FLSmidth là một tập đoàn thiết bị đa quốc gia của Đan Mạch, chuyên sản xuất, cung cấp các giải pháp kỹ thuật chuyên sâu và toàn diện trong công nghiệp nặng, đặc biệt là hai nghành công nghiệp xi măng và mỏ.
Ở Việt Nam, nói đến FLSmidth là người ta nghĩ ngay đến các ngành xi măng với những nhà máy có dây chuyền thiết bị đồng bộ như Xi măng Hoàng Thạch với 3 dây chuyền, Xi măng Hải Phòng, Tam Điệp, Hạ Long, Xuân Thành 2, và rất nhiều các nhà máy, dự án công nghiệp khác sử dụng giải pháp, thiết bị của FLSmidth như Bút Sơn, Lam Thạch, mỏ Núi Pháo, nhiệt điện Vũng Áng, Alumini Tân Cơ, mỏ than Cao Sơn,…
Trong lĩnh vực giám sát phát thải và báo cáo môi trường, FLSmidth cung cấp một giải pháp đồng bộ từ khâu lấy mẫu dữ liệu liên tục tự động đến khâu báo cáo cho người dùng và các cơ quan hữu quan. Đó là giải pháp ReportLoq, được phát triển dựa trên hơn 30 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực công nghệ phân tích khí của FLS Airloq cộng với kinh nghiệm hàng trăm năm trong lĩnh vực công nghệ xi măng của FLSmidth. Sau rất nhiều thử nghiệm cộng với công nghệ điện toán đám mây, FLSmidth đã tạo lập nên một cơ sở mới cho hệ thống quan trắc môi trường khí thải tự động không chỉ ở châu Âu mà còn trên toàn Thế giới.
Đối với những nước đang phát triển như Việt Nam, rút kinh nghiệm những nước đi trước, môi trường luôn luôn là vấn đề được lưu tâm hàng đầu. Chính phủ và các ngành hữu quan đã ban hành khá nhiều quy định về bảo vệ môi trường. Gần đây, sau một số sự cố môi trường như Vedan, Formusa, tràn bùn đỏ,…chính quyền đã ban hành thêm nhiều quy định pháp luật liên quan đến lĩnh vực này, từ quy định về xả thải, quản lí phế liệu, giám sát môi trường các cơ sở sản xuất,…đến các tiêu chuẩn khá cụ thể về các hệ thống giám sát và quan trắc môi trường, trong đó có hệ thống giám sát và báo cáo khí thải tự động liên tục CEMs (Continuous Emission Monitoring Systems).
Hệ thống CEMs
Hệ thống CEMs dùng để thu nhập dữ liệu và báo cáo môi trường trong các nhà máy có nguồn khí thải lưu lượng lớn theo quy định của pháp luật; nói chung là các nhà máy đốt các loại nhiên liệu hóa thạch như than, dầu hay các chất hữu cơ như rác thải, phế liệu hoặc hỗn hợp cả hai loại trong tất cả các ngành công nghiệp như xi măng, nhiệt điện, hóa dầu, xử lí quặng,…
Các báo cáo môi trường này thường được quy định sẵn nhằm theo dõi nồng độ các chất khí thải có hại cho môi trường như CO
2, NOx, SO
2, HCl, nồng độ bụi,… dưới các ngưỡng cho phép theo luật định. Ví dụ, châu Âu quy định trong EC601/2012.
Cấu hình của một hệ thống CEMs phụ thuộc vào:
- Pháp luật của quốc gia và địa phương nơi đặt nhà máy;
- Loại nhà máy: xi măng, mỏ, đá vôi, niken,…;
- Kiểu nhiên liệu: nhiên liệu hóa thạch hay thay thế.
Hệ thống CEMs gồm 2 phần: phần đo lường - phân tích và phần báo cáo. Các bộ phân tích đo liên tục các giá trị phát thải, chuyển về hệ thống báo cáo ghi nhận theo chu trình thời gian và tổng hợp lại trên những báo cáo dễ đọc. Một điểm cực kì quan trọng là giá trị dữ liệu phải chuẩn, không có lỗi. Nếu hệ thống mà chọn không tốt có thể gây ra những kết quả không chính xác, dẫn đến các chi phí rất lớn cho trách nhiệm và tiền phạt vi phạm vượt ngưỡng cho phép.
Phần đo lường - phân tích
Các vấn đề đặt ra:
Cần đo những loại khí nào? Công nghệ đo khô hay ướt? Các điểm đo nằm ở đâu?
Khí thải có đồng nhất không, hay chảy rối? Thiết bị lắp tại chỗ hay trích mẫu?
Đầu đo dài bao nhiêu?
Đo bụi bằng laser hay tán xạ ánh sáng? Đo lưu lượng thế nào?
Những câu hỏi trên sẽ sẽ đưa bạn đến: "bộ phân tích nào tôi nên sử dụng?", và "vị trí đo ở đâu?". Lựa chọn không chính xác thiết bị phân tích, hoặc một vị trí không phù hợp, dẫn đến giá trị đo không chính xác và là một sự đầu tư lãng phí.
Bạn nên chọn một hệ thống phân tích có chứng chỉ TUV hay MCERT, để bảo đảm có một hệ thống đạt tiêu chuẩn châu Âu.
Hệ thống báo cáo
Hệ thống phân tích sẽ kết nối với hệ thống báo cáo. Các thiết bị phân tích chỉ chứa các giá trị tức thời, do đó bạn cần phải lưu các giá trị này rồi tạo các báo cáo. Ở châu Âu, quy định phải lưu trữ các giá trị 5 năm nếu bạn cung cấp các báo cáo về môi trường, và trong 10 năm trong trường hợp đo CO
2. Dữ liệu phải bảo đảm chống lại các lỗi phần cứng, hỏa hoạn và trộm cắp, vì vậy nên chọn một hệ thống có chức năng sao lưu để đảm bảo dữ liệu an toàn.
Tín hiệu đo truyền từ thiết bị phân tích tới hệ thống báo cáo có thể dùng bus (Mod- bus/Profibus/Profinet), OPC hoặc tín hiệu mA. Các hệ thống phân tích khác nhau có thể dùng các chuẩn truyền thông khác nhau, do đó hệ thống báo cáo phải hỗ trợ chuẩn truyền thông tương thích.
Khi kết nối giữa hai hệ thống phân tích và báo cáo, phải test thông đường truyền tín hiệu. Các hệ thống phân tích và hệ thống báo cáo môi trường là các khối độc lập khi bạn mua chúng, nhưng các kết nối của hai là duy nhất. Do đó, bạn nên đảm bảo rằng chúng phải được kiểm định, hiệu chuẩn sau khi lắp đặt.
Khi đến trong hệ thống báo cáo, các giá trị đo lường sẽ được lưu trữ, tính toán ra giá trị ngắn hạn trung bình STA, từ 10 – 60 phút và giá trị dài hạn trung bình LTA, thường là một ngày hoặc dài hơn. Các giá trị STA và LTA này sẽ được báo cáo cho các cơ quan quản lí môi trường. Nhưng tại sao không thể suy nghĩ đơn giản là lấy tổng các giá trị đo trong 30 phút chia cho số lần đo. Có một số nhà cung cấp hệ thống báo cáo môi trường sử dụng bảng tính hoặc những cách tính tương tự, nhưng bạn nên tránh những kiểu đó bởi vì tính toán các giá trị trung bình phức tạp hơn nhiều. Tại sao? Xin hãy xem dưới đây...
Từ giá trị thô tới giá trị STA
Giá trị được đo bị ảnh hưởng bởi 4 yếu tố: nhiệt độ, áp suất khí ở ống khói, nồng độ oxy và hơi nước trong khí thải. Để cung cấp giá trị đồng nhất cho các cơ quan quản lí, các giá trị đo cần phải được hiệu chuẩn lại về một điều kiện tiêu chuẩn. Việc chỉnh sửa này được gọi là chuẩn hóa và thường được mô tả trong các tiêu chuẩn của hệ DAHS.
Ví dụ: Có một máy phân tích đo SO
2 trong một hệ thống đo kiểu trích mẫu. Kết quả đo lường là ra giá trị thô, sau đó đã được điều chỉnh theo độ ẩm, áp suất và nhiệt độ. Giả sử giá trị SO
2 là 41,1 mg/Nm
3 (đã chuẩn theo độ ẩm, áp suất và nhiệt độ). Mức O
2 = 7.54 Vol %. Chuẩn hóa SO2 theo oxy làm giảm xuống còn 30,3 mg/Nm
3 theo công thức 41,1 * ((21-11) / (21-7,54)), với oxy = 11% ở điều kiện tiêu chuẩn.
Rõ ràng giá trị thô đã thay đổi khá nhiều sau khi chuẩn hóa, và hệ thống báo cáo phải được cấu hình để thực hiện việc hiệu chuẩn này.
Các mức độ đảm bảo chất lượng theo tiêu chuẩn EN14181
Các giá trị đo tất nhiên sẽ phải chuẩn hóa. Tuy nhiên, sẽ có một số yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả đo lường và làm sai lệch kết quả đo. Chúng bao gồm: chọn loại thiết bị phân tích đúng cho phép đo, vị trí đo và điều kiện của thiết bị phân tích theo thời gian.
Tương ứng với mỗi nguyên nhân gây sai lệch, các phép toán hiệu chỉnh sẽ được thực hiện trên báo cáo môi trường theo hệ thống QAL (Quality Assurance Level), với 3 cấp.
QAL1 miêu tả các thiết bị chuyên dùng cho mục đích đo lường phát thải. Nó chứng nhận thiết bị đó phù hợp cho phép đo tương ứng (bằng các chứng chỉ MCERT hoặc TUV).
QAL2 được tiến hành sau khi lắp đặt lần đầu và sau mỗi 5 năm. Vị trí đo có thể gây sai lệch kết quả, tăng hay giảm. Sai lệch này có thể hiệu chỉnh bằng cách thuê một đơn vị kiểm định độc lập mang thiết bị đến đo song song. Nếu có sự khác biệt thì phải thực hiện tính toán hiệu chuẩn sao cho giá trị đo của máy phân tích phải đúng như máy của bên kiểm định. QAL2 cho phép thực hiện việc chuẩn hóa này trên hệ thống báo cáo môi trường, bằng cách đặt một hệ số phù hợp.
QAL3 tiến hành định kì bởi kỹ thuật viên nhà máy, hiệu chuẩn dùng khí mẫu. Ví dụ, SO
2 được đo với dải 0 - 150mg/Nm
3, sẽ dùng khí chuẩn điểm 0 (ZERO gas) và khí chuẩn một điểm gần cận trên (SPAN gas) ví dụ ở nồng độ 120mg/Nm
3. Nếu máy phân tích không chỉ đúng giá trị 0 và 120, thì nghĩa là giá trị đo sai và ta sẽ nhập các kết quả này vào hệ thống báo cáo, hệ thống sẽ tính toán ra một hệ số hiệu chỉnh cho giá trị đo thô. Trong khi hiệu chỉnh, các giá trị đo về sẽ được đánh dấu là giá trị hiệu chuẩn, để khi tính toán giá trị trung bình STA, nó sẽ được bỏ qua hoặc thay thế bằng một giá trị hợp lệ trước đó, theo sự cho phép của cơ quan quản lí.
Các giá trị đo thô sau khi chuẩn hóa theo 4 yếu tố môi trường, hiệu chuẩn theo QAL2 và QAL3, sẽ dùng để tính toán giá trị STA. Một hệ thống báo cáo phát triển theo cách như vậy đơn giản và dễ quan sát hơn rất nhiều; nó cũng giúp chúng ta hiểu tại sao không thể dùng giá trị thô để tính toán STA mà phải dùng giá trị đã được hiệu chuẩn.
Kiểm tra các giá trị thô
Mỗi giá trị đo lường cần kiểm tra tính hợp lệ của nó. Những giá trị xuất hiện khi hiệu chuẩn, khi dừng máy hay hệ thống phân tích bị lỗi, sẽ phải được ghi chú trong hệ thống báo cáo là không hợp lệ và Những giá trị như vậy không thể đưa vào tính toán STA, và có thể bỏ qua khi có yêu cầu.
Tính STA
Sau khi giá trị đo thô đã được chuẩn hóa và kiểm tra, nó sẽ dùng để tính toán các giá trị STA. Nói chung người dùng sẽ khó có thể kiểm tra mối liên hệ giữa các giá trị đo thô và giá trị STA nếu hệ thống báo cáo không được xây dựng một cách minh bạch. Hệ thống báo cáo ReportLoq của FLSmidth, với cấu trúc đồ họa và lôgic, dễ dàng giúp người dùng theo dõi các bước tính toán từ giá trị thô đến khi ra STA.
Kiểm tra giá trị STA
Nếu giá trị tính toán STA vượt quá ngưỡng cho phép, nó cần phải được đánh dấu trong hệ thống báo cáo. Các giá trị STA cần phải được đánh dấu trong các báo cáo nếu:
• Khi dừng máy
• Khi hiệu chuẩn với giá trị thay thế được sử dụng
• Được có quá ít giá trị thô
• Giá trị vượt ngưỡng
Việc đánh dấu các giá trị STA bất thường như vậy sẽ giúp cho việc kiểm tra báo cáo môi trường hàng ngày nhanh hơn và cũng để hỗ trợ cho tính toán giá trị trung bình ngày LTA.
Bảo đảm chất lượng
Khi bạn chọn một hệ thống báo cáo môi trường, bạn nên bảo đảm rằng nó có các biện pháp bảo đảm chất lượng đi kèm như:
• Test và kiểm tra các đường truyền tín hiệu
• Test việc tính toán và kiểm tra các giá trị đo lường
• Sao lưu tập trung bảo mật
• Kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu
• Chất lượng phần mềm: hệ thống có chứng chỉ không?
• Bảo mật IT: có chứng minh được hệ thống tạo ra báo cáo chuẩn xác không? Có bị hacker tấn công, thâm nhập không?
ReportLoq đạt chứng chỉ MCERTS và được test bảo mật bởi một công ty chuyên về an ninh mạng của Đan Mạch Ezenta. Các chứng chỉ này được kiểm tra hàng năm, để kiểm chứng khi cập nhật sản phẩm hoặc tìm các nguy cơ tấn công tiềm ẩn.
Thay thế dữ liệu
Không có yêu cầu hệ thống báo cáo môi trường phải hỗ trợ thay thế dữ liệu. Khái niệm “ thay thế dữ liệu” có nghĩa là khả năng thay thế dữ liệu thô đã lưu bằng những giá trị khác và do đó làm thay đổi STA và LTA.
Các trường hợp ví dụ có thể thay thế dữ liệu:
• Thiếu dữ liệu đầu vào do dừng máy, dẫn đến không có đủ dữ liệu báo cáo với cơ quan công quyền
• Dữ liệu sai do lỗi bộ phân tích hay lỗi trên đường truyền
• Dữ liệu lỗi do khác độ tín hiệu mA, do đó phải sửa lại trên báo cáo
Báo cáo phải hỗ trợ thay thế dữ liệu, và backup lại dữ liệu thô ban đầu. Dữ liệu nguyên bản có thể hoàn ngược lại trong trường hợp lỗi hay khi cơ quan quản lí yêu cầu.
Thay đổi cấu hình báo cáo
Ví dụ, các giá trị ngưỡng cho phép bị hạ thấp theo luật mới sửa đổi. Hôm nay, mức ngưỡng cho phép SO
2 là 200mg/Nm
3, và ngày mai là 150mg/Nm
3. Hệ thống báo cáo phải thiết kế sao cho các giá trị mới phải được tính toán với mức ngưỡng mới trong khi giữ nguyên dữ liệu đã tính toán với mức ngưỡng cũ trước đó. Nếu không, sẽ tạo nên số liệu sai, nhất là đối với dữ liệu đã lưu trữ khoảng 5 - 10 năm trước đó.
Bạn cũng cần khả năng xuất ra nhiều kiểu báo cáo cùng lúc. Ví dụ, báo cáo CO
2 bình thường dùng STA-30 phút, quy về điều kiện tiêu chuẩn 11% O
2 và 66% lượng đo hợp lệ. Nhưng cũng có yêu cầu tính toán giá trị STA của CO
2 ở khoảng 60 phút, về điều kiện 0% O
2 và 80% giá trị hợp lí. Các quy luật khác nhau sẽ cho ra các kết quả khác nhau trên báo cáo trong khi xử lí cùng một bộ giá trị dữ liệu đo thô đưa về. Sự khác biệt thấy rõ khi áp dụng các luật mới và cũ.
Sao lưu dữ liệu phòng ngừa
Một số khả năng dự phòng các thiết bị dưới đây:
• Máy phân tích: dự phòng lỗi máy phân tích hay khi phải tiến hành hiệu chuẩn máy phân tích
• Bộ điều khiển: Một bộ điều khiển thứ hai sẽ đảm bảo giá trị đo tiếp tục sẽ được lưu khi bộ thứ nhất bị lỗi. Nó cũng là một giải pháp tốt trong trường hợp đứt dây hay mạng truyền bị lỗi
• Máy chủ: Một server thứ hai đảm bảo bạn sẽ luôn thấy các giá trị tính toán của mình khi chẳng may server 1 bị dừng
Kết luận
Có rất nhiều yếu tố để xem xét khi lựa chọn một hệ thống báo cáo - cả lựa chọn kỹ thuật của hệ thống phân tích và nền tảng kỹ thuật, cũng như sự lựa chọn sâu hơn chẳng hạn như các nhà cung cấp để làm việc và làm thế nào để đảm bảo dự án là thành công. Bắt đầu nên chọn một hệ thống có chứng nhận hợp chuẩn. Trong EU, bạn có thể lựa chọn giữa một hệ thống có chứng nhận TÜV và MCERTS, cả hai đều đảm bảo bạn có sản phẩm với chất lượng đáp ứng nhu cầu.
Thật không may, trên thị trường cũng có những giải pháp không có chứng nhận, không đáp ứng tất cả yêu cầu báo cáo, hoặc không có hệ thống đảm bảo chất lượng.
Cuối cùng, bạn cần phải tìm một đối tác làm việc tốt. Báo cáo môi trường đòi hỏi các kỹ thuật viên phải bảo trì thường xuyên của hệ thống phân tích. Đối tác của bạn nên hiểu rõ hệ thống phân tích của bạn và cách bảo trì chúng. Nếu bạn là người mới về lĩnh vực quan trắc môi trường, bạn cũng sẽ có nhiều câu hỏi ban đầu và sẽ cần đào tạo. Nếu bạn chọn Trung tâm công nghệ phân tích khí FLSmidth tại Đan Mạch, bạn sẽ nhận được cả hai.
Nếu bạn cần tư vấn về hệ thống quan trắc môi trường, hãy liên hệ với chúng tôi:
Công ty TNHH Siam Vina
Mr. Hòa: 0913.304.412
Mr. Thắng: 0919.762.551
FLSmidth Việt Nam & Siam Vina