Biến điều không thể thành có thể

Với hệ thống lò thế hệ mới, việc cải tạo nâng công suất đã khó, vẫn cần có sự hỗ trợ của các chuyên gia nước ngoài. Thế nhưng, từ xuất phát điểm thấp hơn, VICEM Hoàng Mai đã thiết lập một kỷ lục mới khi thành công trong nghiên cứu và sửa chữa để cải tạo thành công hệ thống lò từ công nghệ thế hệ cũ sang công nghệ thế hệ mới hơn với sự khác biệt hoàn toàn bằng chính sức mạnh nội lực, biến điều không thể thành có thể.

* Đòi hỏi thực tế

Nằm trên địa bàn xã Hoàng Mai, tỉnh Nghệ An, Công ty cổ phần Xi măng VICEM Hoàng Mai là đơn vị thành viên của Tổng công ty Xi măng Việt Nam (VICEM). Sản phẩm mang biểu tượng “con chim Lạc” của VICEM Hoàng Mai đã khẳng định được vị trí của mình trên thị trường nội địa và xuất khẩu sang các nước Lào, Philippines…

Tuy nhiên, Phó giám đốc VICEM Hoàng Mai Lê Trung Kiên cho biết, sau 20 năm đưa vào vận hành, hệ thống lò nung Hoàng Mai đã bộc lộ những vấn đề về thiết bị công nghệ như: hiệu quả cháy của than ở Calciner kém; sụt áp của hệ thống cyclone tháp trao đổi nhiệt lớn, hiệu suất lắng của cylone C1 thấp; hiệu suất thu hồi nhiệt của hệ thống ghi làm lạnh thấp.

Những tồn tại này đã ảnh hưởng rất lớn đến tiêu hao năng lượng, không nâng cao được năng lực sản xuất và khó khăn trong việc sử dụng nhiên liệu có phẩm cấp thấp; khó khăn khi sử dụng rác thải làm nguyên nhiên liệu thay thế, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh tế của doanh nghiệp.

Trong điều kiện hiện nay khi nguồn cung ứng than cám gặp rất nhiều khó khăn, nhà máy cần tiết giảm chi phí, nâng cao năng lực sản xuất, hiệu quả... để tăng năng lực cạnh tranh cũng như đáp ứng yêu cầu về phát thải ra môi trường ngày càng thắt chặt thì việc thực hiện sửa chữa, cải tạo chiều sâu, xử lý “nút thắt” dây chuyền công nghệ được ưu tiên hàng đầu.

Đặc biệt, doanh nghiệp cũng hướng tới việc sử dụng hiệu quả rác thải làm nguyên, nhiên liệu thay thế phù hợp với định hướng của VICEM về công nghệ sản xuất xi măng thế hệ mới theo hướng “Tuần hoàn tự nhiên - Phát thải bằng không” cũng như chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021-2030, định hướng đến năm 2050 của Chính phủ.

Bởi vậy, nhu cầu cải tạo, sửa chữa càng trở nên cấp bách. Chương trình này được VICEM Hoàng Mai dự kiến từ năm 2013. Thế nhưng, bài toán kinh phí cùng thời gian dừng lò dài ngày đã khiến lãnh đạo VICEM cũng như VICEM Hoàng Mai phải cân nhắc.

* Thành công từ nội lực

Trong khoảng thời gian 4 năm qua, một số đơn vị thành viên trong VICEM đã cải tạo hệ thống lò nung thành công đem lại hiệu quả tốt như VICEM Bút Sơn, VICEM Hải Phòng, VICEM Hoàng Thạch. Thành công và kinh nghiệm của các đơn vị trong hệ thống VICEM đã tiếp thêm động lực để VICEM Hoàng Mai quyết định chọn thời điểm triển khai dự án vào năm 2021.

Ông Lê Hữu Hà - Phó Tổng giám đốc VICEM chia sẻ, một điểm đặc biệt là 3 dây chuyền cải tạo trước VICEM đều phải thuê các chuyên gia tư vấn nước ngoài, thậm chí là nhà cung cấp, một số thiết bị chính của nước ngoài. Tuy nhiên, đến dây chuyền của Hoàng Mai thì hoàn toàn phát huy nội lực doanh nghiệp dưới sự hỗ trợ tích cực của Tổng công ty và các đơn vị thành viên trong hệ thống VICEM.

Mặc dù trong kế hoạch là tháng 7/2022 VICEM Hoàng Mai mới đề nghị được cải tạo. Thế nhưng vì điều kiện hoạt động hệ thống thiết bị của VICEM Hoàng Mai rất hạn chế nên nếu làm sớm được ngày nào thì tốt ngày đó. Chính vì vậy, lãnh đạo VICEM và VICEM Hoàng Mai đã quyết định khởi động chương trình 1/3/2022 và đến ca thứ 2 của ngày 26/3 thì kết thúc hoàn toàn quá trình cải tạo Hoàng Mai với tổng thời gian hơn 26 ngày.

Đến thời điểm này, các mục tiêu quan trọng đưa ra đều đạt kỳ vọng. Đầu tiên phải kể đến mục tiêu về năng suất thiết bị đưa từ mức 4.350 tấn clinker/ngày lên 4.500 tấn clinker/ngày. Trên thực tế, hiện dây chuyền hoạt động sau khi chạy nghiệm thu và có báo cáo kết quả thì đã đạt 4.600 tấn clinker/ngày.

Mục tiêu thứ 2 thôi thúc VICEM Hoàng Mai phải nhanh chóng cải tạo “nút thắt” kỹ thuật chính là nhằm tiết giảm tiêu hao nhiệt, điện năng. Lò nung của VICEM Hoàng Mai là lò quay khô, 3 bệ theo công nghệ FCB (Pháp) với năng suất 4.000 tấn clinker/ngày. Thế hệ công nghệ này đã cũ nên tiêu hao nhiệt lớn, mốc đo gần nhất năm 2021 là khoảng 841 kcal/kg clinker và có thời điểm lên tới 860-870 kcal/kg clinker.

Khi cải tạo, doanh nghiệp kỳ vọng đưa con số này về mốc  800 nhưng kết quả thực tế lại đạt 794 kcal/kg clinker. Đây chính là một thành công lớn của VICEM Hoàng Mai. Đặc biệt, hệ thống sau khi cải tạo đã có thể đốt được than cấp thấp - một yếu tố rất quan trọng trong bối cảnh thiếu than và nhập khẩu than tăng nhanh và cao - ông Hà chia sẻ.

Theo thiết kế cũ, VICEM Hoàng Mai đốt than 3C, sau khi cải tạo giai đoạn 1 là than 4A1 và với thành công của lần này thì lò đã sử dụng được 100% là than 4B; tiêu hao điện năng trên 1 tấn clinker trong công đoạn sản xuất là 29,4 kw/tấn clinker; trong khi đó, trước khi cải tạo con số này lên tới 32-33 kw/tấn clinker.

* Làm chủ công nghệ

Hiện VICEM Hoàng Mai là một trong 4 dây chuyền của hệ thống VICEM đã thực hiện quá trình tái cơ cấu mạch kỹ thuật. Cụ thể ở đây là đã tiến hành xử lý các “nút thắt” để gia tăng nhằm khai thác tối đa năng suất của thiết bị, vượt công suất thiết kế khoảng từ 10 đến 15%; đồng thời tiết giảm tiêu hao...

Phó tổng giám đốc VICEM Hoàng Mai Nguyễn Ngọc Tình cho biết, điều khác biệt cũng như thách thức lớn nhất đối với VICEM Hoàng Mai bởi đây là dự án đầu tiên trong hệ thống VICEM không thuê tư vấn, thiết kế, giám sát từ các chuyên gia nước ngoài.

Dự án cải tạo không mua thiết bị từ nước ngoài mà tất cả đều do các kỹ sư trong nước thực hiện với lượng thiết bị được nội địa hoá lên tới 100%. Không chỉ tiết kiệm khoản chi phí nếu phải thuê chuyên gia tư vấn thiết kế, giám sát nước ngoài lên tới cả triệu USD mà dự án còn đạt tiến độ đặt ra rút ngắn 3-5 ngày so với phương án thông thường.

Theo ông Nguyễn Ngọc Tình, dưới sự hỗ trợ của Phòng kỹ thuật Tổng công ty, VICEM Bút Sơn, cộng kiến thức thực tiễn của VICEM Hoàng Mai, các kỹ sư đã đưa ra mô hình thiết kế mô phỏng, sau đó chia 2 giai đoạn thực hiện.

Từ năm 2021, VICEM Hoàng Mai thực hiện giai đoạn 1 là tập trung các công việc đơn giản, nội địa hoá ở Việt Nam, chuyển một phần ghi BMH cũ sang IKN; tăng năng suất và thu hồi bụi sau tháp; tăng làm mát để thu hồi nhiệt. Tháng 3/2021, giai đoạn 1 hoàn thành đã giúp VICEM Hoàng Mai tăng năng suất 100-150 tấn clinker/ngày, tương đương tăng 5-7%; tiêu hao nhiệt giảm 15 kcal/kg clinker so với năm 2020; nhiệt độ khí thải ra khỏi tháp trao đổi nhiệt giảm 25-30 độ so với trước cải tạo; hiệu suất thu hồi nhiệt ghi làm lạnh đạt 70,5%.

Bước ngoặt đối với VICEM Hoàng Mai chính là giai đoạn 2, tập trung cải tạo Calciner, tháp trao đổi nhiệt, vị trí lấy nhiệt gió 2, 3… Đây là giai đoạn thực hiện cải tạo chuyên sâu, bảo dưỡng, bảo trì, thay thế thiết bị công nghệ từ khai thác đá vôi đến vận chuyển clinker lên si lô, sấy lò…

Các kỹ sư của VICEM phải chủ động rà soát, đánh giá toàn bộ, lên sơ đồ tính toán tổng thể rồi cụ thể từng chi tiết nhỏ, từ bu lông, ốc vít… Nhóm nghiên cứu phải tính toán, chia thành từng nhóm theo phần việc cụ thể để làm, từ cơ khí, động lực học, công nghệ đến công trình...  rồi khớp nối với nhau, tạo thành hệ thống nhịp nhàng.

Thiết kế cơ khí và thiết kế công nghệ đều do VICEM Hoàng Mai tự làm. Việc cải tạo thay đổi hoàn toàn thông số, công nghệ, đòi hỏi kiểm soát thông số sau cải tạo, VICEM Hoàng Mai tự thiết kế và hiện tính toán trên toàn hệ thống đã đáp ứng tốt.

Việc tự thực hiện sửa chữa, cải tạo thực hiện trong thời điểm dịch COVID-19 đang diễn biến phức tạp, giá nguyên nhiên liệu có xu hướng ngày càng tăng. Nếu thuê chuyên gia nước ngoài sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tiến độ sửa chữa, chi phí thực hiện.

Thông thường, chi phí thuê chuyên gia tư vấn đối với các dự án tương tự tại Việt Nam khoảng trên dưới 20 tỷ đồng mà vẫn phải phụ thuộc hoàn toàn vào công nghệ nước ngoài. Bởi vậy, toàn bộ vật tư, thiết bị cho sửa chữa, cải tạo chiều sâu, xử lý nút thắt tại nhà máy đã được các đơn vị trong nước gia công, chế tạo và lắp đặt 100%.

Nhờ đó, doanh nghiệp tiết giảm chi phí thực hiện, đẩy nhanh tiến độ trong điều kiện nhập khẩu thiết bị nước ngoài khó khăn, mất nhiều thời gian do dịch bệnh. Đồng thời, đánh dấu việc vươn lên làm chủ công nghệ của VICEM Hoàng Mai.

Thành công trong dự án cải tạo ở VICEM Hoàng Mai mở ra bước ngoặt mới cho VICEM nói chung và VICEM Hoàng Mai trong kiểm soát thiết bị công nghệ; tự thay thế thiết bị và công nghệ; không phụ thuộc nước ngoài; giúp tăng năng suất lò nung; giảm tiêu hao nhiệt điện và giảm phát thải; sử dụng hiệu quả các nhiên liệu thay thế, đặc biệt là rác thải công nghiệp.

VICEM Hoàng Mai dự kiến, thời gian tới sẽ sử dụng từ 10 đến 30% rác thải làm nhiên liệu thay thế, phấn đấu trong tương lai sẽ sử dụng trên 50% nhiên liệu thay thế cho sản xuất clinker; giảm phát thải bụi, phát thải khí NOx, giảm tỷ lệ sử dụng nhiên liệu hóa thạch, tài nguyên không tái tạo trên một tấn sản phẩm./.