Hiệu quả tận dụng nhiệt dư để phát điện nhìn từ một nhà máy xi măng

Tháng 10/2018, Công ty Cổ phần Xi măng Xuân Thành chính thức đưa vào vận hành trạm phát điện tận dụng nhiệt thừa khí thải. Dự án phát điện tận dụng nhiệt dư có giá trị đầu tư hơn 450 tỷ đồng, với quy mô công suất 24,8 MW được xây dựng lắp đặt tại dây chuyền 2. Sản lượng điện trạm phát ra trong một năm khoảng 200 triệu kW. 

Dự án không sử dụng nguồn nguyên liệu sơ cấp, chỉ tận dụng nguồn nhiệt thừa có sẵn của nhà máy. Nguồn cung cấp nhiệt cho trạm phát điện là khí thải của quá trình nung luyện clinker được lấy từ 2 nguồn: Nguồn khí thải sau tháp trao đổi nhiệt và nguồn khí thải sau thiết bị làm lạnh clinker của dây chuyền sản xuất clinker. 

Toàn bộ lượng khí nóng từ tháp trao đổi nhiệt (nhiệt độ khoảng 320 - 350^oC) được dẫn vào hệ thống tháp thu nhiệt đưa đến turbine. Đầu tiên hơi nước giãn nở trong ống tăng tốc (cánh tĩnh của turbine) để tăng động năng, sau đó đập vào cánh động của turbine, làm turbine quay và sinh công chạy máy phát điện.

Phòng điều khiển trung tâm Trạm phát điện tận dụng nhiệt dư tại Công ty Cổ phần Xi măng Xuân Thành.

Sau một năm hoạt động, trạm phát điện tận dụng nhiệt dư vận hành ổn định và khẳng định hiệu quả rõ rệt. Lợi ích lớn nhất là trạm bảo đảm 25 - 30% nhu cầu điện năng cho toàn bộ nhà máy, làm giảm chi phí sản xuất, góp phần nâng cao sức cạnh tranh của sản phẩm. Đặc biệt, trạm phát điện tận dụng nhiệt dư làm giảm tối đa bụi phát tán ra môi trường, giảm phát thải khí CO₂ gây hiệu ứng nhà kính. 

Ông Vũ Quang Bắc, Giám đốc điều hành Công ty Cổ phần Xi măng Xuân Thành cho biết, thông thường, trong quá trình sản xuất xi măng sẽ thải ra môi trường một lượng khí thải nhất định, nhưng sử dụng công nghệ phát điện, nhiệt dư đã được thu về để biến thành điện. Tận dụng nhiệt dư trong sản xuất xi măng để phát điện mang lại nhiều lợi ích thiết thực, nhất là đem lại lợi ích kinh tế rất lớn, giúp nhà máy tiết kiệm khoảng 20 tỷ đồng tiền điện một tháng.

Hệ thống trạm phát điện tận dụng nhiệt khí thải được thiết kế, lắp đặt không làm ảnh hưởng đến công suất, chất lượng sản phẩm hay làm tăng tiêu hao nhiệt của dây chuyền sản xuất xi măng. Các thiết bị của hệ thống phát điện được chọn cho hiệu suất lớn nhất và điều khiển tự động từ phòng điều khiển trung tâm bảo đảm an toàn cho người và thiết bị.

Hiện nay, những người thợ của Công ty Cổ phần Xi măng Xuân Thành đã hoàn toàn làm chủ được máy móc thiết bị của trạm phát điện tận dụng nhiệt dư. Theo tính toán sau khoảng 2 - 3 năm, trạm phát điện tận dụng nhiệt dư sẽ thu hồi đủ vốn đầu tư ban đầu, những năm sau trạm tiết kiệm cho đơn vị một khoản chi phí lớn, bởi giảm tới 25 - 30% chi phí điện năng cần cho sản xuất.

Chủ động một phần điện cho sản xuất

Trong điều kiện giá các loại nguyên liệu như: điện, than và các nguyên liệu đầu vào khác không ngừng tăng lên, buộc các doanh nghiệp sản xuất xi măng phải tính toán, tiết kiệm tối đa các chi phí, trong đó có chi phí về năng lượng điện. Do đó, tận dụng nhiệt thừa để phát điện đã và đang được các doanh nghiệp xi măng từng bước triển khai nhằm giảm tiêu hao điện năng và góp phần xử lý môi trường.

Tại Công ty Cổ phần Xi măng Vicem Bút Sơn hiện đang tích cực triển khai xây dựng hệ thống tận dụng nhiệt thừa khí thải để phát điện ở các dây chuyền sản xuất xi măng. Theo đó, trạm phát điện nhiệt thải khi hoạt động có tổng công suất phát điện 10,5MW. Nguồn điện phát ra được hòa vào lưới điện của nhà máy. Dự án có tổng mức đầu tư khoảng 453,3 tỷ đồng cho các thiết bị lò hơi PH (PH1 và PH2), lò hơi AQC, hệ thống turbine, máy phát điện... với tổng công suất lắp đặt 12 MW, bao gồm 2 tổ máy turbine phát điện, mỗi tổ máy có công suất 6 MW. 

Bà Lê Thị Minh Lý, Phó Trưởng phòng Kế hoạch (Ban quản lý dự án xi măng Bút Sơn 2) cho biết, việc đầu tư hệ thống phát điện sử dụng nhiệt khí thải của dây chuyền sản xuất nhằm triệt để tận dụng các nguồn năng lượng; sản xuất được một lượng điện bằng 20 - 30% nhu cầu cho sản xuất của toàn nhà máy với giá thành rẻ hơn giá điện hiện nay, góp phần làm giảm chi phí sản xuất xi măng và nâng cao tính cạnh tranh sản phẩm của công ty trên thị trường.

Được biết, Vicem Bút Sơn là đơn vị đầu tiên được Vicem Việt Nam lựa chọn đi tiên phong trong ứng dụng công nghệ tận dụng nhiệt dư để phát điện. Hệ thống sản xuất điện năng của Vicem Bút Sơn được nhập khẩu từ Nhật Bản, hằng năm sẽ cung cấp khoảng 76.608.000 kW. Dự án này nhằm thực hiện mục tiêu cải thiện môi trường, giảm chi phí sản xuất, tận dụng nhiệt khí thải ra, theo chủ trương của Thủ tướng Chính phủ tại Quyết định số 1488/QĐ-TTg ngày 29/8/2011 phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp xi măng giai đoạn 2011 - 2020, định hướng đến năm 2030.

Quá trình sản xuất xi măng phải sử dụng một lượng điện rất lớn. Việc đầu tư các trạm phát điện tận dụng nhiệt dư trong quá trình sản xuất sẽ mang lại hiệu quả kinh tế lớn. Bởi việc đầu tư không những giúp các cơ sở chủ động trong sản xuất, tối ưu hoá thiết bị, nhanh chóng thu hồi vốn sau một thời gian ngắn mà còn giúp giảm áp lực thiếu điện cho cả ngành điện và toàn xã hội. 

Ông Vũ Mạnh Hồng, Trưởng phòng Kinh doanh, Công ty Điện lực Hà Nam cho biết, theo tổng hợp bước đầu, các nhà máy xi măng trên địa bàn tỉnh đầu tư xây dựng trạm phát điện tận dụng nhiệt dư có tổng công suất khoảng 80 MW. Trong điều kiện nhu cầu sử dụng điện của khách hàng ngày càng tăng và dự báo năm 2020 khả năng sẽ xảy ra thiếu điện, trạm phát điện tận dụng nhiệt dư không những góp phần bảo đảm cung ứng điện tốt hơn cho các nhà máy xi măng mà còn giúp giảm được công suất truyền tải, từ đó làm giảm sự cố có thể xảy ra và giảm áp lực cho ngành điện.

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh đã có trạm phát điện tận dụng nhiệt dư của Công ty Xi măng Xuân Thành và Công ty Xi măng Thành Thắng hoạt động cung cấp điện cho sản xuất; Công ty Cổ phần Xi măng Vicem Bút Sơn phấn đấu đến giữa năm 2021 sẽ phát điện. Các công ty sản xuất xi măng còn lại như: Vissai 1 và 2, Hoàng Long... cũng đang gấp rút đầu tư. Công ty Cổ phần Xi măng Xuân Thành đang chuẩn bị lắp đặt trạm phát điện nhiệt dư tại dây chuyền 3, nâng tổng công suất lắp đặt toàn nhà máy lên 44,8 MW.

Đầu tư xây dựng trạm phát điện tận dụng nhiệt dư tại các nhà máy sản xuất xi măng được cho là đem lại lợi ích to lớn. Nó không chỉ mang lại lợi ích về kinh tế mà còn mang lại lợi ích xã hội. Tận dụng nhiệt khí thải để phát điện giúp tận dụng triệt để các nguồn năng lượng, vừa là giải pháp đầu tư tận thu phát điện giá rẻ, mang lại hiệu quả kinh tế tức thì, giảm bớt khó khăn cho ngành điện; vừa góp phần thiết thực giải quyết bài toán giảm thiểu ô nhiễm môi trường, giảm phát thải khí CO₂ do phải sử dụng nguồn nguyên liệu thứ cấp. 

Theo Công ước khung của Liên Hợp quốc về biến đổi khí hậu, Cục Biến đổi khí hậu (Bộ Tài nguyên và Môi trường) đã phối hợp với các cơ quan liên quan nghiên cứu, xây dựng hệ số phát thải của lưới điện Việt Nam (EF) cho năm 2017. Theo đó,  EF năm 2017 là 0,8649 tấn CO₂/MWh, với công suất phát điện của trạm khoảng 10,5MW thì lượng phát thải của dự án giảm được khoảng 60 nghìn tấn CO₂/năm. Điều này rất có ý nghĩa trong việc giảm phát thải ứng phó với biến đổi khí hậu và phát triển ngành công nghiệp xi măng bền vững gắn với bảo vệ môi trường theo hướng sản xuất ngày càng “xanh” hơn.

ximang.vn (TH/ Báo Hà Nam)