Tác giả: Luis Castano, Industrial Accessories Company (IAC)
Đăng trên Global Cement Magazine số tháng 1/2024, Tr.30-32
Người dịch: Nguyễn Thị Kim Lan.
Buồng túi lọc không sản xuất ra xi măng, nhưng chắc chắn chúng lại có khả năng dừng toàn bộ dây chuyền sản xuất. Trong bài viết này, Luis Castano đưa ra các giải pháp mới nhất mà nhân viên vận hành nhà máy xi măng có thể tối ưu hóa hiệu suất buồng túi lọc để giảm thiểu việc bảo trì bảo dưỡng và tránh được việc dừng hoạt động ngoài kế hoạch tốn kém.
Nguyên lý cơ bản của buồng túi lọc là trò chơi trẻ con. Khí nhiễm bẩn đi qua môi trường bộ lọc. Bụi lắng lại trên bộ lọc, còn khí sạch được xả vào khí quyển. Cho đến nay, rất là đơn giản. Nhưng làm thế nào để chúng ta loại bỏ được bụi tích tụ ở bên ngoài vật liệu bộ lọc? Hiệu suất làm sạch ảnh hưởng tới tính sẵn sàng và hiệu suất buồng túi lọc – và do đó là hiệu suất nhà máy nói chung. Trong thực tế lịch sử, các kỹ sư đã đưa ra một loạt các lựa chọn:
Máy lắc: Buồng túi lọc đầu tiên được lắp đặt từ những năm 1930 trở đi đã được làm sạch bằng cách lắc qua lắc lại các túi bộ lọc để loại bỏ bụi. Điều này diễn ra khi một phần buồng túi lọc không hoạt động, làm giảm tính sẵn sàng. Sự có mặt của rất nhiều bộ phận di động cũng đã khiến cho chúng dễ bị hư hỏng về mặt cơ khí và gây hư hại túi lọc. Trong khi công nghệ này đã lỗi thời, hiện vẫn còn các buồng túi lọc kiểu lắc đang hoạt động. Bạn biết bạn là ai!
Dòng khí nghịch đảo: Trở lại những năm 1950, buồng túi lọc đã được làm sạch bằng cách thổi không khí vào hướng đối diện dòng chảy tiêu chuẩn. Sự tiến bộ này đã loại bỏ sự phức tạp của các buồng túi lọc kiểu lắc và mang lại khả năng làm sạch rất nhẹ nhàng. Tuy nhiên, việc làm sạch lại hầu như quá nhẹ nhàng, gần như không hiệu quả có nghĩa là mất rất nhiều thời gian để làm sạch các túi lọc. Như với công nghệ máy lắc, một phần buồng túi lọc sẽ phải ngoại tuyến trong quá trình làm sạch, hạn chế tính sẵn sàng. Công nghệ này hiện đã lỗi thời, nhưng đã có những lựa chọn thêm để nâng cấp lên công nghệ mới nhất.
Xung khí: Đây là công nghệ hiện đại cho làm sạch buồng túi lọc. Các túi lọc riêng biệt được làm sạch nhờ sử dụng các xung khí nén ngắn, cường độ cao, phát đi một sóng xung kích loại bỏ bụi hiệu quả hơn nhiều và có thể làm sạch nhanh chóng và hiệu quả hơn rất nhiều. Điều này có nghĩa rằng buồng túi lọc cũng có thể nhỏ hơn, giảm bớt dấu chân của nó và nhu cầu sửa chữa. Các bộ phận di động duy nhất là lò xo và một màng chắn cao su, nghĩa là độ tin cậy cao. Trên hết, có thể làm sạch riêng các phần cụ thể của túi lọc. Điều này có nghĩa rằng buồng túi lọc – và nhà máy nó hỗ trợ – có thể vận hành liên tục.
Các phát triển gần đây hơn
Tuy nhiên, công nghệ xung khí cũng không có gì mới lạ, đã xuất hiện từ năm 1959 và chỉ được sử dụng rộng rãi kể từ những năm 1970. Trong khi nguyên lý cơ bản đã tồn tại hơn 50 năm, hiện đã có một số phát triển gia tăng thêm hiệu suất buồng túi lọc.
Sợi tổng hợp: Vật liệu túi lọc đầu tiên đã được làm từ vật liệu tự nhiên như bông. Vật liệu này đã không đáp ứng tốt nhu cầu của công nghệ xung khí. Vật liệu tổng hợp bền hơn đáng kể, bao gồm cả polyester, phù hợp hơn rất nhiều và cho thấy tuổi thọ kỳ vọng kéo dài hơn rất nhiều. Thực vậy, chúng cần thiết để công nghệ xung khí trở thành một giải pháp tiếp cận nổi trội. Chúng giành được một ưu thế rất lớn!
Van tốt hơn: Các van xung có màng ngăn kép, bắt đầu xuất hiện vào những năm 1980 cung cấp các xung khí nén mạnh hơn và ngắn hơn, giúp làm sạch nhanh chóng và hiệu quả hơn.
Màng chắn PTFE: Cũng vào những năm 1980, các nhà sản xuất túi lọc đã bắt đầu sử dụng vật liệu lọc bụi nhiều lớp màng chắn PTFE. Điều này có nghĩa rằng màng chắn PTFE trở thành bộ lọc, giúp cải thiện hiệu suất lọc và giải phóng bụi. Ban đầu, chi phí các túi được bọc bằng màng chắn PTFE cao hơn gấp 3-4 lần các túi thông thường không có lớp bọc bảo vệ, nhưng chi phí này đã giảm đi xuống còn 1,3 – 1,5 lần chi phí túi thông thường. Nếu bạn vẫn còn chưa sử dụng các màng chắn PTFE vào năm 2024, thì đây là cách dễ dàng để đạt được hiệu suất tốt hơn cho buồng túi lọc của bạn.
Bộ lọc gấp nếp: Kể từ thập niên 1990 trở đi, bộ lọc gấp nếp đã nâng cao hiệu suất và khả năng làm sạch nhờ tiết diện bề mặt của chúng tăng lên. Các bộ lọc gấp nếp hoạt động rất hiệu quả đối với bột khô nhưng không nên sử dụng cho các quy trình ẩm.
Vượt ra ngoài nền tảng đổi mới
Kể từ những năm thập niên 1990, những cải tiến mới thực tế đã trở nên rất hiếm hoi. Chúng tôi đã đạt được một nền tảng đổi mới. Và do đó cũng có những thách thức mới. Tôi đã dành hơn 30 năm tới tham quan các nhà máy xi măng để khắc phục các vấn đề cho các buồng túi lọc, các hệ thống khí nén, quạt và nhiều thứ khác nữa. Trước đây, thường có một chuyên gia buồng túi lọc – hãy gọi họ là ‘Joe Buồng túi lọc.’ Cá nhân này chịu trách nhiệm đảm bảo các buồng túi lọc hoạt động trơn tru tại một nhà máy nhất định và hiểu rất rõ về chúng. Tuy nhiên, tại một thời điểm nào đó trong vài thập kỷ qua, vị trí này nói chung đã bị loại bỏ, với lý do rằng vai trò này có thể được thực hiện bằng cách bảo trì tổng thể. Đây là một quyết định mà chỉ có tác dụng trong một thời gian ngắn. Buồng túi lọc không còn nhận được sự quan tâm xứng đáng nữa và hầu như thiếu chuyên gia về buồng túi lọc ở cấp độ nhà máy. Điều này gây bất lợi cho việc sử dụng chúng hiệu quả và, cùng với đó, là hiệu suất của nhà máy. Các nhà máy không còn quan tâm tới buồng túi lọc nữa cho đến khi nó bị hỏng. Tôi thường xuyên phải thực hiện các chuyến bay để đi và khắc phục các tình huống phát sinh.
Các phát triển mới nhất
Van Xung thông minh (Smart Pulse Valve): Van Xung Thông Minh IAC mới thay thế lò xo và màng ngăn cao su bằng một chi tiết chuyển động đơn được làm bằng một chất đàn hồi khó bị mài mòn. Thiết kế mới thực hiện theo cách thức tương tự như lò xo và màng ngăn, nhưng, nhờ bỏ đi chi tiết cơ khí yếu nhất ở van, đã nâng cao đáng kể độ tin cậy. IAC dự kiến rằng Van Xung Thông Minh có thể chịu được 10 triệu xung, tương tự với việc được sử dụng 30 giây một lần trong 10 năm. Ngoài ra, Van Xung Thông Minh tạo ra lực đẩy lớn hơn, khác biệt rõ rệt so với van xung phản lực thông thường. Nó tạo ra một tiếng ồn lớn, giống như một buổi hòa nhạc nhạc rock. Bạn có thể nghe thấy sức mạnh!
Trong khi điều đó có thể có vẻ như vậy, điều này sẽ rút ngắn tuổi thọ túi lọc, trường hợp ngược lại là vậy. Tuổi thọ túi lọc phụ thuộc vào tần số xung hơn là áp suất xung. Áp suất xung cao hơn có thể khiến cho Van Xung Thông Minh thực hiện cùng một thao tác làm sạch với ít xung hơn, kéo dài tuổi thọ của túi lọc. Đó là sự thay thế hiện vật. Chỉ thay thế các van và hiệu suất buồng túi lọc của bạn sẽ tăng lên ngay lập tức.
Nhà máy Thông minh IAC (IAC Smart Plant): IAC Smart Plant là một hệ thống giám sát buồng túi lọc hoạt động như một Joe Buồng túi lọc ảo. Nó chỉ ra những vấn đề tiềm ẩn cho đội bảo trì bảo dưỡng hoặc cho giám đốc nhà máy trước khi những vấn đề đó trở thành một thảm họa. Smart Plant bao gồm một loạt các dữ liệu thu được từ các bộ cảm biến bên thứ ba, bao gồm cả: áp suất vi sai, áp lực xung, nhiệt độ, điều kiện van xả, độ rung của quạt, độ rò rỉ, công suất động cơ quạt, các mức phễu và hơn thế nữa. Nhà máy có thể truy cập những thông tin chi tiết mà trước đó không thể truy cập được, nâng cao đáng kể khả năng giám sát thiết bị giữa các nhân viên. Điều này đưa đến sự vận hành nhiều thông tin hơn và hiệu quả hơn.
Tổng mức đầu tư hiện nay là rất thấp nhờ công nghệ hiện đại. Ít hơn 5000 Đô-la, lợi nhuận trên vốn đầu tư sẽ là thời điểm tránh được thảm họa đầu tiên. Nếu hệ thống dừng một kỹ sư lại không lên máy bay để tham gia vào trường hợp khẩn cấp, thì hệ thống đã tự trả tiền cho chính nó.
Kết luận
Buồng túi lọc khiêm tốn đã đi được một chặng đường dài trong 80 năm qua, nhưng hiện đang chiếm được một vị thế bên lề ngày càng tăng trong tâm trí của các nhân viên vận hành nhà máy. Các nhà máy xi măng mong muốn tránh được việc dừng sản xuất lớn nên dành sự quan tâm đầy đủ cho thiết bị thường bị bỏ quên này.
