than và nhà máy nhiệt điện đốt than ở việt nam

BÀI THUYẾT TRÌNH:
THAN VÀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN Ở ViỆT NAM
NHÓM 1 :

GVHD: Nguyễn Hữu Nghĩa



Các vấn đề quan tâm :
I. Than.
II. Các dạng buồng đốt than.
III. Một số dự án nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam.
Phần 1: THAN VÀ NGUỒN GỐC CỦA THAN
Than là một dạng nhiên liệu quan trọng được sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân.
Than gồm các loại chính sau:

Than bùn Than đáThan nâu

Than bùn:
Than bùn được tạo thành từ xác các loài thực vật khác nhau. Xác thực vật được tích tụ lại,
được đất vùi lấp và chịu tác động của điều kiện ngập nước trong nhiều năm. Với điều kiện
phân huỷ yếm khí các xác thực vật được chuyển thành than bùn. Than bùn nằm ngay trên mặt
đất hoặc gần sát mặt đất. Than bùn có nhiệt lượng cháy từ 1500 đến 4200kcal/kg. Than bùn
dùng làm chất đốt phục vụ nhu cầu địa phương, làm phân bón ruộng, nguyên liệu hoá chất,
một số loại làm than hoạt tính.

Than nâu:
Than nâu được hình thành chủ yếu từ vật chất mùn(humit), một lượng nhỏ bitum và
chất acit hữu cơ, thường có màu nâu hoặc đen. Than nâu thường không rắn chắc, đôi
khi bở rời, chứa lượng cacbon thấp nhưng chứa nhiều chất bốc. Than nâu chủ yếu
dùng làm nhiên liệu năng lượng, dùng luyện than nửa cốc, than khí hoá và thuỷ hoá.


Than đá:
Than đá là một loại nhiên liệu hóa thạch được hình thành ở các hệ sinh thái đầm
lầy nơi xác thực vật được nước và bùn lưu giữ không bị ôxi hóa và phân hủy bởi sinh
vật (biodegradation). Thành phần chính của than đá là cacbon, ngoài ra còn có các
nguyên tố khác như lưu huỳnh. Than đá, là sản phẩm của quá trình biến chất, là các lớp
đá có màu đen hoặc đen nâu có thể đốt cháy được Than đá được khai thác từ các mỏ
than lộ thiên hoặc dưới lòng đất (hầm lò).
Căn cứ vào chất bốc, chiều dày lớp dẻo
và nhiệt lượng cháy, than đá được chia ra những loại sau: than lửa dài,
than khí,
than mỡ, than cốc, than gầy, nửa antraxit,
antraxit.
Than đá là nguồn nhiên liệu sản xuất điện năng lớn nhất thế giới, cũng như là nguồn thải
khí carbon dioxide lớn nhất, được xem là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng lên
toàn cầu. Than đá được khai thác từ các mỏ than lộ thiên hoặc dưới lòng đất (hầm lò)
Ở Việt Nam, than có trữ lượng khá lớn với hai loại chủ yếu là than đá (antraxit) Quảng Ninh
và than nâu vùng đồng bằng Bắc Bộ.
Hiện nay, than đá (antraxit) đang được khai thác với quy mô lớn và đáp ứng hầu hết nhu cầu
trong nước và xuất khẩu. Mỗi năm khai thác khoảng 15 đến 20 triệu tấn. Than được khai
thác lộ thiên là chính, còn lại là khai thác hầm lò. Nguồn than nâu được dự báo là có trữ
lượng rất lớn nhưng nằm sâu trong lòng đất, khó khai thác. Loại than này chưa được khai
thác, nhưng trong tương lai, đây sẽ là nguồn nhiên liệu quan trọng.

Tuy trữ lượng than lớn nhưng sản lượng khai thác của tập đoàn than có thể sẽ không đáp ứng
đủ nhu cầu của các ngành công nghiệp trong nước.
Theo tính toán của Tập đoàn Than khoáng sản Việt Nam, chỉ tính riêng nhu cầu than cho sản
xuất điện thì đến năm 2012, lượng than tiêu thụ dự kiến vào khoảng 32,5 triệu tấn, thiếu
khoảng 7,9 triệu tấn so với khả năng đáp ứng của tập đoàn.
Điện cũng là một ngành công nghiệp tiêu thụ lượng than khá lớn do nhu cầu đốt than của các nhà máy nhiệt điện. Do vậy

tập đoàn than đã quyết định nhập khẩu than phục vụ cho các nhà máy nhiệt điên trong nước. Dự kiến số lượng than nhập khẩu từ
nay đến hết năm 2012 vào khoảng 10 triệu tấn
Than nhập khẩu có thể đốt riêng hoặc trộn với than trong nước nhằm tận dụng nguồn than khó cháy trong nước và giảm chi
phí nhập khẩu.
Nhập khẩu than từng nơi 1/1/2010
Năm Sản lượng (nghìn tấn)
Trung Quốc 900
Hàn Quốc 130
Thái Lan 61,9
Việt Nam 1,31
Nhật Bản 184
Philipine 20
Như vậy trong tương lai các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam sẽ sử dụng ba nguồn than chính là than antraxit, than nâu và
than bitum nhập khẩu.
Than BitumThan Antraxit
- Than Antraxit
Trữ lượng than tới mức sâu âm 300 m ước tính khoảng 3,5 tỷ tấn và từ mức âm 300 m tới âm 1.000 m khoảng
7 – 10 tỷ tấn. Các mỏ than chất lượng tốt phần lớn tập trung gần cảng biển và các tuyến đường bộ chính
giúp cho việc sản xuất và tiêu thụ than rất thuận tiện. Ngoài ra, việc xây dựng và bố trí các nhà máy sàng
tuyển than, kho chứa than và cảng xếp hàng vào cùng một cụm giúp cho việc xuất khẩu than trở nên rất
thuận tiện. Hơn một trăm năm nay than antraxít Việt Nam đã được biết đến trên khắp thế giới qua thương
hiệu Than Hòn Gai antraxít. Đây là loại than có nhiệt năng cao và hàm lượng lưu huỳnh thấp đã hấp dẫn
rất nhiều khách hàng ở trên 30 quốc gia và vùng lãnh thổ. Than anthraxít Việt Nam được sử dụng như là
nguyên liệu và nhiên liệu đầu vào cho các ngành công nghiệp thép, nicken, titan, xi măng, đất đèn, điện
cực, hoá chất, nhà máy nhiệt điện, gốm sứ, gạch cũng như là sưởi ấm.
Một số hình ảnh về than Antraxit
- Than Bitum
Than bitum (than "nhựa đường" : bituminous coal). Đây là dạng than phổ biến nhất, còn được
gọi là than mềm (soft coal), mặc dù nó còn cứng hơn lignite. Là một loại chất lỏng hữu cơ có
độ nhớt cao, màu đen, nhớp nháp và hòa tan hoàn toàn trong cacbon đisulfua (CS2). Độ ẩm

khoảng 5-15%.
Than bitum chứa nhiều lưu huỳnh (2-3%), tạp chất (nhựa đường, hắc ín ) vì vậy khi đốt
thường gây ô nhiễm không khí. Tuy vậy, than bitum vẫn được sử dụng rộng rãi, nhất là làm
nhiên liệu cho các nhà máy điện, vì nó sinh ra nhiệt lượng cao.
Nhiệt điện đốt than ở Việt Nam có vai trò quan trọng trong cơ cấu sản xuất điện năng. Ưu thế cơ bản của nhiệt điện
đốt than là giá than ổn định và có thể cạnh tranh với các nguồn nhiên liệu khác. Ở Việt Nam, than có trữ lượng khá lớn với hai
loại chủ yếu là than antraxit Quảng Ninh và than nâu vùng đồng bằng Bắc Bộ.
Hiện nay, nhà máy điện đốt than đang áp dụng các công nghệ lò đốt sau:
- Buồng đốt than phun
- Buồng đốt than tầng sôi tuần hoàn
- Buồng đốt than tầng sôi áp lực
- Buồng đốt than sử dụng quá trình khí hóa than
Phần 2: CÁC DẠNG BUỒNG ĐỐT THAN TRONG LÒ HƠI
I. Công nghệ lò hơi sử dụng buồng đốt than phun:
- Lò hơi đốt than phun là công nghệ đã rất phát triển và đang là nguồn sản xuất điện năng chủ yếu trên thế giới. Than
được nghiền mịn và được đốt cháy trong buồng lửa lò hơi. Nhiệt từ quá trình đốt cháy sẽ gia nhiệt cho nước và hơi trong các
dàn ống và thiết bị bố trí trong lò hơi. Công nghệ này trong tương lai vẫn sẽ là một lựa chọn ưu thế cho các nhà máy điện.
- Lò hơi được bố trí hình chữ Π bao gồm buồng đốt hình lăng trụ, phễu lạnh ở phần dưới, đường dẫn khói nằm ngang
- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò hơi:
Năng suất hơi tối đa: 1.000 t/h
Áp suất hơi sau lò hơi : 24,5 MPa
Nhiệt độ hơi: 565
0
C
Nhiệt độ nước cấp : 274
0
C
Hiệu suất tổng tính toán : 92,5 %
Nồng độ NO
x

trong khói : ≤ 350 mg/m
3
Nồng độ SO
x
trong khói : 400 mg/m
3
- Buồng đốt được thiết kế với tiết diện vuông. Các vòi phun và tất cả các đầu vào nhiên liệu và không khí đi vào buồng
đốt đều bố trí kiểu tiếp tuyến. Ba tầng vòi phun trực lưu kiểu khe nằm ngang được bố trí tại các góc của buồng đốt.
Cấu tạo buồng đốt than phun:
- Ba tầng vòi phun trực lưu kiểu khe nằm ngang được bố trí tại các góc của buồng đốt.
- Các vòi phun chính ở mỗi tầng trong số 3 tầng được kết cấu ở dạng khối vòi phun thống nhất. Mỗi khối vòi phun
(hình) có hai đầu dẫn nhiên liệu vào từ các máy nghiền khác nhau và hai vòi phun madút khởi động.
Hệ thống nghiền và cung cấp than bột tới buồng đốt:
II. Công nghệ lò hơi sử dụng buồng đốt than tầng sôi tuần hoàn:
- Lò hơi tầng sôi tuần hoàn được phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trước. Công nghệ này gần như công nghệ đốt
than phun. Sự khác biệt là than đốt trong lò tầng sôi có kích thước lớn hơn và được đốt cùng chất hấp thụ lưu huỳnh (đá vôi)
trong buồng lửa, hạt than được tuần hoàn trong buồng lửa cho tới khi đủ nhỏ. Công nghệ này cho phép đốt các nhiên liệu xấu
có chất lượng thay đổi trong khoảng rộng, nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao.
- Công nghệ này thực hiện đốt nhiên liệu trong hỗn hợp O
2
/CO
2
phụ thuộc vào sơ đồ đốt sẽ sử dụng. Công nghệ đốt
nhiên liệu trong môi trường O
2
/CO
2
được sử dụng cho các tổ máy sẵn có sau khi được hiện đại hóa, cũng như cho các nhà
máy điện xây mới.
- Sử dụng công nghệ tầng sôi tuần hoàn để thu giữ CO

2
đốt trong môi trường oxy và tái tuần hoàn khí CO
2
.
- Nguyên lý: khói sau quá trình đốt sẽ qua bộ phân ly than bột, than lẫn trong khói sẽ được phân tách và đưa lại vào
buồng đốt. Khói có nhiệt độ cao đi vào lò hơi để trao đổi nhiệt với nước, làm bay hơi sinh công. Khói thải sau đó ra khỏi lò
hơi đi qua bộ sấy hỗn hợp O
2
/CO
2
, rồi đi đến bộ làm sạch khói, ở đây, khi nồng đô CO
2
thấp, CO
2
sẽ hòa trộn cùng với O
2

đến bộ sấy hỗn hợp O
2
/CO
2
và vào buồng đốt (quá trình tuần hoàn CO
2
). Khi nồng độ CO
2
cao, khói thải sẽ đi vào bộ xử lý
CO
2
.

- Ưu điểm:
Lò CFB cho phép đốt được các loại nhiên liệu khó cháy, đảm bảo được các tiêu chuẩn về môi trường.
Than không cần có độ mịn cao như lò than phun.
Công nghệ đốt phù hợp với cả loại than xấu có nhiệt trị thấp, hàm lượng chất bốc thấp, phù hợp với đặc tính của than
antraxit.
- Nhược điểm:
Do lò tầng sôi tuần hoàn là loại mới có công suất còn hạn chế và giá thành thường cao hơn so với lò than phun có công
suất tương đương nên không phổ biến áp dụng.
III. Công nghệ lò hơi sử dụng buồng đốt than tầng sôi áp lực:
- Công nghệ tầng sôi áp lực cũng là một công nghệ mới. Về mặt cấu tạo, loại lò hơi này phức tạp hơn hai loại lò
hơi trên. Quá trình cháy cũng giống như lò hơi tầng sôi tuần hoàn, nhiệt độ buồng đốt vào khoảng
800 – 850
0
C , áp suất 12-16 bar. Khói nóng được làm sạch và đưa vào sinh công tuabin khí sau đó cấp nhiệt cho nước
- hơi trong lò thu hồi nhiệt để chạy tuabin hơi. Lò hơi tầng sôi áp lực được kiến nghị áp dụng khi nhiên liệu cháy có
độ ẩm cao như than nâu. Hiệu suất cao, ít phát thải, chi phí vận hành thấp là những ưu điểm của công nghệ này. Tuy
nhiên, cho đến nay tính thương mại của công nghệ này chưa cao.
- Nguyên lý : giống như lò hơi tầng sôi tuần hoàn, nhưng ở đây khói được làm sạch và thổi trực tiếp vào tuabin khí –
sau đó mới cấp nhiệt cho lò hơi chạy tuabin hơi.
VI. Công nghệ lò hơi sử dụng buồng đốt khí hóa than:
- Công nghệ khí hóa than là công nghệ triển vọng trong tương lai. Than được khí hóa trong thiết bị khí hóa để sinh hỗn
hợp khí trong đó chủ yếu là CO và H
2
và N
2
, nhiệt trị cao của hỗn hợp này khoảng 1150 kcal. Nhiệt độ hỗn hợp sau thiết bị
khí hóa sẽ khoảng 540-1430
0
C. Khí được làm sạch và cháy trong chu trình tuabin khí sau đó gia nhiệt cho nước-hơi trong lò
thu hồi nhiệt.

- Ưu điểm cơ bản là hiệu suất rất cao, phát thải SO
2
và NO
x
rất thấp và đặc biệt là có khả năng lưu giữ CO
2
. Nhược
điểm là kết cấu phức tạp, vận hành kém linh hoạt, và suất đầu tư cao. Do có những ưu điểm vượt trội nên công nghệ này sẽ rất
phát triển trong tương lai.
- Với công nghệ này, máy khí hóa than có khả năng đốt cháy lốc xoáy nhiên liệu hoàn toàn trong buồng đốt và đạt được
nhiệt độ cao.
Máy khí hóa than
- Máy khí hóa than có thể tiết kiệm 20% nhiên liệu so với đốt nhiên liệu dầu trực tiếp.
- Nó là thiết bị hoạt động an toàn, nhanh chóng và thuận tiện.