Tính toán đánh giá hiệu suất nồi hơi 6 tấngiờ tại nhà máy sản xuất giấy sài gòn mỹ xuân

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TÍNH TỐN ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT NỒI HƠI 6
TẤN/GIỜ TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY SÀI
GÒN MỸ XUÂN

Sinh viên thực hiện:
Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Chuyên nghành:
Quản lý tài ngun và mơi trường

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2019


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TÍNH TỐN ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT NỒI HƠI 6
TẤN/GIỜ TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY SÀI
GÒN MỸ XUÂN
Sinh viên thực hiện
Mã số sinh viên
Lớp
Chuyên nghành
Giáo viên hướng dẫn

:
:
:
:
:

Trịnh Ngọc Diễm Quyên
1511539427
15DTNMT1A
Quản lý tài nguyên và mơi trường
Vũ Thị Thanh Tuyền

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2019


TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm ....

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Trịnh Ngọc Diễm Quyên
Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên môi trường

Mã số sinh viên: 1511539427
Lớp:15DTNMT1A

1. Tên đề tài:
TÍNH TỐN ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT NỒI HƠI 6TẤN/GIỜ TẠI NHÀ MÁY
GIẤY SÀI GÒN MỸ XUÂN
2. Nhiệm vụ luận văn:
-

Tính tốn đánh giá hiệu suất nồi hơi 6 tấn trên giờ tại Nhà máy Giấy Sài Gòn
Mỹ Xuân.

-

Biểu diễn lên mơ hình SSMT ( Steam System Moderler Tool)

-

Đề xuất giải pháp kinh tế hiệu quả có thể áp dụng cho Nhà máy.

3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 20/05/2019
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 20/09/2019
5. Người hướng dẫn:
Họ và tên

Học hàm, học vị

Đơn vị

Phần hướng dẫn

Vũ Thị Thanh Tuyền........Thạc sĩ .................Bộ môn QLTNMT

............100%

Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn.
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn


TĨM TẮT
Nồi hơi đóng vai trị quan trọng trong việc cung cấp lượng hơi cho Nhà Máy
Giấy Sài Gòn Mỹ Xuân. Việc đánh giá hiệu suất nồi hơi nhằm giúp Nhà máy tiết kiệm
nhiên liệu, nâng cao lợi ích kinh tế đồng thời giảm phát thải ra môi trường. Nội dung
của đề tài: “Tính tốn đánh giá hiệu suất nồi hơi 6 Tấn/h tại Nhà Máy Giấy SG Mỹ
Xuân” trình bày kết quả tính tốn các thơng số vận hành của lị hơi, đưa kết quả tính
tốn lên mơ hình SSMT đồng thời đề xuất giải pháp kinh tế hiệu quả có thể áp dụng
cho Nhà máy.
Đề tài được thực hiện tại KCN Mỹ Xuân A, Huyện Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa –
Vũng Tàu từ tháng 5/2019 đến tháng 9/2019 bằng các phương pháp thu thập thông tin,
khảo sát thực tế, sau đó tiến hành tính tốn theo phương pháp trực tiếp và phương pháp
gián tiếp.
Kết quả thu được: Hiệu suất nồi hơi tính theo phương pháp trực tiếp bằng
87,96%. Tuy nhiên, đề tài đã lựa chọn phương pháp tính gián tiếp (82,75%) để có thể
tìm ra những tổn thất làm giảm hiệu suất nồi hơi. Từ đó có thể nhận thấy rằng: Có 3
loại tổn thất chính là: tổn thất do khói thải, tổn thất qua vỏ lị và tổn thất do xả đáy.
Trong đó, tổn thất do khói thải chiếm tỉ lệ cao nhất với 15,36%, tổn thất qua vỏ lò
0,19%, tổn thất do xả đáy 1,2% và các tổn thất khác chiếm 0,5%. Sau khi tiến hành
nghiên cứu, tính tốn, đề tài đưa các thơng số lên mơ hình SSMT nhằm giúp nhà quản

lý nhìn vào mơ hình mơ tả có thể nhận ra nhanh các thơng số kỹ thuật của lị hơi, từ đó
cho thấy mỗi thành phần tác động đến các thành phần khác và những thay đổi nào làm
ảnh hưởng hoặc thúc đẩy hiệu quả tính ổn định chung của lị hơi.

i


LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô của
trường Đại học Nguyễn Tất Thành, đặc biệt là các thầy cô khoa Kỹ thuật Thực phẩm
Môi trường của trường đã tạo điều kiện cho em làm khóa luận tốt nghiệp. Và em cũng
xin chân thành cám ơn cô Vũ Thị Thanh Tuyền cùng thầy Nguyễn Văn Huy đã chỉ
dạy, hướng dẫn tận tình cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt
luận văn tốt nghiệp.
Trong quá trình thực tập, cũng như là trong quá trình làm bài khóa luận, khó
tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy, cơ bỏ qua. Đồng thời do trình độ lý luận, kinh
nghiệm thực tiễn cũng như thời gian cịn hạn chế, nên bài báo cáo khơng thể tránh khỏi
những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp thầy, cơ để em học thêm
được nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Tính tốn đánh giá hiệu suất nồi hơi 6
tấn/giờ tại Nhà máy Giấy Sài Gịn Mỹ Xn” là cơng trình nghiên cứu của cá nhân
tơi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Vũ Thị Thanh Tuyền. Các số liệu và
kết quả được trình bày trong luận văn là hồn tồn trung thực, khơng sao chép của
bất cứ ai, và chưa từng được công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học của nhóm

nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại.
Nếu không đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài
của mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
……………Ngày……tháng…….năm……..

iii


MỤC LỤC
TÓM TẮT .................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... iii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iv
MỤC LỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................. vii
MỤC LỤC BẢNG ....................................................................................................viii
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT .................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... x
CHƯƠNG 1:................................................................................................................ 1
TỔNG QUAN ............................................................................................................. 1
1.1. Khái niệm và ứng dụng của nồi hơi: ................................................................. 1
1.1.1. Khái niệm nồi hơi ........................................................................................ 1
1.1.2. Các loại nồi hơi phổ biến: ............................................................................ 2
1.1.3. Ứng dụng của nồi hơi .................................................................................. 5
1.1.4. Công suất nồi hơi: ....................................................................................... 5
1.1.5. Nguyên lý hoạt động của nồi hơi ................................................................. 6
1.1.6. Thuyết minh quy trình ................................................................................. 6
1.1.7. Các vấn đề lưu ý để có thể tiết kiệm năng lượng cho nồi hơi ...................... 6
1.1.8. Cân bằng nhiệt............................................................................................. 6
1.2. Hiệu suất nồi hơi:.............................................................................................. 7
1.2.1 Các dạng tổn thất nhiệt của lị hơi ................................................................. 7

1.2.2. Tính tốn hiệu suất lị hơi ............................................................................ 7
1.3. Tổng quan về Nhà máy Giấy Sài Gịn Mỹ Xn ................................................ 9
1.3.1 .Lịch sử hình thành và phát triển ................................................................... 9
iv


1.3.2. Vị trí địa lý của cơng ty ............................................................................. 10
1.3.3. Vai trị của Nhà máy: ................................................................................. 11
1.4. Tình hình nghiên cứu ....................................................................................... 11
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới............................................................ 11
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước: .............................................................. 13
CHƯƠNG 2:.............................................................................................................. 15
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................... 15
2.1 Nội dung của đề tài: .......................................................................................... 15
2.2. Phương pháp nghiên cứu: ................................................................................ 15
2.2.1 Phương pháp thu thập dữ liệu ..................................................................... 15
2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa ................................................................... 15
2.2.3. Phương pháp tính tốn hiệu suất lị: ........................................................... 17
2.2.4. Phương pháp biểu diễn các thơng số lị hơi trên mơ hình SSMT (Steam
System Modeler Tool) ......................................................................................... 20
CHƯƠNG 3:.............................................................................................................. 22
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................... 22
3.1. Mơ tả lị hơi 6 tấn tại Nhà Máy Giấy SG Mỹ Xuân: ......................................... 22
3.1.1. Thuyết minh quy trình cơng nghệ hệ thống tầng sơi lắp đặt ....................... 22
3.1.2. Quy trình vận hành lị hơi: ........................................................................ 25
3.2. Kết quả đo được .............................................................................................. 27
3.2.1 Trực tiếp ..................................................................................................... 28
3.2.2 Gián tiếp..................................................................................................... 29
3.3. Biểu diễn các thơng số lị hơi trên mơ hình SSMT ( Steam System Modeler
Tool) ...................................................................................................................... 34

3.4 Đề xuất giải pháp kinh tế hiệu quả có thể áp dụng cho Nhà máy ....................... 38
3.4.1 Duy trì nồng độ oxi trong khói thải: ............................................................ 38
v


3.4.2 Lắp bộ gia nhiệt nước cấp tận dụng nhiệt khói thải lị hơi ........................... 39
3.4.3 Khắc phục bảo ơn đáy xả tro của lò hơi ...................................................... 39
3.4.4 Lắp bộ điều khiển xả lò tự động ................................................................. 40
3.5 Sự cố do lò hơi, cháy nổ ................................................................................... 40
3.5.1 Sự cố về lò hơi ........................................................................................... 40
3.5.2 Sự cố cháy nổ ............................................................................................. 46
3.5.3. Sự cố do hệ thống xử lý bụi: ...................................................................... 46
CHƯƠNG 4............................................................................................................... 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 48
4.1 Kết luận ............................................................................................................ 48
4.2 Kiến nghị .......................................................................................................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 50

vi


MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1. Boiler (Nồi Hơi) .......................................................................................... 1
Hình 1. 2. Nồi hơi ống nước ........................................................................................ 2
Hình 1. 3. Nồi hơi ống lửa ........................................................................................... 2
Hình 1. 4. Nồi hơi tầng sơi tuần hồn ........................................................................... 3
Hình 1. 5. Lị hơi đốt than ghi xích .............................................................................. 4
Hình 1. 6. Sơ đồ cân bằng năng lượng của một lò hơi đốt than..................................... 7
Hình 1. 7. Hình ảnh Nhà máy Giấy Sài Gịn- Mỹ Xn ............................................... 9
Hình 2. 1. Cơng cụ Stack loss lookup......................................................................... 18

Hình 2. 2. Hình ảnh chuyển đổi về đơn vị SI.............................................................. 18
Hình 2. 3. Kết quả tổn thất do khói thải...................................................................... 19
Hình 2. 4. Cơng cụ Steam System Moderler Tool ...................................................... 20
Hình 2. 5. Cách chọn đơn vị biểu diễn ....................................................................... 20
Hình 2. 6. Hình ảnh sau khi nhập các thơng số lị hơi ................................................. 21
Hình 2. 7. Mơ hình lị hơi tạo được ............................................................................ 21
Hình 3. 1. Kết quả cơng cụ Stack Loss Calc tính tổn thất khói thải ............................ 30
Hình 3. 2. Thơng số mức tổn thất trên 1m2 theo bảng 3EPlus .................................... 31
Hình 3. 3. Cơng cụ SSMT tra enthalpy của nước lị ................................................... 32
Hình 3. 4. Công cụ SSMT tra Enthapyl nước cấp ....................................................... 33
Hình 3. 5. Cơng cụ Steam System Moderler Tool (SSMT)......................................... 34
Hình 3. 6. Cách chọn đơn vị biểu diễn theo 0C ........................................................... 35
Hình 3. 7. Nhập các thơng số vào các mục theo u cầu ............................................ 36
Hình 3. 8. Mơ hình biểu diễn nồi hơi được tạo ........................................................... 36
Hình 3. 9. Nhập chi tiết nồi hơi .................................................................................. 37
Hình 3. 10. Hình ảnh nhập thơng số chi tiết nồi hơi ................................................... 38
Hình 3. 11. Mơ hình nồi hơi ....................................................................................... 38
Hình 3. 12. Nhiệt độ của lò hơi .................................................................................. 40

vii


MỤC LỤC BẢNG
Bảng 2. 1.Thiết bị, dụng cụ phục vụ nghiên cứu: ....................................................... 16
Bảng 3. 1. Bảng thông số đo đạt dùng để thực hiện tính tốn ..................................... 28
Bảng 3. 2. Thơng số tính tốn bằng phương pháp trực tiếp......................................... 29
Bảng 3. 3. Thơng số tính tốn tổn thất khói thải ......................................................... 29
Bảng 3. 4. Bảng số liệu cần để tính tốn mức độ tổn thất qua vỏ lị ............................ 31
Bảng 3. 5. Bảng số liệu tính tốn tổn thất xả lò .......................................................... 32

viii


DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Ý nghĩa

UNIDO

Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên Hiệp Quốc

TNHH

Trách nhiệm Hữu hạn

KCN

Khu Công nghiệp

SSMT

Steam System Moderler Tool

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

ix

MỞ ĐẦU
Hiện nay, nước ta đang nằm trong giai đoạn Cơng nghiệp hóa, Hiện đại hóa với
sự phát triển của công nghiệp sẽ dẫn tới nhu cầu về nồi hơi tăng lên nhanh chóng cả về
số lượng, chất lượng và công suất nồi.
Tại hội thảo khởi động Dự án “Thúc đẩy việc sử dụng và vận hành nồi hơi công
nghiệp hiệu quả năng lượng tại Việt Nam”[1] do Tổng Cục năng lượng Bộ Công
thương và Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên hợp quốc (UNIDO) phối hợp tổ chức
ngày 14/1 tại Hà Nội, TS. Nguyễn Xuân Quang – Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt
Lạnh Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cho biết: “ theo dự báo của Tổ chức Năng
lượng thế giới, với tốc độ gia tăng mức khai thác năng lượng như hiện nay, đến cuối
thế kỷ này, nguồn nhiên liệu của thế giới sẽ trở nên khan hiếm, các mỏ dầu và khí đốt
sẽ cạn kiệt trong vòng từ 40 đến 60 năm tới. Việt Nam cũng đang phải đối mặt với
nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Số liệu về cân bằng năng lượng đã chỉ ra rằng sau năm
2015, Việt Nam từ một nước xuất khẩu năng lượng sẽ trở thành nước nhập khẩu năng
lượng.”
Các thiết bị lò đốt là thiết bị tiêu thụ nhiên liệu lớn nhất trong các nhà máy lọc
hóa dầu nói riêng và các nhà máy cơng nghiệp nói chung. Việc xem xét tối ưu năng
lượng để nâng cao hiệu quả các lò đốt là biện pháp cần thiết để tiết kiệm nhiên liệu,
giảm phát thải ra môi trường, mang lại lợi ích kinh tế cho các nhà máy, phù hợp với
chủ trương sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả của Chính phủ Việt Nam và cũng
là xu hướng chung của tồn thế giới[1]. Vì vậy, luận văn tiến hành nghiên cứu: “Tính
tốn đánh giá hiệu suất nồi hơi 6 tấn/h tại Nhà máy Giấy Sài Gòn Mỹ Xuân” nhằm
giúp Nhà máy nâng cao năng suất, tiết kiệm năng lượng trong sử dụng và vận hành các
lò hơi trong cơ sở của mình.

x


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1. Khái niệm và ứng dụng của nồi hơi:
1.1.1. Khái niệm nồi hơi
Nồi hơi công nghiệp (hay cịn gọi là Lị hơi cơng nghiệp) có tên tiếng anh là
Steam Boiler là thiết bị sử dụng nhiên liệu (giấy vụn, than củi, trấu… ) để đun sôi
nước tạo thành hơi nước mang nhiệt để phục vụ cho các yêu cầu về nhiệt trong các
lĩnh vực công nghiệp như sấy, đun nấu, nhuộm, hơi để chạy tuabin máy phát điện, vv...
tùy theo mục đích sử dụng mà người ta tạo ra nguồn hơi và nhiệt độ có áp suất khác
nhau theo yêu cầu. Để vận chuyển nguồn năng lượng có nhiệt độ và áp suất cao này
người ta dùng các ống chịu nhiệt và áp suất cao, chun dùng cho nồi hơi và lị hơi[2].

Hình 1. 1. Boiler (Nồi Hơi)
( Nguồn: Công ty cổ phần nồi hơi và thiết bị công nghiệp Đông Anh)
- Điểm khác biệt của nồi hơi – boiler so với các thiết bị cơng nghiệp khác đó chính là
tạo ra nguồn năng lượng an tồn, khơng gây cháy, tiện lợi khi sử dụng trong công nghệ
vận hàng các thiết bị động cơ ở nơi cấm nguồn điện, cấm lửa như các kho xăng, dầu
hay các vật liệu dễ cháy khác[2].

GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
1.1.2. Các loại nồi hơi phổ biến:
a. Nồi hơi ống nước

Hình 1. 2. Nồi hơi ống nước

(Nguồn: Cơng ty tnhh cơ khí lị hơi Hùng Vân)
Lị hơi dạng này phục vụ cho các ngành cơng nghiệp có nhu cầu hơi như các nhà máy
phát điện. - Nước cấp qua các ống đi vào tang lò hơi theo cơ chế tuần hồn hoặc cưỡng
bức. Sau đó được đun nóng đến nhiệt độ sơi thì chuyển trên tang lị hơi[3].
b. Nồi hơi ống lửa

Hình 1. 3. Nồi hơi ống lửa
(Nguồn: Cơng ty TNHH cơ khí lị hơi Hùng Vân)

GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Là nồi hơi được thiết kế 3 tầng. Với loại lị hơi này, sẽ có một hoặc 2 ống lửa và nước
đi vịng qua các ống phía trên và được chuyển thành hơi[3]. Lò hơi ống lửa công suất
hơi tương đối thấp cho đến áp suất hơi trung bình 12.000 kg/giờ và áp suất lên tới 18
kg/cm2. Các lị hơi này có thể sử dụng đa nhiên liệu với dầu, ga hoặc các nhiên liệu
khí hóa lỏng.
c. Lị hơi tầng sơi tuần hồn
Với 03 phần chính: Buồng đốt, Cyclon và phần đi lị.
- Buồng đốt: Buồng đốt có hình dáng tương tự như lị than phun nhưng nhiệt độ trong
buồng lửa thấp hơn lò than phun với nhiệt độ được duy trì vào khoảng 850 oC. Hiệu
suất tại đây cao hơn bởi thời gian lưu lại của hạt than là lớn, than cháy kiệt hơn.
- Phần Cyclon: Khác với lị tầng sơi thơng thường, Cyclon ở lị hơi tầng sơi tuần hồn
đó là các hạt nhiên liệu có trong khói thải sau khi ra khỏi buồng đốt chưa cháy hết sẽ
được phân ly qua Cyclon và được đưa trở lại buồng đốt thành để tạo thành vòng tuần
hồn để cháy kiệt.

- Đi lị: Có bộ phận trao đổi nhiệt nên phần khói nóng sẽ tiếp tục đưa qua phần của
đi lị rồi qua hệ thống lọc bụi trước thải ra ngồi bằng ống khói[4].

Hình 1. 4. Nồi hơi tầng sơi tuần hồn
(Nguồn: Cơng ty TNHH cơ khí lò hơi Hùng Vân)
GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

d. Nồi Hơi Đốt Than Ghi Xích
Lị hơi đốt than được chia thành 2 loại dựa trên ngun lí hoạt động là lị hơi đốt than
ghi xích và lị hơi đốt than ghi tĩnh. Trong đó lị hơi đốt than ghi xích được sử dụng
phổ biến hơn ghi tĩnh. Với cấu tạo thân lò đơn giản gồm hai loại: tổ hợp ống nước
công suất 6 - 50 tấn/giờ và ống lửa công suất từ 1 - 6 tấn/giờ phù hợp với những mục
đích khác nhau của người dùng[5].

Hình 1. 5. Lị hơi đốt than ghi xích
(Nguồn: Cơng ty TNHH lò hơi Đại Nam)
Lò hơi gồm 3 pass, ghi xích lớn, dài phù hợp với than cám Việt Nam. Cũng giống như
các loại lò hơi khác, lò hơi đốt than ghi xích được trang bị đầy đủ hệ thống lọc bụi, hệ
thống phun nước, hệ thống điều khiển tự động vô cấp bằng biến tần và đặc biệt là hệ
thống thu hồi nhiệt nước và gia tăng gió nóng [4].
Cách vận hành lị hơi đốt than rất đơn giản với áp suất, nhiệt độ ổn định. Ngoài ra nó
cịn sử dụng được nhiều loại ngun liệu khác nhau và có thể cấp than và thải xỉ hồn
tồn tự động.
e. Hơi nước: có 02 loại:

- Hơi bão hịa: Khi nước lạnh được đun sôi bằng một nguyên liệu đốt bất kỳ, thì nước
lạnh nóng dần lên và khi đạt được điểm sơi, nhiệt độ của nước khơng cịn tăng được
GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
nữa. Khi đó nước sẽ chuyển hố từ trạng thái nước nóng sang trạng thái hơi bằng hình
thức bay hơi. Người ta gọi đó là hơi bão hoà (Saturated Steam). Áp suất và nhiệt độ tỷ
lệ thuận đối với hơi bảo hoà. Khi hơi bão hoà ở áp suất nào thì sẽ tương ứng với nhiệt
độ đó.
- Hơi quá nhiệt: Tương tự như hơi bảo hoà, nhưng đối với hơi q nhiệt thì sau khi ta
có một áp suất và nhiệt độ hơi nóng nhất định của hơi bão hoà. Do nhu cầu sử dụng
nhiệt cao hơn, khi đó ta sẽ sử dụng bộ gia nhiệt bên ngồi để sấy hơi hồn tồn khơ
giúp đạt được nhiệt độ hơi cao hơn nhiệt độ hơi bão hoà.
1.1.3. Ứng dụng của nồi hơi
Nồi hơi Boiler được sử dụng trong các nhà máy cơng nghiệp có sử dụng nhiệt với vai
trò cung cấp nguồn nhiệt, hơi và dẫn nguồn nhiệt, nguồn hơi đến các hệ thống máy
móc cần thiết[4].
- Trong hầu hết các ngành công nghiệp, nồi hơi đều được sử dụng 1 cách rộng rãi. Tùy
thuộc theo nhu cầu và điều kiện ngành nghề mà mức độ sử dụng nhiệt cũng như cơng
suất của nồi khác nhau. Ví dụ:
+ Các công ty may mặc, công ty giặt khô: Nồi hơi Boiler được sử dụng để cung cấp
hơi cho công đoạn giặt ủi.
+ Các công ty chế biến thức ăn chăn nuôi hay sản xuất bánh kẹo: sử dụng Boiler để
sấy khô các sản phẩm.
+ Các nhà máy sản xuất nước mắn, nước tương hay nước giải khát: sử dụng nồi hơi để
đun nóng hay khử trùng[6].

1.1.4. Cơng suất nồi hơi:
Cơng suất của lị hơi hay Boiler là khả năng nhiệt hóa hơi của lị trên 1 đơn vị thời
gian. Ví dụ: khi nói lị hơi đốt có cơng suất là 1T/h tức là 1 tấn hơi/1 giờ hoặc 1000
kg/h có nghĩa là trong khoảng 1 giờ, lị hơi này có thể làm bốc hơi 1 lượng nước là
1m3 tới 1 áp suất nhất định nào đó[3].

GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
1.1.5. Nguyên lý hoạt động của nồi hơi
Nồi hơi chủ yếu dùng nhiệt lượng sinh ra của nhiên liệu biến thành nhiệt năng của hơi
nước. Hơi này được cung cấp cho các q trình cơng nghiệp tùy vào mục đích. Ngồi
ra, các nhà máy nhiệt điện thường dùng tuabin hơi để chạy máy phát điện thì hơi được
sử dụng là hơi quá nhiệt.
1.1.6. Thuyết minh quy trình
Nước cấp cho bồn chứa của nồi hơi công nghiệp phải đảm bảo yêu cầu về chất lượng
và được bơm hút về và đẩy vào lò hơi để bắt đầu quá trình. Bộ phận cung cấp nhiệt
được đốt bằng các loại nhiên liệu như dầu-gas-điện củi, trấu…tùy vào mục đích mà
người ta sử dùng loại nhiên liệu nào[7]. Hơi được cung cấp cho các thiết bị trao đổi
nhiệt và sau khi ra khỏi các thiết bị này sẽ bị ngưng tụ thành lỏng và quay trở lại bồn
chứa nước cấp cho nồi hơi.
1.1.7. Các vấn đề lưu ý để có thể tiết kiệm năng lượng cho nồi hơi
Khói lị sau khi ra khỏi lò hơi vẫn còn nhiệt khá cao do đó cần thiết kế thêm các thiết
bị để có thể tận dụng nguồn nhiệt thải này, dưới đây chúng tôi hướng dẫn sử dụng như
sau
- Làm quá nhiệt hơi bão hòa.

- Cung cấp nhiệt cho nước cấp để giảm nhiên liệu
- Dùng nhiệt thải để sấy nóng khơng khí và dầu đốt[7].
1.1.8. Cân bằng nhiệt
Q trình đốt cháy trong lị hơi có thể được mơ tả bằng một sơ đồ năng lượng. Sơ đồ
này cho thấy cách thức năng lượng đầu vào từ nhiên liệu được chuyển thành các dòng
năng lượng hữu dụng, nhiệt và dòng năng lượng tổn thất[8].

GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Hình 1. 6. Sơ đồ cân bằng năng lượng của một lò hơi đốt than
1.2. Hiệu suất nồi hơi:
Là tỉ số giữa lượng nhiệt sử dụng hữu ích và lượng nhiệt cung cấp vào lị hơi.
 Thơng thường hiệu suất lị hơi có thiết kế tốt đạt từ 80% đến 90%
 Các lị hơi càng lớn thì hiệu suất càng cao
 Hiệu suất tối ưu của lò thường đạt ở chế độ 80-90% tải định mức.
 Để tăng hiệu suất của lị cần phải tìm cách giảm bớt các tổn thất năng lượng[6].
1.2.1 Các dạng tổn thất nhiệt của lị hơi
-

Tổn thất do cháy khơng hết (tro, xỉ)

-

Tổn thất do bức xạ, truyền nhiệt đối lưu từ bề mặt của thân lò

-

Tổn thất nhiệt trong nước xã lị

-

Tổn thất nhiệt trong khói bay

-

Tổn thất nhiệt do độ ẩm có trong khơng khí
1.2.2. Tính tốn hiệu suất lị hơi

Hiệu suất lị hơi có thể xác định bằng hai phương pháp; Phương pháp trực tiếp và
phương pháp gián tiếp:
Phương pháp trực tiếp:
GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

η lò hơi = m hơi*(h hơi – h nước cung cấp) * 100 / m nhiên liệu / HHV nhiên liệu
Trong đó:

mhơi: Khối lượng hơi (kg/giờ)
hhơi, hnước cung cấp : Enthalpy của hơi, nước (tra từ Mơ hình SSMT)

mnhiên liệu: Khối lượng nhiên liệu sử dụng (kg/giờ)
HVVnhiên liệu: Nhiệt trị nhiên liệu ( nhiệt trị cao, thấp)

Ghi chú:
 Nhiệt trị của nhiên liệu: là lượng nhiệt của 1 kg nhiên liệu hoặc 1 m3 nhiên liệu khi
cháy hết (kj/kg).
 Nhiệt trị của nhiên liệu tính trên một đơn vị khối lượng nhiên liệu được gọi là nhiệt
trị riêng của nhiên liệu (kcal/kg)
 Khối lượng riêng của một vật: là trọng lượng của vật thể đó trên một đơn vị thể tích
( kg/m3)
 Entanpi: là sự biến thiên nhiệt lượng khi một mol của một chất phản ứng hồn
tồn với ơxy ở 298 độ Kelvin và 1 atm
*Ưu điểm:
-

Cơng nhân trong nhà máy có thể đánh giá nhanh hiệu suất nồi hơi

-

Cách tính tốn cần sử dụng ít thông số

-

Cần sử dụng ít thiết bị quan trắc

-

Dễ dàng so sánh

*Nhược điểm:

-

Không giúp người vận hành xác định được tại sao hiệu suất của hệ thống lại
thấp hơn

-

Không tính tốn các tổn thất khác nhau theo các hiệu suất khác nhau.

Phương pháp gián tiếp:

η = 100 – λkhói thải – λvỏ lò – λxả đáy
GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

λkhói thải: tổn thất do khói thải

Trong đó:

λvỏ lị: Tổn thất qua vỏ lị
λxả đáy: Tổn thất do xả đáy
*Ưu điểm:
Có thể đạt được cân bằng năng lượng hồn tất cho mỗi dịng riêng, giúp xác định
giải pháp cải thiện hiệu suất nồi hơi
*Nhược điểm:

-

Tốn thời gian

-

Cần sử dụng các thiết bị thí nghiệm trong phịng phân tích.

1.3. Tổng quan về Nhà máy Giấy Sài Gịn Mỹ Xn

Hình 1. 7. Hình ảnh Nhà máy Giấy Sài Gịn- Mỹ Xn
1.3.1 Lịch sử hình thành và phát triển
- Cơng ty cổ phần Giấy Sài Gòn hay tiền thân trước đây là Cơng ty TNHH MTV
Giấy Sài Gịn
- MTV Giấy Sài Gòn được thành lập từ năm 1997, từ cơ sở sản xuất giấy nhỏ,
Giấy Sài Gịn đã nhanh chóng phát triển thành công ty giấy hàng đầu Việt Nam và thu
hút đầu tư từ nhiều tổ chức trong và ngoài nước.

GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 9


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
- Tháng 4/1997, thành lập cơ sơ sản xuất Giấy Sài Gòn tại Gò Vấp, tung ra sản
phẩm đầu tiên là giấy bao bì carton.
- Tháng 12/1998, chuyển thành Cơng ty TNHH Giấy Sài Gịn
- Tháng 4/2003, xây dựng nhà máy giấy Mỹ Xuân 1 trên khu đất 45.349m2 tại
KCN Mỹ Xuân A, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu với vốn đầu tư 400 tỷ, công suất giấy tiêu

dùng 16.500 tấn/năm, giấy công nghiệp 53.040 tấn/năm (dây chuyền sản xuất nhập từ
Nhật Bản, Trung Quốc).
- Tháng 6/2003, chuyển thành Cơng ty Cổ phần Giấy Sài Gịn hướng tới mục tiêu
phát triển bền vững và tạo nên sản phẩm chất lượng cao thân thiện môi trường. Những
năm qua, Giấy Sài Gòn đã tập trung đầu tư mở rộng sản xuất, phát triển công nghệ
hiện đại từ các quốc gia có nền cơng nghiệp giấy hàng đầu thế giới. Cơng nghệ tự
động hóa - tiết kiệm năng lượng và nguyên - nhiên liệu chính là tiền đề giúp Giấy Sài
Gòn đưa ra thị trường nhiều dòng sản phẩm cao cấp với giá thành phù hợp.
- Năm 2007, Công ty cũng đã mạnh dạng đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước
thải cho toàn nhà máy. Với số vốn đầu tư 20 triệu USD – tương đương hơn 1/5 tổng số
vốn Dự án Mỹ Xuân 2. Giấy Sài Gòn là một trong số ít các doanh nghiệp Việt Nam
đầu tư hệ thống xử lý nước thải có chiều sâu và tầm nhìn tương lai.
- Năm 2012, mở rộng dịng sản phẩm, cung cấp các loại giấy tiêu dùng đa dạng
như giấy vệ sinh, khăn hộp, khăn ăn, khăn bỏ túi...
- Năm 2013, nâng vốn chủ sở hữu lên 1.000 tỷ. Hoàn tất xây dựng nhà máy mới
Mỹ Xuân 2 trên khu đất 88.447m2 hai nhà máy đặt trên khu đất 134.000m2 tại KCN
Mỹ Xuân A, tổng vốn đầu tư 2.500 tỷ, tổng công suất giấy tiêu dùng 48.360 tấn/năm,
giấy cơng nghiệp 224.640 tấn/năm đưa Giấy Sài Gịn trở thành nhà sản xuất giấy tiêu
dùng và giấy công nghiệp lớn nhất Việt Nam.
- Trụ sở nhà máy: KCN Mỹ Xuân A, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
1.3.2. Vị trí địa lý của cơng ty
Cơng ty cổ phần giấy Sài Gịn – Mỹ Xn với tổng diện tích là 68.177m2 tọa lạc tại
KCN Mỹ Xuân A, Huyện Tân Thành, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, nằm ngay trên đường
GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

số 1A, là cửa ra vào của KCN Mỹ Xn A với các hạng mục cơng trình được xây
dựng hoàn chỉnh, ranh giới khu đất dự án được xác định như sau:
•Phía Bắc: Tiếp giáp đường số 1A
•Phía Đơng: Tiếp giáp đường số 8
•Phía Nam: Tiếp giáp đường số 4
•Phía Tây: Tiếp giáp Cơng ty gạch men Nhà Ý và Cơng ty Kính Nam, Việt Nam.
1.3.3. Vai trò của Nhà máy:
Sản xuất giấy chủ yếu là giấy vệ sinh và giấy cơng nghiệp, xuất khẩu ra nước

ngồi.
-

Xử lý nguồn nước thải ra từ quá trình sản xuất đạt quy chuẩn của Nhà nước đề

ra cho Nhà máy sản xuất giấy Sài Gịn – Mỹ Xn.
1.4. Tình hình nghiên cứu
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới
- Virendra Nagar, Tiến sĩ V.K.Soni và Tiến sĩ V.K. Khare Khoa Cơ Khí
M.A.N.I.T Bhopal (M. P.) Ấn Độ đã nghiên cứu về đề tài: “Cải thiện hiệu quả lị hơi
thơng qua phân tích tổn thất” đã nêu lên rằng[10]: “Các nhiệt tỷ lệ của một nhà máy
nhiệt điện than thông thường là thước đo hiệu quả của việc chuyển đổi năng lượng hóa
học có trong nhiên liệu thành năng lượng điện. Chuyển đổi này được thực hiện trong
bốn bước chính. Đầu tiên, năng lượng hóa học trong nhiên liệu được chuyển đổi thành
năng lượng nhiệt, sau đó năng lượng nhiệt được chuyển đổi thành động năng, sau đó
động năng được chuyển đổi thành năng lượng cơ học và cuối cùng năng lượng cơ học
được chuyển đổi thành năng lượng điện. Trong mỗi quá trình phụ này, một số năng
lượng bị mất cho môi trường. Một phần nhiên liệu không bị đốt cháy hoàn toàn, một
phần năng lượng nhiệt bị mất qua ngăn xếp và cũng bị loại bỏ khỏi nước làm mát, một
số năng lượng động học và cơ học tạo ra nhiệt thay thế của điện lực, và Cuối
cùng, một số của các điện được sản xuất được sử dụng. Lị hơi là một bình kín cung

cấp phương tiện cho nhiệt đốt cháy được truyền vào nước cho đến khi nó trở
GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 11


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
thành nước nóng hoặc hơi nước .Sau đó, nước nóng hoặc hơi dưới áp suất có thể được
sử dụng để truyền nhiệt cho quá trình. Vì vậy, nồi hơi là thiết bị chính để sản xuất điện
nhưng mỗi trang thiết bị làm không phải chạy với hiệu quả đầy đủ thường xun / liên
tục, nó địi hỏi phải bảo trì thường xuyên và theo dõi tình trạng. Do đó, để tính tốn
tổn thất nhiệt lị hơi vàn guyên nhân của chúng giúp dễ dàng áp dụng chiến lược bảo
trì thích hợp để tăng hiệu suất của nhà máy điện.
Bài viết này đề cập đến việc xác định hiệu quả hoạt động hiện tại của Nồi hơi và
tính

tốn

tổn

thất

lớn

cho

Vindhyachal

Siêu

nhiệt điện

thực

vật (Ấn

Độ) của 210 MW các đơn vị. Sau đó nhận định các nguyên nhân của sự suy giảm hiệu
suất. Đồng thời tìm các ngun nhân chính gây tổn thất nhiệt bằng Phân tích cây Fault
(FTA) và đề xuất chiến lược phù hợp để giảm tổn thất lớn. Mục đích của giám sát hiệu
suất là đánh giá liên tục về sự xuống cấp tức là giảm hiệu suất của nồi hơi, cải
thiện hiệu suất lò hơi và đưa ra quyết định về lịch bảo trì.
- Theo một nghiên cứu khác của một nhóm sinh viên đến từ các trường Đại học ở
Trung Quốc đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu về Tối ưu hóa hiệu quả của
nồi hơi dựa trên nhân tạo, Thuật toán thuộc địa Bee”[11]. Bài viết này đã chỉ ra thuật
toán ABC, thực hiện tối ưu hóa dựa trên sự tác động giữa ong và môi trường, là một
phương pháp lý tưởng để tối ưu hóa hiệu suất lị hơi.
Trong bài báo này, trước tiên, họ thiết lập mơ hình tối ưu hóa hiệu suất lò hơi trên
cơ sở nghiên cứu về sự mất nhiệt của hoạt động lị hơi, sau đó sử dụng thuật tốn ABC
hội tụ nhanh để tối ưu hóa hiệu quả của lò hơi. Nghiên cứuđã chứng minh rằng phương
pháp này có thể thu được kết quả khả quan. Ngồi ra, giới thiệu thuật tốn ABC để tối
ưu hóa hiệu suất lị hơi có thể làm cho việc tối ưu hóa hiệu suất lị hơi hiệu quả hơn và
nhanh hơn. Nó cũng có tầm quan trọng của việc sử dụng thuật toán ABC một cách
sáng tạo trong lĩnh vực tối ưu hóa hiệu suất lị hơi. Cuối cùng chúng taso sánh kết quả
tối ưu hóa của thuật tốn ABC với kết quả của GA (một thuật toán di truyền, cũng
được dùng để tối ưu hóa. Tuy nhiên GA khơng ổn định trong q trình tối ưu hóa). Sự
so sánh phản ánh sự vượt trộihiệu suất của thuật toán ABC và nêu bật tính ưu việt của
thuật tốn ABC trong lĩnh vực tối ưu hóa hiệu suất lị hơi.
GVHD: Vũ Thị Thanh Tuyền
SVTH: Trịnh Ngọc Diễm Quyên

Trang 12