Tiếng Việt
Xử lý nước thải và nước thải là một quá trình tiêu tốn nhiều năng lượng, đặt ra thách thức cho các công ty cấp nước đang tìm cách đạt được mục tiêu không có ròng.
Nước Melbourne Nhà máy xử lý phía Đông (ETP) xử lý gần một nửa lượng nước thải của Melbourne, trung bình 330 triệu lít mỗi ngày. Tọa lạc tại vùng ngoại ô Bangholme của Melbourne, cách trung tâm thành phố khoảng 29 dặm về phía đông nam, khu vực rộng 1.000 ha đã được nâng cấp vào năm 2012 để xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cấp ba tiên tiến, sản xuất nước tái chế loại A.
Bắn cho số không
Kể từ khi mở cửa vào năm 1975, ETP luôn tạo ra năng lượng từ khí thải và cơ sở này có bảy máy phát điện có khả năng chạy hoàn toàn bằng khí sinh học – được tạo ra thông qua quá trình phân hủy kỵ khí của bùn trong giai đoạn xử lý nước đầu tiên và thứ hai.
Vào năm 2020, Melbourne Water bắt đầu dự án với Liên doanh John Holland-KBR để nâng cấp hệ thống xử lý khí sinh học tại Nhà máy xử lý phía Đông nhằm làm cho nó hiệu quả hơn, linh hoạt hơn và phù hợp với tương lai hơn. Dự án nhằm mục đích mở rộng công suất, ngăn chặn sự ăn mòn và lắng đọng, đồng thời kéo dài tuổi thọ hoạt động của thiết bị – với các yêu cầu cụ thể để loại bỏ các giọt chất lỏng và độ ẩm cũng như giảm thiểu kích thước và chi phí của bất kỳ hệ thống làm mát cần thiết nào.
Việc vận chuyển và xử lý nước thải chịu trách nhiệm cho khoảng 85% tổng lượng phát thải khí nhà kính (GHG) của Melbourne Water, do đó việc đóng góp vào cam kết không thực hiện cam kết của công ty là mục tiêu chính của dự án. Nick Fung, Giám đốc Dự án Cấp cao của Melbourne Water cho biết: “Tuy nhiên, với các tài sản hiện có sắp hết thời hạn sử dụng, việc đảm bảo rằng tài sản mới có thể phục vụ tăng trưởng sản xuất trong tương lai và nâng cấp nhà máy cũng là điều cần thiết”.
Mục tiêu tiếp theo là tăng độ tin cậy cho nhóm vận hành tại chỗ và cải thiện độ an toàn trong cả quá trình vận hành và bảo trì.
Lựa chọn giải pháp tiết kiệm năng lượng
Khí sinh học chứa hydro sunfua (H2S) khí, ngưng tụ thành chất lỏng có tính ăn mòn cao. Do đó, việc trang bị một hệ thống để loại bỏ phần lớn độ ẩm khỏi khí là điều cần thiết để giảm thiểu mức độ ăn mòn và xuống cấp của các máy phát điện trong nhà máy điện, đồng thời hạn chế thời gian ngừng hoạt động và giảm nhu cầu nhập điện từ lưới điện.
Bộ trao đổi nhiệt HRS là một trong 5 công ty được mời tham gia đấu thầu thiết bị hút ẩm tại dự án. Hệ thống hút ẩm khí sinh học HRS (BDS) loại bỏ nước khỏi khí sinh học, bảo vệ các động cơ và máy phát điện kết hợp nhiệt và điện (CHP) khỏi bị ăn mòn và xâm thực. Theo HRS, nó ngưng tụ hơn 90% lượng nước có trong khí sinh học bằng cách giảm nhiệt độ để tạo ra khí sạch. Việc bổ sung công nghệ tái tạo nhiệt có nghĩa là khí sinh học lạnh được tạo ra có thể được sử dụng để làm mát trước khí sinh học ấm hơn đi vào. Điều này làm giảm tải cho bộ trao đổi nhiệt làm mát cuối cùng và tiết kiệm năng lượng quý giá.
BDS cung cấp cho dự án có sức chứa tối đa 4161 m3/h (4710 kg/h), trong khi việc đưa vào bộ phận thu hồi năng lượng sau đó sẽ giảm tải máy làm lạnh cuối cùng xuống 30%. BDS này bao gồm hai bộ trao đổi nhiệt, bộ phận tái sinh và bộ làm mát cuối cùng, được cung cấp trên hai tấm trượt. Một thanh trượt — nằm trong khu vực nguy hiểm — chứa bộ trao đổi nhiệt, bình loại bỏ nước ngưng tụ, đường thoát nước ngưng tụ và tất cả các thiết bị đo được xếp hạng IECEx có liên quan. Khung trượt thứ hai chứa bể đệm, máy bơm glycol dự phòng và làm nhiệm vụ cũng như tất cả các van và dụng cụ điều khiển quy trình dòng glycol có liên quan.
HRS cũng cung cấp thêm một máy làm lạnh và mô tả chi tiết về điều khiển quy trình, cho phép các kỹ sư liên doanh cung cấp hệ thống điều khiển và tự động hóa tổng thể cho khách hàng.
Khắc phục các thông số thiết kế phức tạp
BDS cần đáp ứng các yêu cầu của hai giai đoạn vận hành khác nhau, mỗi giai đoạn có bốn yêu cầu về nhiệm vụ. Điều này có nghĩa là cần phải có một quy trình thiết kế nhiệt phức tạp để đảm bảo rằng thiết bị được cung cấp có thể đáp ứng tất cả tám kịch bản thiết kế tiềm năng.
Ella Taghavi, Giám đốc Dự án và Trưởng nhóm Kỹ thuật tại HRS Heat Exchanges, giải thích: “Việc thiết kế BDS cho dự án Nước Melbourne đặt ra một thách thức đáng kể vì nó cần đáp ứng cả nhu cầu hiện tại và tương lai, với hai điều kiện rất khác nhau trong mỗi giai đoạn.
“Giai đoạn 1 hiện tại sử dụng khí sinh học được cung cấp bởi máy nén và bộ làm mát sau với áp suất trung bình 66 kPa. Trong kịch bản thứ hai (tương lai), khí được cung cấp sau một số xử lý bổ sung ở áp suất trung bình 5 kPa và sau đó được cung cấp cho máy nén. Do đó, chúng tôi phải đối mặt với hai điều kiện đầu vào rất khác nhau.
“Việc bổ sung khả năng tái tạo nhiệt đã làm tăng thêm độ phức tạp về mặt thiết kế. Tuy nhiên, nhờ công nghệ tiên tiến của chúng tôi, không chỉ chi phí vốn giảm khi có thể chỉ định máy làm lạnh nhỏ hơn mà khả năng tái tạo cũng giúp giảm chi phí vận hành liên tục.”
Một kết quả hiệu quả
Kể từ khi được trao hợp đồng vào tháng 7 năm 2021, HRS chỉ mất chưa đầy 12 tháng để lắp đặt BDS riêng tại chỗ và hoàn thành vận hành thử vào tháng 6 năm 2022.
Nhóm John Holland-KBR lưu ý rằng trong số năm giải pháp được đấu thầu, công nghệ của HRS BDS nổi bật, bao gồm cả hỗ trợ kỹ thuật tuyệt vời mà nó cung cấp để giúp phát triển dự án hơn nữa với Melbourne Water.
“Kinh nghiệm của chúng tôi trong quản lý dự án, xây dựng và hậu cần đã giúp chúng tôi vượt qua những thách thức thiết kế ban đầu và đáp ứng những thay đổi cần thiết trong quá trình thiết kế và xây dựng. Kết quả là chúng tôi có thể cung cấp một sản phẩm chất lượng cao, hoạt động đúng tiêu chuẩn kể từ khi lắp đặt,” Taghavi cho biết.
Dự án nâng cấp đã cải thiện chất lượng cung cấp khí sinh học cho nhà máy điện tại ETP, mang lại sự tự tin hơn về khả năng cung cấp hơn 36.000 MWh (khoảng 130 TJ) năng lượng nhiệt cho quá trình gia nhiệt. Điều này có nghĩa là giảm sự phụ thuộc vào khí đốt tự nhiên, cắt giảm lượng khí thải và khiến hoạt động trở nên tự cung tự cấp hơn.
Website: https://yeastera.com
Fanpage: https://www.facebook.com/yeastera/