Giải pháp lọc bụi tĩnh điện (ESP) tin cậy và được xác thực cho máy làm nguội clinker từ Thermax

Thermax Limited là nhà cung cấp hàng đầu các giải pháp năng lượng và môi trường từ năm 1966. Đây là một trong số vài Công ty trên Thế giới cung cấp các giải pháp sáng tạo tích hợp trong các lĩnh vực kiểm soát ô nhiễm không khí, gia nhiệt, làm mát, quản lý nước và rác thải và các hóa chất đặc biệt. Công ty cũng thiết kế, xây dựng và vận hành các nồi hơi lớn cho sinh hơi và phát điện, các nhà máy điện kiểu chìa khóa trao tay và các hệ thống chuyển đổi rác thải thành năng lượng.

Hơn 4 thập kỷ qua, bộ phận kinh doanh Kiểm soát ô nhiễm không khí (APC) của Thermax đã là đơn vị đầu mối cho tất cả các lĩnh vực công nghiệp và tiện ích liên quan để kiểm soát phát thải dạng hạt và khí. Bộ phận này cung cấp nguồn kiến thức chuyên môn riêng, sâu rộng và các giải pháp hoàn chỉnh trong tất cả các lĩnh vực bảo vệ môi trường - từ các sản phẩm và các hệ thống cho APC, đến các dịch vụ sửa chữa và xây dựng lại. Các giải pháp của Thermax mang lại nhiều lợi ích cho các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm cả các ngành sản xuất xi măng, điện, gang thép, đường, hóa dầu, giấy, hóa chất, thực phẩm, dệt, phân bón và các ngành khác nữa, hỗ trợ các ngành nâng cao chất lượng không khí và tuân thủ các quy định về phát thải.

Các giải pháp của Thermax cung cấp cho các khách hàng ở 88 quốc gia trên khắp khu vực Châu Á Thái Bình Dương, Châu Phi, Trung Đông, Châu Âu, các quốc gia thuộc CIS và Bắc và Nam Mỹ. Các hoạt động kinh doanh của công ty được hỗ trợ bởi 27 văn phòng quốc tế, các đội ngũ kinh doanh và dịch vụ, mạng lưới các Công ty liên kết kênh phân phối Thermax và một trung tâm nghiên cứu và phát triển vững mạnh và sáng tạo. Công ty có 14 cơ sở sản xuất tầm cỡ Thế giới, 10 cơ sở trong đó là ở Ấn Độ, với một cơ sở ở Đan Mạch, một ở Đức, một ở Indonesia và một ở Ba Lan, sản xuất theo các quy phạm quốc tế nghiêm ngặt.

Trường hợp nghiên cứu

Một trong số những nhà sản xuất xi măng lớn nhất của Ấn Độ đang tìm cách nâng cấp cải tạo lọc bụi tĩnh điện (ESP) hiện tại mà đã được lắp đặt cho xử lý các khí máy làm nguội clinker. ESP đã hoạt động không bình thường và có thể nhìn thấy khí thải thoát ra từ ống khói. Cũng vậy, nhu cầu bảo trì yêu cầu phải dừng hệ thống thường xuyên do sử dụng hệ thống thanh gõ rũ bụi ở đáy (bottom rapping).
Hồ sơ mời thầu đã được phát hành cho nghiên cứu thiết bị hiện tại, đánh giá các điều kiện hiện trường và đưa ra giải pháp tối ưu để đạt được các mục tiêu phát thải mới nhất và phục hồi sản phẩm hiệu quả. Các yêu cầu của dự án như sau:

• Giải pháp chìa khóa trao tay hoàn chỉnh với các tiêu chuẩn cao nhất về an toàn;

• Phát thải bụi đầu ra < 20mg/Nm³ tại ống khói;

• Thiết bị phải chịu được sự vận hành liên tục ở nhiệt độ 370°C, với mức nhiệt tăng cao lên đến 500°C kéo dài trong khoảng 2 tiếng;

• Lượng khí thải tăng 10 - 12% để đáp ứng việc tăng công suất nhà máy;

• Thời gian dừng hoạt động ngắn nhất có thể.

Các phương án được đề xuất

Các phương án sau đã được đề xuất:

• Phương án 1: Cải tiến ESP hiện tại;

• Phương án 2: ESP mới song song, cùng với hệ thống xử lý bụi bằng khí nén, sẽ được kết nối với hệ thống hiện tại, với một chiếc quạt mới.

• Phương án 3: Bộ trao đổi nhiệt gió - gió, và ESP được chuyển đổi thành lọc bụi túi kiểu xung khí (PJBF)/ bộ lọc bằng vải;

• Phương án 4: Bộ trao đổi nhiệt gió - gió và PJBF mới.

Sau khi đánh giá 4 phương án trên, xem xét cân nhắc thực trạng của ESP hiện tại, thời gian dừng hoạt động và nhiệt độ vận hành liên tục tăng cao hơn, Phương án 2 đã được lựa chọn. Phương án này bao gồm một ESP máy làm nguội mới tại vị trí gần kề, đường ống đầu vào và đầu ra mới và một trạm xử lý bụi mới.
Đội ngũ nhân viên của Thermax đã thực hiện nghiên cứu khả thi và phác thảo một kế hoạch hành động bao gồm toàn bộ các hoạt động trên hiện trường, bao gồm cả việc định vị cẩu, tổ hợp sẵn, trình tự nâng, các kết cấu lan can nhô ra ngoài để đảm bảo an toàn cho người lao động, tiến  hành đánh giá các rủi ro, thiết lập các phương thức làm việc an toàn theo nhiệm vụ cụ thể và hơn thế nữa.

Các thông số kỹ thuật

ESP đã được thi công sử dụng một loại vật liệu đặc biệt có thể khiến cho nó hoạt động được ở nhiệt độ cao liên tục 370°C, với mức nhiệt tăng cao lên tới 500°C. Thép có chất lượng của nồi hơi đã được sử dụng cho phần vỏ ESP, phễu, các vòi phun đầu vào - đầu ra và phần mái chịu nóng. Các tấm cứng Hardox đã được sử dụng cho các tấm dẫn hướng và các tấm lót trong đường ống dẫn, cũng như các khuỷu ống và các cổ ngỗng, cùng với các tấm lót Hardox cho đường ống dẫn. Các vật liệu đặc biệt cũng đã được sử dụng cho các bình chứa của hệ thống vận chuyển khí nén.

Đi kèm theo ESP là hệ thanh gõ rũ bụi phía trên Thermax Impulse Gravity Impact (TIGI). Các thanh gõ rũ bụi TIGI được lắp vào phần phía trên của ESP. Trong trường hợp bảo trì, ESP không cần phải dừng lại và công việc thay thế có thể tiến hành trong khi thiết bị vẫn hoạt động. Trong ESP không có các chi tiết động, nên loại bỏ đáng kể các yêu cầu bảo trì.

Hệ thanh gõ rũ bụi TIGI được thiết kế sao cho có thể điều chỉnh được cường độ và tần suất của nó cho các điều kiện vận hành khác nhau. Hệ thanh gõ này cũng có thể duy trì việc gõ rũ bụi đồng đều trong những khoảng thời gian dài mà không cần phải can thiệp thường xuyên bằng tay.
Kết quả

Dự án đã được thực hiện trên cơ sở chìa khóa trao tay. Hệ thống mới đã được lắp đặt trong khoảng thời gian dừng hoạt động ngắn nhất có thể. ESP hiện đang hoạt động hiệu quả và đạt được mức phát thải khí đầu ra < 20mg/Nm³. Kể từ khi dự án được đưa vào vận hành, nó đã đạt được hơn 240.000 giờ hoạt động không xảy ra sự cố. Hệ thống mới giúp nhà máy tiêu thụ ít điện năng hơn và giảm bớt các yêu cầu bảo trì, dẫn đến tổng chi phí sở hữu thấp.

Thermax đã được khách hàng đánh giá rất cao vì đạt được kỳ tích này một cách an toàn trong các điều kiện làm việc hạn chế. Ngoài ra, Thermax đã thiết kế ESP có xem xét đến khả năng của hệ thống thu hồi nhiệt thừa (WHR) như là một giải pháp dự phòng cho tương lai.