuận thu được hằng năm sau khi áp dụng đề tài lên đến 8,23 triệu USD (tương đương 165 tỉ đồng).
Bên cạnh đó, sau khi áp dụng đề tài này, lưu lượng khí nhiên liệu Fuel Gas tiết kiệm khoảng 9,6 triệu USD/năm. Lượng hơi nước tiết kiệm được trong một năm khoảng 1,8 triệu USD. Việc cắt giảm hơi nước này sẽ làm giảm lượng nước chua đưa sang phân xưởng SWS để xử lý, giảm nguy cơ quá tải và giảm chi phí xử lý.
Trước khi áp dụng đề tài, tại 100% công suất chế biến của phân xưởng CDU thì nhiệt độ khí thải lên đến 285 độ C, nhiệt độ tường lò là 850 độ C. Hệ thống điều khiển các van thông gió được thực hiện bằng tay ngay tại hiện trường. Hệ thống theo dõi áp suất buồng đốt chỉ phát tín hiệu đơn với độ tin cậy thấp.
Đề tài vinh dự được Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Xuân Phúc trao “Sách Vàng Sáng tạo Việt Nam 2017”. Ảnh: NVCC.
Sau khi áp dụng đề tài, độ tin cậy của thiết bị H-1101 trong quá trình vận hành đã được nâng cao. Tại 105% công suất chế biến của phân xưởng CDU, hiệu suất lò được duy trì ở mức cao hơn 85%, nhiệt độ tường lò đã giảm xuống dưới 815 độ C và nhiệt độ khí thải giảm xuống dưới 278 độ C. Hệ thống điều khiển các van thông gió được tự động hóa hoàn toàn từ phòng điều khiển trung tâm. Tín hiệu theo dõi áp suất buồng đốt trở thành tín hiệu kép với độ tin cậy cao.
Đồng thời, đề tài đã tạo điều kiện thuận lợi để nhà máy tăng công suất chế biến này lên 110% mà không gặp trở ngại trong quá trình vận hành thiết bị H-1101.
Được biết, đề tài của các kỹ sư tại BSR hoàn toàn do bản thân nhóm tác giả thực hiện, không có sự can thiệp từ các chuyên gia nước ngoài. Đây là công trình kéo dài 3 năm, đặt dưới sự kiểm soát từ các nhà thầu nước ngoài nhưng nhóm tác giả đã thuyết phục được nhà thầu đi theo hướng hoạt động của đề tài. Bản thân đề tài có thể được áp dụng cho các nhà máy khác. Điểm đặc biệt mà đề tài mang lại chính là giải quyết được vấn đề về nhiệt độ cao – vấn đề mà các nhà thầu chưa xử lý được.
Với những hiệu quả tích cực nói trên, đề tài đã nhận nhiều giải thưởng tiêu biểu về khoa học – công nghệ trong và ngoài nước như: Giải ba Giải thưởng Sáng tạo Khoa học – Công nghệ Việt Nam 2016, Bằng Lao động sáng tạo 2016 của Tổng liên đoàn lao động Việt Nam… Mới đây nhất, đề tài đã được Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Xuân Phúc trao “Sách Vàng Sáng tạo Việt Nam 2017” và nhận Huy chương Vàng tại Hội chợ triển lãm sáng tạo quốc tế Seoul (Hàn Quốc) 2017.
