Chi tiết Đề tài:  Giảm nhiệt độ tường lò, giảm nhiệt độ khí thải và tiết kiệm nhiên liệu cho lò gia nhiệt

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

Chủ nhiệm đề tài: Đào Xuân Giỏi
Đồng chủ nhiệm: Nguyễn Nhanh, Vương Ngọc Trai, Phan Minh Thành, Nguyễn Minh Cảnh, Nguyễn Mạnh Thịnh, Bùi Tá Vũ, Đỗ Hồng Quang.

1. Thực trạng:

Theo thiết kế, điều kiện làm việc bình thường của lò gia nhiệt H-1101 tại phân xưởng CDU ở 100% công suất như sau:

- Nhiệt độ tường lò (BWT-Bridge Wall Temperature): 8150C max.

- Nhiệt độ khí thải (Flue Gas Temperature): 2780C max.

 Trong quá trình vận hành thương mại Nhà máy tại 100% công suất, việc điều chỉnh nhiệt độ khí thải (Stack Temperature) và nhiệt độ tường lò (BWT) của thiết bị H-1101 về lại giá trị 8150C và 2780C là không thể thực hiện được do việc thay đổi về thành phần dầu thô trong chế biến. (xem bảng giá trị lấy từ PI - Plant Information).

 Nhà thầu nước ngoài đã nghiên cứu, tính toán và cho rằng lò gia nhiệt H-1101 có thể vận hành tại các thông số nhiệt độ cao hơn giá trị 8150C và 2780C, và đã có nhiều công văn cũng như các cuộc họp lớn để xử lý vấn đề này.

 Báo cáo nghiên cứu kỹ thuật BSR-TED-STS-CDU-10001: Reviewing the bridge wall temperature in CDU Heater đã tính toán lại thì nhiệt độ tường lò có thể chịu đựng được tới 8710C và đã làm MOC (management of change): MOC-11-10-010 cho phép tăng nhiệt độ của tường lò từ 8150C lên tối đa 8500C và đã được Nhà Thầu Technip và nhà cung cấp Technicas chấp thuận.

 Tuy nhiên, khi vận hành thương mại ở nhiệt độ luôn cao hơn giá trị 8150C và 2780C, sẽ làm lãng phí nhiên liệu, gây quá tải, hư hỏng các lớp gạch chịu nhiệt (refractory), giá đỡ ống (hangers),… trong lò đốt. Đồng thời khó có khả năng tăng công suất của CDU lên trên 100%.

 Sau một thời gian nghiên cứu nhóm tác giả nhận thấy có thể vận hành lò gia nhiệt H-1101 tại nhiệt độ tối đa ở 815oC bằng việc thay đổi điều kiện công nghệ cũng như thực hiện một số cải hoán trong phân xưởng.

2. Giải pháp:

Sau khi nghiên cứu kỹ lưỡng nhóm tác giả nhận đinh để giảm nhiệt độ tường lò và khói lò thì phải tối ưu các điều kiện sau:

a. Tối đa hóa việc thu hồi nhiệt:

 Tối ưu các dòng bơm tuần hoàn (HGO, LGO, Kero) để tăng cường trao đổi nhiệt nhằm tăng độ phân tách các sản phẩm, đồng thời nâng tối đa nhiệt độ dầu thô trước khi vào lò gia nhiệt H-1101.

 Điều chỉnh ngọn lửa, không khí để đảm bảo đốt cháy hoàn toàn nhằm tránh quá nhiệt cục bộ, tạo cốc gây ăn mòn cục bộ, gây rủi ro cháy nổ trong quá trình vận hành.

b. Điều chỉnh lượng oxy dư, duy trì ở 3% để duy trì tối ưu:

 Giảm độ thông gió buồng đốt (Draft), duy trì từ -6mmH2O đến -7mmH2O để giữ ngọn lửa ổn định, giảm lượng nhiệt thải ra ngoài môi trường.

 Điều chỉnh các vòng điều khiển để tối đa hoá lượng nhiệt có thể thu hồi, tinh chỉnh để có độ chính xác và có độ tin cậy cao, tạo điều kiện quá quá trình trao đổi nhiệt được kiểm soát chặt chẽ.

 Làm sạch bề mặt cho các ống trong lò để tăng quá trình hấp thụ nhiệt.

c. Cải hoán để nâng cao độ tin cậy:

Bên cạnh thay đổi các điều kiện công nghệ, nhóm tác giả đã đề xuất một số cải hoán nhằm tăng độ tin cậy cho lò gia nhiệt H-1101, giảm thiểu các sự cố do bộ tín hiệu đo áp gây ra:

 MOC-11-12-062: “Change the H-1101 Heater protection from one trip pressure signal (011-PXAHH-017) to the 2oo2 voting (011-PXAHH-017A & 011-PXAHH-017B and modify the tapping point pipe slope”: cho phép
tăng thêm độ tin cậy của tín hiệu của áp suất lò đốt, tránh trường hợp một tín hiệu đo sai dẫn đến dừng lò.

 MOC-11-13-104: “Change positioner of damper 011-HV-510A/B/C to new model which can send position feedback to DCS system”: cho phép điều khiển tự động các van xả khói (damper) từ phòng điều khiển trung tâm và theo dõi được độ mở của các van này.

3. Vấn đề kỹ thuật được giải quyết:

Với việc thực hiện cải hoán một số điểm tại lò đốt cũng như điều chỉnh thay đổi, tối ưu các thông số vận hành, nhóm tác giả đã thu được các kết quả khả quan thể hiện qua các thông số sau:

Các thông số công nghệ trước và sau khi điều chỉnh như sau: (Giá trị lấy từ PI - Plan Information)

Nhiệt độ tường lò giảm sau khi tối ưu (Giá trị lấy từ PI ):

Nhiệt độ khói thải giảm dưới 278oC:

Trước khi thực hiện đề tài Tại 100% công suất

Sau khi thực hiện đề tài Tại 105% công suất

Nhiệt độ khí thải ~ 2850C < 2780C

Nhiệt độ tường lò ~ 8500C < 8150C

Hệ thống điều khiển các van thông gió (Dampers)

- Thực hiện bằng tay

- Tại hiện trường

- Tự động hóa hoàn toàn

- Từ phòng điều khiển trung tâm Hệ thống theo dõi áp suất buồng đốt

- Tín hiệu đơn

- Độ tin cậy thấp

- Tín hiệu kép

- Độ tin cậy cao

4. Kết quả đạt được:

a. Tính mới:

 Đã giải quyết được vấn đề nhiệt độ cao mà nhà thầu không xử lí được.

 Thực hiện các cải hoán để năng cao độ tin cậy mà các nhà máy khác chưa áp dụng.

b. Tính sáng tạo:

 Tự bản thân nhóm tác giả thực hiện, không cần thuê chuyên gia.

 Đây là công trình kéo dài 3 năm, dù trong giai đoạn vận hành, kiểm soát và chịu trách nhiệm của nhà thầu nước ngoài (Technip, SKE), nhưng nhóm tác giả bằng kiến thức của mình đã thuyết phục được nhà thầu đi theo hướng của tác giả.

 Kết hợp logic để đầu tư hiệu quả.

c. Hiệu quả kinh tế, xã hội:

 Lợi nhuận thu được hàng năm là 8.23 triệu USD (Tương đương 165 tỷ đồng), Với chi phí đầu tư để tăng độ tin cậy trong quá trình làm việc là 57.135 USD.

 Giảm chi phí bảo dưỡng cho lò gia nhiệt H-1101 trong đợt bảo dưỡng tổng thể lần 2 trong năm 2014, góp phần rút ngắn thời gian bảo dưỡng cho toàn bộ Nhà máy.

 Nâng cao độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu suất của thiết bị H-1101 trong quá trình vận hành, hiệu suất lò vẫn duy trì cao hơn 85% tại công suất chế biến của CDU là 105%.

 Tạo điều kiện rất thuận lợi để nhà máy tăng công suất chế biến lên 110% mà không gặp trở ngại trong quá trình vận hành lò gia nhiệt H-1101 tại phân xưởng CDU.

 Nhiệt độ tường lò đã giảm xuống dưới 8150C và nhiệt độ khí thải đã giảm xuống dưới 2780C khi chế biến tại 105% công suất.

d. Khả năng áp dụng:

 Công trình có tính hiệu quả cao và có thể áp áp dụng cho các nhà máy khác nếu gặp vấn đề tương tự.

 Công trình này đã được áp dụng trong năm đầu tiên: từ tháng 7/2014 đến nay.

5. Các giải thưởng KHCN liên quan đến công trình:

 Giải nhì hội thi sáng tạo khoa học Quảng ngãi lần thứ 9 năm 2014-2015: Số 88/QDBTC ngày 21/8/2015.

 Giải nhất BSR theo quyết định 4754/QĐ-BSR ngày 31/12/2015.

 Giải đặc biệt của tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam theo quyết định 062/QĐ-DKVN ngày 05/1/2016.

 Bằng Lao động sáng tạo năm 2016 của Tổng liên đoàn lao động Việt Nam.