Sáng kiến thay thế nồi hơi dầu bằng nồi hơi điện

Nguyễn Hữu Ngoãn - Bệnh viện Đa khoa Hà Tĩnh

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nồi hơi là một thiết bị không thể thiếu trong một bệnh tuyến tỉnh trở lên, vì nó cung cấp năng lượng cho công tác hấp tiệt khuẩn và một số nhu cầu khác của bệnh viện. Chi phí cho nguồn năng lượng này chiếm một tỷ trọng khá lớn trong chi tiêu hàng tháng của

Các bệnh viện như bệnh viện Bạch Mai, BV Trung ương Huế, khoản chi phí này lên tới hàng chục tỷ đồng mỗi năm.

Vi vậy việc cân nhắc nên dùng loại nồi hơi nào để có hiệu quả hơn là vô cùng quan trọng đối với mỗi bệnh viện và mọi đơn vị có nhu cầu dùng hơi nói chung.

CHƯƠNG  I

TỔNG QUAN

1.1. Khái niệm: Nồi hơi là gì?

Nồi hơi là một thiết bị dùng nguồn nhiên liệu hoặc điện năng đun sôi nước ở nhiệt độ và áp suất cao để tạo ra nguồn hơi nước có nhiệt độ và áp suất theo yêu cầu để cấp cho các thiết bị dùng hơi,  như nồi

hấp, máy sấy dùng hơi, động cơ hơi nước …vv , hoặc tải nguồn năng lượng này đi xa trong trường hợp nguồn nhiên liệu đầu vào siêu rẻ .

1. 2. Phân loại nồi hơi.

Nồi hơi có nhiều loại, như: Nồi đốt dầu, nồi đốt điện, nồi đốt than, nồi đốt củi, nồi đốt ga, nồi hơi dùng năng lượng nguyên tử...

Nhưng phổ biến ở các thành phố thường dùng 2 loại: đốt dầu và đốt điện. Nên trong phạm vi nghiên cứu này ta chỉ xem xét 2 loại này.

CHƯƠNG II

SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIÊM CỦA NỒI HƠI ĐỐT ĐIỆN VỚI NỒI HƠI ĐỐT DẦU

2.1. So sánh tổng quát:

Căn cứ vào nguyên lý cấu tạo và tính chất của 2 loại nồi hơi nói trên và cơ cấu kinh tế xã hội tại thời điểm này chúng tôi lập ra bảng so sánh dưới đây:

Nhận xét chung về ưu nhược điểm của 2 loại nồi hơi (đốt điện và đốt dầu)

*Nồi hơi dầu :

+  Ưu điểm: Có thể chế tạo loại công suất lớn bao nhiêu cũng được vì nó tiêu thụ điện năng không đáng kể. Khi mất điện lưới nếu có máy phát điện thì vẫn hoạt động bình thường.

+  Nhược điểm: Kích thước lớn, vận hành bảo dưỡng phức tạp, linh kiện thay thế đắt tiền, có tiếng ồn và gây ô nhiễm môi trường do khói dầu, không điều chỉnh được công suất .

* Nồi hơi điện.

+ Ưu điểm: Kích thước nhỏ gọn, ít sự cố, thay thế, sửa chữa dễ dàng, chi phí vận hành sửa chữa thấp, hiệu suất truyền nhiệt cao vì điện trở được ngâm trong nước.

+ Nhược điểm: Công suất điện cao có thể gây sụt áp lưới điện quá mức cho phép, nếu đường dây và máy biến áp không đủ yêu cầu. Khi mất điện lưới khó có thể vận hành với máy phát điện.

2.2. So sánh hiệu quả kinh tế giữa nồi hơi đốt điện và nồi hơi đốt dầu.

Muốn so sánh hiệu quả kinh tế phải phân tích được giá thành sản phẩm đầu ra. Giá thành sản phẩm đầu ra phụ thuộc vào các yếu tố: Giá nhiên liệu đầu vào, hiệu suất biến đổi năng lượng của nồi hơi, tuổi thọ của thiết bị, khấu hao sủa chũa hàng năm. Chi phí đầu tư ban đầu, chi phí nhân công vận hành và bảo dưỡng. Sau đây tôi lần lượt xét các yếu tố trên.

2.2.1. Hiệu suất nồi hơi .

Hiệu suất nồi hơi là tỷ số giữa tổng năng lượng hữu ích đầu ra và tổng năng lượng đầu vào được tính bằng giá trị %

- Hiệu suất của nồi hơi đốt dầu:

Hiệu suất của nồi hơi dầu phụ thuộc rất nhiều yếu tố:

+ Phụ thuộc cấu tạo của nồi hơi, trình độ công nghệ chế tạo của nhà sản xuất.

+ Phụ thuộc độ sạch của buồng đốt vả độ bám cặn buồng chứa nước.

+ Chất liệu, độ dày của buồng đốt.

+ Chất lượng của đầu đốt.

+ Kích thước của nồi hơi, độ dài đường ống, mức độ bảo ôn của nồi và đường ống.( nồi hơi càng lớn, đường ống càng dài thì hiệu suất càng thấp.

+ Chế độ vận hành (non tải hay đầy tải, liên tục hay gián đoạn) càng non tải, càng chạy ít giờ trong ngày thì hiệu suất càng thấp.

+ Chế độ chăm sóc bảo trì, bảo dưỡng. Trình độ của người vận hành, tuổi của nồi hơi.v.v...

-  Hiệu suất của nồi hơi đốt điện.

Hiệu suất của nồi hơi đốt điện chỉ phụ thuộc mấy yếu tố sau đây:

- Kích thước của nồi.

- Kỹ thuật bảo ôn, độ dài đường ống.

- Chế độ vận hành (non tải hay đầy tải, liên tục hay gián đoạn)

-  Chất lượng đường dây tải điện

* Ảnh hưởng của phụ tải đến hiệu suất của nồi hơi .

Nồi hơi vận hành với phụ tải từ 80- 100% công suất định mức là có hiệu suất cao nhất. Nồi hơi càng non tải hiệu suất càng thấp, chạy không tải thì hiệu suất bằng không (0). Căn cứ vào các giá trị đó ta có thể phác họa đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa hiệu suất và phụ tải như sau:

Hiệu suất     Hiệu suất nồi điện

Phụ tải thực tế                                            Công suất Max nồi hơi dầu

Đồ thị này vẽ trên cơ sở phụ tải thực tế nồi hơi dầu bệnh viện có hệ số non tải bằng 6.

Căn cứ vào đồ thị trên ta thấy:  Khi nồi hơi dầu vận hành với phụ tải thực tế bằng 1/6 định mức thì hiệu suất rất thấp (bằng 1/6 hiệu suất Max). Nồi hơi điện vận hành với tải định mức nên hiệu suất thực bằng hiệu suất Max. Đây chính là lý do trên thực tế cụ thể, hiệu quả nồi hơi dầu thấp hơn nhiều so với nồi hơi điện (<1/6).

2.2.2. Tuổi thọ của các loại nồi hơi

* Tuổi thọ của nồi hơi dầu: Vì lý do kỷ thuật phải chế tạo bằng loại thép đen nên bị tác dụng trực tiếp của ngọn lửa và ăn mòn hóa học của nước dẫn đến tuổi thọ của nồi hơi dầu thường không cao.

* Tuổi thọ của nồi hơi điện : Nồi hơi điện có kich thước nhỏ gọn và được chế tạo bằng thép không rỉ nên thân nồi có tuổi thọ cao hơn nhiều so với nồi hơi dầu.

2.2.3.  Khấu hao sửa chữa hàng năm

- Đối với nồi hơi đốt dầu.

Những hư hỏng thường gặp ở nồi hơi dầu là: Hỏng đầu đốt, hỏng các bộ phận của đầu đốt, hỏng mạch điều khiển chung, lỗi đường dầu....

- Đối với nồi hơi điện.

Những hư hỏng thường gặp ở nồi hơi điện:  Hỏng bếp, hỏng mạch điều khiển chung, hỏng các thiết bị đóng cắt bếp.

Kết luận về khấu hao sữa chữa hàng năm của 2 loại nồi hơi: Nồi hơi điện thì tuổi thọ của bêp điện thường đạt khoảng trên dưới 1 năm, cụ thể như nồi hơi 90kw  thì mỗi lần thay bếp gồm 15 cái mất khoảng 12 triệu đông. Tần suất thay khoảng 1 lần/ năm. Các phụ kiện khác thì ít hỏng hơn, chi phí khoảng bằng 50% chi phí thay bếp. Qua hơn 12 tháng sử dụng nồi hơi điện BV chưa phải sủa chữa lần nào.

Nồi hơi đốt dầu do bộ điều khiển phức tạp hơn nên xác xuất sự cố cao hơn. đầu đốt dầu rất đắt tiền (theo báo giá của công ty lắp đặt lò đốt rác y tế là 90 triệu đồng/ bộ) gần bằng tiền mua nồi hơi điện mới, nên có thể kết luận khấu hao sửa chữa hàng năm của nó sẽ cao hơn so với nồi hơi điện.

2.2.4. Vốn đầu tư ban đầu.

Vốn đầu tư ban đầu thì đối với nồi hơi dầu đắt gấp khoảng 2 lần so với nồi hơi điện có cùng công suất vì công nghệ chế tạo phức tạp hơn nhiều. Ví dụ: Nồi hơi dầu có công suất 500 kg/h có giá là 732 triệu đồng, nồi hơi điện 130kg/h có giá là 125 triệu, nếu công suất nồi hơi điện tăng lên 4 lần thì giá chỉ tăng tối đa là 2 lần. Ta khẳng định rằng: Nếu cùng công suất thi nồi hơi điện giá chỉ bằng khoảng 50% nồi hơi dầu.

2.2.5. Kết luận về hiệu quả kinh tế.

Qua các phân tích ở trên ta thấy, các yếu tố ảnh hưởng đế hiệu quả kinh tế như: Vốn đầu tư, chi phí sửa chữa, tuổi thọ, chi phí nhân công vận hành và bảo trì bảo dưỡng, thì nồi hơi dầu đều cao hơn nồi hơi điện và ngược lại hiệu suất biến đổi năng lượng nồi hơi dầu lại thấp hơn. Phần còn lại ta chỉ cần so sánh giá thành năng lượng đầu ra phụ thuộc vào nhiên liệu, chỉ khi giá thành năng lượng điện cao hơn dầu thì mới cần xét đến các yếu tố khác.

a. Tính giá thành năng lương đầu vào :

- Giá thành năng lượng đầu vào đối với dầu :

Đốt cháy 1kg dầu giải phóng ra một năng lượng là:

Q1 = 44.000 kj    ( 1kg dầu = 1.15 lit )

Giá 1kg dầu tại thời điểm này là: 1.15 x 24000đ = 27.600 đồng.

Giá thành 1kj năng lượng do đốt dầu tạo ra là: 27.600đ :  44000kj = 0, 627 đ/ kj

-  Giá thành đầu vào đối với điện:

1 kwh = 3600 kj.    Giá 1kwh điện hiện tại là 1600đ/kwh

Giá thành 1kj do điện tạo ra là: 1600đ: 3600kj = 0,444 đ/kj

So sánh về lý thuyết : Ta thấy giá thành đầu vào khi đốt dầu đắt hơn điện là: 0,627đ: 0,444 đ = 1, 513 lần. Giá thành đầu ra = Giá đầu vào/hiệu suất.

b. Tính toán giá thành năng lượng đầu ra:

Như trên ta đã biết: Giá thành năng lượng đầu ra bằng giá thành đầu vào chia cho hiệu suất biến đổi năng lượng của nồi hơi. Theo quảng cáo của các nhà sản xuất thì hiệu suất tối đa trung bình của các loại nồi hơi dầu là 0,88 và của nồi hơi điện là 0,98. Nhưng theo các tạp chí khoa học thì nồi hơi dầu không thể đạt được hiệu suất đó vì nó phụ thuộc quá nhiều yếu tố và giảm nhanh theo thời gian sử dụng . Nhưng ta cứ tạm chấp nhận con số đó. Như vậy với giả thiết lý tưởng là công suất của 2 nồi hơi đều bằng nhau và phù hợp với phụ tải thì giá thành năng lượng đầu ra của nồi hơi dầu cao hơn nồi hơi điện là: 1,513 x 0,98 : 0,88 = 1,685 lần. Đây chỉ là con số lý tưởng theo quảng cáo thương mại của các nhà sản xuất.

Hình ảnh biểu thị các tổn thất của nồi hơi dầu theo tạp chí Khoa học. Chứng tỏ hiệu suất mà nhà sản xuất quảng cáo là không chính xác.