Nghiên cứu tối ưu mạng lưới nhiệt cho phân xưởng ammonia tại nhà máy đạm Phú Mỹ

Kỹ thuật Pinch là một phương pháp phân tích nhiệt được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp nhằm tối ưu hóa mạng lưới nhiệt. Phương pháp này cho phép xác định điểm Pinch - nơi mà nhiệt độ tối thiểu của dòng nhiệt lạnh và dòng nhiệt nóng chạm nhau. Việc xác định điểm này giúp tối ưu hóa việc thu hồi và sử dụng nhiệt, giảm thiểu tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu suất năng lượng. Theo nghiên cứu, việc ứng dụng kỹ thuật Pinch có thể giảm chi phí năng lượng lên tới 40% trong một số trường hợp. Một trong những ứng dụng tiêu biểu là trong các nhà máy sản xuất ammonia, nơi mà việc tối ưu hóa mạng lưới nhiệt không chỉ giảm thiểu chi phí mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Hơn nữa, kỹ thuật này còn giúp phát hiện các lỗi trong thiết kế mạng nhiệt, từ đó đề xuất các giải pháp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng.

Tại Việt Nam, nghiên cứu về kỹ thuật Pinch đã có những bước tiến đáng kể trong những năm gần đây. Nhiều nhà máy đã áp dụng thành công kỹ thuật này để tối ưu hóa mạng lưới nhiệt của họ. Đặc biệt, nhà máy Đạm Phú Mỹ đã thực hiện nhiều nghiên cứu để đánh giá và cải thiện hiệu suất năng lượng của mình. Theo các báo cáo, sau khi áp dụng kỹ thuật Pinch, nhà máy này đã giảm được 46,3% năng lượng tiêu thụ cho toàn bộ quy trình sản xuất. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn giảm lượng khí thải CO2, góp phần vào nỗ lực bảo vệ môi trường. Việc ứng dụng kỹ thuật Pinch trong ngành công nghiệp dầu khí và hóa chất đã chứng minh giá trị thực tiễn của nó trong việc tiết kiệm năng lượng và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Phân tích mạng nhiệt của nhà máy Đạm Phú Mỹ cho thấy nhiều điểm cần cải thiện trong việc sử dụng năng lượng tái tạo. Qua việc sử dụng phần mềm phân tích như Hysys và Hint, các kỹ sư đã xác định được các dòng nhiệt không hiệu quả và đề xuất các giải pháp sửa chữa. Những giải pháp này bao gồm việc lắp đặt thêm các thiết bị trao đổi nhiệt mới và cải thiện thiết kế mạng nhiệt hiện tại. Việc sửa lỗi mạng nhiệt không chỉ giúp giảm thiểu chi phí năng lượng mà còn nâng cao hiệu suất tổng thể của nhà máy. Hơn nữa, việc áp dụng các giải pháp này sẽ tạo ra một mô hình bền vững cho các nhà máy khác trong ngành công nghiệp, khuyến khích việc sử dụng công nghệ nhiệt tiên tiến để tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên.

Tính toán kinh tế cho các giải pháp kỹ thuật được đề xuất trong nghiên cứu cho thấy rằng việc đầu tư vào các thiết bị trao đổi nhiệt mới sẽ mang lại lợi ích kinh tế lâu dài cho nhà máy. Chi phí đầu tư ban đầu có thể được bù đắp trong thời gian ngắn nhờ vào việc giảm năng lượng tiêu thụ. Hơn nữa, việc tối ưu hóa mạng lưới nhiệt không chỉ làm giảm chi phí vận hành mà còn cải thiện khả năng cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Theo các phân tích, việc áp dụng kỹ thuật Pinch có thể giúp nhà máy tiết kiệm hàng triệu đồng mỗi năm, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Điều này chứng tỏ rằng đầu tư vào công nghệ tiết kiệm năng lượng không chỉ là một lựa chọn bền vững mà còn là một quyết định kinh tế thông minh.