Nâng cao công suất lò quay tại nhà máy Vicem Hải Phòng bằng cách cải tạo quạt ID

Nâng cao sản lượng clinker, tối ưu hóa sản xuất trong điều kiện chỉ có một dây chuyền sản xuất là những yêu cầu cấp thiết đối với đội ngũ kỹ thuật sản xuất của Công ty Xi măng Vicem Hải Phòng.
Từ năm 2014, gia tăng sản lượng và tối ưu hóa sản xuất là hai sáng kiến chiến lược quan trọng được đặt ra trong chiến lược phát triển chung của Vicem Hải Phòng. Trong năm 2015, Công ty đã tiến hành chuẩn đoán toàn diện và chỉ ra những nút thắt quan trọng trong dây chuyền sản xuất clinker cần khắc phục, đó là:

- Hiệu suất thu hồi nhiệt ghi làm nguội chưa cao.
- Quạt ID không đáp ứng được sức hút, đặc biệt khi hệ thống lò có những thay đổi về nguyên, nhiên liệu.
- Tỉ lệ gió giả cao hơn chuẩn thiết kế.
- Các cân than mịn có sai số vượt giới hạn.

Từ những chẩn đoán trên, việc cải tạo quạt ID là một phần trong chuỗi các công việc cần làm để tối ưu hóa vận hành lò nung tại Vicem Hải Phòng trong đợt sửa chữa lớn vào tháng1/2016. Vấn đề đặt ra là phải lựa chọn được giải pháp tối ưu nhằm đảm bảo mức chi phí đầu tư thấp nhất. Sau khi nghiên cứu và được sự chấp nhận của ban lãnh đạo Công ty, đội ngũ kỹ thuật của Vicem Hải Phòng đã tập trung vào giải pháp tận dụng vật tư tồn kho và thay đổi tham số biến tần để nâng tần số và công suất vận hành quạt. Bài viết này sẽ trình bày tổng quát quá trình thực hiện cải tạo và kết quả đạt được sau khi hoàn thành việc cải tạo quạt ID.

1. Thực trạng hoạt động quạt ID qua 10 năm hoạt động

Kể từ khi được chuyên gia lắp đặt chạy thử vào cuối năm 2005 đến trước thời điểm thực hiện cải tạo, quạt ID thường vận hành ở chế độ tiêu hao công suất thấp hơn nhiều so với định mức thiết kế. Khi chạy quạt ở tốc độ định mức n = 100% (n = 995 v/ph) và năng suất lò đạt 3300 tấn/ngày, thì động cơ và biến tần quạt vận hành với hiệu suất như sau:

+ Động cơ:

- P thiết kế = 1600KW và P thực tế = ~960 KW ÷ 1000 KW → Thực tế đạt 70% giá trị định mức;
- I thiết kế 1631A và I thực tế = ~1250 A → Thực tế đạt 70% giá trị định mức;
- Nhiệt độ cuộn dây < 100oC (Cấp bảo vệ động cơ cấp F);
- Nhiệt độ ổ đỡ vòng bi < 55oC.

+ Biến tần:

- P thiết kế = 2x1028KVA (~2048KVA) và P thực tế = ~ 960 KW ÷ 1000 KW → Thực tế đạt 60% định mức;
- I thiết kế = 2x900A (~1800A) và I thực tế = ~1200A → Thực tế đạt 70% giá trị định mức;
- F thiết kế = 2÷200Hz và F thực tế = 50Hz → Đáp ứng yêu cầu điều chỉnh tần số.

Khi được FLSmidth cung cấp lần đầu (giai đoạn lắp đặt ban đầu của nhà máy), cánh quạt và trục quạt ID không đồng bộ. Sau một thời gian vận hành, quạt ID thường vận hành ở chế độ tiêu hao công suất thấp hơn nhiều so với định mức thiết kế, Công ty đã có văn bản yêu cầu FLSmidth xem xét giải quyết và đến đầu năm 2006, Công ty đã được FLSmidth cấp bù trục quạt ID kèm theo cánh quạt được tăng cứng để đáp ứng công suất cao hơn.