Trong quá trình triển khai hàng loạt cụm công trình cải tiến kỹ thuật nhằm nâng cao sản lượng, chất lượng và hiệu quả sản xuất. Bên cạnh cụm công trình trong công đoạn khai thác, tuyển quặng bauxit, còn có cụm các công trình cải tiến kỹ thuật trong công đoạn sản xuất Alumin.
Công trình cải tiến hệ thống hoạt động của các máy lọc đĩa khu Kết tinh từ mô hình kết nối 2 bồn kết tinh sang 3 bồn kết tinh thuộc khu vực Kết tinh
Theo đại diện Công ty Nhôm Lâm Đồng, khu lọc mầm thô gồm có 02 máy lọc đĩa. Nhiệm vụ của 02 máy lọc đĩa này là tạo ra dung dịch nước cái cho phân xưởng Hòa tách - Cô đặc và cân bằng mức lỏng trong lưu trình sản xuất Alumin. Đúng kỳ hạn, đơn vị phải dừng máy lọc đĩa của bồn tương ứng (dừng chéo nhau để cân đối sản xuất) nhằm thực hiện các công tác vệ sinh, sửa chữa, bảo dưỡng.
Khi 01 máy lọc đĩa dừng hoạt động thì việc cung cấp mầm thô cho quá trình kết tinh sẽ giảm, sản xuất nước cái cũng giảm theo đồng nghĩa không đáp ứng được nhu cầu sản xuất buộc phải giảm tải nhà máy Alumin gây thất thoát các chỉ tiêu công nghệ (xút, than, vôi, chất trợ lắng…) và ảnh hưởng đến năng suất sản xuất chung của nhà máy và kéo theo tăng chi phí vận hành sản xuất cũng như giá thành sản phẩm Alumin.
Chia sẻ về cách xử lý những tồn tại của thiết kế tại các máy lọc đĩa, KS. Đặng Trung Kiên - Công ty Nhôm Lâm Đồng cho biết: “Chúng tôi đã cải tiến lắp đặt thêm các hệ thống dẫn mầm thô từ các máy lọc đĩa sang bồn kết tinh tiếp theo để đảm bảo cung cấp đủ lượng mầm thô cần thiết cho sản xuất của khu vực Kết tinh, cũng như cung cấp đầy đủ nước cái cho khu Cô đặc đảm bảo không phải giảm tải sản xuất của nhà máy Alumin trong thời gian dừng từng bồn kết tinh số 04 hoặc số 05 ra làm vệ sinh, sửa chữa.”
Hình ảnh các máy lọc đĩa khu vục kết tinh trong nhà máy Alumin (Nguồn ảnh: tapchicongthuong.vn/)
Cụ thể, công ty đã lắp đặt thêm hệ thống đường ống dẫn mầm thô từ máy lọc đĩa A về bồn kết tinh số 5 (thay vì chỉ dẫn về 01 bồn kết tinh số 4 như thiết kế) và lắp đặt thêm hệ thống đường ống dẫn mầm thô từ máy lọc đĩa B về bồn kết tinh số 6 (thay vì chỉ dẫn về 01 bồn kết tinh số 5 theo thiết kế).
Như vậy 02 máy lọc đĩa đã có thể luôn luôn hoạt động, cung cấp đầy đủ mầm thô cho 2 bồn kết tinh, cũng như cân bằng tốt mức lỏng cho toàn nhà máy khi tách ly 01 bồn kết tinh số 04 hoặc 05 ra làm vệ sinh, sửa chữa định kỳ mà vẫn đảm bảo không phải giảm tải hoạt động sản xuất của nhà máy Alumin.
Giải pháp thực hiện có thể áp dụng cho các dây chuyền công nghệ sản xuất Alumin tương tự (Nhà máy Alumin Nhân Cơ, Đắk Nông).
Công trình cải tiến hệ thống bơm tuần hoàn các bồn lắng, rửa khi dừng máy thuộc khu vực lắng rửa
Nhà máy Alumin Tân Rai là nhà máy đầu tiên Việt Nam được sử dụng công nghệ Bayer. Tuy nhiên theo lưu trình công nghệ thiết kế, khi dừng nhà máy định kỳ để sửa chữa vệ sinh thiết bị công nghệ tại khu vực lắng rửa, bùn đỏ được bơm nối tiếp giữa các bồn và thải bùn đỏ kèm theo huyền phù ra hồ bùn đỏ để giảm hàm lượng chất rắn, tránh tình trạng lắng của bùn đỏ và kết tinh của hydrat gây chết bồn lắng và tắc bơm, đường ống ảnh hưởng sản xuất.
Chính điều này gây tổn thất Alumin, xút trong huyền phù, gây mất thời gian để điền đầy lại các bồn lắng rửa khi khôi phục lưu trình và ảnh hưởng rất nhiều đến ổn định các chỉ tiêu công nghệ khi khôi phục nhà máy Alumin. Như vậy, trong thời gian dừng lưu trình sản xuất theo kế hoạch để vệ sinh đường ống, bình bồn, sửa chữa thiết bị, dừng do mất điện hay do sự cố… đã mất đi một lượng kiềm và Alumin bơm ra Hồ bùn đỏ.
Trước vấn đề này, các kỹ sư của công ty đã tiến hành thay đổi lưu trình công nghệ bơm nối tiếp giữa các bồn lắng rửa ra Hồ bùn đỏ theo thiết kế thành bơm tuần hoàn dòng đáy của từng bồn lắng/rửa không bơm thải ra hồ bùn đỏ khi dừng sản xuất nhà máy Alumin. Giải pháp có thể được áp dụng cho các dây chuyền sản xuất alumin tương tự (Nhà máy Alumin Nhân Cơ).
Với giải pháp bơm tuần hoàn lượng bùn trong bồn của từng bồn, lượng vật chất trong các bồn ở công đoạn lắng rửa được bảo toàn, không phải bơm bùn đỏ ra Hồ bùn đỏ gây mất mát kiềm và Al2O3, các chỉ tiêu công nghệ khác không thay đổi, không xảy ra hiện tượng lắng đóng bám ở đáy bồn và đường ống, không phải cấp nước rửa điền đầy các bồn rửa trước khi vận hành lại lưu trình sản xuất.
Công trình liên thông Hệ thống cấp khí nén trong nhà máy Alumin
Nhà máy Alumin có 03 trạm khí nén D01, D02, B04 chạy vận hành độc lập. Trạm khí nén D01 vận hành với áp suất tối đa là 0,8Mpa, năng lực sản xuất khí nén cao áp cấp cho dây chuyền dư thừa đôi lúc phải xả bỏ ra bên ngoài. Trạm khí nén D02 vận hành sản xuất với áp suất 0,45Mpa. Trạm khí nén B04 vận hành sản xuất với áp suất tối đa là 0.6Mpa, lưu lượng tiêu thụ khoảng 40-60m3/phút.
Trong sản xuất, nếu một trong ba trạm khí nén bị sự cố thì dây chuyền sản xuất sẽ bị gián đoạn gây thiệt hại rất lớn và phải giảm tải sản xuất dây chuyền.
Đối với vấn đề này, công ty đã đưa ra sáng kiến liên thống đường ống khí nén từ trạm khí nén D01 sang trạm khí nén B04 và ngược lại để duy trì khí nén khí khi một trong hai trạm gặp sự cố. Bên cạnh đó, tiến hành liên thông đường ống cấp khí nén D01 và D02 để duy trì khí nén khi trạm khí nén D02 bị sự cố.
Bản vẽ đấu nối đường ống khí nén liên thông D01-D02, D01-B04. (Nguồn ảnh: tapchicongthuong.vn/)
Ngoài ra, công ty cũng tận dụng lượng khí nén sản xuất dư để đưa 01 trạm khí nén vào dự phòng, chỉ chạy một trong hai trạm khí nén cũng đủ cấp khí nén cho dây chuyền sản xuất. Góp phần tiết kiệm chi phí sản xuất nhưng vẫn đảm bảo ổn định dây chuyền.
Công trình cải tiến hệ thống bơm tăng áp để bơm dung dịch sau lọc máy lọc mầm thô thuộc khu vực kết tinh.
Được biết, máy lọc mầm thô có chức năng lọc mầm phục vụ cho quá trình kết tinh, dung dịch nước cái sau lọc được đưa về bể lắng mầm tinh. Hệ thống đường ống dung dịch sau lọc máy lọc mầm thô về bể lắng mầm tinh tự chảy trên đường ống DN450 không đáp ứng về lưu lượng đo góc nghiêng đường ống < 3 độ, mức độ chênh áp không lớn dẫn đến dòng chảy chậm và gây ra đóng bám đường ống.
Bài toán mà các kỹ sư cần giải quyết là tính toán các thông số kỹ thuật, triển khai phương án lắp đặt bơm tăng áp đẩy liệu cưỡng bức và đã giải quyết vấn đề nâng cao lưu lượng dung dịch sau lọc, đồng thời nâng cao hiệu suất làm việc của máy lọc đĩa, nâng cao tính ổn định của hệ thống góp phần giải quyết điểm nghẽn tại khu vực Kết tinh để góp phần nâng công suất của toàn dây chuyền.
Công trình cải tiến hệ thống các bồn tách hơi trong khu vực Hòa tách
Hiệu suất làm việc của hệ thống hòa tách nói riêng và hiệu suất của toàn nhà máy Alumin nói chung chịu ảnh hưởng rất lớn bởi thiết kế và hiệu suất làm việc của hệ thống tách hơi thuộc khu vực hòa tách.
Hiện tại khu vực hòa tách có 04 bồn tách hơi là S003, S004, S005, S006 (bồn S006 cũng là bồn pha loãng), các bồn này nhận huyền phù sau khi hòa tách triệt để tại các bồn hòa tách với nhiệm vụ chính là tách hơi nước lần 2 lên hệ thống ống chùm hòa tách, để gia nhiệt với mục đích là tận dụng hơi nước lần 2 gia nhiệt và giảm lượng hơi nước mới sử dụng, giảm tiêu hao than cho Nhiệt điện, giảm nhiệt độ và áp suất huyền phù cấp sang khu vực Lắng rửa.
Hình ảnh thi công thực hiện giải pháp (Nguồn ảnh: tapchicongthuong.vn/)
Để đảm bảo khống chế vận hành tải cao và liên tục, giải quyết điểm nghẽn để tăng công suất dây chuyền tại khu vực Hòa tách, tách hơi, việc tính toán thời gian kế hoạch rút bồn ra vệ sinh phải chính xác và chặt chẽ. Mặt khác việc sửa chữa đường ống đầu ra, đầu vào và thay đỗi kích thước tấm bản lỗ các bồn tách hơi sẽ làm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt cho hệ thống ống chùm hòa tách, giảm tiêu hao hơi nước mới, giảm tiêu hao than cho Nhiệt Điện.
Các tác giả đã nghiên cứu và có giải pháp tăng kích thước các tấm bản lỗ trong bồn tách hơi từ đó có thể tăng công suất tại công đoạn hòa tách và tách hơi, góp phần tăng công suất của dây chuyền sản xuất Alumin.
Công trình nghiên cứu nâng cao hiệu suất máy nghiền thuộc khu nguyên liệu
Tại khu vực nghiền quặng A04 sử dụng 03 máy nghiền bi. Theo thiết kế để đáp ứng lưu lượng nghiền bauxite lớn nhất là 207,38 t/h (quặng thô), cần 02 máy vận hành đồng thời và 01 máy dự phòng. Mỗi máy nghiền bi 115t/h được trang bị một động cơ ba pha rotor dây quấn công suất 1.800kW, điện áp vận hành 6kV. Động cơ máy nghiền bi đang sử dụng phương pháp khởi động bằng bộ biến trở lỏng nối với phía Rotor của động cơ.
Tuy nhiên, hệ thống thiết bị hiện tại chỉ đảm bảo được quá trình đóng cắt điện và khởi động cho động cơ. Sau khi kết thúc quá trình khởi động, động cơ làm việc tự do theo tải của máy nghiền bi, do đặc tính khởi động của máy nghiền bi cần momen lúc khởi động lớn nên động cơ thường được thiết kế tính chọn công suất lớn hơn nhu cầu công suất khi vận hành của máy nghiền, do đó động cơ thường xuyên làm việc non tải (khoảng 60-70% định mức).
Phương án đưa ra lựa chọn giải pháp điều chỉnh công suất phản kháng bằng phương pháp bù pha dòng rotor sử dụng cho động cơ máy nghiền bi sẽ đáp ứng tốt hơn cả về yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả tiết kiệm năng lượng.
Sau quá trình áp dụng giải pháp đã đem lại các hiệu quả và lợi ích như giảm công suất phản kháng xuống dưới 60%; Dòng Stator của động cơ giảm từ 10% đến 20%, giảm tổn thất đường dây và tổn thất đồng trong động cơ từ 20% đến 30%... (Nguồn ảnh: tapchicongthuong.vn/)
Công trình nghiên cứu tách lưới điện 110kV vận hành độc lập nhà máy
Nhà máy Alumin hiện có 02 tổ máy phát với tổng công suất 30MW, khi vận hành ở trạng thái bình thường thì tổng phụ tải khoảng 25 MW được cung cấp bởi đường dây 110KV lưới quốc gia. Ngoài ra nhà máy còn trang bị hệ thống máy phát điện Diesel dự phòng cấp cho các thiết bị phụ tải loại 1 khi bị sự cố.
Đối với tình huống mất điện lưới thì nguồn sẽ được chuyển qua dùng máy phát thông qua MC172. Từ năm 2013- 2017 trung bình mỗi năm có khoảng 7-10 lần mất điện đường dây 110KV. Vì thế cần phải xây dựng phương án để vận hành nhà máy an toàn khi có bất kỳ sự cố xảy ra.
Phương pháp triển khai ở đây là khi vận hành tách lưới theo kế hoạch sẽ duy trì công suất phát theo các phụ tải loại 1 các khu vực và vận hành thêm một số thiết bị bơm (phục vụ làm sạch thiết bị), máy nén khí cao áp/hạ áp phục vụ cấp cho dây chuyền sản xuất, bồn kết tinh, …
Còn khi tách lưới sự cố, nếu hệ thống máy phát và phụ tải cân bằng hoặc chênh lệch không quá 3MW khi ngoài lưới cố sự cố MC172 sẽ mở, lúc này nhà máy vận hành độc lập tự động duy trì nhà máy nhiệt điện, dây chuyền sản xuất vận hành bình thường.
Sáng kiến này đã đảm bảo duy trì được dây chuyền sản xuất ổn định, tin cậy, hạn chế tối đa sự cố xảy ra, bên cạnh đó giúp giảm thiểu được sự cố mất điện khi có sự cố mất điện ngoài đường dây/ hoặc mất điện lưới theo kế hoạch.
Ngoài ra, Công ty Nhôm Lâm Đồng cũng áp dụng những cụm công trình cải tiến kỹ thuật khác như: Công trình nghiên cứu hệ thống sàng than 3 lưới (sử dụng than cỡ 8-13mm); Công trình tính toán nghiên cứu Sử dụng hơi tái sinh cấp cho các lò sinh khí; Công trình Cải tiến nâng cao hiệu quả loại nước công đoạn Cô đặc và Hiệu chỉnh Dung dịch thuộc khu Cô đặc và Hiệu chỉnh dung dịch; Công trình nghiên cứu xây dựng mô hình điện hơi giảm tiêu hao than sử dụng thuộc khu vực sản xuất Nhiệt điện; Công trình cải tiến bộ gia nhiệt B05 thuộc phân xưởng nhiệt điện.
Sau khoảng thời gian áp dụng các cụm công trình cải tiến kỹ thuật, công ty đã nâng cao công suất sản xuất Alumin vượt thiết kế; tiết giảm chi phí tiêu hao các vật tư chính; Ổn định sản xuất, tiết giảm nhân công và giá thành sản phẩm. Đồng thời, qua các cải tiến kỹ thuật công nghệ, chứng minh rằng đội ngũ các cán bộ, công nhân viên, kỹ sư tại đơn vị đã làm chủ được công nghệ sản xuất Alumin, có thể xử lý, cải tiến công nghệ thiết bị trong dây chuyền. Đơn vị có thể chuyển giao kết quả nghiên cứu, ứng dụng công nghệ cho các nhà máy có tính năng tương tự. Ngoài ra, đã cơ bản duy trì an toàn sản xuất, an toàn lao động, an toàn môi trường ở mức độ tin cậy và bền vững. Giá trị làm lợi đem lại của các công trình được tính toán theo các bảng tính giá trị làm lợi với tổng giá trị làm lợi trên 40 tỷ đồng/năm. Với những kết quả mà Cụm công trình cải tiến kỹ thuật trên mạng lại, Công ty Nhôm Lâm Đồng đã xuất sắc đạt được các giải thưởng như: - Giải Ba tại Hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh Lâm Đồng lần thứ VIII (2016-2017) theo Quyết định số 108/QĐ-LHH ngày 12 tháng 09 năm 2017 của Chủ tịch Liên Hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lâm Đồng vào năm 2017
- Giải Ba tại Giải thưởng sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam năm 2017 lần thứ 14 (2016-2017) theo Quyết định số 1171/QĐ- LHHVN ngày 29 tháng 12 năm 2017 Chủ tịch Liên Hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam vào năm 2017.
- Giải Nhất tại Hội thi sáng tạo kỹ thuật tỉnh Lâm Đồng lần thứ IX (2018-2019) theo Quyết định số 171/QĐ-LHH ngày 24 tháng 09 năm 2019 của Chủ tịch Liên Hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Lâm Đồng vào năm 2019.
- Giải Nhì tại Giải thưởng sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam năm 2017 lần thứ 15 (2018-2019) theo Quyết định số 1364/QÐ-LHHVN ngày 30 tháng 12 năm 2019 Chủ tịch Liên Hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam vào năm 2019
|
Phương Linh
