Nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện than ở việt nam

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Theo quy hoạch phát triển hệ thống điện Việt Nam (Quy hoạch điện VII)
giai đoạn 2011 – 2020 xét triển vọng đến năm 2030, tỷ trọng nguồn nhiệt điện
than ngày càng gia tăng.
Định hướng đến năm 2020: công suất các nhà máy nhiệt điện than là
36.000 MW chiếm 48% công suất nguồn, sản lượng điện sản xuất 154,44 tỷ
kWh chiếm 46,8% cơ cấu nguồn, nhu cầu than 67,3 triệu tấn.
Triển vọng đến năm 2030: công suất các nhà máy nhiệt điện than là
75.748,8 MW chiếm 51,6% công suất nguồn, sản lượng điện sản xuất 391,98 tỷ
kWh chiếm 56,4% cơ cấu nguồn, nhu cầu than lên tới 171 triệu tấn.
Dự báo từ năm 2014 khi các nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2 và Duyên
Hải 1 đưa vào vận hành, ngành điện bắt đầu phải nhập khẩu than. Việc nhập
khẩu than với số lượng ngày càng lớn dành cho các nhà máy nhiệt điện đốt than
đang là một vấn đề đáng quan tâm.
Thị trường điện Việt Nam đổi mới chuyển sang giai đoạn thị trường phát
điện cạnh tranh, vấn đề nâng cao hiệu quả sản xuất và hiệu suất thiết bị trong
các đơn vị sản xuất điện được đặc biệt quan tâm.
Hiện nay hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong vận hành các nhà máy nhiệt
điện than ở Việt Nam vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu cả về khoa học và
thực tiễn. Vấn đề ảnh hưởng của các yếu tố vận hành (sự biến đổi đặc tính
nhiên liệu, các điều kiện tự nhiên khu vực, yếu tố tổ chức quản lý vận hành …)
đến hiệu quả sử dụng nhiên liệu – năng lượng ở các nhà máy nhiệt điện đốt
thanchưa được quan tâm nghiên cứu.
Do đó, đề tài tập trung nghiên cứu, tìm hiểu thực trạng quá trình sử dụng
nhiên liệu – năng lượng trong các nhà máy nhiệt điện đốt than nhằm đánh giá
tiềm năng và đề xuất giải pháp cũng như xác định hiệu quả sử dụng các giải
pháp tiết kiệm năng lượng tại các nhà máy nhiệt điện than ở nước ta.

1

2. Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở khảo sát, đánh giá hiện trạng sử dụng nhiên liệu – năng lượng
tại các nhà máy nhiệt điện đốt than sẽ lựa chọn và đề xuất một số giải pháp tổ
chức quản lý và kỹ thuật công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu
– năng lượng ở nhà máy nhiệt điện đốt than và tính toán hiệu quả áp dụng đối với
nhà máy nhiệt điện Phả Lại.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Nghiên cứu tổng quan về nhà máy nhiệt điện than Việt Nam. Khảo sát,
thu thập dữ liệu vận hành thực tế ở một số nhà máy nhiệt điện than, xử lý, tổng
hợp số liệu,phân tích, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố vận hành, quản lý đến
hiệu quả sử dụng nhiên liệu - năng lượng.
- Tổng quan về giải pháp tiết kiệm năng lượng và lựa chọn, đề xuất một
số giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu – năng lượng có triển vọngở
nhà máy nhiệt điện đốt than Việt Nam.
- Đề xuất áp dụng một số giải pháp phù hợp, có tính khả thi cao và tính
toán tiềm năng, phân tích hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu - năng lượng cho nhà
máy nhiệt điện Phả Lại.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên
liệu than - năng lượng trong các nhà máy nhiệt điện Than Việt Nam.
- Phạm vi nghiên cứu: Luận văn dự kiến nghiên cứu áp dụng, tính toán
cụ thể tại Công ty cổ phần nhiệt điện Phả Lại.
5. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu của đề tài là:
- Phương pháp khảo sát thực tế, thu thập dữ liệu
- Phân tích, xử lý số liệu
- Đánh giá thông qua số liệu thực tiễn
- Xin ý kiến chuyên gia
- Tính toán.

2


6. Những đóng góp mới của đề tài
- Xây dựng được bộ dữ liệu về các chỉ tiêu thông số tiêu thụ nhiên liệu năng lượng hiện nay và tổng hợp đánh giá những vấn đề cần giải quyết để nâng
cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu - năng lượng trong các nhà máy nhiệt điện đốt
than Việt Nam;
- Nghiên cứu lựa chọn giải pháp và xây dựng được mô hình tính toán
tiềm năng và hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện đốt
than.
- Đề xuất được các giải pháp phù hợp, có tính khả thi cao và tính toán
hiệu quả cho trường hợp áp dụng tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại. Kết quả thu
được của đề tài có thể áp dụng cho các nhà máy nhiệt điện khác có cùng công
nghệ.

3


CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN NHÀ MÁY
NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
1.1 HIỆN TRẠNG VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN
VIỆT NAM
Hệ thống điện (HTĐ) là tập hợp các phần tử, bộ phận có mối liên hệ mật
thiết với nhau nhằm cung cấp điện phục vụ cho nhu cầu sản xuất của xã hội và
dân sinh.
Hệ thống điện Việt Nam được hình thành từ rất sớm (khi Việt Nam còn
là thuộc địa của Pháp). Từ ngày hoà bình lập lại, HTĐ Việt Nam đã phát triển
mạnh, đáp ứng cơ bản nguồn điện năng cho phát triển kinh tế xã hội. Hệ thống
điện nước ta hiện nay được chia thành 3 vùng chính và được liên kết bởi hệ
thống truyền tải điện 500kV. Để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, tổng

công suất đặt của toàn hệ thống ngày càng gia tăng. Cụ thể: Năm 1998 là
5.285MW, đến năm 2012 tăng lên là 26.475MW, tổng công suất khả dụng vào
khoảng 25.837MW.
Biểu đồ tỷ lệ công suất và phụ tải lớn nhất của hệ thống qua các năm được
trình bày trên hình 1.1:

Hình 1.1: Biểu đồ tỷ lệ công suất và phụ tải lớn nhất
4


Cơ cấu nguồn điện trong hệ thống điện quốc gia rất đa dạng (Xem hình 1.2):
thủy điện (47,5%) và nhiệt điện (48,6%) bao gồm: nhiệt điện than (17,8%), nhiệt điện
dầu (2%), nhiệt điện khí (1,7%), tubin khí (27,1%) (Trung tâm điều độ hệ thống điện
quốc gia năm 2012)

Hình 1.2: Cơ cấu nguồn điện trong hệ thống điện Việt Nam năm 2012
Theo Quy hoạch điện VII giai đoạn 2011 - 2020 xét triển vọng đến năm 2030,
tỷ trọng nguồn nhiệt điện than ngày càng gia tăng từ 46,4% cho năm 2020 tới 56,1%
cho năm 2030 (Xem bảng 1.1).
Bảng 1.1: Tỷ trọng các nguồn điện trong HTĐ Việt Nam
giai đoạn 2011 – 2020 xét triển vọng đến năm 2030
Năm 2020
Công suất
Thủy điện

Năm 2025
Tỷ

trọng

Công suất

Năm 2030
Tỷ

trọng

Công suất

Tỷ
trọng

17.987MW

25,6%

19.857MW

20,3 %

21.100MW

15,3 %

Nhiệt điện dầu –
13.625MW
khí

19,4%

17.525MW

17,9 %

17.500MW

12,7 %

Nhiệt điện than

32.535MW

46,4%

45.190MW

46,1 %

77.300MW

56,1 %

Thủy điện nhỏ
và NLTT

3.192MW

4,5%

4.829MW

5%

10.700MW

7,8 %

Điện hạt nhân

1.000MW

1,4%

6.000MW

6,1 %

4.800MW

3,5 %

Điện nhập khẩu

1.839MW

2,6%

4.609MW

4,7 %

6.300MW

4,6 %

Tổng

70.178MW 100%

98.010MW

100 %

137.700MW

100 %

(Nguồn: Quy hoạch điện VII)
5


Từ bảng 1.1 ta thấy, Nhà máy nhiệt điện đốt than sẽ đóng vai trò chủ đạo trong
hệ thống điện Việt Nam, cả về công suất và sản lượng điện.Với kế hoạch phát triển
nguồn điện như vậy, nhu cầu và cân đối nhiên liệu than chosản xuất điện giai đoạn
2011 - 2030 dự kiến như bảng 1.2 và bảng 1.3:
Bảng 1.2: Nhu cầu than cho sản xuất điện giai đoan 2011 – 2030
Nhu cầu
than (triệu

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2025

2030

10,8

12,7

15,8

18,8

20,8

25,0

28,3

30,2

33,6

37,4

53,8

57,7

0

0

0

0

0

0

0

1,5

1,8

2,7

7,0

34,4

0

0,07

0,07

0,07

0,08

0,07

0,07

0,06

0,06

0,07

0,09

0,114

0

0

0

0

0

0

0,9

2,3

3,1

3,3

6,5

8,9

0

0

0

3,4

9,0

9,6

9,8

9,4

9,7

9,6

9,0

8,6

0,4

0,8

0,9

0,8

2,39

8,0

14,2

17,9

21,9

24,2

40,3

77,7

11,2

13,6

16,8

23,1

32,3

42,6

53,0

61,3

70,1

77,3

116,5

187,4

0,38

0,83

0,90

0,84

2,4

8,0

15,1

21,6

26,7

30,2

53,7

121,0

10,8

12,7

15,9

22,2

29,9

34,6

37,9

39,6

43,4

47,1

62,8

66,4

tấn)

Miền Bắc –
trong nước
Miền Bắc
nhập khẩu
Miền Trung
- trong nước
Miền Trung
-nhập khẩu
Miền Nam trong nước
Miền Nam nhập khẩu
Toàn quốc
Tổng nhập
khẩu
Trong nước

(Nguồn: Quy hoạch điện VII)
Bảng 1.3: Khả năng cấp than cho sản xuất điện
Khả năng cấp than
cho SX điện
P.A cơ sở - Triệu tấn
P.A cao – Triệu tấn

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2020

2025

2030

24,5

24,7

26,6

28,1

28,2

32,6

40,1

56,9

51,4

24,7

26,0

27,6

28,3

30,5

40,9

72,2

74,8

(Nguồn: Quy hoạch điện VII)
Như vậy, tổng nhu cầu than cho sản xuất điện trong 20 năm tới khoảng 1.670
triệu tấn, trong đó giai đoạn 2011 – 2020 là 401 triệu tấn, giai đoạn 2021 – 2030
khoảng 1.270 triệu tấn. Theo quy hoạch điều chỉnh ngành công nghiệp than, tổng
lượng than cấp cho sản xuất điện khoảng 920 triệu tấn. Như vậy, lượng than dự kiến
nhập khẩu khoảng 750 triệu tấn, trong đó từ 2011 – 2020 cần nhập khẩu khoảng 107
6


triệu tấn. Than nhập khẩu từ mức dưới 400 nghìn tấn hiện nay sẽ tăng lên khoảng 2,4
triệu tấn 2015 và đạt khoảng 30 triệu tấn năm 2020.
Ngoài ra, nhu cầu dầu FO cho sản xuất điện giai đoạn 2011 – 2030 tương ứng
như các bảng 1.4 và 1.5 sau đây:
Bảng 1.4: Nhu cầu dầu FO cho sản xuất điện giai đoạn 2011 - 2030
Dầu FO
(nghìn tấn)

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2025

2030

Miền Bắc

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Miền Trung

39

41

52

42

30

29

29

29

29

30

31

31

Miền Nam

737

841

1083

789

419

126

124

124

143

56

81

53

Toàn quốc

776

882

1135

831

449

155

153

153

172

86

112

84

(Nguồn: Quy hoạch điện VII)
Bảng 1.5: Nhu cầu dầu DO cho sản xuất điện giai đoạn 2011 – 2030
Dầu FO

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2025

2030

Miền Bắc

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Miền Trung

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Miền Nam

22

24

44

22

4

0

0

0

0

0

0

0

Toàn quốc

22

24

44

22

4

0

0

0

0

0

0

0

(nghìn tấn)

(Nguồn: Quy hoạch điện VII)

1.2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ VÀ VẬN HÀNH NHÀ
MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN VIỆT NAM
1.2.1 Khái niệm và phân loại nhà máy nhiệt điện than
Khái niệm:
Nhà máy nhiệt điện than là nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiệt năng tỏa ra

do đốt than để biến nước thành hơi có nhiệt độ và áp suất cao làm quay tuabin
để phát ra điện. Ngoài ra, nhà máy nhiệt điện than còn sử dụng nhiên liệu là
dầu FO hoặc DO khi khởi động lò cũng như duy trì lò khi phụ tải thấp.

7


Vai trò của nhà máy nhiệt điện than (NMNĐT):Vai trò chính của NMNĐT là
phát điện phục vụ nhu cầu điện năng cho sản xuất kinh doanh cũng như sinh
hoạt và mọi hoạt động sử dụng điện khác.
Ngoài ra, NMNĐT còn cung cấp một lượng nguyên liệu lớn cho một số
ngành công nghiệp do tận dụng tro bay và xỉ, góp phần giảm giá thành sản xuất
của các ngành đó cũng như hiệu quả của việc xử lý chất thải của nhà máy, đồng
thời mang lại một phần doanh thu cho các nhà máy này.
Một số NMNDT còn có vai trò điều tiết trong hệ thống.
Ưu điểm và nhược điểm của nhà máy nhiệt điện than:Nhiệt điện than ở Việt
Nam có vai trò quan trọng trong cơ cấu sản xuất điện năng. Ưu thế cơ bản của
nhiệt điện than là:
+ Có khả năng xây dựng tại nhiều khu vực (các nhà máy này thường
được bố trí gần các khu vực có phụ tải lớn như khu công nghiệp, thành phố,
khu dân cư tập trung đông).
+ Không bị giới hạn về công suất lắp đặt do các cụm nhiệt điện có thể
được xây dựng với công suất rất lớn (hơn 1.000MW).
+ Giá thành xây dựng nhà máy thấp hơn thủy điện có cùng công suất
+ Không phụ thuộc vào nhiều vào yếu tố thiên nhiên: địa hình, địa chất,
chế độ dòng chảy, mưa - nắng.
+ Chủ động trong vận hành vì không phụ thuộc thời tiết.
+ Diện tích chiếm đất của nhà máy ít hơn nhiều so với thủy điện cùng
công suất do đó ít ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, đền bù giải tỏa…
Tuy nhiên:

+ Do nguồn nguyên liệu chính được sử dụng là than, dầu, khí…nên các
nhà máy này phụ thuộc lớn vào nguồn cung các nguyện liệu này. Đồng thời tạo
ra khí thải làm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu ứng nhà kính. Trước tình hình
nguồn nguyên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá thành cao sẽ ảnh hưởng
lớn đến hoạt động của nhà máy. Nguyên liệu bị đốt cháy sẽ mất đi không thể tái
sinh như nước trong các nhà máy thủy điện.
8


+ Do sử dụng nguyên liệu nên giá thành sản xuất địên năng lớn hơn thủy
điện (khoảng 8 - 10 cent/kWh).
+ Không linh hoạt trong chế độ vận hành. Khi cần thiết nâng công suất
vào giờ cao điểm phải mất hàng giờ trong khi các nhà máy thủy điện chỉ mất
khoảng 7 - 10 s. Do đó nhiệt điện thường chủ yếu chạy ở vị trí đáy hoặc bán
đỉnh trong đồ thị phụ tải.
Vị trí của NMNĐT trong đồ thị phụ tải: Nguồn điện trong HTĐ của nước ta
bao gồm nhiều dạng như thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, tuabin khí
chu trình đơn và hỗn hợp…với các đặc tính vận hành rất khác nhau. Thông
thường NMNĐT làm việc ở đáy đồ thị phụ tải. Tuy nhiên, ở nước ta vào mùa
mưa, lưu lượng nước về các hồ chứa thủy điện nhiều, để tận dụng nguồn nước,
các các nhà máy thủy điện sẽ phát huy hết khả năng và cung cấp cho HTĐ một
lượng năng lượng điện lớn. Trong khi, các NMNĐ lại vận hành ở chế độ lưng
hoặc trên lưng của đồ thị phụ tải. Đồng thời, trong giai đoạn này các NMNĐ có
thể sửa chữa và duy tu lại máy móc để chuẩn bị cho mùa khô của năm.

Hình 1.3: Vị trí của các nhà máy nhiệt điện than trong đồ thị phụ tải vào mùa mưa
Về mùa khô, nước về hồ chứa của các nhà máy thủy điện ít nên chỉ các nhà
máy thủy điện chỉ có thể phát công suất đỉnh. Do vậy, đây chính là khoảng thời gian
mà các nhà máy nhiệt điện phát điện với công suất lớn nhất để có thể đảm bảo được
lượng điện cung cấp cho các phụ tải. Vị trí làm việc của các nhà máy nhiệt điện trong

thời gian này là chạy ở nền của đồ thị phụ tải.

9


Hình 1.4: Vị trí của các nhà máy nhiệt điện than trong đồ thị phụ tải vào mùa khô

Phân loại các nhà máy nhiệt điện than


Phân theo dòng lịch sử, năm sản xuất công nghệ:
- Công nghệ của những năm 60 - 80: như nhà máy nhiệt điện Ninh Bình
- Công nghệ của những năm 80 - 90: như dây chuyền I của nhà máy nhiệt
điện Phả Lại
- Công nghệ của những năm 90 đến nay: như dây chuyền II của nhà máy
nhiệt điện Phả Lại



Phân theo đặc điểm công nghệ sản xuất của nhà máy:
- NMNDT ngưng hơi thuần túy
- NMNDT có trích hơi
- NMNDT có hồi nhiệt



Phân theo nguồn năng lượng sản xuất điện:
- NMNDT chỉ sử dụng nhiên liệu hóa thạch: than và dầu
- NMNDT lai hóa: bên cạnh nhiên liệu là than và dầu thì nguồn năng
lượng để sản xuất ra điện của nhà máy còn gồm các dạng năng lượng tái

tạo.

1.2.2 Công nghệ sản xuất điện trong nhà máy nhiệt điện than
Ở Việt Nam, than có hai loại chủ yếu là than antraxit ở Quảng Ninh,
Đông Triều, Mạo Khê và than nâu vùng đồng bằng Bắc Bộ. Hiện nay, than
antraxit đang được khai thác với quy mô lớn và đáp ứng hầu hết nhu cầu trong
10


nước và xuất khẩu. 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.
Một trong những phương án cung cấp cho ngành Điện là nhập khẩu than
bitum từ các nước lân cận như Indonesia và Úc. 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. Như vậy, trong tương lai Việt Nam sẽ sử dụng
ba nguồn than chính là than antraxit, than nâu và than bitum nhập khẩu. Ba loại
than này sẽ là cơ sở xem xét khi lựa chọn công nghệ cho nhà máy nhiệt điện.
Công nghệ trong tương lai phải đáp ứng yêu cầu cơ bản là hiệu suất cao,
thân thiện với môi trường và có chi phí đầu tư hợp lý. Hiệu suất cao một mặt
làm giảm tiêu hao nhiên liệu, mặt khác làm giảm lượng phát thải các chất ô
nhiễm ra môi trường. Vấn đề môi trường đang đòi hỏi các nhà máy điện đốt
than phải áp dụng các kỹ thuật và thiết bị nhằm hạn chế các chất phát thải độc
hại như NOx, SO2, bụi và thu giữ CO2. Hiện nay, nhà máy điện đốt than đang
áp dụng các công nghệ sau: Đốt than phun, đốt than tầng sôi tuần hoàn, đốt
than tầng sôi áp lực, khí hóa than.
Trong luận văn đề cập tới lò hơi đốt than phun vì hầu hết các lò hơi của
nước ta sử dụng công nghệ 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.
Quy trình công nghệ sản xuất điện trong NMNĐT
Quy trình công nghệ sản xuất là bao gồm tất cả các công đoạn từ vận
chuyển, chế biến cho đến khi ra thành phẩm. Các công đoạn liên kết với nhau
như các mắt xích trong một dây chuyền. Quy trình công nghệ sản xuất là một
khối thống nhất giữa các công đoạn và thiết bị.
11


Sơ đồ quy trình sản xuất:

Hình 1.5: Sơ đồ quy trình sản xuất điện trong các nhà máy nhiệt điện

Vai trò của một số hệ thống chính:
- Hệ thống cấp nước: Nước lấy từ sông đi làm các nhiệm vụ như sau:
+ Thứ nhất: nước được đưa vào bể chứa để loại bỏ tạp chất, sau đó được
xử lý làm mềm và cấp cho lò hơi.
+ Thứ hai: nước được cấp cho hệ thống thải xỉ, đưa xỉ từ mương thải xỉ
ra các hồ chứa xỉ.
+ Thứ ba: nước có nhiệm vụ cấp cho hệ thống làm mát bình ngưng để
thu hồi nước ngưng cấp lại cho lò.
- Hệ thống nhiên liệu than: Than được vận chuyển từ các mỏ than đến
nhà máy bằng đường sông, đường sắt hoặc đường bộ. Sau khi than được đưa
tới cảng, hệ thống bốc dỡ sẽ đưa than đi: một về nhà kho để dự trữ một phần rồi
đi tiếp lên máy nghiền, hoặc thẳng lên hệ thống máy nghiền để chuẩn bị nhiên
liệu sẵn sàng cho lò hơi. Trong hệ thống máy nghiền, than vừa được sấy khô
nhờ không khí nóng, vừa được nghiền liên tục đến kích thước yêu cầu. Sau khi

12


than đã đạt kích thước yêu cầu sẽ được hòa trộn cùng với không khí nóng để
cấp vào lò qua các vòi phun.
- Hệ thống nhiên liệu dầu: cũng như hệ thống than, dầu được vận
chuyển về cảng bằng đường sông, đường sắt hoặc đường bộ. Dầu từ cảng sẽ
đưa về các bể chứa dầu. Trước khi cấp vào lò dầu, sẽ được gia nhiệt để giảm độ
nhớt cũng như tăng hiệu suất vì độ nhớt luôn thay đổi theo nhiệt độ tức là sẽ
đặc lại khi nhiệt độ xuống thấp và sẽ loãng ra khi nhiệt độ tăng. Dầu được dùng
khi khởi động lò hay đốt kèm với than khi mức phụ tải yêu cầu không cao
(khoảng dưới 30% Pđm).
- Lò hơi: là nơi diễn ra quá trình cháy và trao đổi nhiệt giữa môi chất và
sản phẩm cháy. Môi chất là nước nhận nhiệt từ sản phẩm cháy tạo thành hơi
bão hòa, hơi bão hòa sau khi đã quá nhiệt sẽ tạo thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ
và áp suất cao đi vào tuabin và sinh công.
Hơi sau khi đã sinh công ở tuabin sẽ được dẫn về bình ngưng, tại đây hơi sẽ
được làm mát và ngưng tụ lại thành nước, lượng nước này lại tiếp tục được gia
nhiệt rồi cấp cho lò hơi.
- Hệ thống lọc bụi, thải xỉ: Sau khi than được đốt trong lò, lượng xỉ còn
lại sẽ được tập trung ở phễu thải xỉ, sau đó sẽ được đưa xuống mương thải xỉ và
được đẩy ra bãi chứa xỉ. Một phần lớn sản phẩm cháy là tro bay, bay lơ lửng
theo khói. Lượng tro này sẽ được quạt khói đẩy vào hệ thống lọc tro tĩnh điện
nhằm loại tro bụi ra khỏi khói lò. Tro bụi sẽ được giữ lại ở các cực của hệ thống
lọc và rơi xuống phễu chứa, cuối cùng được đẩy ra ngoài xuống các mương thải
xỉ.
Khói sau khi đã được loại bỏ tro bụi được đẩy ra ngoài môi trường nhờ
quạt đẩy.
- Tuabin – máy phát: tuabin là thiết bị biến đổi nhiệt năng của hơi quá
nhiệt thành động năng của trục quay. Tuabin nhận nhiệt năng của hơi quá nhiệt

rồi chuyển hóa thành động năng làm quay trục của tuabin đồng thời kéo theo
trục của máy phát cũng quay theo (do trục của tuabin được nối với trục của
13


máy phát). Máy phát làm việc và phát ra dòng điện rồi đưa lên trạm biến áp để
biến đổi điện áp.
1.2.3 Vận hành nhà máy nhiệt điện than Việt Nam
Nguyên lý hoạt động của các NMNĐT

Hình 1.6: Sơ đồ thiết bị nhà máy điện
I – Lò hơi; II – Bộ quá nhiệt; III – Tuốc bin; IV – Bình ngưng ; V – Bơm cấp

Trước khi đưa than vào buồng lửa, than được sấy khô và nghiền thành
bột cho đến khi đạt kích thước tiêu chuẩn nhờ hệ thống nghiền. Than khi đã đạt
kích thước tiêu chuẩn được phun vào trong buồng lửa cùng với không khí qua
hệ thống các vòi phun tạo thành hỗn hợp cháy và được đốt cháy trong buồng
lửa, nhiệt độ ngọn lửa có thể đạt tới 19000C. Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên liệu
cháy truyền cho nước trong dàn ống sinh hơi được bố trí trong lò hơi, nước
tăng dần nhiệt độ đến sôi, biến thành hơi bão hoà. Hơi bão hòa theo các đường
ống sinh hơi đi lên và tập trung ở bao hơi.
Qua hệ thống phân ly trong bao hơi, hơi được tách ra khỏi nước và đi
vào các dàn ống xoắn của bộ quá nhiệt. Ở bộ quá nhiệt, hơi bão hòa chuyển
động trong các ống xoắn sẽ nhận nhiệt từ khói nóng chuyển động phía ngoài
ống tạo thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ và áp suất cao hơn và đi vào ống góp
sang tuabin. Nước sau khi phân ly đi xuống các đường ống đặt bên ngoài tường
lò rồi lại sang ống sinh hơi tiếp tục nhận nhiệt.
Khi sang tuabin hơi quá nhiệt có nhiệt độ và áp suất cao (giống như một
vật ở trên cao có thế năng rất lớn) đi vào tầng cánh tĩnh để dãn nở một phần
làm giảm thế năng, biến thành động năng của dòng hơi. Dòng hơi có động năng

14


lớn đi vào cánh động của tuabin truyền động năng của mình cho cánh động làm
quay cánh động, tuabin quay và kéo theo roto của máy phát điện quay, xảy ra
hiện tượng cảm ứng điện từ tạo ra điện năng, qua máy biến áp nâng lên điện áp
cao cấp lên hệ thống lưới điện.
Hơi quá nhiệt sau khi sinh công trong tuabin có thể quá nhiệt lần 2 rồi trở
lại tuabin sinh công tiếp, hoặc có thể đưa đến các hộ tiêu thụ hơi hay nhiệt,
hoặc cũng có thể trở về luôn bình ngưng được ngưng tụ thành nước sau đó
được đưa trở lại lò hơi và tiếp tục nhận nhiệt trong buồng lửa tạo thành hơi quá
nhiệt đưa sang tuabin để sinh công tạo thành một chu trình tuần hoàn khép kín.
1.3 ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU - NĂNG
LƯỢNG TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN VIỆT NAM
Như đã phân tích ở trên, chúng ta thấy các nhà máy nhiệt điện đốt than
đang và sẽ được tăng cường tại nhiều nơi trên phạm vi cả nước. Từ trước tới
nay, công tác nâng cao hiệu quả kinh tế vận hành dẫn đến tiết kiệm tiêu thụ
nhiên liệu tại các nhà máy nhiệt điện than đã được quan tâm song vẫn còn
nhiều điểm chưa được quan tâm đúng mức do nhiều nguyên nhân.
Những điểm chưa được quan tâm đó đã tồn tại bắt đầu ngay tại các thiết
bị máy móc kỹ thuật, các công đoạn trong dây chuyền công nghệ sản xuất điện
và công tác quản lý vận hành ngay chính tại các nhà máy, tiếp đó là từ sự nhận
thức chưa thực sự thích đáng của các cấp quản lý vận hành nhà máy và cuối
cùng là từ cơ chế phát triển ngành điện của nhà nước cũng một phần chưa thực
sự thúc đẩy hoạt động tiết kiệm nhiên liệu – năng lượng tại các nhà máy nhiệt
điện than.
Ngày nay, các chính sách phát triển ngành điện đã được cải thiện một
cách tích cực. Ví dụ như:
- Thông tư 18/2010/TT/BCT của Bộ Công thương quy định về vận hành
thị trường điện cạnh tranh.

- Thông tư 32/2010/TT – BCT của Bộ Công thương quy định về Hệ
thống điện phân phối…
15


Những văn bản pháp lý như trên sẽ dần đưa thị trường điện Việt Nam
vào vận hành công khai và minh bạch. Từ đó tạo động lực thúc đẩy các nhà
máy tham gia trong thị trường nói chung, các nhà máy nhiệt điện than nói riêng
tích cực áp dụng các giải pháp cải tiến kỹ thuật và quản lý vận hành để có thể
đạt được sự tăng hiệu suất với chi phí thực hiện là nhỏ nhất.
Luận văn xin đưa ra một sốđiểm cần được quan tâm để nâng cao hiệu
suất tại các nhà máy:
1. Phương thức quản lý sản xuất chung, bao gồm cả cơ chế thưởng phạt
đã được áp dụng hợp lý chưa?
2. Quản lý và vận hành hiệu quả hệ thống cung cấp nhiên liệu than hay
chưa?
3. Quản lý và vận hành hiệu quả lò hơi và hệ thống khói thải, hệ thống
cấp gió cho lò hơi đã hợp lý chưa?
4. Quản lý và vận hành hiệu quả hệ thống xả lò hay chưa?
5. Quản lý và vận hành hiệu quả hệ thống trích hơi tuabin hay chưa?
6. Quản lý và vận hành hiệu quả hệ thống bình ngưng và nước tuần hoàn
đã tốt chưa?
7. Quản lý và vận hành hiệu quả hệ thống rửa bình ngưng chưa, rửa đủ
sạch chưa? như thế nào là đủ sạch, rửa ống bình ngưng một cach liên tục có
phải là giải pháp hiệu quả không?
8. Quản lý và vận hành hiệu quả hệ thống hơi tự dùng chưa?
9. Quản lý và vận hành hiệu quả hệ thống điện tự dùng (giảm tiêu thụ
điện tự dùng) đã đúng mức chưa?
Nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện than
để từ đó nâng cao hiệu suất của nhà máy, luận văn nhấn mạnh và tập trung tìm

hiểu 03 điểm đầu tiên như đã nói ở trên.
Kết quả khảo sát tại một số nhà máy như sau: (Số liệu 2013)

16


Câu hỏi khảo sát

NĐ Phả Lại

NĐ Uông Bí

Phương thức quản lý Đã hợp lý

Đã hợp lý

NĐ Ninh Bình
Đã hợp lý

sản xuất chung đã
được áp dụng hợp lý
chưa?
Quản lý và vận hành Đã được quan tâm Quản lý chưa triệt để Đã được quan tâm
hiệu quả hệ thống song quản lý chưa gây thất thoát than, song quản lý chưa
cung cấp nhiên liệu triệt để gây thất thoát dầu. Bãi thải tro xỉ triệt để gây tổn hao
than hay chưa?

than, dầu, bụi than, và cảng than bị ô than, dầu còn cao.
xỉ nhiều.

nhiễm do bụi.

Quản lý và vận hành Đã được quan tâm Đã được quan tâm Đã được quan tâm
hiệu quả lò hơi và hệ nhưng còn nhiều hạn nhưng còn nhiều hạn nhưng còn nhiều
thống khói thải, hệ chế do thiết bị ống lò chế.

hạn chế do vận

thống cấp gió lò hơi vận hành 30 năm

hành vận hành lò

hợp lý chưa?

được

chưa được tối ưu

thay mới hoàn toàn,

hóa, tổn thất nhiệt

kiểm soát kim loại

nhiều => hiệu suất

chưa triệt để, vận

lò chưa cao, suất

hành lò chưa được

tiêu hao nhiên liệu

tối ưu hóa, chất cháy

lớn hơn nhiều so

còn lại trong tro còn

với thiết kế.

nhưng

chưa

cao, sự cố nhiều.
Tỷ lệ % chi phí nhiên
liệu trong tổng chi phí

55,4

59,4

68,0

570

567

578

2,25

2,14

2,3

sản xuất điện (%)
Suất tiêu hao than
trung bình (g/kWh)
Suất tiêu hao dầu
trung bình (g/kWh)

17


Như vậy, ở cả 03 nhà máy khảo sát đều gặp các vấn đề:
- Đối với việc quản lý và vận hành hệ thống cung cấp nhiên liệu: quản lý
chưa hiệu quả gây tổn hao, thất thoát than, dầu (Việc kiểm kê thực tế và số liệu
báo cáo không chính xác, chất lượng than xấu…).
- Đối với lò hơi: Do các thiết bị được thiết kế lắp đặt vận hành lâu năm
(đặc biệt là dây chuyền 1 của nhiệt điện Phả Lại), nên thường xuyên xảy ra sự
cố, vận hành lò hơi chưa tối ưu, tổn thất nhiệt nhiều. Do đó, hiệu suất của lò hơi
chưa cao, suất tiêu hao nhiên liệu lớn.
- Đối với môi trường: Môi trường không khí ô nhiễm do bụi than, bụi tro
bay, thải xỉ … ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động và người dân sống ở
khu vực xung quanh.
Vì vậy, việc nghiên cứu và tìm ra các giải pháp quản lý và sử dụng nhiên
liệu hiệu quả đóng một vai trò vô cùng quan trọng, góp phần nâng cao hiệu suất

sản xuất điện và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Kết luận chương và đặt vấn đề nghiên cứu
Để đáp ứng nhu cầu điện năng cho phát triển kinh tế xã hội cuả đất nước
trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, trong giai đoạn sắp tới tỷ
trọng các nguồn điện than sẽ tăng mạnh từ 46,4% năm 2020 đến 56,1% năm
2030. Lượng than cần thiết cho sản xuất điện tương ứng sẽ là 77,3 triệu tấn
năm 2020 đến 187,4 triệu tấn năm 2030. Trong khi đó khả năng khai thác than
của nước ta theo đánh giá của nhiều chuyên gia nằm trong khoảng 70 - 75 triệu
tấn, không đủ để phục vụ nhu cầu sản xuất điện. Trong tương lai không xa, Việt
Nam sẽ phải nhập khẩu than.
Than sử dụng trong sản xuất điện hện nay là loại than antraxit, chất bốc
thấp và khó cháy. Chất lượng than đang ngày càng giảm, độ tro nhiều, nhiệt trị
giảm đi, do đó làm giảm đáng kể hiệu suất đốt ở trong các lò hơi và gia tăng ô
nhiễm môi trường.
Để bù đắp thiếu hụt nguồn than cho sản xuất điện, Việt Nam dự kiến sẽ
phải nhập khẩu than. Nguồn than nhập khẩu dự kiến chủ yếu từ Úc và từ
18


Indonexia, rất thích hợp cho việc đốt trong các nhà máy nhiệt điện.
Do nhu cầu than để sản xuất điện là rất lớn, trong khi lượng than khai
thác trong nước không đáp ứng đủ để đáp ứng nhu cầu, lượng than phải nhập
khẩu lớn, nên việc nghiên cứu xây dựng chính sách sử dụng than ổn định, bền
vững là hết sức cấp thiết hiện nay. Trong đó, vấn đề cốt lõi là nâng cao hiệu quả
sử dụng than.
Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu về các giải pháp tiết kiệm nhiên liệu
– năng lượng trong các nhà máy nhiệt điện than để từ đó nâng cao hiệu quả vận
hành của các nhà máy và góp phần giảm thiểu sự phát thải vào môi trường.

19

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU –
NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN
2.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NHIÊN
LIỆU - NĂNG LƯỢNG TRONG CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN THAN
2.1.1 Đặc tính nhiên liệu sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện đốt than Việt
Nam
Nhiên liệu là vật chất có khả năng giải phóng năng lượng khi cấu trúc vật
lý hoặc hóa học bị thay đổi. Nhiên liệu giải phóng năng lượng thông qua quá
trình hóa học (cháy ...) hoặc quá trình vật lý (phản ứng tổng hợp nhiệt hạch,
phản ứng phân hạch ...). Nhiên liệu có thể phân thành hai loại chính: nhiên liệu
vô cơ và nhiên liệu hữu cơ. Nhiên liệu hữu cơ là nhiên liệu có sẵn trong thiên
nhiên do quá trình phân hủy hữu cơ tạo thành. Nhiên liệu vô cơ là nhiên liệu
được tạo ra do phản ứng phân hủy hạt nhân uranium.
Trong lĩnh vực năng lượng chủ yếu sử dụng các nhiên liệu hữu cơ như
than đá, than bùn, dầu diezen, dầu nặng, khí thiên nhiên. Thời gian gần đây
nhiên liệu hạt nhân được sử dụng nhiều để cung cấp nhiệt năng.
Đối với nhà máy nhiệt điện chạy than thì nhiên liệu chính sử dụng là
than cám, ngoài ra còn sử dụng dầu DO hoặc FO để khởi động hoặc đốt kèm
khi tải thấp.
Thường phân tích than nhiên liệu theo thành phần hoá học (nguyên tố)
và được chia ra các nguyên tố cháy được cacon (C); hydro (H), một phần lưu
huỳnh (S) và quy ước cả oxy (O) và những thành phần không cháy được như
tro (A), độ ẩm (W). Nhiên liệu cấp cho NMĐ có thành phần khối lượng sau:
Clv+ Hlv+Olv+Nlv+Slv+Alv+Wlv = 100%
+ Cacbon Clv là thành phần cháy chủ yếu của nhiên liệu hữu cơ, khi cháy
cacbon toả ra 34.150 kJ/kg; Tuỳ theo tuổi hình thành của nhiên liệu mà tỷ lệ C
nhiều hay ít. Thông thường nhiên liệu hữu cơ có thành phần C từ 50 – 95%,
tuổi càng cao thì tỷ lệ C càng lớn và càng khó bắt lửa.

20


+ Hydro là thành phần cháy quan trọng khi cháy toả nhiệt khoảng
144.500 kJ/kg (gấp 4 lần Cacbon) và dễ bắt lửa; Tỷ lệ H trong nhiên liệu hữu
cơ thường từ 2 -10%, trong dầu tỷ lệ H cao hơn than.
+ Lưu huỳnh tồn tại dưới 3 dạng: hữu cơ và khoáng chất (cháy được) và
dạng sulfat như CaSO4, MgSO4, FeSO4 …không cháy được và tạo ra tro xỉ.
Trong than S không nhiều, cao nhất khoảng 7-8% trong một số loại than nâu,
trong dầu tối đa là 3 - 4%, trong khí hầu như không có S. Khi cháy S tạo ra SO2
và SO3 làm tăng nhiệt độ đọng sương của khói. Ví dụ khi đốt dầu không có S
thì nhiệt độ đọng sương khoảng 500C khi S = 1% thì nhiệt độ đọng sương tăng
lên 1300C, và tiếp theo cứ thêm 1% S thì nhiệt độ đọng sương tăng lên 40C. Khi
nhiệt độ bề mặt truyền nhiệt trên đường khói thấp hơn nhiệt độ đọng sương thì
hơi nước bị ngưng tụ và kết hợp với SO3 tạo ra axit H2SO4 ăn mòn kim loại.
+ Nitơ ở áp suất khí quyển và nhiệt độ không thật cao không cháy, nhưng
khi nhiệt độ và áp suất cao thì cháy tạo ra NOX có hại đối với môi trường. N
thường chiếm khoảng 0,5 – 2,5% trong nhiên liệu hữu cơ;
+ Oxi quy ước là thành phần cháy được, trong thực tế oxy không cháy
mà tồn tại dưới dạng kết hợp với H và C (cháy ngầm) làm giảm bớt nhiệt lượng toả
ra khi cháy;
+ Ẩm (W) là thành phần có hại, không những không cháy mà còn tiêu
thụ nhiệt để hoá hơi, làm tăng nhiệt độ đọng sương của khói nhất là khi đốt
nhiên liệu có nhiều S. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao một ít nước cũng có tác dụng
làm tăng tốc độ cháy do tác dụng khí hoá bề mặt than và tạo ra vùng hoạt kích
thích quá trình cháy. Ẩm tồn tại dưới 3 dạng: ẩm bề mặt, độ ẩm mao dẫn và độ
ẩm tinh thể. Thông thường quy định thành phần nhiên liệu theo độ ẩm làm việc
Wlv : là tỷ lệ khối lượng giảm đi khi sấy ở nhiệt độ 1050C mẫu nhiên liệu cân
bằng với không khí ở độ ẩm tương đổi 60% và nhiệt độ 200C.
+ Tro (A) là thành phần không cháy được ở thể rắn và thường quy định

là tỷ lệ phần còn lại khi đốt nhiên liệu rắn ở 8000C và nhiên liệu lỏng ở
21


5000C.Trong cũng có trong ngoài (các chất rắn không cháy được lẫn vào nhiên
liệu trong quá trình khai thác, chế biến, vận chuyển và bảo quản) và tro trong
(chất rắn không cháy được có ngay trong quá trình hình thành nhiên liệu). Tro
trong dầu FO 0,2 – 0,3%; trong củi gỗ khoảng 0,5 đến 2,5% và trong than đá
khoảng 15 – 30% hoặc hơn nữa.
Tro có tác dụng xấu làm giảm nhiệt lượng phát ra của nhiên liệu; gây
hiện tượng bám bẩn, mài mòn các bề mặt truyền nhiệt, các đường ống dẫn, thiết
bị khử bụi, quạt khói v.v…Trong công nghệ đốt, người ta thường quan tâm đến
3 trị số nhiệt độ là nhiệt độ biến dạng T1, nhiệt độ hoá mềm T2 và nhiệt độ nóng
chảy T3 của tro.
Các đặc trưng kỹ thuật của nhiên liệu là nhiệt trị, độ tro, độ ẩm và chất
bốc. Các đặc trưng kỹ thuật của nhiên liệu có ảnh hưởng lớn tới cấu trúc lò hơi,
tới các thiết bị phụ trợ và tới việc tổ chức vận hành thiết bị.
- Nhiệt trị: Là lượng nhiệt sinh ra khi cháy hoàn toàn 1 kg (đối với nhiên
liệu rắn hoặc lỏng) hoặc 1 m3 tiêu chuẩn (đối với khí) nhiên liệu.
Nhiệt trị làm việc của nhiên liệu gồm nhiệt trị cao và nhiệt trị thấp. Trong nhiên
liệu có hơi nước, nếu hơi nước đó ngưng tụ thành nước sẽ tỏa ra một lượng
nhiệt nữa. Nhiệt trị cao là nhiệt trị có kể đến cả lượng nhiệt khi ngưng tụ hơi
nước trong sản phẩm cháy nữa. Nhiệt trị thấp là nhiệt trị không kể đến lượng
nhiệt ngưng tụ hơi nước trong sản phẩm cháy. Nhiệt trị càng lớn thì lượng
nhiên liệu cần càng ít khi năng suất hơi của lò hơi không đổi.
- Độ tro: Nhiên liệu hóa thạch ở thể rắn hoặc lỏng có chứa một số chất
khoáng không cháy (đất sét Al2O3. 2SiO2.2H2O, cát SiO2, pirit sắt FeO2). Khi
nhiên liệu cháy các chất khoáng cặn này trải qua một loạt các biến đổi và biến
thành tro. Ở nhiệt độ cao trong buồng đốt chúng bị đốt cháy sinh ra xỉ. Độ tro
càng lớn làm giảm nhiệt trị, tăng chi phí vận chuyển, tăng sự ăn mòn và làm

bẩn bề mặt trao đổi nhiệt, tăng trở kháng của nhánh khí, giảm cường độ truyền
nhiệt…
22


- Độ ẩm: Độ ẩm cao của nhiên liệu sẽ ảnh hưởng làm giảm nhiệt trị, tăng
khối lượng nhiên liệu, tăng chi phí vận chuyển nhiên liệu, tăng thể tích sản
phảm cháy và tổn thất nhiệt lượng qua khí thải, tăng năng lượng điện cho hoạt
động của động cơ máy hút khói, tăng độ ăn mòn, làm bẩn bề mặt trao đổi nhiệt
của thiết bị làm nóng không khí, giảm độ xốp tơi của nhiên liệu.
- Các chất bay lên: Khi nung nóng không có không khí, nhiên liệu rắn sẽ
phân chia thành phần khí gọi là các chất bay lên (hơi nước, hỗn hợp cháy CO,
H2,CmHn…, hỗn hợp không cháy CO2, N2…) và phần chất rắn còn lại gọi là
cốc. Chất bốc là một trong những đặc tính công nghệ quan trọng của nhiên liệu
rắn, nó ảnh hưởng tới điều kiện bắt lửa và quá trình cháy nhiên liệu, do đó ảnh
hưởng trực tiếp tới việc tổ chức, lựa chọn thể tích buồng đốt, hiệu quả của sự
cháy nhiên liệu.
- Độ nhớt: Đối với nhiên liệu lỏng (dầu mazut), đặc tính kỹ thuật quan
trọng là độ nhớt. Độ nhớt phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ, độ nhớt tăng khi nhiệt
độ giảm và nó liên quan tới độ đậm đặc kết dính của nhiên liệu. Độ nhớt có ảnh
hưởng lớn tới quá trình thực hiện cấp nhiên liệu, tới hiệu quả vận chuyển bằng
đường ống dẫn, tới chất lượng và nhiệt trị và khả năng chống đọng nước trong
dầu. Để giảm độ nhớt của dầu người ta nung nóng nó đến nhiệt độ 80 – 95oC.
2.1.2 Ảnh hưởng của biến đổi đặc tính nhiên liệu đến hiệu quả vận hành
hệ thống cung cấp nhiên liệu
Đối với hệ thống cung cấp nhiên liệu, yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp phải
kể đến là độ ẩm của nhiên liệu.
Độ ẩm của nhiên liệu có ảnh hưởng lớn tới vận hành lò hơi và hệ thống
vận chuyển, chế biến than của nhà máy. Độ ẩm của nhiên liệu tăng (Wlv) làm
tăng khối lượng nhiên liệu, gây kẹt, tắc hệ thống máy cấp băng truyền, gây quá

tải do kéo băng tải có dính than ướt, than ẩm, làm tăng tổn hao điện tự dùng,
gây dính kho chứa làm lượng than lưu động trong kho thấp, công nhân phải phá
than đóng bánh do tắc kẹt vất vả. Đối với hệ thống chế biến than bột do than
23


ẩm, than ướt nên phải tổn hao nhiệt để sấy và nghiền than, tổn hao điện tự dùng
do chạy máy nghiền với năng suất thấp. Điều này không có lợi cho thiết bị và
người vận hành.
Đồng thời, độ ẩm của nhiên liệu tăng sẽ làm giảm nhiệt trị của nhiên
liệu, nhiệt lượng hữu ích sinh ra trong buồng lửa cũng giảm đi. Nhiệt độ cháy
giảm đi ảnh hưởng xấu đến quá trình cháy trong buồng lửa. Do nhiệt độ cháy
giảm nên nhiệt độ theo toàn đường khói cũng giảm theo. Nhưng vì tăng thể tích
khói nên tổn thất nhiệt theo đường khói thải vẫn tăng. Hiệu suất và sản lượng
hơi của lò hơi giảm đi nhanh chóng.
2.1.3 Ảnh hưởng của việc thay đổi đặc tính nhiên liệu đến hiệu quả vận
hành lò hơi đốt than
Vì mỗi lò hơi được thiết kế với mỗi một loại than có đặc tính nhiên liệu
nhất định. Do đó, sự thay đổi thành phần đặc tính nhiên liệu trong và sau quá
trình trộn than hoặc thay đổi loại than đều có ảnh hưởng nhất định đối với quá
trình vận hành lò hơi.
- Thành phần Cacbon: Thành phần chính của nhiên liệu than đốt cho lò
hơi ở nhà máy nhiệt điện là thành phần Cacbon (C) chiếm tỷ lệ trên 50% xét về
mặt khối lượng. Quá trình cháy của hạt than trong buồng đốt chủ yếu là cháy
Cacbon sinh ra một nhiệt lượng rất lớn. Do vậy khi nhập than hay sau khi pha
trộn giữa than xấu và than tốt, giữa than có nhiệt trị cao với than có nhiệt trị
thấp, người ta đều thí nghiệm đốt ở phòng thí nghiệm để lựa chọn than có nhiệt
trị tương đương với nhiệt trị than thiết kế. Nếu nhiệt trị thấp làm việc (Qt lv ) của
nhiên liệu lớn hơn nhiều nhiệt trị thiết kế sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ tâm cháy
của buồng đốt (quá tải nhiệt buồng đốt), dễ gây đóng xỉ và cháy vách ống lò.

Ngược lại, nếu nhiệt trị thấp làm việc (Qt lv ) nhỏ hơn nhiều so với nhiệt trị thiết
kế thì hiệu suất lò hơi sẽ giảm, tiêu tốn nhiên liệu tăng.
- Thành phần chất bốc: Thành phần chất bốc là thành phần chất hữu cơ
có trong than đá. Nếu thành phần chất bốc cao thì than sẽ dễ cháy và cháy
24


sớm. Nhiệt độ bắt lửa của chất bốc 150 – 2500C. Tuy nhiên, tỷ lệ thành phần
này thường nhỏ và khả năng sinh nhiệt của chất bốc không cao và không bền
nhưng nó lại là điều kiện để than bột dễ cháy và dễ bắt lửa trong lò hơi khi ra
khỏi vòi phun. Đồng thời với việc cháy sớm thì thành phần chất bốc này đã
sinh ra nhiệt cho quá trình cháy cacbon được thuận lợi và không tạo xỉ lò.
- Thành phần độ tro (Alv ): Độ tro của nhiên liệu là một thành phần của
nhiên liệu , một sản phẩm của quá trình cháy nhiên liệu. Ví dụ đối với than cám
Mạo Khê, thành phần này chiếm tỷ trọng 28.3% khối lượng nhiên liệu . Trong
28.3% khối lượng nhiên liệu thì có khoảng 10% được tạo thành xỉ lò. Xỉ lò rơi
xuống đáy lò còn tro bay theo khói. Rõ ràng với than cám có Alv cao thì nhiệt
lượng mang ra ngoài theo khói cao (nhiệt lượng vô công), không thu lại được
mà ra đường khói vào phin lọc bụi rồi theo ống khói bay lên. Độ tro cao sẽ gây
mài mòn cơ học cho ống lò, làm cho hệ thống thải tro xỉ quá tải, tần suất thay
thế cao, tốn kém nhân lực cho sửa chữa. Ngoài ra, tro là thành phần không cháy
được của nhiên liệu bao gồm: Fe, Mn, Si … Nếu độ tro cao có nghĩa là các
thành phần Fe, Mn hay Si cao. Fe lại nóng chảy ở nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ tâm
cháy của buồng đốt, làm liên kết các phần tử cháy gây đóng xỉ lò. Mn và Si cao
sẽ gây ra ăn mòn cơ học vì độ cứng của hai thành phần này là rất cao. Do vậy,
người ta nên chọn nhiên liệu có Alv không quá cao so với thiết kế.
- Thành phần lưu huỳnh (Slv): Lưu huỳnh là thành phần cháy của nhiên
liệu, trong quá trình đốt có sinh nhiệt nhưng hàm lượng nhỏ. Đặc biệt, sản
phẩm cháy lưu huỳnh để lại hậu quả nguy hại cho môi trường (SO2 ăn mòn kim
loại, SOx có hại cho sức khỏe con người). Do vậy, hiện nay ở các nhà máy nhiệt

điện người ta thiết kế bộ khử lưu huỳnh để bảo vệ môi trường và sức khỏe con
người. Ở một số tài liệu về môi trường còn cho thấy nếu hàm lượng SO2 là
0.1% thì sẽ làm kim loại bị ăn mòn tới 1.2 mg/m2 trong một năm ở độ ẩm
98%.
- Thành phần Nlv, Olv: Đây là hai thành phần có thể cháy sinh nhiệt trong
25