PT SEMEN CIBINONG TBK Lớp lót chịu lửa lò nung sử dụng gạch chịu lửa không crôm chất lượng tốt hơn nhằm giảm thiểu số lần ngừng lò TÓM TẮT GIẢI PHÁP PT Semen Cibinong Tbk là một trong những nhà sản xuất xi măng lớn nhất tại Indonesia với công suất sản xuất hàng năm là 5.700.000 tấn, và chuyên cung cấp cho thị trường nội địa và xuất khẩu. Quy trình xử lý xi măng diễn ra trong lò nung phản ứng được lót bằng một lớp gạch chịu lửa. Chức năng của lớp lót chịu lửa là bảo vệ thành lò nung khỏi bị quá nhiệt, bị hóa chất tấn công và ăn mòn. Các dữ liệu cho thấy công ty đã thực hiện sửa áo chịu lửa của lò nung 3 đến 4 lần trong năm 2003. Mỗi lần sửa phải cho lò ngừng hoạt động và để bắt đầu sản xuất lại thì cần rất nhiều lượng dầu diesel công nghiệp (IDO) để đốt nóng lò. Nhằm giảm số lần ngừng lò và như vậy là có thể tăng cường tiết kiệm năng lượng cho lò nung, Đội đã đề xuất cải thiện chất lượng lớp lót chịu lửa. Có thể thực hiện được bằng cách thay thế một loại gạch chịu lửa không chứa crôm chất lượng tốt hơn và bằng cách áp dụng một quy trình lót lò tiên tiến hơn. Từ khi giải pháp này được thực hiện, không còn phải ngừng lò do vấn đề gạch lót. Tiết kiệm IDO là 253.830 lít trên năm, giúp hàng năm tiết kiệm được 482.277.000 Rupi (= 52.421 USD, trong đó 1 USD = 9.000 Rupi). Chi phí đầu tư bao gồm đào tạo nhân viên về quy trình lót lò mới. Chi phí vận hành tính đến giá cả cao hơn cho loại gạch không crôm nhưng số liệu vẫn chưa được tiết lộ. Tuy nhiên, giá thành cao hơn của gạch chỉ là rất nhỏ so với tiết kiệm IDO và phần thêm doanh thu nhờ sản xuất tăng clinker. Vì vậy thời gian hoàn vốn gần như là ngay lập tức. Giảm thiểu khí nhà kính là 680 tấn CO2 một năm. TỪ KHÓA Indonesia, Xi măng, Lò & Vật liệu chịu lửa, Lò nung, Lớp lót chịu lửa, Gạch chịu lửa QUAN SÁT Quy trình xử lý xi măng diễn ra trong lò nung phản ứng được lót bằng vật liệu/gạch chịu lửa. Chức năng của lớp lót chịu lửa là bảo vệ thành lò nung khỏi bị quá nhiệt, bị hóa chất tấn công và ăn mòn cơ học. Nó còn có tác dụng cách nhiệt để tránh cho lò nung bị thất thoát nhiệt. Hồ sơ lưu tại công ty về sửa áo lò/thay thế gạch (xem Bảng 1) cho thấy rất nhiều mét lót lò được thay thế mỗi năm. Theo số liệu, sửa lớp lót gạch chịu lửa được thực hiện 3-4 lần một năm tại các lò nung khác nhau và ít nhất là một năm một lần tại lò nung NR#4. Hậu quả của hiện tượng hư hại lớp lót lò và việc thường xuyên thay thế gạch lót là: Giảm hiệu suất nhiệt khi lớp lót bị hư hại và do đó gây thất thoát năng lượng Mỗi lần sửa/thay thế lớp lót, lò nung phải ngừng hoạt động và cần rất nhiều dầu diesel (IDO) để bắt đầu vận hành lại lò nung. 1
Mất thời gian sản xuất do ngừng lò dẫn đến sản xuất clinker ít hơn. Cần nhiều tiếng đồng hồ để nhân viên bảo dưỡng sửa chữa/thay thế lớp lót lò. Nguyên nhân có thể là do: Chất lượng gạch kém Kỹ thuật lót gạch kém Những vấn đề về hóa và cơ học trong lò nung Bảng 1: Sửa chữa lớp lót chịu lửa và số mét gạch đã thay thế Ngày Số mét gạch thay thế (tháng/năm) từ đến tổng Ngày Số mét gạch thay thế (tháng/năm) từ đến tổng 3/1999 8 12 4 2/2002 5 6 1 4/1999 1 38 37 4/2002 26 31 5 3/2000 1 54 53 1 44 43 11/2002 6/2000 1 4 3 53 67 14 7/2000 34 35 1 2/2003 1 3 2 8/2000 1 10 9 3/2003 1 2 1 12/2000 1 68 67 3/2003 12 22 10 3/2001 3 4 1 4/2003 1 3 2 6/2001 1 7 6 6/2003 28 31 3 10/2001 68 70 2 7/2003 31 42 11 11/2001 1 44 43 66 83 17 GIẢI PHÁP Đội đã tiến hành các giải pháp sau để nâng cao hiệu suất nhiệt bằng cách cải thiện chất lượng lớp lót: Thay thế vật liệu bằng loại gạch chất lượng cao hơn, cụ thể là gạch Manhêzit-crôm được thay bằng gạch Manhêzit-spinel. Nâng cao chất lượng kỹ thuật lót lò, đây là nhân tố chính để tuổi thọ lớp lót chịu lửa được lâu dài. Giới thiệu quy trình lót lò mới và nhân viên được chuyên gia từ Holcim đào tạo về các kỹ thuật lót vật liệu chịu lửa cho lò nung. Khoanh vùng vật liệu chịu lửa chính xác bằng cách quan sát lớp lót khi lò nung đang hoạt động 2
Hình 1: Khoanh vùng loại gạch chịu lửa Gạch Manhêzit-spinel có độ nhôm cao Gạch Manhêzit-spinel có độ nhôm cao Gạch bằng đất sét nung đặc biệt trọng lượng nhẹ. Một cố vấn viên về vật liệu chịu lửa độc lập đã rà soát các thông số nhà máy hiện có về loại gạch và vật liệu đúc sử dụng tại mỗi vùng (xem hình 1), và thiết lập một quy trình lắp đặt đã được thông qua về sửa chữa/sửa áo lò và làm lớp lót mới cho lò nung. Là một phần trong phân tích khả thi, các thông tin sau đã được tập hợp về gạch sử dụng lót lò nung: Các loại gạch khác nhau công ty đã sử dụng: Spinel, Ankral Ze; Basic, Perilex 80; Hi- Alumina, Kronex 70; Spinel, Almag 85; Basic Ankral S6; Maxial 310-422; Resistal 50z; Spinel, MSN 80. Loại vật liệu đúc: Gun Cast 1300; Gun Sic 40; Hi Cast Extra Hi-Cast; Kergun, C-28; Monrox SIC 60; Phlox 1560 SR Vật liệu chịu lửa trong vùng quá độ thường phải chịu nhiệt cao hơn so với trong vùng thiêu kết. Chính vì vậy, vùng này thường được lót bằng gạch Manhêzit-spinel (dựa trên thiêu kết manhê tổng hợp) vì gạch Manhêzit-crôm có đặc tính nhiệt thấp hơn và ảnh hưởng đến môi trường nhiều hơn. Gạch sử dụng như Vật liệu chịu lửa Vùng Thiêu kết phải có khả năng chống lại hóa chất tấn công cao: Gạch Manhêzit-spinel; gạch Dolomite Khi lựa chọn gạch manhêzit-spinel, nên lựa chọn loại có chất lượng đặc biệt sản xuất ra để nâng cao độ dính áo lò (dựa trên thiêu kết manhê tự nhiên) Gạch Dolomite có khả năng kết dính tốt nhất nhưng chỉ được dùng giới hạn trong vùng tạo áo lò vĩnh viễn. Giá thành của gạch dolomite chỉ xấp xỉ bằng 60% giá thành của gạch manhê KẾT QUẢ Từ khi thực hiện giải pháp này, không còn phải ngừng lò vì vấn đề gạch do loại gạch mới có tuổi thọ dài hơn. Lợi ích về Kinh tế Đầu tư: chi phí tiến hành chương trình đào tạo nhân viên về quy trình lót lò mới nhưng chi phí này vẫn chưa được tính Chi phí vận hành hàng năm: chi phí này vẫn chưa được tiết lộ nhưng được coi là thấp vì chi phí vật liệu chịu lửa trên một tấn clinker sản xuất ra không đáng kể so với chi phí năng lượng. Chi phí năng lượng giảm thiểu mỗi năm cao hơn nhiều lần so với chi phí thêm vào để mua gạch chất lượng cao hơn. Tiết kiệm chi phí hàng năm: 3
Giảm IDO: 482.277.000 (= 52.421 USD, trong đó 1 USD = 9.000 Rupi) (253.830 lít IDO X 1900 Rupi/lít) Sản xuất clinker tăng: thu nhập từ 126.752 tấn clinker sản xuất thêm Thời gian hoàn vốn: gần như ngay lập tức Lợi ích về Môi trường Tiết kiệm IDO (dầu công nghiệp) hàng năm: 253.830 lít, được tính như sau: Lượng tiêu thụ IDO trung bình để làm nóng lò nung là 63.457,5 lít Mỗi năm ngừng lò 4 lần do gạch bị hư hại Tiết kiệm IDO là 4 X 63.457,5 lít = 253.830 lít/năm (=253,83 kilolít/năm) Giảm thiểu phát thải GHG hàng năm: 680 tấn CO 2 (253.830 kilolít IDO X 2,68 tấn CO 2 /kilolít). Chú ý: yếu tố phát thải được lấy từ Chỉ báo Khí Nhà kính www.uneptie.org/energy/tools/ghgin/ 4
Các lợi ích khác Nhân viên bảo dưỡng cần thời gian ít hơn để sửa chữa và thay thế lớp lót bằng gạch. Thời gian cần để sửa chữa phụ thuộc vào lượng gạch hư hại. Cần bốn ngày để ngừng lò. Sản xuất clinker của NR#4 tăng. Công suất = 7.922 tấn clinker/ngày Mỗi năm có bốn lần ngừng lò Sản xuất clinker tăng mỗi năm = 4 X 4 ngày X 7.922 tấn/ngày = 126.752 tấn Tình trạng sức khỏe của công nhân và cộng đồng kế bên khu vực nhà máy được nâng cao hơn vì gạch crôm đã được thay thế bằng gạch không chứa crôm. ĐỂ BIẾT THÊM THÔNG TIN Đầu mối quốc gia GERIAP cho Indonesia Tiến sĩ. Ir. Tusy A. Adibroto MSi hoặc Widiatmini Sih Winanti BPPT - Jl. MH Thamrin 8 Tầng 20 Tòa nhà BPPT II Jakarta, Indonesia ĐT: + 62 21 316 9758/68 Fax: + 62 21 316 9760 E-mail: tusyaa@ceo.bppt.go.id, widiatmini@yahoo.com Công ty GERIAP tại Indonesia Lilik Rendra Giám sát viên Môi trường PT. Semen Cibinong, Bogor, Indonesia ĐT: +62 (21) 8231260 E-mail: lilik.rendra@semen-cibinong.com Khuyến cáo Nghiên cứu điển hình này được thực hiện là một phần của dự án Giảm Phát Thải Khí Nhà Kính từ Hoạt Động Công Nghiệp ở Khu vực Châu Á và Thái Bình Dương (GERIAP). Mặc dù đă cố gắng nhiều để đảm bảo nội dung của báo cáo này là chính xác, UNEP không có trách nhiệm về tính chính xác hay hoàn thiện của nội dung và sẽ không chịu trách nhiệm về bất kỳ mất mát hay thiệt hại mà có thể liên quan trực tiếp hay gián tiếp cho việc sử dụng hay dựa vào nội dung của báo cáo này gây ra. UNEP, 2006. 5