SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHÍ HÓA

Hệ thống khí hóa là giải pháp công nghệ chủ đạo trong lĩnh vực chuyển hóa nhiên liệu rắn như sinh khối, than hoặc chất thải rắn thành khí tổng hợp (syngas) dùng cho phát điện, đốt lò hoặc hóa tổng hợp. Tuy nhiên, sau một thời gian vận hành liên tục, hệ thống dễ gặp sự cố nghiêm trọng như hỏng bộ cấp nguyên liệu, bộ lọc khí xuống cấp, hay rò rỉ đường dẫn khí, đòi hỏi quy trình sửa chữa hệ thống khí hóa bài bản, chuyên sâu và đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.

1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống khí hóa và vai trò của sửa chữa

Hệ thống khí hóa (gasification systems) hoạt động dựa trên nguyên lý nhiệt phân kết hợp oxy hóa bán phần để chuyển đổi nhiên liệu chứa carbon thành hỗn hợp khí cháy gồm CO, H₂ và CH₄. Hệ thống bao gồm các thành phần chính:

• Buồng phản ứng (gasifier chamber)
• Bộ cấp nguyên liệu (feed unit)
• Hệ thống lọc và làm mát khí (syngas filtration & cooling)
• Đường ống dẫn khí (gas pipe network)
• Thiết bị sử dụng syngas (burner, động cơ, turbine)
• Tủ điều khiển PLC – HMI

1.1 Những hư hỏng thường gặp trong hệ thống khí hóa

Sau một chu kỳ vận hành từ 3000–5000 giờ, hệ thống khí hóa có thể phát sinh các sự cố như:

• Gãy trục vít cấp liệu, kẹt pít-tông thủy lực
• Tắc nghẽn bộ lọc bụi, hấp phụ than hoạt tính mất tác dụng
• Rò rỉ khí do mối hàn đường ống nứt, mặt bích bị ăn mòn
• Lỗi cảm biến đo áp suất, nhiệt độ, lưu lượng
• Nứt gạch chịu lửa buồng phản ứng do sốc nhiệt

Hậu quả:

• Hiệu suất khí hóa giảm từ 70% xuống còn 50–55%
• Tăng tiêu hao nhiên liệu 20–30%
• Nguy cơ cháy nổ do khí tích tụ hoặc thoát ra ngoài
• Dừng hệ thống ngoài kế hoạch, gây tổn thất vận hành lớn

Do đó, việc triển khai sửa chữa hệ thống khí hóa đúng cách là yếu tố then chốt để khôi phục hiệu suất và đảm bảo an toàn.

2. Quy trình sửa chữa hệ thống khí hóa theo nhóm thiết bị

2.1 Sửa bộ cấp nguyên liệu (feed unit repair)

Bộ cấp nguyên liệu là thành phần khởi nguồn, có ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định quá trình khí hóa. Các dạng phổ biến:

• Vít tải trục đơn, trục đôi
• Bộ đẩy thủy lực
• Băng tải trượt (screw + chute)

Triệu chứng hỏng hóc thường gặp:

• Trục vít rung, kẹt vật thể lạ
• Mòn bước vít >20%, làm giảm lưu lượng cấp
• Cảm biến hành trình hỏng → nạp sai thời điểm
• Rò dầu tại cụm xy lanh thủy lực

Thông số cần kiểm tra khi sửa chữa:

Các công việc sửa chữa chính:

• Tháo cụm vít, mài lại bước hoặc thay trục mới
• Thay bạc đạn, căn chỉnh đồng trục (misalignment ≤ 0.2 mm/m)
• Thay cảm biến hành trình, kiểm tra bộ PLC đọc tín hiệu
• Thay gioăng – phớt chống rò hệ thủy lực, kiểm tra nhiệt độ dầu vận hành (≤ 60°C)

2.2 Thay bộ lọc khí tổng (syngas filter replacement)

Hệ thống lọc khí bao gồm:

• Cyclone lọc bụi sơ cấp
• Bộ lọc túi (baghouse filter)
• Bộ hấp phụ than hoạt tính
• Bộ làm mát ống chùm (heat exchanger)

Dấu hiệu cần thay bộ lọc khí tổng:

• Chênh áp qua bộ lọc tăng ≥ 50% so với vận hành tiêu chuẩn
• Tăng lượng bụi sau lọc, làm tắc đường ống syngas
• Khí đầu ra có mùi, xuất hiện VOCs vượt ngưỡng

Thông số kỹ thuật cần ghi nhận:

Các bước thực hiện thay thế:

• Tháo dỡ bộ lọc túi: kiểm tra sợi lọc (polyimide, PTFE…), thay nếu bị rách, giòn
• Thay toàn bộ lõi than hoạt tính: chọn hạt ≥ 4 mm, bề mặt tiếp xúc cao (BET ≥ 800 m²/g)
• Vệ sinh cyclone, kiểm tra van xả tro đáy

Chu kỳ thay thế khuyến nghị: 1000–1500 giờ đối với lọc túi, 600–800 giờ đối với than hoạt tính.

2.3 Xử lý rò rỉ đường dẫn khí (gas pipe leakage fix)

Đường dẫn khí (gas piping) là phần nối liền giữa buồng khí hóa và thiết bị sử dụng syngas như đầu đốt hoặc động cơ. Áp suất vận hành thường trong khoảng 10–30 mbar, song nếu để rò rỉ sẽ gây:

• Hao hụt năng lượng đáng kể
• Nguy cơ cháy nổ khi khí tích tụ trong không gian kín
• Sai lệch áp suất ảnh hưởng toàn hệ thống

Nguyên nhân phổ biến gây rò rỉ:

• Nứt mối hàn do sốc nhiệt hoặc rung động cơ khí
• Mặt bích bị cong, phớt đệm lão hóa (gasket graphite bị vỡ)
• Ăn mòn thành ống do khí acid hoặc hơi ẩm

Quy trình kiểm tra – phát hiện rò rỉ:

Giải pháp xử lý:

• Hàn lại mối nứt bằng que chịu nhiệt (E309/E316L)
• Thay vòng đệm phớt: sử dụng graphite ≥98%, chịu nhiệt 450–600°C
• Thay đoạn ống bị ăn mòn: inox 304 hoặc thép hợp kim A335 P11
• Gắn van một chiều + van chặn để cô lập từng đoạn, thuận tiện sửa chữa

Sau xử lý, cần thử kín toàn hệ thống bằng khí Nitơ ở áp suất gấp 1.5 lần áp suất làm việc trong 10 phút.

2.4 Hiệu chuẩn hệ thống đo lường – điều khiển

Hệ thống điều khiển hệ thống khí hóa thường bao gồm:

• PLC (Siemens S7-1200, Delta DVP, Schneider M221)
• HMI cảm ứng từ 7” đến 10”
• Cảm biến nhiệt độ (type K/S), áp suất (4–20 mA), lưu lượng (Vortex, DP)

Dấu hiệu hệ đo lường sai lệch cần sửa chữa:

• Báo nhiệt độ vùng khí hóa không đúng (ví dụ: 800°C nhưng nhiệt thực tế 950°C)
• Sai số áp suất >10% gây vận hành sai chế độ
• Lưu lượng syngas không khớp với tiêu thụ thực tế

Các công việc hiệu chuẩn:

• Kiểm tra điện trở đầu dò nhiệt độ Pt100 (100 Ohm tại 0°C)
• Sử dụng thiết bị giả lập tín hiệu (loop calibrator) tạo tín hiệu 4–20 mA chuẩn
• Ghi dữ liệu trong 30 phút vận hành liên tục, so sánh với cảm biến hiệu chuẩn độc lập
• Cập nhật lại hệ số offset trong PLC, đặt lại giá trị ngưỡng cảnh báo trên HMI

Hiệu chuẩn tối thiểu mỗi 6 tháng hoặc sau khi thay cảm biến.

3. Các thương hiệu thiết bị hệ thống khí hóa theo phân khúc

3.1 Phân khúc cao cấp – EQTEC (Tây Ban Nha)

• Chuyên cung cấp hệ thống khí hóa RDF, MSW cho quy mô lớn
• Kết cấu dạng modular, tích hợp PLC – SCADA đa tầng
• Đáp ứng tiêu chuẩn EU về khí thải, tích hợp hệ thống điện khí hóa
• Tích hợp sẵn bộ lọc 3 cấp, hệ thống sấy nguyên liệu, bộ thu hồi nhiệt

3.2 Phân khúc trung cấp – Spanner Re² (Đức)

• Dòng sản phẩm HKA 45, HKA 70 chuyên cho sinh khối gỗ
• Vận hành tự động 95%, thiết kế nhỏ gọn cho trang trại – nhà máy vừa
• Thay thế bộ lọc và bảo trì dễ dàng, hỗ trợ kỹ thuật online
• Có chứng nhận ISO 9001, CE, tương thích hệ phát điện Genset

3.3 Phân khúc phổ thông – Shandong Zhongke (Trung Quốc)

• Cung cấp hệ thống khí hóa than củi, vỏ cà phê, trấu
• Thiết kế cơ bản, dễ nâng cấp PLC, lọc khí đơn giản
• Giá thành đầu tư thấp, phù hợp hộ sản xuất nhỏ, nông trại
• Có thể tích hợp cấp liệu tự động và lọc khí sơ cấp tùy chọn

4. Tại sao nên chọn ETEK trong sửa chữa hệ thống khí hóa

4.1 Kinh nghiệm thực tế – triển khai đa quốc gia

ETEK đã thực hiện hơn 120 dự án sửa chữa, cải tạo và nâng cấp hệ thống khí hóa tại Việt Nam và các khu vực như Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi, với các nhóm thiết bị từ 20 kW đến 2 MW.

Khách hàng của ETEK trải dài ở nhiều lĩnh vực:

• Nhà máy sản xuất điện sinh khối
• Cơ sở đốt rác phát điện RDF quy mô vừa
• Nhà máy giấy, sản xuất bao bì
• Trang trại nông nghiệp – lâm nghiệp sử dụng năng lượng từ trấu, mùn cưa

Chúng tôi có khả năng triển khai đúng tiêu chuẩn quốc tế:

• EN 303-5, IEC 61508, ISO 50001
• Quy trình hàn, kiểm tra không phá hủy (NDT), đo áp lực thử kín theo ASME
• Kết nối dữ liệu, lập log vận hành chuẩn giao thức MODBUS TCP/IP

4.2 Dịch vụ sửa chữa hệ thống khí hóa trọn gói – theo mô-đun

Gói kiểm tra – chuẩn đoán – bóc tách lỗi

• Kiểm tra toàn bộ hệ thống: nhiệt độ, áp suất, dòng syngas, dòng nhiên liệu
• Dò rò rỉ đường ống bằng camera nhiệt, sniffer CH₄
• Ghi log dữ liệu trong 72 giờ liên tục để phân tích lỗi lặp lại
• Đánh giá tình trạng các bộ lọc, bơm cấp liệu, điều khiển trung tâm

Gói sửa chữa nhanh tại chỗ (Hotfix)

• Sửa bộ cấp nguyên liệu: thay trục vít, vòng bi, cảm biến hành trình
• Thay bộ lọc khí tổng: cyclone, túi lọc, than hoạt tính, làm mát khí
• Xử lý rò rỉ đường dẫn khí: hàn vá, thay ống, thay mặt bích và gasket
• Sửa lỗi PLC, HMI, thay cảm biến đo sai lệch

Gói cải tiến – nâng cấp song song

• Tích hợp biến tần điều khiển cấp liệu, quạt hút khí
• Mở rộng SCADA giám sát từ xa, kết nối Ethernet công nghiệp
• Thay đổi thiết kế lò, vòi phun gió, hệ hấp phụ 2 cấp
• Thêm bộ làm lạnh khí sơ cấp và buồng giảm áp

ETEK luôn cung cấp hồ sơ nghiệm thu đầy đủ: ảnh trước/sau, biểu đồ nhiệt – áp – lưu lượng, checklist đã hoàn thành, CO/CQ vật tư thay thế.

4.3 Linh kiện có sẵn – bảo hành linh hoạt – hỗ trợ kỹ thuật 24/7

ETEK có sẵn các loại vật tư chuyên dụng cho sửa chữa hệ thống khí hóa:

• Cảm biến nhiệt độ loại K, S dài 600–1000 mm
• PLC Siemens, Delta, màn hình HMI Weintek
• Vít cấp liệu trục 60–110 mm, động cơ 5.5–11 kW
• Gạch chịu lửa ≥1600°C, vữa Alumina chịu ăn mòn khí acid
• Lõi lọc túi, hạt than hoạt tính chất lượng cao
• Van điện từ, van một chiều, mặt bích BS/DIN/ANSI, ống chịu nhiệt

Bảo hành kỹ thuật từ 6–12 tháng, hỗ trợ từ xa qua Zalo, TeamViewer hoặc SCADA.

5. Kết quả sau sửa chữa và giá trị lâu dài

Một quy trình sửa chữa hệ thống khí hóa đúng kỹ thuật và đủ chiều sâu mang lại những kết quả rõ ràng:

Ngoài ra, khách hàng còn nhận được:

• Hướng dẫn bảo trì, tần suất kiểm tra sau sửa
• Cảnh báo sớm qua email, HMI, SCADA khi có rủi ro rò rỉ, tắc lò

Gợi ý nâng cấp để giảm nhân lực và tiết kiệm năng lượng

Sản phẩm và dịch vụ liên quan:

• TƯ VẤN CÁC HỆ THỐNG NHIỆT – NĂNG LƯỢNG
• LẮP ĐẶT HỆ THỐNG KHÍ HÓA
• BẢO TRÌ HỆ THỐNG KHÍ HÓA
• NÂNG CẤP HỆ THỐNG KHÍ HÓA
• SỬA CHỮA HỆ THỐNG KHÍ HÓA
• THỊ TRƯỜNG QUỐC TẾ