Sản phẩm đề tài xuất phát từ yêu cầu thực tiễn
Hiện nay, hệ thống trao đổi nhiệt đang được sử dụng phổ biến trong ngành xi măng, nhiệt điện, hóa chất, giấy, dệt may... Trong quá trình hoạt động, các đường ống của hệ thống bị cặn bám lấp đầy, cần được bảo dưỡng và làm sạch. Doanh nghiệp trong nước thường áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để làm sạch lòng ống, chủ yếu là dùng thiết bị, nguyên liệu nhập ngoại.
Tuy nhiên, ngoài việc giá thành cao khiến chi phí sản xuất gia tăng còn bộc lộ hạn chế như hiệu quả làm sạch không cao, thiếu an toàn, quy trình sử dụng phức tạp. Với phương pháp làm sạch bằng hoá chất chỉ phù hợp với các hệ thống nhỏ, đối với hệ thống lớn chi phí rất cao, mất thời gian và không an toàn bởi tác dụng phụ của hóa chất lên thiết bị.
Từ thực tế đó, đề tài “Thiết kế, chế tạo thiết bị đầu quay không lõi làm sạch cáu cặn lòng ống bằng nước áp lực cao” ra đời từ phòng thí nghiệm của Narime. Từ kết quả ban đầu, nhóm tác giả đã đi sâu nghiên cứu, cải tiến mở rộng khả năng kỹ thuật, tăng cường ứng dụng của thiết bị vệ sinh lòng ống bằng áp lực vào thực tiễn và đã đạt được những kết quả ngoài mong đợi.
Kết quả chạy thực nghiệm được thực hiện tại Xí nghiệp a xít - Công ty CP Supe Phốt phát Hóa chất Lâm Thao cho thấy việc thiết kế và chế tạo thiết bị đầu quay không lõi mà đề tài đặt ra rất khả quan cho việc khảo nghiệm thực tế. Sau khi khảo nghiệm đã cho kết quả: Lòng ống được đánh sạch không gây rạn nứt hay biến dạng; Năng suất làm sạch đạt 35 m/h. Đối với điều kiện cụ thể của hiện trường thì năng suất làm sạch của đầu quay cao hơn gấp 3 lần so với đăng ký. Năng suất làm sạch tại hiện trường cao hơn 7 lần so với các phương pháp vệ sinh trước đây.
Tính độc đáo của thiết bị
Thiết bị đầu quay không lõi là sản phẩm công nghệ lần đầu tiên được nghiên cứu thiết kế và chế tạo tại Việt Nam. Sản phẩm có kiểu dáng mới, không trùng lặp với sản phẩm thiết bị tương tự nào trên thế giới. Với nguyên lý hoạt động là dùng nước, khí áp lực cao kết hợp các chuyển động quay, cánh búa văng ly tâm có tính tự lựa hướng tâm, khả năng làm việc không phụ thuộc vào chiều dài lòng ống, làm sạch mọi dạng cặn bám kể cả cặn làm tắc ống.
Khả năng thao tác ở mọi tư thế thẳng đứng, nghiêng hoặc nằm ngang. Đầu quay không lõi có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, độc đáo dễ sử dụng, linh hoạt trong lòng ống, đảm bảo an toàn trong sử dụng, hiệu quả trong việc vệ sinh các hệ thống trao đổi nhiệt… Việc cải tiến đã cho ra sản phẩm có thể vệ sinh cả ống tắc nhờ đầu quay khoan phá cặn phối hợp.
Thiết bị có thể phối hợp với hóa chất theo quy trình cụ thể làm tăng tính hiệu quả cũng như giải quyết được những khó khăn riêng khi làm sạch lòng ống. Đặc biệt, không gây hại cho công trình, giảm ô nhiễm cho môi trường và làm việc được trong những môi trường cặn hóa chất khác nhau. Sản phẩm đáp ứng yêu cầu đặt ra trong việc làm sạch cáu cặn lòng ống trao đổi nhiệt từ Ø36 - Ø 50. Năng suất có thể đạt tới 1m2/ph trong những điều kiện cụ thể.
Kết quả khảo nghiệm của sản phẩm đề tài được đơn vị ứng dụng đánh giá cao và đặt vấn đề hợp tác cho việc vệ sinh định kỳ trong thời gian tới giúp đơn vị chủ động, nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm giá thành trong công tác vệ sinh. Đặc biệt, chi phí chế tạo thiết bị thấp vì cấu tạo thiết bị đơn giản, vật liệu khá phổ biến, nguồn áp lực dùng chung và tuổi thọ nguồn áp lực không phụ thuộc vào môi trường làm việc.
Phát triển kết quả nghiên cứu để ứng dụng rộng rãi
Kết quả thực nghiệm đã cho thấy tính hiệu quả của phương pháp này dựa trên những đặc tính cơ bản như: Tính chất liên kết của cặn khác với tổ chức mạng tinh thể của ống; tác động cơ học của đầu búa vào cặn bám dưới dạng xung, tần số va đập cao rất dễ lấy cặn; Khả năng tự lựa và bám sát bề mặt lòng ống tốt là điều kiện thuận lợi cho việc làm sạch cặn; Các ảnh hưởng thứ cấp không đáng kể.
Không có ảnh hưởng hóa học do sử dụng môi chất là không khí, nước và các môi chất trung hòa. Ảnh hưởng về cơ học rất thấp do sử dung năng lượng xung phân tán trên từng cánh búa. Vì vậy có thể sử dụng để vệ sinh cặn trong lòng ống graphite hay những lòng ống phi kim loại. Do tương tác cơ học trực tiếp với bề mặt cặn phương pháp này giảm thiểu được những lãng phí về nguyên liệu và năng lượng chính là cơ sở cho việc tăng năng suất, giảm giá thành nâng cao hiệu quả.
ThS Ngô Xuân Cường - Chủ nhiệm đề tài cho biết “Từ thực tế khảo nghiệm tạo ra hướng phát triển của việc nghiên cứu chế tạo Đầu quay không lõi. Sản phẩm của đề tài không còn giới hạn bởi sản phẩm Đầu quay không lõi (đã áp dụng thành công tại Công ty Cp Supe phốt phát và hóa chất Lâm Thao và Công ty Cp DAP - VINACHEM)”. Từ sản phẩm ban đầu đã phát triển thành tổ hợp đầu quay tự hành kết hợp thiết bị giám sát vệ sinh lòng ống có thể áp dụng để vệ sinh làm sạch lòng ống có đường kính và chiều dài lớn. Phương pháp vệ sinh mới này còn có thể ứng dụng vào nhiều lĩnh khác như các công trình giao thông, thủy lợi, dân dụng và dầu khí…
Nghiên cứu, thiết kế chế tạo đầu quay không lõi làm sạch đường ống bằng nước áp lực cao là đề xuất hoàn toàn mới ở Việt Nam. Với mục tiêu phát triển công nghệ ứng dụng vào thực tiễn, đáp ứng tích cực vào nhu cầu sử dụng trong nước, thay thế hàng nhập ngoại. Việc chế tạo thành công thiết bị đầu quay không lõi sẽ được ứng dụng rộng rãi và rất cần thiết trong các nhà máy nhiệt điện, hóa chất, xi măng, nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng, dệt may.
Công trình “Thiết kế, chế tạo thiết bị đầu quay không lõi làm sạch cáu cặn lòng ống trao đổi nhiệt bằng nước, khí áp lực cao” do Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ Hàn và xử lý bề mặt – Viện nghiên cứu Cơ khí chủ trì. Chủ nhiệm đề tài do ThS Ngô Xuân Cường, đồng chủ nhiệm PGS.TS Lê Thu Quý, và các cộng thực hiện. Đây là, Đề tài cấp Bộ Công Thương được nghiệm thu tháng 1/2016, sau đó được cải tiến hoàn thiện để áp dụng tại Công ty CP Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao từ năm 2016 -2019.
Công trình đã đoạt giải 3 quốc tế và Giải vàng THAILAND tại Hội chợ phát minh sáng chế quốc tế SIIF 2019 – SEOUL Hàn Quốc; Giải nhì VIFOTEC 2018, Bằng khen của Thủ tướng 2019.