Sau 63 năm hoạt động, Viện Nghiên cứu Cơ khí (NARIME) đã khẳng định vai trò tiên phong trong việc phát triển công nghệ năng lượng sạch và bền vững tại Việt Nam, đồng thời góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Những thành tựu nổi bật trong việc nâng cấp hệ thống xử lý khí thải tại các nhà máy điện và nội địa hóa các linh kiện quan trọng cho ngành thủy điện đã mở ra hướng đi mới cho lĩnh vực này.
Contents
Hành Trình Hơn Nửa Thế Kỷ
Viện Nghiên cứu Cơ khí, thành lập năm 1962 và trực thuộc Bộ Công Thương, đã trở thành tổ chức nghiên cứu hàng đầu về cơ khí tự động hóa ở Việt Nam. Trong 63 năm qua, Viện không chỉ tham gia vào nhiều chương trình, dự án trọng điểm quốc gia, mà còn tập trung giải quyết các vấn đề năng lượng, nơi mà cơ khí và tự động hóa đóng vai trò hết sức quan trọng.
Trước đây, nhiều thiết bị thiết yếu đều phải nhập khẩu, kéo theo chi phí cao và thời gian chờ đợi dài. Giờ đây, NARIME đã chứng tỏ khả năng làm chủ công nghệ, không chỉ nâng cao vị thế của ngành cơ khí mà còn góp phần quan trọng vào phát triển năng lượng bền vững.
Bài Toán Kép: Điện Năng và Khí Thải
Nhiệt điện than hiện tại là một trong những nguồn lực chính cung cấp hàng chục tỷ kWh năng lượng mỗi năm. Tuy nhiên, với sản lượng lớn, điều này cũng mang lại nhiều thách thức liên quan đến vấn đề khí thải. Những chất ô nhiễm như bụi mịn, SO₂ và NOₓ nếu không được xử lý có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Nhiều nhà máy đã hoạt động trong nhiều thập kỷ, với hệ thống xử lý khí thải không còn hiệu quả hoặc chưa được đầu tư bài bản, khiến cho khí phát thải không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Trước tình hình này, một nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Vũ Văn Khoa và các cộng sự phát động đề tài “Nâng cấp hệ thống khí thải cho các nhà máy nhiệt điện thuộc EVN.”
Giải Pháp Nâng Cấp Tối Ưu
Dựa trên khảo sát thực tế tại các nhà máy tại Quảng Ninh, nhóm nghiên cứu chỉ ra nguyên nhân dẫn đến hiệu suất xử lý khí thải giảm sút như điện cực thiết bị lọc bụi tĩnh điện (ESP) bị mòn, hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) kém hiệu quả và xúc tác khử NOₓ (SCR) mất hoạt tính.
Giải pháp không phải là thay thế toàn bộ thiết bị, điều này vừa tốn kém vừa tốn thời gian. Thay vào đó, nhóm đã phát triển phương pháp nâng cấp đồng bộ tinh vi. Cụ thể, các điện cực ESP được thiết kế lại với vật liệu cải tiến, cùng với việc điều chỉnh dòng khí để tăng hiệu quả lọc bụi lên tới 99.5 – 99.9%.
Hệ thống FGD cũng được tối ưu hóa, giảm nồng độ SO₂ phát thải xuống dưới 120 mg/Nm³. Đối với NOₓ, nhóm đã thay mới xúc tác nhờ khả năng chịu nhiệt tốt hơn và tăng cường hiệu suất khử lên trên 80%, đưa nồng độ NOₓ xuống dưới 120 mg/Nm³.
Thành Công Đáng Kể
Kết quả thử nghiệm cho thấy các thông số phát thải đều đạt yêu cầu kỹ thuật sau khi nâng cấp. Giải pháp này cho phép thực hiện trên hệ thống hiện tại, giúp tiết kiệm thời gian dừng tổ máy, điều này vô cùng quan trọng vì mỗi giờ dừng có thể gây thiệt hại hàng tỷ đồng. Nhóm nghiên cứu cũng xây dựng quy trình vận hành và bảo dưỡng hệ thống sau cải tạo, giúp các nhà máy duy trì hiệu suất ổn định và giảm thiểu sự cố.
Nội Địa Hóa Màng Đàn Hồi Tự Lựa
Ngoài việc giảm phát thải tại các nhà máy nhiệt điện, lĩnh vực thủy điện cũng đối mặt với thách thức lớn khi phụ thuộc vào các chi tiết nhập khẩu. Một trong những bộ phận quan trọng là màng đàn hồi tự lựa, đóng vai trò trong ổ đỡ chặn của tổ máy phát điện. Màng này giúp phân bổ tải trọng và duy trì sự ổn định của lớp dầu bôi trơn, góp phần ngăn chặn sự cố hỏng hóc có thể gây gián đoạn sản xuất.
Trước đây, màng này hoàn toàn do hãng Alstom (nay thuộc GE) cung cấp với giá thành cao và thời gian nhập khẩu kéo dài. Nhóm nghiên cứu do Thạc sĩ Phan Hữu Thắng và Thạc sĩ Đào Hữu Mạnh đã phát triển thành công màng đàn hồi tự lựa sản xuất trong nước.
Quy Trình Chế Tạo Hiện Đại
Màng đàn hồi được chế tạo từ thép không gỉ austenit SUS 304 với khả năng chống ăn mòn, độ dẻo và độ bền cao. Quy trình sản xuất được thực hiện qua nhiều công đoạn sử dụng máy ép thủy lực để đảm bảo các thông số chế tạo đồng nhất. Đặc biệt, nhóm đã thiết kế bộ gá thử tải để kiểm tra khả năng chịu tải của màng, với kết quả cho thấy độ lún và không có rò rỉ dầu.
Các tấm màng sản xuất bởi Viện đã được lắp đặt tại Nhà máy Thủy điện Sơn La và vận hành ổn định, không gặp sự cố nào. So với sản phẩm nhập khẩu, sản phẩm nội địa không chỉ đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật mà còn tiết kiệm cả thời gian bảo trì và hàng triệu USD ngân sách.
Tổng Kết
Từ việc nâng cấp hệ thống xử lý khí thải đến chế tạo màng đàn hồi tự lựa, Viện Nghiên cứu Cơ khí đã thể hiện được năng lực nghiên cứu và ứng dụng không chỉ trên lý thuyết mà còn trong thực tiễn. Những thành tựu này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần thực hiện mục tiêu phát triển năng lượng bền vững, phù hợp với cam kết về phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050.
Tóm lại
Viện Nghiên cứu Cơ khí đã tạo ra những bước đột phá quan trọng trong lĩnh vực năng lượng tại Việt Nam, khẳng định vai trò của mình trong việc phát triển một tương lai bền vững hơn cho ngành năng lượng.
