Tkc q3 chuong 11 he thong nhien lieu dau (rev3) (1)

Chương

11
HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DẦU (BAO GỒM
CẤP DẦU VÀO LỊ HƠI)

Tháng 10/2017
Thực hiện:

Lê Trung Đức

Kiểm tra:

Nguyễn Văn Tốn

Ngày

Chữ ký


MỤC LỤC
1.
1.1.
1.2.

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ .................................................................... 1
Tổng quan về công nghệ .................................................................................... 1
Mô tả hệ thống ................................................................................................... 1

1.2.1.

Hệ thống cấp dầu từ cảng đến bồn dầu ............................................................. 1

1.2.2.

Hệ thống cấp dầu từ bồn dầu đến vòi đốt lò hơi ............................................... 2

2.
2.1.
2.2.

TIÊU CHÍ THIẾT KẾ ....................................................................................... 2
Thơng số thiết kế ............................................................................................... 2
Tiêu chuẩn áp dụng ............................................................................................ 2

2.2.1.

Tiêu chuẩn Việt Nam ........................................................................................ 2

2.2.2.

Tiêu chuẩn quốc tế ............................................................................................ 3

3.
3.1.

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ...................................... 3
Phân tích lựa chọn nhiên liệu dầu ...................................................................... 3

3.1.1.

Đặc tính nhiên liệu dầu HFO ............................................................................ 3

3.1.2.

Đặc tính nhiên liệu dầu DO ............................................................................... 4

3.1.3.

Phân tích, đánh giá lựa chọn nhiên liệu dầu...................................................... 5

3.2.
Phân tích, lựa chọn thơng số, cấu hình của một số thiết bị chính của hệ thống
cung cấp dầu .................................................................................................................... 8
3.2.1.

Nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu dầu của nhà máy ................................................... 8

3.2.2.

Công suất và cấu hình bồn chứa dầu ................................................................. 9

3.2.3.

Kích thước đường ống dẫn dầu ....................................................................... 10

3.2.4.

Bơm dầu .......................................................................................................... 10

4.

4.1.
4.2.

PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................... 11
Phụ lục ............................................................................................................. 11
Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ

1.1.

Tổng quan về cơng nghệ

Trong nhà máy nhiệt điện đốt than, dầu HFO và dầu DO đều có thể được sử dụng làm
nhiên liệu cho q trình khởi động lị hơi và đốt kèm ở tải thấp. Việc lựa chọn nhiên
liệu dầu cho nhà máy dựa trên phân tích đặc tính kỹ thuật của từng loại nhiên liệu, sự
phức tạp của hệ thống dầu, ảnh hưởng đến mơi trường trong q trình đốt cháy và đặc
biệt là hiệu quả kinh tế đầu tư của dự án.
Hệ thống cung cấp dầu trong nhà máy nhiệt điện đốt than được chia làm 2 hệ thống
nhỏ sau:
 Hệ thống cung cấp dầu từ cảng dầu đến bồn dầu;
 Hệ thống cấp dầu từ bồn dầu đến vòi đốt lị hơi.

1.2.
1.2.1.

Mơ tả hệ thống
Hệ thống cấp dầu từ cảng đến bồn dầu

Hệ thống đường ống cấp dầu từ cảng đến các bồn dầu sẽ bao gồm điểm đấu nối cấp
dầu từ tàu chở dầu và điểm đấu nối cấp dầu bằng xe bồn. Trong các nhà máy nhiệt
điện than, thông thường hai bồn dầu sẽ được trang bị, công suất chứa của 2 bồn dầu
đảm bảo nhu cầu dầu cho nhà máy khởi động và đốt bổ sung trong thời gian 1 thời
gian nhất định.
Nếu dầu HFO được sử dụng, để đảm bảo nhiệt độ dầu HFO luôn cao hơn nhiệt độ
đông đặc, các đường ống cấp dầu sẽ được trang bị thêm hệ thống gia nhiệt dọc theo
đường ống. Có hai kiểu gia nhiệt cho đường ống dầu HFO: Gia nhiệt bằng điện và gia
nhiệt bằng hơi:
 Gia nhiệt bằng điện: có tính ổn định cao hơn, thiết kế và vận hành đơn giản hơn;
nhưng chi phí đầu tư cao và tăng tự dùng của nhà máy, giảm hiệu suất sử dụng
năng lượng chung của nhà máy.
 Gia nhiệt bằng hơi: sẽ khắc phục được nhược điểm này, tăng hiệu quả sử dụng
năng lượng chung của nhà máy, giảm chi phí đầu tư cho hệ thống.
Do đó, thông thường kiểu gia nhiệt bằng hơi được kiến nghị sử dụng cho hệ thống
đường ống cung cấp dầu HFO.
Hệ thống cấp dầu từ cảng đến bồn dầu bao gồm các thiết bị chính sau:
 Bơm bốc dỡ, vận chuyển dầu từ tàu chở dầu hoặc xe bồn đến bồn dầu;
 Hệ thống đo đếm dầu;
 Bồn dầu;
 Hệ thống gia nhiệt (nếu dầu HFO được sử dụng);
 Đường ống, van, khớp nối, các bộ lọc dầu, …

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu

Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 1 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

1.2.2.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Hệ thống cấp dầu từ bồn dầu đến vòi đốt lò hơi

Dầu từ hai bồn dầu được cấp trực tiếp vào vòi đốt lò hơi bằng bơm cấp dầu chính.
Thơng thường mỗi lị hơi sẽ được trang bị hai bơm với cấu hình 2×100% (một bơm
vận hành và một bơm dự phòng). Khi sử dụng nhiên liệu dầu HFO, trước khi dầu vào
vòi đốt lò hơi sẽ được gia nhiệt đến nhiệt độ vòi đốt yêu cầu.
Để bảo vệ bơm dầu và điều khiển lưu lượng dầu vào vịi đốt, một đường ống tuần hồn
sẽ được thiết kế sau các bơm dầu, qua đó cho phép dầu tuần hoàn về bồn dầu. Lưu
lượng thiết kế của đường ống này chính là lưu lượng tối thiểu cho phép qua bơm.
Trong trường hợp dầu khơng đốt hết từ các vịi đốt sẽ được tuần hoàn về bể thu hồi
dầu của nhà máy thơng qua đường ống dầu hồi từ vịi đốt lò hơi. Trên đường ống dầu
hồi sẽ được trang bị bộ làm mát dầu ngay tại đầu ra của vịi đốt lị hơi. Mơi chất làm
mát sẽ là nước khử khống được cấp hệ thống làm mát mạch kín của nhà máy.
Hệ thống cấp dầu từ bồn dầu đến vòi đốt lò hơi sẽ bao gồm các thiết bị chính sau:
 Bồn dầu;
 Bơm cấp dầu chính;
 Hệ thống gia nhiệt (nếu dầu HFO được sử dụng);
 Các bộ gia nhiệt và làm mát dầu;

 Đường ống, van, khớp nối, các bộ lọc dầu, …
2.

TIÊU CHÍ THIẾT KẾ

2.1.

Thơng số thiết kế

 Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu được thiết kế cho nhà máy với công suất
1.200MW (2x600 MW).
 Công suất chứa của bồn dầu được thiết kế đảm bảo đủ lượng dầu dự trữ cho quá
trình khởi động và đốt kèm khi tải thấp trong 1 khoảng thời gian nhất định. Bên
cạnh đó việc lựa chọn cơng suất chứa của các bồn dầu cũng phải thiết kế tương
ứng với trọng tải của tàu chứa dầu, đảm bảo đủ khả năng tích trữ đủ lượng dầu khi
tàu cập bến. Bồn dầu được thiết kế bao gồm điểm đấu nối cấp dầu từ tàu chở dầu
và điểm đấu nối cấp dầu bằng xe bồn.
 Nhu cầu nhiên liệu dầu sử dụng được tính tốn dựa trên chế độ vận hành của nhà
máy (số lần khởi động nóng, ấm, lạnh trong 1 năm) và đặc tính của lị hơi.
2.2.
2.2.1.

Tiêu chuẩn áp dụng
Tiêu chuẩn Việt Nam

 TCCS 04:2015/PLX - Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu dầu HFO.
 TCCS 03:2015/PLX – Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu dầu DO.
 TCVN 5307:2002 – Tiêu chuẩn thiết kế cho kho dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ.
 TCVN 4090:1985 – Tiêu chuẩn thiết kế cho đường ống chính dẫn dầu và sản phẩm
dầu.

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 2 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

2.2.2.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Tiêu chuẩn quốc tế

 API-610: Centrifugal Pumps for Petroleum, Heavy Duty Chemical and Gas
Industry Services.
 API-614: Lubrication, Shaft-Sealing, and Control-Oil System and Auxiliaries for
Petroleum, Chemical and Gas Industry Services.
 API-650: Welded Steel Tanks for Oil Storage.
 ASME B31.1: Code for power piping.
3.

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

3.1.
3.1.1.

Phân tích lựa chọn nhiên liệu dầu
Đặc tính nhiên liệu dầu HFO

Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu HFO được quy định tại Tiêu chuẩn Cơ sở TCCS
04:2015/PLX trong Bộ tiêu chuẩn cơ sở tại Quyết định số 005/PLX-QĐ-TGĐ do Tập
đoàn Xăng dầu Việt Nam ban hành ngày 05/01/2016.

Bảng 11.1.

Chỉ tiêu chất lượng dầu HFO
Mức
FO N
2B
(3,0S)

FO No
2B
(3,5S)

FO No
3
(380)

Khối lượng riêng ở 15 oC,
kg/l, max

0,970

0,991

0,991

TCVN 6594 (ASTM D1298)
IP 160

2

Độ nhớt động học ở 50
o
C, cSt, max

180

180

380

TCVN 3171 (ASTM D445)
IP 71-1

3

Điểm chớp cháy cốc kín,
o
C, min

66

66

60

TCVN 2693 (ASTM D93)
IP 34

4

Cặn cacbon Conradson, %
khối lượng, max

14

16

18

TCVN 6324 (ASTM D189)
IP 13

5

Hàm lượng lưu huỳnh, %
khối lượng, max

3,0

3,5

3,5

TCVN 3172 (ASTM D4294)
IP 336/ IP 61

6

Hàm lượng tro, % khối
lượng, max

0,15

0,15

0,15

TCVN 2690 (ASTM D482)
IP 4

7

Điểm đông đặc, oC
- Mùa hè, max
- Mua đông, max

+ 24
+ 15

+ 24
+9

+24
+24

8

Nhiệt trị, cal/g, min

10.200

9.800

9.800

9

Hàm lượng nước, % thể
tích, max

1,0

1,0

1,0

TCVN 2692 (ASTM D95)
IP 74

10

Hàm lượng tạp chất, %
khối lượng, max

0,15

0,15

0,15

ASTM D473
IP 53

TT

Tên chỉ tiêu

1

o

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Phương pháp thử

TCVN 3753 (ASTM D97)
IP 15
ASTM D240 /IP 12

Trang 3 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

3.1.2.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Đặc tính nhiên liệu dầu DO

Chỉ tiêu chất lượng nhiên liệu DO được quy định tại Tiêu chuẩn Cơ sở TCCS
03:2015/PLX sửa đổi tại Quyết định số 549/PLX-QĐ-TGĐ do Tập đoàn Xăng dầu
Việt Nam ban hành ngày 07/12/2016.

Bảng 11.2.

Chỉ tiêu chất lượng dầu DO
Mức chất lượng

TT

1

Tên chỉ tiêu

Hàm lượng lưu huỳnh,
mg/kg, max

Mức II
(DO
0,05S)

500

Mức III
(DO
0,035S)

350

Mức IV
(DO
0,005S)

50

Phương pháp thử

TCVN
D2622)
TCVN
D5453)
TCVN
D4294)

6701

(ASTM

7760

(ASTM

3172

(ASTM

3180

(ASTM

Chỉ số xêtan 1), min.

46

48

50

TCVN
D4737)

Hoặc trị số xêtan, min

46

48

50

TCVN 7630 (ASTM D613)

3

Nhiệt độ cất tại 90% thể
tích thu hồi, °C max

360

360

355

TCVN 2698 (ASTM D86)

4

Điểm chớp cháy cốc kín,
°C, min

55

55

55

TCVN
6608
(ASTM
D3828)
TCVN 2693 (ASTM D93)

5

Độ nhớt động học ở 40°C,
2,0 – 4,5 2,0 – 4,5
cSt, min - max

2,0 – 4,5

TCVN 3171 (ASTM D445)

6

Hàm lượng nước, mg/kg,
max

7

Cặn carbon của 10% cặn
chưng cất, % khối lượng,
max

0,3

8

Điểm đông đặc, °C, max

9

2

200

TCVN
D6304)

0,3

0,3

TCVN 6324 (ASTM D 189)
TCVN 7865 (ASTM D
4530)

+6

+6

+6

TCVN 3753 (ASTM D97)
ASTM D5950

Hàm lượng tro, % khối
lượng, max

0,01

0,01

0,01

TCVN 2690 (ASTM D482)

10

Tạp chất dạng hạt, mg/l,
max

10

10

10

11

Ăn mòn mảnh đồng ở
50°C trong 3 giờ, max

Loại 1

Loại 1

Loại 1

TCVN 2694 (ASTM D130)

12

Khối lượng riêng ở 15°C,

kg/m³, min - max

TCVN
6594
(ASTM
D1298)
TCVN 8314 (ASTM 4052)

13

Độ bơi trơn, µm, max

200

200

820-860

820-860

820-860

460

460

460

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

TCVN
D6217)

TCVN
D6079)

3182

2706

7758

(ASTM

(ASTM

(ASTM

Trang 4 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Mức chất lượng
TT

Tên chỉ tiêu

14

Hàm lượng chất thơm đa
vòng (PAH), % khối
lượng, max

14

Ngoại quan

Mức II
(DO
0,05S)

Mức III
(DO
0,035S)

Mức IV
(DO
0,005S)

-

11

11

Sạch, trong, khơng có nước tự
do và tạp chất

Phương pháp thử

ASTM
D6591

D5186;

ASTM

TCVN
D4176)

7759

(ASTM

Ghi chú:
1)
Có thể sử dụng Chỉ số xêtan thay Trị số xêtan nếu khơng có sẵn động cơ chuẩn để xác định Trị số
xêtan và không sử dụng phụ gia cải thiện Trị số xêtan.

Bảng 11.3.

Phân tích chi tiết của dầu DO
Đơn vị

Giá trị

- Cacbon (C)

%

86,19

- Hydro (H)

%

13,11

- Nitơ (N)

%

0,08

- Oxy (O)

%

0,1

- Lưu huỳnh (S)

%

0,05

- Độ ẩm (W)

%

0,47

- Độ tro (Ash)

%

0

Nhiệt trị cao (HHV)

kJ/kg

45.225

Nhiệt trị thấp (LHV)

kJ/kg

42.600

Khối lượng riêng

kg/m³

865

Độ nhớt động học

mm²/s

2÷3,6

Thơng số
Thành phần theo khối lượng

Các thành phần chi tiết và đặc tính nhiên liệu DO nêu trong bảng trên chỉ có tính tham
khảo. Khi thiết kế, tính tốn q trình cháy cho q trình cháy cho lị hơi, việc lấy mẫu
và phân tích nhiên liệu DO rất quan trọng, kết quả phân tích sẽ là thơng số đầu vào
quan trọng để thiết kế q trình cháy.
3.1.3.
1.

Phân tích, đánh giá lựa chọn nhiên liệu dầu

Về đặc tính nhiên liệu

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 5 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

a) Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu
Lưu huỳnh tồn tại trong nhiên liệu dầu dưới nhiều dạng khác nhau, thông thường
là dưới dạng các hợp chất sulfua, disulfua hay dưới dạng vòng. Khi bị đốt cháy
lưu huỳnh sẽ chuyển thành SO2, khí này cùng với khói thải sẽ thốt ra ngồi,
trong thời gian này chúng có thể tiếp xúc với oxy để chuyển một phần thành khí
SO3. Khi nhiệt độ của dịng khí xuống thấp thì các khí này sẽ kết hợp với hơi
nước để tạo thành các axit tương ứng, đó chính là các axit vơ cơ có độ ăn mịn
các kim loại rất lớn. Thực tế thì các axit sulfuaric thường gây ăn mịn ở nhiệt độ
thấp hơn 100 – 150 oC, còn axit sulfuarơ chỉ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 40 –
50 oC.
Ngồi vấn đề ăn mịn thì khi hàm lượng lưu huỳnh càng cao sẽ làm giảm nhiệt trị
của nhiên liệu.
b) Độ nhớt
Độ nhớt là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực ma sát nội tại sinh ra giữa
các phần tử khi chúng có sự chuyển động trượt lên nhau. Vì vậy, độ nhớt có liên
quan đến khả năng thực hiện các quá trình bơm, vận chuyển chất lỏng trong các
hệ thống đường ống, khả năng thực hiện các quá trình phun, bay hơi của nhiên
liệu trong buồng đốt.
Đối với nhiên liệu dầu, trước khi đốt cháy nhiên liệu được phun ra dưới dạng các
hạt sương, từ các hạt sương này nhiên liệu sẽ bay hơi tạo với khơng khí hỗn hợp
cháy. Q trình bay hơi nhanh hay chậm phụ thuộc nhiều vào bản chất của nhiên
liệu, kích thước của các hạt sương dầu khi phun ra.
Ở góc độ của độ nhớt thì ảnh hưởng của nó như sau: Khi độ nhớt lớn thì kích
thước của các hạt sương phun ra lớn, động năng của nó lớn nên khơng gian trộn
lẫn của nhiên liệu với khơng khí lớn. Tuy nhiên, khi kích thước của các hạt lớn
thì khả năng bay hơi để tạo hỗn hợp cháy sẽ kém, điều này sẽ làm cho q trình
cháy khơng hồn toàn, làm giảm nhiệt cháy và thải ra nhiều chất gây ơ nhiễm cho
mơi trường.

Ngồi ảnh hưởng đến q trình cháy thì khi độ nhớt lớn sẽ làm tăng trở lực ma
sát trong hệ thống bơm.
c) Cặn Carbon
Cặn carbon là lượng cặn còn lại sau khi cho bay hơi và nhiệt phân nhiên liệu. Cặn
carbon bám lên thành buồng đốt gây nên sự chênh lệch nhiệt độ giữa những điểm
có cặn và những điểm khơng có cặn làm tăng ứng suất nội của vật liệu làm buồng
đốt, dẫn tới biến dạng và có khi phá hủy buồng đốt. Cặn carbon cũng là ngun
nhân gây ra hiện tượng khí thải có màu đen và làm giảm hệ số tỏa nhiệt.
Tỷ lệ cặn carbon trong nhiên liệu càng cao sẽ gây ảnh hưởng cho quá trình cháy,
làm tăng hàm lượng bụi của các chất thải rắn trong dịng khí thải.
d) Hàm lượng tro
Tro có nhiều trong nhiên liệu sau khi q trình cháy diễn ra sẽ bị cuốn theo dịng
khói thải gây ô nhiễm môi trường hoặc sẽ bị bám lại vào các bề mặt buồng đốt
làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt.
Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 6 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

e) Điểm chớp cháy
Điểm chớp cháy có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình vận chuyển và tồn chứ
nhiên liệu dầu. Nhiệt độ chớp cháy quá thấp rất dễ gây cháy nổ.
2.

Phát thải ra môi trường
Với hàm lượng lưu huỳnh, cặn carbon và tro trong nhiên liệu cao, quá trình đốt
cháy dầu HFO sẽ phát thải ra nhiều SOx, bụi hơn so với dầu DO. Bên cạnh đó,
dầu HFO với độ nhớt cao sẽ ảnh hưởng đến q trình hóa sương dầu tại vịi đốt,
q trình cháy diễn ra không tốt cũng dẫn đến hàm lượng phát thải bụi cao.

3.

Mức độ phức tạp của hệ thống khi vận hành, bảo dưỡng
Dầu HFO có độ nhớt cao nên trong quá trình thiết kế hệ thống lưu trữ và vận
chuyển nhiên liệu cần yêu cầu hệ thống gia nhiệt cục bộ tại các bồn dầu và trên
đường ống vận chuyển. Các bộ gia nhiệt này thường sử dụng hơi tự dùng trong
nhà máy hoặc có thể sử dụng các bộ gia nhiệt bằng điện trở. Điều này dẫn đến hệ
thống dầu phức tạp hơn trong quá trình vận hành và bảo dưỡng.

4.

Giá
Căn cứ công văn số 2833/BCT-TTTN của Bộ Công thương ngày 05/04/2017 về
việc điều hành kinh doanh xăng, dầu. PVOILđã ban hành quyết định điều chỉnh
giá bán lẻ, bán buôn xăng dầu trong hệ thống từ 15h00 ngày 05/04/2017 như sau:

5.

Dầu DO (0,05%S)

15,65 triệu/1 tấn

Dầu FO (3%S)

10,98 triệu/1 tấn

Kết luận và kiến nghị
Dựa trên các phân tích, đánh giá ở tương quan ưu nhược điểm của dầu HFO và
DO, ta có bảng tổng hợp dưới đây.

Bảng 11.4.

Bảng tổng hợp các chỉ tiêu của dầu HFO và DO

Chỉ tiêu

Đặc tính kỹ thuật

Dầu HFO

Dầu DO

- Độ nhớt cao

- Độ nhớt thấp hơn dầu HFO

- Hàm lượng lưu huỳnh cao

- Hàm lượng lưu huỳnh thấp
hơn dầu HFO

- Hàm lượng tro cao

Phát thải ra môi trường (Bụi,

Cao
SOx)

- Hàm lượng tro thấp hơn dầu
HFO
Thấp hơn dầu HFO

Mức độ phức tạp của hệ Phức tạp do yêu cầu hệ thống
thống khi vận hành, bảo gia nhiệt cục bộ tại bồn dầu và Đơn giản hơn
trên đường ống vận chuyển
dưỡng
Giá

10,98 triệu/1 tấn

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

15,65 triệu/1 tấn

Trang 7 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Bảng so sánh tương quan giữa dầu HFO và DO ở trên cho thấy dầu DO có nhiều ưu
điểm hơn so với dầu HFO, đặc biệt là vấn đề phát thải ra mơi trường trong q trình

cháy. Việc sử dụng dầu DO sẽ giảm phát thải ra môi trường, hệ thống vận hành, bảo
dưỡng dễ dàng hơn. Bên cạnh đó, chênh lệch giữa giá dầu DO và HFO là không lớn,
vẫn đảm bảo hiệu quả đầu tư cũng như đời sống vận hành của nhà máy.
Kiến nghị sử dụng dầu DO (mẫu số 2) là nhiên liệu phụ (khởi động lò và đốt kèm khi
tải thấp) trong các dự án nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam.
3.2.

Phân tích, lựa chọn thơng số, cấu hình của một số thiết bị chính của hệ
thống cung cấp dầu

3.2.1.

Nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu dầu của nhà máy

Bởi vì dầu là nhiên liệu khởi động và đốt kèm ở tải thấp, nên việc xác định nhu cầu
nhiên liệu dầu cho nhà máy nhiệt điện than tương đối khó khăn. Phụ thuộc vào đặc
tính nhiên liệu than và cơng nghệ lị hơi mà q trình khởi động lị hơi rất khác nhau.
Thơng thường, lị hơi thơng số dưới tới hạn đốt than Anthracite, do hàm lượng chất
bốc trong than Anthracite rất thấp, nên q trình khởi động lị hơi tương đối khó khăn.
Trong khi đó, lị hơi thơng số trên tới hạn đốt than bituminous hoặc sub-bituminous thì
quá trình khởi động dễ dàng hơn, thời gian khởi động cũng được rút ngắn.
Hiện nay, phương pháp xác định nhu cầu nhiên liệu của nhà máy thông qua dựa trên
chế độ vận hành của nhà máy và đặc tính của lị hơi là tương đối chính xác. Dưới đây
là bảng tính nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu dầu DO của nhà máy điện Vĩnh Tân 4 như là
một ví dụ.

Bảng 11.5.

STT

Bảng thống kê số lần khởi động lò hơi trong 1 năm dựa trên
chế độ vận hành của nhà máy
Chế độ khởi động

Thời gian (giờ)

Số lần/ năm

1

Khởi động lạnh

3

6

2

Khởi động ấm (thời gian dừng máy ít
hơn 48 giờ)

2

50

3

Khởi động nóng (thời gian dừng máy ít
hơn 8 giờ)

0,75

160

Nhu cầu dầu cho q trình khởi động và đốt kèm khi tải thấp được tính tốn dựa trên
các thông số sau:
 Hiệu suất của nhà máy: η=41,8%
 Nhiệt trị thấp của nhiên liệu dầu: c=42.600 kJ/kg
 Khối lượng riêng của dầu: ρ=0,820-0,860 t/m3
 Tiêu hao nhiệt ở chế độ 30% tải: Q 

30 N 30 1.200
x 
x
 861, 24MW
100  100 0, 418

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 8 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Bảng 11.6.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Bảng tính tốn nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu dầu cho nhà máy
điện Vĩnh Tân 4 (2x600MW)

STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

MW

1.200

tấn/m3

0,82-0,86

kJ/kg

42.600

%

41,80

Ghi chú

THƠNG SỐ ĐẦU VÀO

1

Cơng suất nhà máy

2

Khối lượng riêng của dầu DO

3

Nhiệt trị thấp của dầu DO

4

Hiệu suất nhà máy

KẾT QUẢ
1

Khởi động lạnh

số lần/năm

6

2

Khởi động ấm

số lần/năm

50

3

Khởi động nóng

số lần/năm

160

Lượng dầu tiêu thụ
4

Số lần khởi động từ 0 đến 30% tải ở
chế độ khởi động lạnh

giờ

3

5

Số lần khởi động từ 0 đến 30% tải ở
chế độ khởi động ấm

giờ

2

6

Số lần khởi động từ 0 đến 30% tải ở
chế độ khởi động nóng

giờ

0,75

7

Khởi động từ 0 - 30% tải

%

30

8

Tiêu hao nhiệt ở chê độ 30% tải

MW

861,24

9

Lượng dầu tiêu thụ ở chế độ khởi
động lạnh (0 - 30% tải)

tấn

52

Cho 1 tổ máy

10

Lượng dầu tiêu thụ ở chế độ khởi
động ấm (0 - 30% tải)

tấn

34

Cho 1 tổ máy

11

Lượng dầu tiêu thụ ở chế độ khởi
động nóng (0 - 30% tải)

tấn

18

Cho 1 tổ máy

12

Lượng dầu tiêu thụ hàng năm cho 1 tổ
máy

tấn

4.892

13

Lượng dầu tiêu thụ hàng năm cho 2
tổ máy

tấn

9.784

3.2.2.

Maximum

Chọn giá trị
10.000 tấn

Cơng suất và cấu hình bồn chứa dầu

Việc lựa chọn công suất bồn chứa dầu trong nhà máy hiện nay phụ thuộc vào quan
điểm thiết kế của Chủ đầu tư và Nhà thầu. Hầu hết các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam
hiện nay tính tốn thiết kế cơng suất bồn dầu đủ để dự dữ trong 1 năm, tuy nhiên việc
dự trữ lượng lớn dầu trong bồn sẽ gây lãng phí, bên cạnh đó trong q trình vận hành
thực tế ở các nhà máy cũng hiếm khi điền đầy dầu vào các bồn.

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 9 / 11


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

Cấu hình của bồn chứa dầu được kiến nghị là 2 bồn với thể tích (ướt) chứa một lượng
dầu đảm bảo cho nhà máy vận hành trong 1 năm. Việc lựa chọn cấu hình 2 bồn lưu trữ
dầu sẽ đảm bảo hệ thống vận hành linh hoạt và có độ tin cậy cao.
3.2.3.

Rev.3

Kích thước đường ống dẫn dầu

Hệ thống đường ống dẫn dầu được thiết kế và lắp đặt theo Tiêu chuẩn TCVN
4090:1985.
Kích thước đường ống của hệ thống cung cấp dầu bao gồm đường kính trong, chiều
dài đoạn ống dẫn dầu. Chiều dài của đường ống phụ thuộc cách bố trí cụ thể trên tổng
mặt bằng nhà máy, nhưng khi thiết kế đường đi của ống dẫn dầu phải đảm bảo yêu cầu
về phòng cháy chữa cháy, tối ưu đoạn đường sao cho tổng chiều dài ống nhỏ nhất để
tiết kiệm chi phí đường ống, đồng thời đường ống có tổn thất áp suất phù hợp để giảm
chi phí vận hành hệ thống bơm.
Đường kính trong của ống được thiết kế theo mục đích cụ thể của từng hệ thống bốc

dỡ và thu hồi dầu, hệ thống bơm cấp dầu cho các tuabin khí, và hệ thống bơm chuyển
bồn. Vận tốc dầu đi trong ống phù hợp với yêu cầu kỹ thuật; nếu nhỏ quá sẽ làm tăng
đường kính ống, dẫn đến tăng chi phí đầu tư; ngược lại, vận tốc quá lớn sẽ làm tăng
tổn thất áp suất trên đường ống, khi đó tăng cơng suất bơm, làm tăng chi phí vận hành
của hệ thống. Thơng thường, vận tốc dầu đi trong ống tối ưu nằm trong khoảng
(2÷3)m/s.
Đường kính trong của ống được xác định theo cơng thức sau:
D

4 V
[m]
 

Trong đó:


D : Đường kính trong của ống, m.



V : Lưu lượng thể tích của dầu, m³/s.



 : Vận tốc dầu đi trong ống, m/s.

Dựa vào nhu cầu dầu của nhà máy sẽ xác định được lưu lượng vận chuyển dầu cho
từng tuyến ống cấp dầu. Để tính tốn kích thước chi tiết cho từng tuyến ống, chúng ta
phải biết quy mô công suất nhà máy điện. Trong phạm vi của sổ tay thiết kế này khơng
trình bày tính tốn chi tiết cho từng tuyến ống, chỉ đưa ra cơng thức, cách thức tính

tốn cho các tuyến ống, đường ống dẫn dầu khi đã xác định được lưu lượng đường
ống.
3.2.4.

Bơm dầu

Trong hệ thống dầu, bơm dùng để vận chuyển dầu từ các bồn chứa tới các nơi tiêu thụ.
Theo nguyên lý làm việc, bơm được chia làm hai loại chính: Bơm ly tâm và bơm thể
tích. Bơm thể tích thường có tỷ lệ lưu lượng nhỏ, cột áp lớn nên khơng thích hợp trong
hệ thống vận chuyển dầu. Vì thế, bơm lý tâm được dùng để vận chuyển dầu đến các hộ
tiêu thụ.
Cấu hình của hệ thống bơm cung cấp dầu được kiến nghị cho nhà máy nhiệt điện là
3x50%.
Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 10 / 11

Rev.3


Tổng Công Ty Phát Điện 3
Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện 2

4.
4.1.

Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện

PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phụ lục
Bản vẽ NĐ-0841K.30.DO.001 – Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp nhiên liệu
dầu được biên chế tại Quyển 9.

4.2.

Tài liệu tham khảo
[1] Volume 4 – Chapter 4 – Oil fuel supply system, Revision C – January 2017,
Technical Design of Vinh Tan 4 Thermal Power Plant
[2] Power Plant Engineering, Black & Veatch
[3] Tập 4 – Quyển 1 – Chương 2 – Hệ thống nhiên liệu dầu, Ấn bản 2 – Tháng
6/2009, Thiết kế kỹ thuật Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2

Quyển 3, Chương 11 – Hệ thống cung cấp nhiên liệu dầu
Ấn bản 3, tháng 10/2017

Trang 11 / 11