Giải pháp ưu việt về tối ưu hóa quá trình đốt cháy trong lò hơi và vấn đề toàn cầu

Có thể nói, ngày nay, vấn đề tối ưu hóa năng suất cho các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung đã không còn xa lạ đối với chủ đầu tư, cán bộ công nhân viên nhà máy và các công ty dịch vụ, giải pháp làm về mảng này, cả trong và ngoài nước. Với các yêu cầu ngày càng cao về lượng bụi phát thải, chất lượng than ngày càng eo hẹp, giá than ngày càng cao thì việc tối ưu hóa này lại càng phải được “tối ưu hóa” một cách triệt để và hiệu quả. Hiểu biết được nỗi đau dai dẳng đó, đội ngũ công ty Evertech Việt Nam đã không ngừng học hỏi, trau dồi kiến thức, không ngại đi xa để tìm kiếm những giải pháp hay, giải pháp hữu ích mang về phục vụ quê hương, đất nước, phục vụ xương sống của quốc gia, đó chính là ngành sản xuất điện năng với những giải pháp đến từ những công ty, tập đoàn lớn, có uy tín trên thế giới. Nổi bật trong số đó là các giải pháp đến từ Iqony (STEAG), những giải pháp này mang tầm chiến lược, cốt lõi trí tuệ là nhân tạo như ALMA, PIT Combustion, BCM, để hiểu về những giải pháp này là gì, mời quý bạn đọc tiếp tục theo dõi ở phần sau.

1. PIT Combustion: Các nhà máy điện đốt than luôn tìm cách tăng hiệu suất đốt cháy trong lò hơi. Một giải pháp tối ưu hóa quá trình đốt cháy, được thiết kế để cải thiện hiệu suất, giảm thiểu lượng khí thải, thứ có nồng độ các chất gây nguy hại cho sức khỏe con người là cực kì hữu ích. Phần mềm này hỗ trợ vận hành lò hơi một cách thông minh và linh hoạt hơn bằng cách tác động vào việc cài đặt, kiểm soát việc cung cấp nhiên liệu và không khí cho quá trình đốt cháy trong lò thông qua việc học tập từ quá trình thực tế của nhà máy, học tập từ các xu hướng. Cách thức học tập này dựa trên trí tuệ nhân tạo, điều khiển vòng kín, điều khiển bám…Từ đó, nó cải thiện các đặc tính đốt cháy trong lò, giúp việc vận hành luôn bám sát các điều kiện tối ưu nhất, giảm thiểu lượng than đốt, giảm thiểu lượng Nox, CO trong khí thải.

Như quý vị đã biết, việc kinh doanh điện than trong thời buổi ngày nay thực sự không dễ dàng. Việc liên tục thắt chặt các quy định về môi trường, giá bán điện không tăng trong nhiều năm đã ảnh hưởng rất lớn đến nguồn kinh tế của các nhà máy và chủ đầu tư. Lựa chọn duy nhất cho các đơn vị sản xuất điện như vậy là luôn phải tìm cách tăng hiệu quả để có nguồn kinh tế cho những vấn đề vận hành nảy sinh như hỏng hóc thiết bị, đầu tư nâng cấp máy móc…, hơn thế nữa đó là việc thiếu hụt nguồn than. Và nếu, các nhà máy không có các biện pháp thì họ sẽ mãi chết chìm trong cái được gọi là “Vùng An Toàn Không Có Lợi”.

Do đó, điều cần thiết là tối ưu hóa các quá trình nhằm giảm lượng khí thải ra ống khói, nâng cao hiệu suất đốt của lò, giảm thiểu chi phí O&M, đồng thời cải thiện hiệu suất và tính khả dụng của các thiết bị trong điểm vận hành tối ưu nhất. Thường thì nói dễ hơn là làm, rất khó để nhân viên vận hành theo dõi và liên tục điều chỉnh các thông số nhiên liệu và không khí để đáp ứng được với sự thay đổi của tải trọng nhà máy, đặc tính nhiên liệu và thủy động lực học của lò hơi. Đa phần, các nhà máy sẽ lựa chọn một nhân viên giỏi, uy tín, có nhiều kinh nghiệm để làm được việc này nhưng sẽ không hiệu quả về mặt chi phí phải trả cho nhân viên đó và cũng không thể chỉ định người này luôn túc trực để làm việc được.

Do vậy, các nhân viên nhà máy chỉ có thể thay phiên nhau làm việc và chất lượng trung bình của công việc chỉ nằm trong vùng an toàn. Hoạt động trong vùng này giúp giảm khả năng đốt cháy không hoàn toàn, tuy nhiên, nó lại rất bất lợi trong việc hoạt động lâu dài bởi các nhân viên thay đổi liên tục và nhiều khi không còn đáp ứng được công việc, từ đó việc chệch ra khỏi vùng an toàn là điều không thể tránh khỏi. Khi đó, theo thời gian, vận hành trong vùng an toàn sẽ làm giảm hiệu quả của tổng thể, tăng lượng khí thải và giảm lợi nhuận.

Ta đã nói rất nhiều về vùng an toàn, vậy nó thực sự là gì, hãy cùng tìm hiểu ngay bên dưới:

Vùng an toàn là tập hợp các điểm mà ở các điểm đó, lượng CO (Carbon monixide) phát thải không cao. Tuy nhiên, để duy trì ngưỡng an toàn trước sự gia tăng đột biến của lượng khí thải CO thì các nhà máy bắt buộc phải hoạt động với mức O2 và Nox cao hơn (Hình 1), tại sao lại như vậy, mời quý bạn đọc tham khảo một bài viết khác của Evertech. Cách tiếp cận này có thể đã hiệu quả cách đây 5 năm nhưng những yêu cầu khắt khe hơn về môi trường khiến nó trở thành một canh bạc bởi Nox cũng cự kì có hại cho sức khỏe con người. Do đó, nếu không giảm thiểu lượng Nox và O2 thì lợi nhuận lại phải san sẻ cho các hệ thống xử lý Nox cũng như hệ thống cung cấp O2.

1. Vùng an toàn được sử dụng nhiều bởi nhà máy ảnh hưởng rất lớn đến lợi nhuận. Một vùng tối ưu có tồn tại nhưng nhân viên nhà máy không có trình độ đạt đến bởi nó đòi hỏi việc kiểm soát cực kì chặt chẽ với toàn bộ quá trình kiểm soát sự cháy.

Bên trong vùng an toàn và gần điểm lượng khí thải CO tăng đột biến là vùng hoạt động tối ưu. Các quy trình thủ công không thể duy trì ổn định trong phạm vi này trong một khoảng thời gian dài như đã nói ở trên. Các duy nhất để đạt được mục tiêu là thông qua các phần mềm trí tuệ nhân tạo, thứ vừa đáng tin cậy, vừa rẻ, lại bền bỉ với thời gian. Đó là PIT Combustion.

Tối ưu hóa quá trình đốt cháy đã phân tích xong, vậy, ALMA và BCM được sử dụng như thế nào?

2. Đối với ALMA, đây là phần mềm cảnh báo sớm việc bục ống lò trong lò hơi. Nếu bạn là một nhân viên vận hành trong nhà máy, tôi cá là bạn sẽ phải đau đầu trong những lần ống lò bị bục mà không có kế hoạch. Khi đó, bạn sẽ phải dừng máy không kế hoạch, chuẩn bị vật tư không kế hoạch, nhân công không kế hoạch và n thứ nữa không kế hoạch, tất cả đều không có kế hoạch. Điều này dẫn đến mất thời gian trong việc chuẩn bị vật tư, nhân công, trang thiết bị phục vụ và quan trọng nhất đó là mất tiền, chỉ cần một ngày dừng máy, số tiền mất đi là cực kỳ khủng khiếp với những nhà máy có công suất lớn đến rất lớn và, việc sửa chữa cũng không hề đơn giản, bởi tất cả những thứ mà bạn chuẩn bị phải chất lượng, hiệu quả nếu không mọi thứ sẽ đổ sông đổ bể.

Do vậy, ALMA là giải pháp cực kỳ hữu hiệu cho nhân viên vận hành, cho nhà máy bởi tất cả những giá trị hữu hình, vô hình mà nó mang lại với việc phân tích của chúng của chúng tôi ở trên.

3. Vậy còn BCM, phần mềm này hỗ trợ cho quá trình thổi muội than. Bạn đang vận hành hệ thống thổi muội của các bạn ra sao nhỉ, hãy cho chúng tôi biết nhé! Tôi đoán là bạn đang vận hành bằng tay hoặc bằng một hệ thống tự động, có thể là PLC để thổi muội theo thời gian đã định sẵn. Nhưng bạn biết không? Điều đấy sẽ không tối ưu đâu bởi, nếu bạn vận hành bằng tay, bạn sẽ luôn phải túc trực để theo dõi lượng xỉ bám trong lò đốt hoặc trong các khu vực cần phải thổi muội như giàn quá nhiệt, giàn tái sấy,… điều này sẽ khiến bạn mệt mỏi và đôi khi là sẽ không chính xác, còn vận hành tự động theo thời gian định sẵn thì sao, nó sẽ xảy ra 2 trường hợp đó là chu kì thổi quá ít hoặc quá nhiều. Khi chu kỳ thổi quá ít, đương nhiên, lượng bụi bám trên các cơ cấu sẽ không được loại bỏ triệt để, ảnh hưởng lớn đến việc trao đổi nhiệt trong lò, gây hỏng hóc các giàn ống, còn việc thổi muội quá nhiều, nó sẽ gây ra việc mòn các giàn ống một cách không mong muốn và gây tổn hao điện năng cung cấp cho hệ thống cũng như lượng hơi, nước nếu hệ thống thổi muội sử dụng chúng để thổi. Và BCM ra đời để giải quyết các vấn đề này cho bạn, phần mềm sẽ tối ưu hóa việc thổi muội theo phương pháp” Đúng lúc đúng chỗ”. Chỉ khi cần phần mềm mới tác động đến cơ cấu thổi và tác động đúng chỗ cần thổi, chẳng hạn như lúc 1h30 chiều, bụi bám đầy giàn ống quá nhiệt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất trao đổi nhiệt, BCM sẽ tác động để thổi muội đúng giàn ống quá nhiệt đến khi hiệu suất đạt là dừng.

Tất cả các phần mềm chúng tôi giới thiệu cho bạn đều không yêu cầu chỉnh sửa thiết bị cơ khí đi kèm, tức là tận dụng tối đa các thiết bị có sẵn tại nhà máy mà không mua thêm hay sửa chữa. Nó tự động khai thác dữ liệu để xác định các điểm đặt cho các giá trị cần điều khiển. Phần mềm tích hợp với hệ thống điều khiển phân tán DCS của nhà máy.

Evertech đã giới thiệu các giải pháp của Iqony đến các nhà máy mà Evertech đang triển khai bán hàng. Những khách hàng mà công ty chúng tôi hướng đến sẽ được trải nghiệm những dịch vụ như: giảm việc điều chỉnh thủ công các hệ thống điều khiển, sự nhất quán, tin cậy trong việc vận hành thiết bị…Các phần mềm tối ưu hóa sử dụng trí tuệ nhân tạo và các kỹ thuật điều khiển hiện đại nhất để xác định các điểm đặt dạng tham số cho các thông số điều khiển của hệ thống cung cấp nhiên liệu và không khí cho lò đốt, hay các điểm đặt dạng thời gian cho hệ thống ALMA và BCM, các điểm đặt này được áp dụng cho việc ra lệnh từ DCS trong cấu hình hệ thống điều khiển vòng kín.

Đối với phần mềm PIT Combustion, sẽ càng hiệu quả nếu như đi kèm 1 hệ thống camera nhiệt theo dõi quá trình cháy trong lò hơi. Đối với thiết bị này, Evertech đã giới thiệu cho quý bạn đọc một sản phẩm là Pro TiR của Vision TiR trong một bài viết khác của công ty.

Giao tiếp dữ liệu 2 chiều giữa máy chủ chứa các phần mềm tối ưu hóa và hệ thống máy chủ DCS của nhà máy được hỗ trợ bởi các mô – đun giao tiếp dữ liệu hỗ trợ giao thức Modbus -TCP. Do đó, DCS và các phần mềm tối ưu hóa có thể chia sẻ dữ liệu vận hành để từ đó xác định độ lệch và điểm đặt cho hệ thống phân phối gió cũng như tốc độ cấp liệu cho lò hơi của PIT nói riêng và các điểm đặt của 2 phần mềm còn lại nói chung. Ví dụ: Điểm đặt tốc độ của hệ thống DCS tới hệ thống phân phối gió là 10m/s, tuy nhiên sau quá trình học tập, PIT Combustion thấy rằng, để tối ưu hiệu suất đốt cháy trong khung giờ đó phải là 12m/s, hệ thống sẽ tự động thực hiện cộng giá trị đặt là 2m/s vào giá trị từ DCS nếu người dùng cho phép để đẩy lệnh xuống hệ thống phân phối gió. Sau đó hệ thống PIT lại tiếp tục phân tích theo những dữ liệu mà các cơ cấu cảm biến báo về xem liệu 2m/s có đạt yêu cầu không và tiếp tục cải thiện con số này, đó chính là trí tuệ nhân tạo và điều khiển vòng kín.Ở đây, giá trị về tốc độ gió cấp chỉ là một thông số trong vô vàn các thông số khác như tốc độ máy cấp hay, tín hiệu hay giá trị đo đạc của các phép đo khí CO,O2,…nhưng bạn có thể tạm hiểu, những giá trị kia cũng được tính toán như vậy.

Ảnh: Giao diện người - máy của các phần mềm tối ưu

Tương tác giữa người vận hành với các phần mềm tối ưu hóa của IQNOY được thực hiện cùng với DCS thông qua giao diện người-máy.

Và, đó là một vài khía cạnh mà Evertech muốn chia sẻ đến quý bạn đọc. Chúng tôi hy vọng quý vị đã có một cái nhìn tổng quan nhất về các giải pháp AI cho nhà máy nhiệt điện mà Evertech đang cung cấp.

Mọi thông tin chi tiết về sản phẩm, quý khách hàng vui lòng liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ VÀ ĐẦU TƯ EVERTECH VIỆT NAM

 Địa Chỉ: Tòa nhà MHDI, số 60 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội

 Phone: 024.8585.2299

 Hotline: 088.604.6088

 Email: sales@evertech.vn

 Website: evertech.vn