CHƯƠNG I GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VNPOLY VÀ HỆ THỐNG NỒI HƠI CÔNG NGHIỆP NÓI CHUNG 1.1 Tổng quan nhà máy.1: Hình ảnh nhà máy Vnpoly Chủ đầu tư: Công ty CP Hóa dầu và xơ sợi Dầu khí (VNPOLY ) Khởi công: Tháng 5/2009 Nạp liệu: Tháng 11/2011 Chạy Nghiệm thu: Tháng 5/2013 (Hoàn thành) Công suất: 500 tấn sản phẩm/ngày Vị trí: Lô 5.1 Khu công nghiệp Đình Vũ Diện tích: 15 ha Tổng mức đầu tư: 325 triệu USD Sản phẩm: Xơ ngắn PSF Sợi dài DTY/POY Hạt nhựa PET chip 4 Luan van Hình 1.2: Mặt bằng tổng của nhà máy 1.1 Các phân xưởng chính trong nhà máy - Phân xưởng trùng ngưng (Polycondensation Unit). - Phân xưởng sản xuất xơ PSF (PSF Unit) - Phân xưởng sản xuất sợi Filament (Filament Unit) - Khu vực phụ trợ & ngoại vi (UT&OS area) 1.1 Phân xưởng Trùng ngưng - Nhà cung cấp bản quyền: UIF (Thụy Sỹ). - Nhiệm vụ chính: Tiến hành các phản ứng este hóa và trùng ngưng để tạo ra Polymer dạng nóng chảy (Polymer melt) từ nguyên liệu ban đầu là PTA (rắn) và MEG (lỏng). - Công suất: 500 tấn melt/ngày 1.2 Phân xưởng sản xuất xơ PSF - Nhà cung cấp thiết bị: Neumag (Đức).
5 Luan van - Nhiệm vụ chính: Tạo tow từ Polymer melt, sau đó qua quá trình xử lý cơ-nhiệt để ổn định chất lượng và cắt tạo thành xơ PSF - Công suất: 2 x 200 tấn PSF/ngày Hình1.3: công nghệ xưởng PSF 1.3 Phân xưởng sợi Filament - Nhà cung cấp thiết bị: Barmag (Đức). - Nhiệm vụ chính: Tạo sợi POY từ Polymer melt, sau đó qua quá trình xử lý cơ-nhiệt và đánh ống tạo thành sợi DTY - Công suất: 100 tấn DTY/ngày Hình 1.4: máy DTY xưởng Fila 6 Luan van 1.2 Tổng quan phân xưởng phụ trợ và ngoại vi trong nhà máy. UT/OS cung cấp các phụ trợ cho nhà máy. Có 9 hệ thống chính trong xưởng UT/OS 1.1 Hệ thống khí nhiên liệu (63) Hình 1.5: Hệ thống nhiên liệu LPG 1.2 Hệ thống tháp làm mát (69) Hình 1.6: Hệ thống tháp làm mát 7 Luan van 1.3 Hệ thống nước lạnh (70) Hình 1.7: Hệ thống nước lạnh 1.4 Hệ thống nito (75) Hình 1.8: Hệ thống Nito 8 Luan van 1.5 Hệ thống khí nén (72) Hình 1.9: Hệ thống khí 1.6 Hệ thống xử lý nước (68) Hình 1.10: Hệ thống xử lý nước sinh hoạt 9 Luan van 1.7 Hệ thống xử lý nước thải (66) Hình 1.11: Hệ thống xử lý nước thải 1.8 Hệ thống cứu hỏa Hình 1.12: Hệ thống bơm cứu hỏa 10 Luan van 1.9 Hệ thống hơi nước Hình 1.13: Hệ thống hơi nước 1.2 Tổng quan hệ thống nồi hơi nói chung 1.1 Hệ thống lò hơi công nghiệp là gì? Nồi hơi công nghiệp hay còn gọi là lò hơi (Tiếng Anh là Steam Boiler).
Thông thường các loại nguyên liệu mà hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng là than, củi, trấu, dầu, gas…. Dùng để đun sôi nước tạo ra hơi nước nóng nhiệt độ cao và áp suất lớn. Tùy vào ngành sản suất sẽ tiêu thụ lượng nhiệt năng khác nhau. Có thể chủ động điều chỉnh nhiệt độ và áp suất trên hệ thống lò hơi này.
Tùy vào nhu cầu sử dụng của nhà máy mà điều chỉnh cho phù hợp. Các ống chịu nhiệt cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận chuyển. Sự ra đời của hệ thống lò hơi công nghiệp là một bước tiến quan trọng trong ngành sản xuất. Hệ thống lò hơi hoạt động tạo ra nguồn năng lượng sạch; mà lại không gây ảnh hướng đến khu vực cấm lửa hay cấm dầu.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lò hơi công nghiệp Nguyên liệu sử dụng phổ biến trong hệ thống lò hơi là nước.
Nước có giá thành rẻ, phổ biến nhưng lại cực kỳ rất hữu dụng. Khi nước chuyển thành hơi, lực mạnh sẽ tương đương với thuốc súng. Thoạt nhìn thì có vẻ như hệ thống nồi hơi công nghiệp rất phức tạp, nhiều thiết bị và mạng lưới ống, chi tiết. Nhưng lại trái lại, nguyên lý hoạt động của nó rất đơn giản.
Nhiệt được tạo ra từ việc đốt nhiên liệu là hoạt động chính. Nhiệt cung cấp nhiệt lượng cho nước nóng biến thành nhiệt năng của hơi nước. Nước trong hệ thống lò hơi sẽ được di chuyển tuần hoàn liên tục qua bể chứa nhờ bơm hút. 11 Luan van Hình 1.14: Lò hơi công nghiệp Sử dụng nhiên liệu đốt thường được đốt cho tới khi nguồn nhiệt của lò chạm ngưỡng 1600 – 2000oC.
Ở giai đoạn này, nước sẽ chuyển hóa thành hơi mang nhiệt nóng và được đưa đi bộ phận khác để sử dụng. Hơi này sẽ được chuyển đến các bộ phận, quá trình sản xuất công nghiệp của doanh nghiệp cần sử dụng hơi. Hơi từ hệ thống lò hơi công nghiệp thường được sử dụng để gia nhiệt cho khí, rửa sạch các thiết bị… Có thể dung lượng nhiệt này cho các hoạt động sản xuất khác trong nhà máy để chế biến và sản xuất. Chẳng hạn như chế biến đường, hóa chất, rượu bia và nước giải khát các loại.
Hơi nước bão hòa sẽ dùng trong các ngành công nghiệp này. Trong các nhà máy nhiệt điện, người ta sẽ dung hơi nước quá nhiệt cho tua-bin để chạy máy phát điện.3 Ưu điểm hệ thống nồi hơi công nghiệp Hiệu suất rất cao, lên đến ~90%. Với hiệu suất nêu trên thì khả năng vận hành của nồi hơi công nghiệp sẽ đáp ứng được hầu như yêu cầu của mọi quy trình sản xuất, thúc đẩy quá trình sản xuất nhanh chóng và đạt hiệu quả cao. Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động, an toàn: Giảm các công việc sử dụng sức lực, giảm thiểu các hoạt động sản xuất thủ công.
Đáp ứng đủ nguồn hơi cần sử dụng: Mỗi loại quy trình sản xuất sẽ cần một lượng hơi nhât định, tùy thuộc vào đó mà sử dụng loại lò hơi công suất khác nhau. Không tạo ra khói bụi và tiếng ồn khi hoạt động: Nồi hơi công nghiệp đạt tiêu chuẩn khi vận hành sẽ không tạo ra khói, bụi, tiếng ồn. Ngày nay, các loại lò hơi đã được cải tiến hơn so với trước đây. Mọi quy trình hoạt động trong lò hơi diễn ra êm ái, nhịp nhàng, không tạo ra tiếng động làm ảnh hưởng không gian xung quanh.
12 Luan van Tiết kiệm chi phí nhiên liệu: Lò hơi vận dụng tối đa nguồn nguyên liệu dồi dào sẵn có, giá thành rẻ như than, củi, gỗ, trấu… để phục vụ quá trình tạo nhiệt sinh hơi, tạo hơi. Nhờ vậy mà tiết kiệm chi phí sản xuất. Thiết kế hệ thống nhỏ gọn: Thu gọn hệ thống là một bước tiến nổi bật về mặt kỹ thuật của lò hơi hiện đại so với truyền thống. Trước đây, nồi hơi rất to, cồng kềnh, nhiều chi tiết hệ thống rất khó vận chuyển.
Ngày nay được cải tiến nhỏ gọn, nhẹ hơn nhiều. Thuận tiện vận chuyển và tiết kiệm diện tích xưởng sản xuất.4 Ứng dụng của hệ thống lò hơi công nghiệp Lò hơi công nghiệp là thiết bị công nghiệp được dùng rộng rãi trong các nhà máy; xí nghiệp nhờ khả năng sinh và dẫn nguồn nhiệt (hơi) chính là nguồn cung cấp nhiệt chính đến các thiết bị; máy móc cần sử dụng nhiệt: Lò hơi công nghiệp được sử dụng rộng rãi trong một số nhà máy như: Sản xuất bánh kẹo; nhà máy sản xuất thức ăn cho gia súc.… Ngoài ra lò hơi còn được sử dụng để đun nấu và thanh trùng thực phẩm như nước mắm, nước tương; dầu thực vật, nước giải khát… Lò hơi đóng vai trò tiệt trùng trong quy trình của một số ngành như y tế, xử lý môi trường, in ấn, hóa chất, dệt may, sản xuất cao su; nhựa và chất dẻo… Cũng trong ngành công nghiệp; nồi hơi được sử dụng như nguồn cung cấp nhiệt để vận hành một số thiết bị máy móc.5 Phân loại nồi hơi 1.1 Nồi hơi ống nước a) Nguyên lý hoạt động Ở nồi hơi ống nước, nước cấp qua các ống đi vào tang lò hơi. nước được đun nóng bằng khí cháy và chuyển thành hơi ở khu vực đọng hơi trên tang nồi hơi. 13 Luan van Hình 1.15: Nồi hơi ống nước nghiêng b)Ưu nhược điểm Nhược điểm: Yêu cầu chất lượng nước cao và cần phải có hệ thống xử lí nước nếu không sẽ gây tắc ống vì các ống nước không thể rửa như các ống lửa Xây lắp tương đối phức tạp bao gồm hệ thống khung lò, tường lò, giá đỡ.
Ưu điểm: Vận hành nhẹ nhàng do những nồi hơi ống nước hiện đại đều có các hệ thống điều khiển tự động (cho than, thải xỉ, cấp nước.) không cần nhiều thao tác bằng tay. Áp suất, nhiệt độ, độ khô đã thỏa mãn được các yêu cầu kĩ thuật của những máy hơi chính xác. Diện tích tiếp nhiệt lớn so với các loại nồi hơi trước, do vậy năng suất hơi cao, phù hợp với nơi cần công suất nhiệt cao. Tốc độ hơi tương đối nhanh do việc khởi động tương đối nhanh(3- 4s) việc đuổi hơi nhanh.
Sửa chữa dễ dàng do buồng lửa tương đối rộng, các chi tiết phần đối lưu được lắp theo khối. Hiệu suất cháy cao do sử dụng sự thông gió cưỡng bức, cảm ứng và cân bằng. 14 Luan van Hình 1.16: Nồi hơi ống nước hai bao hơi 1.2 Nồi hơi ống lò a) Nguyên lí hoạt động Có dạng một bình hình trụ, đặt bên trong buồng đốt của lò hơi. Khói nóng đi bên ngoài, đốt nóng bề mặt bình làm cho nước trong bình bốc hơi.18: Nồi hơi ống lò b) Ưu nhược điểm Ưu điểm: - Có thể tích chứa nước lớn nên có khả năng tích lũy nhiệt lớn, đáp ứng yêu cầu về phụ tải thay đổi.
- Kích thước gọn, chiếm chỗ đặt ít. - Bảo ôn tường lò đơn giản. 15 Luan van Nhược điểm: - Khó tăng bề mặt truyền nhiệt theo yêu cầug công suất. khi muốn tăng bề mặt truyền nhiệt người ta phải tăng số bình của lò, do đó sẽ rất khó bố trí các bình và suất tiêu hao kim loại chế tạo lò rất lớn.
- Hơi sinh ra thường chỉ là hơi bão hòa - Thường có sản lượng bé.3 Nồi hơi ống lửa a) Nguyên lý hoạt động Với loại nồi hơi này, khí nóng đi qua các ống và nước cấp cho nồi hơi ở phía trên sẽ được chuyển thành hơi. Nồi hơi ống lửa thường được sử dụng với công suất hơi tương đối thấp cho đến áp suất hơi trung bình. Do đó,sử dụng lò hơi dạng này là ưu thế với tỷ lệ hơi lên tới 12.000 kg/giờ và áp suất lên tới 18 kg/cm2. Các nồi hơi này có thể sử dụng với dầu, ga hoặc các nhiên liệu lỏng.
Với các lý do kinh tế, các nồi hơi ống lửa nằm trong hạng mục lắp đặt “trọn gói” (tức là nhà sản xuất sẽ lắp đặt) cho từng loại nhiên liệu.