Nghiên cứu thiết kế nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu trấu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VĂN TOÁN

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU TRẤU

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT
Mã số: 605280

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2012


Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VĂN TUYÊN
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 1:
PGS.TS. NGUYỄN THANH NAM
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cán bộ chấm nhận xét 2:
TS. HOÀNG AN QUỐC
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM
ngày 26 tháng 7 năm 2012.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. GS.TS. Lê Chí Hiệp – Chủ tịch Hội đồng.

2. TS. Hà Anh Tùng – Thư ký Hội đồng.
3. PGS.TS. Nguyễn Thanh Nam – Ủy viên, Giáo viên phản biện 1.
4. TS. Hoàng An Quốc – Ủy viên, Giáo viên phản biện 2.
5. TS. Nguyễn Văn Tuyên – Ủy viên, Giáo viên hướng dẫn khoa học.
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn được sửa chữa.
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

GS.TS. LÊ CHÍ HIỆP

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ


LỜI CẢM ƠN
Trải qua những năm tháng học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Bách Khoa –
Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, với sự tận tình hướng dẫn của các thầy cơ giảng viên
tơi đã có được những kiến vơ cùng hữu ích và q giá. Những kiến thức này sẽ luôn đồng
hành cùng tôi trong suốt q trình làm việc và cơng tác sau này. Qua đây, tôi xin gửi lời
cảm ơn chân thành đến tồn thể Q thầy cơ trong trường và Bộ mơn Cơng nghệ Nhiệt
lạnh. Đặc biệt tận đáy lịng mình, tơi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS. Nguyễn
Văn Tuyên là người Thầy đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành Luận văn Thạc
sĩ này.
Một phần khơng thể thiếu nữa là sự hỗ trợ nhiệt tình của Công ty Cổ phần Tư vấn
Xây dựng Điện 2 (PECC2) cùng các đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho tơi hồn thành khóa học Thạc sĩ này. Tôi sẽ luôn ghi nhớ và cảm ơn những chân
tình mà tập thể PECC2 đã dành cho tôi. Tôi hy vọng những kiến thức mà tôi học được sẽ
góp một phần nhỏ bé vào ‘Giải pháp trí tuệ – Thành công bền vững’, để xây dựng
PECC2 phát triển hơn, trở thành một Công ty Tư vấn hàng đầu Việt Nam và Thế giới.
Có những lúc tơi gần như bỏ cuộc, nhưng tơi ln may mắn vì có Cha Mẹ, Chị em,
người thân và bạn bè bên cạnh động viên và nhắc nhở. Đặc biệt là người bạn gái của tôi,

luôn tạo cho tôi những động lực vô cùng lớn, giúp tơi vượt qua những lúc khó khăn,
tưởng chừng như gục ngã. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả mọi người trong gia
đình, hy vọng tôi đã không làm họ thất vọng.
Một lần nữa, xin nhận nơi đây lòng biết ơn sâu sắc.
Thượng Hải, ngày 28 tháng 6 năm 2012

NGUYỄN VĂN TOÁN


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
‘Tiết kiệm năng lượng là bảo vệ môi trường’ như là một khẩu hiệu trong khi tốc độ
phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính ngày càng gia tăng. Việc sử dụng các nguồn năng
lượng tái tạo và thân thiện môi trường là rất quan trọng và đang là xu hướng của các
Quốc gia trên thế giới. Nhiên liệu trấu cũng là một trong những dạng năng lượng tái tạo
đang bị lãng phí; do đó nghiên cứu thiết kế nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu trấu
mang nhiều ý nghĩa sâu sắc. Nội dung chính của Luận văn này đã nghiên cứu cơng nghệ
đốt trấu và thiết kế chu trình nhiệt dựa trên quy mơ cơng suất tổ máy đã chọn. Bằng phần
mềm SteamPRO® đã tính tốn và khảo sát các thơng số thiết kế và đặc tính vận hành của
nhà máy. Đồng thời kết hợp với việc xem xét tính cơng nghệ của một số loại vật liệu chế
tạo lò hơi để xác định cặp thông số hơi ban đầu phù hợp nhất với dải công suất tổ máy
10MW. Một số yêu cầu kỹ thuật và thơng số chính của các hệ thống phụ trợ nhà máy
cũng được trình bày để định hướng trong q trình lựa chọn thiết bị sau này.
© Nguyễn Văn Toán, 2012.

ABSTRACT
‘Energy saving is environmental protection’ as a slogan which greenhouse emission
is increasing. As renewable and environmental friendly energy resources and its
ultilization are gaining an increasingly important role worldwide. Rice husk is also one of
renewable energy which is being waste in Vietnam ; therefore, researching and designing
rice husk power plant are profound meaningful. The basic objective of this paper is to

study rice husk firing technology and desin steam cycle based on selected power plant
capacity. Design specifications and operation characteristics of power plant are calculated
and study by SteamPRO® software. In addition, combining to consider material
technology of boiler materials to determine steam condition which is the best suitable for
range of capacity 10MW. Technical requirements and main specifications of BOP
(balance of plant) are also stated to orient selecting equipment.
© Nguyen Van Toan. All rights reserved.


LỜI CAM ĐOAN
Ngồi những kết quả, trích dẫn từ những nguồn tài liệu tham khảo mà tôi đã nêu
trong Luận văn, Tôi xin cam đoan những nội dung trong Luận văn này là do tôi thực
hiện, không sao chép trái phép của bất kỳ tài liệu khác nào, và các nội dung này chưa
được người khác thực hiện, phát hành hoặc đăng trên các tạp chí khoa học.
Tác giả luận văn

NGUYỄN VĂN TOÁN


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG ............................................................................................. 1
1.2. TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN Ở VIỆT NAM ............................................. 2
1.3. NHÀ MÁY ĐIỆN SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU TRẤU ............................................. 4
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ................................................................................... 5

1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới........................................................................... 5
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................................ 6
1.5. NỘI DUNG VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI .............................................................. 8
1.5.1. Mục tiêu đề tài ......................................................................................................... 8
1.5.2. Nội dung đề tài ......................................................................................................... 8
1.5.3. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 9
CHƯƠNG 2 – NHIÊN LIỆU TRẤU
2.1. TỔNG QUAN .......................................................................................................... 10
2.2. ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NHIÊN LIỆU TRẤU ............................................... 12
2.3. TRẤU Ở KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG .................................. 13
2.3.1. Đánh giá năng lượng trấu tại các tỉnh .................................................................... 13
2.3.2. Phương thức vận chuyển trấu đến nhà máy ........................................................... 14
2.4. ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU TRẤU ......................................................................... 15
2.4.1. Đặc tính hóa học .................................................................................................... 15
2.4.2. Đặc tính cơng nghệ ................................................................................................ 16
2.4.3. Tính chất tro xỉ của trấu ......................................................................................... 17
CHƯƠNG 3 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1. CHU TRÌNH RANKINE ....................................................................................... 18
3.1.1. Chu trình Rankine lý tưởng ................................................................................... 18
3.1.2. Chu trình Rankine thực tế ...................................................................................... 20
3.2. GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU SUẤT CHU TRÌNH NHIỆT.......................... 20
3.2.1. Ảnh hưởng của thông số hơi ban đầu .................................................................... 20
3.2.2. Quá nhiệt trung gian............................................................................................... 21


3.2.3. Áp suất ngưng tụ .................................................................................................... 22
3.3. CÁC CÔNG NGHỆ CHUYỂN ĐỔI TRẤU THÀNH ĐIỆN NĂNG ................. 22
3.3.1. Công nghệ hóa khí (Gasification Technologies) ................................................... 22
3.3.1.1. Ngun lý cơng nghệ hóa khí ...................................................................... 22
3.3.1.2. Cơng nghệ hóa khí trấu................................................................................ 28

3.3.1.3. Các ứng dụng của cơng nghệ hóa khí .......................................................... 31
3.3.2. Công nghệ đốt trực tiếp (Direct Combustion) ....................................................... 33
3.3.2.1. Công nghệ đốt trên ghi ................................................................................ 34
3.3.2.2. Công nghệ đốt tầng sôi ................................................................................ 36
3.3.3. Kết luận .................................................................................................................. 37
CHƯƠNG 4 – SƠ ĐỒ NHIỆT VÀ CƠ SỞ TÍNH TỐN
4.1. LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG SUẤT NHÀ MÁY ............................................. 38
4.2. THIẾT LẬP SƠ ĐỒ NHIỆT NHÀ MÁY ............................................................. 40
4.2.1. Thông số hơi ban đầu ............................................................................................. 40
4.2.2. Áp suất ngưng tụ .................................................................................................... 43
4.2.3. Áp suất khử khí ...................................................................................................... 43
4.2.4. Nhiệt độ nước cấp .................................................................................................. 44
4.2.5. Chu trình nhiệt nhà máy ......................................................................................... 45
4.3. CƠ SỞ TÍNH TỐN .............................................................................................. 46
4.3.1. Xây dựng đường giãn nở ....................................................................................... 46
4.3.2. Cân bằng năng lượng và cân bằng chất trong các bình trao đổi nhiệt ................... 48
4.3.2.1. Bơm nước ngưng và bơm nước cấp ············································· 48
4.3.2.2. Bình gia nhiệt ······································································· 50
4.3.2.3. Bình khử khí ········································································ 50
4.3.2.4. Bình ngưng·········································································· 51
4.3.2.5. Các chỉ tiêu năng lượng của nhà máy ··········································· 52
CHƯƠNG 5 – CÁC KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ THẢO LUẬN
5.1. PHẦN MỀM TÍNH TỐN .................................................................................... 55
5.1.1. Giới thiệu chung về Thermoflow ........................................................................... 55
5.1.2. Chương trình SteamPRO® .................................................................................... 57
5.2. KẾT QUẢ TÍNH TỐN ........................................................................................ 58
5.2.1. Các thơng số đầu vào ............................................................................................. 58
5.2.2. Đồ thị entanpi – entropy của quá trình giãn nở trong tuabin hơi ........................... 59
5.2.3. Thông số tại các điểm đặc trưng ............................................................................ 60
5.2.4. Các chỉ tiêu năng lượng của nhà máy .................................................................... 60

5.2.5. Đặc tính của một số thiết bị chính ......................................................................... 61
5.2.5.1. Lị hơi ················································································ 61


5.2.5.2. Tuabin hơi··········································································· 61
5.2.5.3. Bình ngưng·········································································· 62
5.2.5.4. Bình khử khí ········································································ 62
5.2.5.5. Bình gia nhiệt nước cấp ··························································· 62
5.2.5.6. Bơm nước cấp ······································································ 62
5.2.5.7. Bơm nước ngưng ··································································· 63
5.2.6. Hiệu suất lò hơi ...................................................................................................... 63
5.2.7. Suất tiêu hao nhiên liệu .......................................................................................... 64
5.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT VÀ THẢO LUẬN ................................. 64
5.3.1. Thay đổi cặp thông số ban đầu kết đơi .................................................................. 64
5.3.2. Đặc tính vận hành .................................................................................................. 67
5.3.2.1. Đặc tính vận hành theo chế độ tải ··············································· 67
5.3.2.2. Chế độ làm mát bình ngưng ······················································ 68
5.4. KẾT LUẬN ............................................................................................................. 69
CHƯƠNG 6 – CÁC HỆ THỐNG PHỤ TRỢ NHÀ MÁY
6.1. HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU TRẤU ................................................. 70
6.1.1. Tổng quan .............................................................................................................. 70
6.1.2. Tiêu thụ nhiên liệu ................................................................................................. 70
6.1.2.1. Đặc tính nhiên liệu ································································· 70
6.1.2.2. Nhu cầu tiêu thụ ···································································· 71
6.1.3. Hệ thống bốc dỡ trấu trên bến cảng ....................................................................... 72
6.1.4. Hệ thống vận chuyển và lưu trữ nhiên liệu trấu..................................................... 72
6.2. HỆ THỐNG NƯỚC LÀM MÁT TUẦN HOÀN ................................................. 73
6.3. BỘ LỌC BỤI TĨNH ĐIỆN (ESP) ......................................................................... 74
6.3.1. Khử bụi tĩnh điện ................................................................................................... 74
6.3.2. Hiệu suất của hệ thống khử bụi tĩnh điện của nhà máy ......................................... 75

6.3.3. Các thông số thiết bị khử bụi tĩnh điện được sử dụng cho nhà máy...................... 75
6.4. HỆ THỐNG KHƠNG KHÍ NÉN .......................................................................... 76
6.4.1. Phạm vi hệ thống ................................................................................................... 76
6.4.2. Các yêu cầu của hệ thống....................................................................................... 76
6.4.2.1. Khí nén dịch vụ ···································································· 76
6.4.2.2. Khí nén điều khiển ································································· 77
6.4.3. Bố trí thiết bị và vận hành ...................................................................................... 77
6.4.4. Các thiết bị chính của hệ thống .............................................................................. 77
6.4.4.1. Máy nén ············································································· 77
6.4.4.2. Bình chứa khí ······································································· 78
6.4.4.3. Bộ sấy khí nén ······································································ 78
6.4.4.4. Hệ thống điều khiển ······························································· 78
6.4.4.5. Hệ thống phân phối khí nén ······················································ 78


6.5. HỆ THỐNG NƯỚC KHỬ KHOÁNG .................................................................. 79
6.5.1. Nhu cầu và chất lượng nước khử khoáng .............................................................. 79
6.5.2. Phạm vi thiết kế ..................................................................................................... 80
6.5.3. Cấu hình thiết kế .................................................................................................... 80
6.5.4. Sơ đồ cơng nghệ ..................................................................................................... 80
6.5.5. Các thiết bị chính ................................................................................................... 82
6.6. HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI....................................................................... 83
6.6.1. Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp ................................................................... 83
6.6.1.1. Lưu lượng, thành phần và tính chất nước thải cơng nghiệp ·················· 83
6.6.1.2. Phạm vi thiết kế ···································································· 83
6.6.1.3. Cấu hình thiết kế ··································································· 84
6.6.1.4. Sơ đồ công nghệ···································································· 84
6.6.2. Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt ........................................................................ 85
6.6.2.1. Lưu lượng, thành phần và tính chất nước thải cơng nghiệp ·················· 85
6.6.2.2. Phạm vi thiết kế ···································································· 86

6.6.2.3. Cấu hình thiết kế ··································································· 86
6.6.2.4. Sơ đồ công nghệ···································································· 87
CHƯƠNG 7 – KẾT LUẬN
7.1. KẾT LUẬN ............................................................................................................. 88
7.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI................................................................. 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Chương

1

TỔNG QUAN
1.1. GIỚI THIỆU CHUNG
Trong bối cảnh nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển, tốc độ phát triển từ
cuối thập niên 90 của thế kỷ 20 đến nay rất cao, theo thống kê trong năm 2006-2009 tốc
độ tăng trưởng kinh tế bình qn đạt 8÷8.5%/năm và dự báo sẽ duy trì tăng trưởng cao
trong tương lai. Tăng trưởng điện năng là yêu cầu tất yếu để phục vụ cho tăng trưởng
kinh tế, thực tế cho thấy tăng trưởng điện năng luôn phải đi trước một bước so tăng
trưởng kinh tế.
Chính sách phát triển nguồn điện sẽ ưu tiên phát triển thủy điện, tuy nhiên nguồn
thủy điện là con số hữu hạn và tối đa khả năng khai thác tiềm năng thủy điện của Việt
Nam chỉ ở khoảng 80-100 tỷ kWh, trong khi dự báo đến năm 2015 nhu cầu điện năng của

Việt Nam khoảng hơn 200 tỷ kWh. Theo đánh giá có tính khả thi đến năm 2015, khả
năng khai thác thủy điện cao nhất ở khoảng 50-60 tỷ kWh. Như vậy đến năm 2015, điện
năng từ nhiệt điện và nhập khẩu điện năng từ Lào và Trung Quốc chiếm khoảng hơn 70%
điện năng hệ thống điện Việt Nam.
Để đáp ứng tăng trưởng nhu cầu điện năng, nhiều nhà máy thủy điện và nhiệt điện
đang được khẩn trương xây dựng dưới nhiều hình thức, bao gồm nhà máy do EVN xây
dựng, các dự án điện theo hình thức BOT, IPP, ... Nhưng nguồn điện Việt Nam vẫn
không đáp ứng kịp với tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện và trong tương lai dự báo có thể
thiếu nguồn là hồn tồn có cơ sở.
Việc phát triển mạng lưới điện phải tăng trưởng và đáp ứng theo tốc độ tăng trưởng
của nền kinh tế đất nước. Trong khi các tiềm năng thủy điện bị hạn chế, song song với sự
phát triển các dự án nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch ở quy mơ lớn, việc phát triển
và xây dựng các nhà máy điện có quy mơ vừa và nhỏ, tận dụng các nguồn nhiên liệu có
sẵn, dư thừa có ý nghĩa quan trọng.

Chương 1 – Tổng Quan

Trang 1


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Trong khi đó, nhiên liệu trấu của nước ta đang dư thừa đáng kể và vấn đề ô nhiễm
các dịng sơng do việc thải bỏ trấu đang rất nghiêm trọng và cần có biện pháp xử lý cấp
bách. Hiện nay, Chính phủ đang có chủ trương phát triển nhiệt điện trấu để giải quyết vấn
đề ô nhiễm trên và đang từng bước xây dựng khung pháp lý, chính sách nhằm khuyến

khích việc sử dụng nhiên liệu trấu chuyển đổi thành điện năng một cách hữu hiệu hơn.
1.2. TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG ĐIỆN Ở VIỆT NAM
Việt Nam đang trong quá trình phát triển kinh tế, song song là quá trình phát triển
mạng lưới điện. Trong những năm gần đây, khai thác thủy điện hầu như phát triển chậm
lại do hạn chế về tiềm năng thủy điện, nhưng nhiệt điện lại phát triển mạnh mẽ, nhất là
nhiệt điện khí và dầu, nhiều Trung Tâm Điện Lực (TTĐL) sử dụng nhiên liệu khí đã và
đang được xây dựng và vận hành thương mại như TTĐL Khí Điện Đạm Cà Màu, TTĐL
Ơ Mơn, TTĐL Phú Mỹ, TTĐL Nhơn Trạch, …. Trong tương lai gần, nhiệt điện phát
triển ngày càng mạnh hơn, nhiều dự án nhiệt điện than, dầu, khí đang được triển khai cấp
bách để đưa vào khai thác sử dụng, nhằm đáp ứng yêu cầu phụ tải điện trong nước.
Nhập khẩu,
4.10%
Thủy điện lớn
và vừa, 34.80%
Nhiệt điện khí,
dầu, 44.60%

Thủy điện lớn và vừa
Năng lượng tái tạo
Nhiệt điện than
Nhiệt điện khí, dầu
Nhập khẩu

Nhiệt điện
than, 14.40%

Hình 1.1.

Năng lượng tái
tạo, 2.10%

Cơng suất điện năng lắp đặt năm 2007[1]

Theo báo cáo của Bộ Cơng Thương tính đến năm 2007, tổng công suất điện lắp đặt
trong cả nước đạt khoảng 13,512MW. Qua hình 1.1 cho thấy năng lượng đất nước phụ
thuộc chủ yếu vào thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện khí và dầu; cịn tổng năng lượng
tái tạo (NLTT) khai thác vào khoảng 283.75MW (2.1%). Trong khi đó, tiềm năng khai
thác NLTT của nước cịn rất lớn, nên việc phát triển nguồn NLTT ở quy mô lớn không
những giảm bớt gánh nặng cho các nguồn năng lượng khác, đảm bảo an ninh năng lượng
Quốc Gia, mà còn góp phần bảo về mơi trường.
Chương 1 – Tổng Quan

Trang 2


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Dựa vào tiến độ xây dựng các nhà máy nhiệt điện than, vào khoảng năm 2013 –
2020, nhiều trung tâm nhiệt điện than được xây dựng trên quy mô lớn như TTĐL Vĩnh
Tân (4,424MW), TTĐL Duyên Hải (4,400MW), TTĐL Sơn Mỹ (3,600MW), TTĐL
Kiên Lương (4,400MW), TTĐL Long Phú (4,400MW), TTĐL Sông Hậu, NMĐ Phú
Quốc, Mông Dương, Nghi Sơn, … Do sự phát triển đáng kể của nhiệt điện than trong
tương lai (từ 14.4% năm 2007 đến 42.1% năm 2025), nên mạng lưới nguồn điện của đất
nước sẽ phụ thuộc rất nhiều vào nhiên liệu than.
Theo đánh giá có tính khả thi đến năm 2025 trong Quy Hoạch Tổng Sơ Đồ 6 về
phát triển nguồn điện, tổng công suất điện lắp đặt đến năm 2025 vào khoảng 90,163MW.

Hình 1.2 trình bày cơ cấu điện năng đến năm 2025, trong đó năng lượng tái tạo chiếm
khoảng 811.47MW (0.9%).
Điện nguyên
tử, 9.70%

Thủy điện
lớn và vừa,
10.90%

Nhập khẩu,
4.40%
Nhiệt điện
khí, dầu,
32.00%

Hình 1.2.

Năng lượng
tái tạo,
0.90%

Nhiệt điện
than, 42.10%

Cơng suất điện lắp đặt năm 2025[26]

Qua hình 1.2 cho thấy năng lượng Việt Nam phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nhiên
liệu hóa thạch, với tổng cơng suất nhiệt điện than, dầu và khí đốt chiếm 74.10%. Điều
này ảnh hưởng đến an ninh năng lượng Quốc Gia, nếu chi phí nhiên liệu hóa thạch nhập
khẩu tăng cao hoặc nguồn nhiên liệu này cạn kiệt thì sao? Do đó, chiến lược phát triển

nguồn NLTT nói chung và năng lượng trấu nói riêng mang ý nghĩa:
- Do nguồn nhiên liệu trấu tập trung tại các khu vực Đồng Bằng Sông Hồng và Đồng
Bằng Sông Cửu Long, nên việc xây dựng các nhà máy điện trấu tại các khu vực này
sẽ giải quyết được bài tốn cung cấp điện cho các vùng nơng thơn, vùng xa mà
khơng phải tốn chi phí trong q trình truyền tải điện đi xa.

Chương 1 – Tổng Quan

Trang 3


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

- Sử dụng nhiên liệu trấu sản xuất điện ở quy mô lớn không những làm giảm sức
nặng cho nhiên liệu hóa thạch, mà cịn góp phần đa dạng hóa nguồn nhiên liệu sử
dụng và đảm bảo an ninh năng lượng Quốc Gia.
- Giải quyết được vấn đề ô nhiễm môi trường do thải bỏ một lượng trấu lớn xuống ao,
hồ, sông, suối, … Đồng thời thay thế được một lượng đáng kể nhiên liệu hóa thạch
trong sản xuất điện, giảm được lượng lớn khí CO2. Qua đó góp phần vào chương
trình giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính, góp phần giảm sự ảnh hưởng của
biến đổi khí hậu và bảo vệ mơi trường.
1.3. NHÀ MÁY ĐIỆN SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU TRẤU
Trong xu hướng phát triển chung của nguồn năng lượng tái tạo trên toàn thế giới,
nhiên liệu trấu cũng là một dạng năng lượng tái tạo và cũng được nhiều nước quan tâm
phát triển, đặc biệt là các nước có ngành nơng nghiệp phát triển như Thái Lan, Ấn Độ,
Philippines, Indonesia, Malaysia, … Trong đó, đáng chú ý nhất là Thái Lan và Ấn Độ đã

xây dựng và vận hành thành công nhiều nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu.
Thái Lan là một trong số các nước có ngành xuất khẩu gạo đứng đầu thế giới, nên
nhiên liệu trấu rất dồi dào, và việc phát triển năng lượng trấu ở đất nước này phát triển rất
mạnh. Tính đến thời điểm hiện nay, tổng cơng suất điện lắp đặt khoảng 30,000MW, trong
đó tổng cơng suất điện trấu lắp đặt khoảng 300MW, chiếm khoảng 1% tổng công suất
điện lắp đặt của Thái Lan.
Ấn Độ cũng là quốc gia có sản lượng lúa rất lớn vào khoảng 180 triệu tấn trong năm
2008, vì thế sản lượng trấu thải ra cũng rất lớn và việc nghiên cứu xây dựng, lắp đặt các
nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu cũng được phát triển mạnh mẽ. Tổng công suất điện
trấu lắp đặt vào khoảng 600MW trong tổng công suất điện lắp đặt khoảng 147,000MW
(2009), do đó tỷ lệ năng lượng điện sử dụng nhiên liệu trấu ở Ấn Độ chiếm khoảng 0.4%.
Bảng 1.1.

Một số nhà máy điện sử dụng nhiên liệu trấu trên thế giới

STT

Nhà máy điện

Công suất

Công nghệ

Năm vận hành

1

NMĐ Pichit A.T Biopower,
Thái Lan

20MW

Công nghệ đốt
tầng sôi (CFB)

2004

2

NMĐ Roi-Et, Thái Lan

9.95MW

Công nghệ đốt
trên ghi di động

2003

Chương 1 – Tổng Quan

Trang 4


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

3

6.5MW biomass based (rice
husk) power generation by

M/s Indian Acrylics Ltd.

4

NMĐ Interco, Philippines

5
6

Công nghệ đốt
tầng sôi (CFB)

2003

5MW

Buồng lửa ghi

2004

NMĐ Bua Sommal, Thái
Lan

6MW

Buồng lửa ghi

2004

NMĐ Family Choice and

Golden Season, Philippines

2MW

Buồng lửa ghi

08/2010

NMĐ An Giang, Việt Nam

7

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

6.5MW

0.5MW

Cơng nghệ hóa
khí, chu trỉnh
hỗn hợp.

2006

8
Nhìn chung, bảng 1.1 cho thấy hầu hết các nhà máy nhiệt điện trấu trên thế giới có
quy mơ cơng suất nhà máy vừa và nhỏ. Trong đó, ứng với dải cơng suất nằm trong
khoảng 2÷20MW có xu hướng áp dụng cơng nghệ đốt trực tiếp tương ứng với lị hơi đốt
trên ghi và lị hơi đốt tầng sơi; cịn cơng suất tổ máy dưới 2MW có xu hướng áp dụng

cơng nghệ hóa khí, chu trình hỗn hợp.
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.4.1.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Việc sản xuất điện sử dụng nhiên liệu trấu đã được các nước trong khu vực Đông

Nam Á cũng như các nước trên thế giới nghiên cứu, xây dựng và đưa vào vận hành
trong nhiều năm qua. Do đó, các cơng nghệ nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu trấu
đã được nghiên cứu, kiểm chứng trong các nhà máy thực tế, và có thể nói đã được
hồn thiện về mặt cơng nghệ, thiết bị và các vấn đề kỹ thuật trong vận hành, bảo
dưỡng, … Dưới đây trình bày một số đề tài nghiên cứu tiêu biểu trong khu vực và trên
thế giới:
- [1]. M. Ahiduzzaman, Senior Scientific Officer, Bangladesh, 2007: Tác giả
nghiên cứu hiện trạng các công nghệ sử dụng năng lượng trấu ở Bangladesh
như công nghệ ép củi trấu dùng cho mục đích sinh hoạt và cơng nghệ hóa khí.
- [2]. Matti Hiltunen, RD Partners Kotka in Finland, 2008: Nghiên cứu buồng
đốt cho lị tầng sơi (BFB) và tầng sơi tuần hoàn (CFB) ứng với các nhiên liệu

Chương 1 – Tổng Quan

Trang 5


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

biomass khác nhau. Trong đó xét đến ảnh hưởng của yếu tố tro xỉ lên việc ăn
mòn dàn ống trao đổi nhiệt, hình thành cáu cặn.
- [3]. Mitsubishi Securities Clean Energy Finance Committee, Thailand, 2003:
Nghiên cứu, đánh giá tính khả thi của dự án nhiệt điện trấu, quy mô công suất
20MW tại Thái Lan.
- [4]. Lee Ven Han, Malaysia, 2004: Nghiên cứu về quá trình đồng đốt của
nhiên liệu trấu với nhiên liệu than trong các loại buồng lửa CFB, buồng lửa
ghi, buồng lửa đốt than phun, buồng lửa cyclone. Trong đó đánh giá về một số
chỉ tiêu như kích cỡ nhiên liệu, hệ số khơng khí thừa, phát thải khí gây ơ
nhiễm mơi trường (NOx, SOx).
- [5]. Thipwimon Chungsangunsit, Shabbir H. Gheewala, and Suthum
Patumsawad, Thailand, 2009: Nghiên cứu đánh giá phát thải khí CO2, NOX,
SOX trong việc sản xuất điện bằng nhiên liệu trấu.
- [6]. Prachuab Peerapong and Bundit Limmeechokchai, Thailand, 2009:
Nghiên cứu phân tích hiệu quả năng lượng và hiệu quả exergy của một nhà
máy điện trấu trong thực tế. Qua đó đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của
từng thiết bị chính trong nhà máy.
1.4.2.

Tình hình nghiên cứu trong nước
Việt Nam cũng là một trong những nước xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới, sản

lượng lúa hàng năm của khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long vào khoảng 25 triệu tấn
(2009), và sản lượng trấu thải ra từ các nhà máy xay xát vào khoảng 4 triệu tấn.
Hiện nay, việc sử dụng năng lượng trấu ở Việt Nam nói chung và khu vực Đồng
Bằng Sơng Cửu Long nói riêng rất hạn chế, chỉ khoảng 20÷30% lượng trấu được sử
dụng trong sinh hoạt, trong các ngành cơng nghiệp như sản xuất gạch, các lị gốm, các
lị hơi cơng suất nhỏ… Lượng trấu dư thừa cịn lại được đốt thải bỏ hoặc được thải
trực tiếp xuống sông suối, ao, hồ, kênh, rạch làm ô nhiễm trầm trọng nguồn nước.
Việc sử dụng năng lượng trấu lãng phí như trên một mặt là do nhà nước chưa có

chính sách phát triển năng lượng đồng đều, mặt khác chưa có các nghiên cứu một cách
khoa học nhằm đưa nhiên liệu trấu vào sử dụng hiệu quả. Đứng trước tình hình đó,
hiện nay Bộ Cơng Thương (MOIT) đang đề nghị các giải pháp về cơ chế chính sách
Chương 1 – Tổng Quan

Trang 6


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

nhằm xây dựng khung chính sách pháp lý về khuyến khích, hỗ trợ phát triển và sử
dụng năng lượng tái tạo, giải pháp về hỗ trợ đầu tư và phát triển năng lượng tái tạo,
giải pháp về phát triển nguồn nhân lực, giải pháp hỗ trợ hình thành thị trường cơng
nghệ năng lượng tái tạo, giải pháp tài chính và huy động nguồn vốn, và giải pháp về tổ
chức.
Để phát triển nhanh chóng và bền vững việc sử dụng nguồn NLTT hiệu quả của
quốc gia, các khung chính sách trên phải phát triển đồng bộ với các nghiên cứu khoa
học trong nước. Hiện nay, các nghiên cứu về sử dụng năng lượng trấu cho phát điện
còn rất hạn chế và chưa được quan tâm đúng mức. Ngày 12 tháng 11 năm 2009, cuộc
hội thảo về Năng Lượng Trấu: “Chuyển hóa Phế Thải thành Năng Lượng và Lợi
Nhuận” do Bộ Công Thương (MOIT), Ngân Hàng Thế Giới (World Bank) và Tổ Chức
Tài Chính Quốc Tế (International Finance Coporation) phối hợp tổ chức. Tham dự hội
thảo gồm có các Chuyên Gia Tư Vấn nước ngoài, Chuyên Gia Tư Vấn trong nước, các
đơn vị đầu tư, các Chuyên Gia vận hành nhà máy điện trấu của Ấn Độ, Thái Lan, Nhật
Bản, …
Hiện nay vấn đề sử dụng năng lượng trấu đang được các cấp Bộ, Ngành, các Cơ

Quan và các Chủ đầu tư rất chú ý, có nhiều dự án đang trong quá trình triển khai và
chuẩn bị đầu tư xây dựng. Do đó, việc nghiên cứu cơng nghệ phải đi trước một bước
so với quá trình xây dựng và vận hành các nhà máy điện trấu trong thực tế.
Một số đề tài và nội dung chính của các nghiên cứu khoa học liên quan đến đề
tài:
- [1]. Nghiên Cứu Khoa Học của Nguyễn Đức Cường, Phịng Phát Triển Năng
Lượng Nơng Thơn và Công Nghệ Mới, Hà Nội, 2005: Khảo sát, đánh giá tiềm
năng nhiên liệu trấu có thể dùng cho sản xuất điện của Đồng Bằng Sông Hồng
và Đồng Bằng Sông Cửu Long. Qua đó quy hoạch các địa điểm có khả năng
lắp đặt nhà máy điện trấu quy mô công suất 5MW. Đồng thời, đề xuất phương
án đồng phát nhiệt điện, quy mơ cơng suất 5.5MW và đánh giá tính khả thi của
phương án này.
- [2]. Hội Thảo Khoa Học do Bộ Công Thương (MOIT), Ngân Hàng Thế Giới
(WB) và Tổ Chức Tài Chính Quốc Tế, Tp.HCM, 2009: Trong hội nghị nêu ra
tiềm năng sử dụng Năng Lượng Trấu của Việt Nam là rất lớn, bên cạnh đó nêu
Chương 1 – Tổng Quan

Trang 7


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

lên những thách thức và khó khăn khi sử dụng nguồn năng lượng này, đồng
thời các Chuyên Gia chia sẻ kinh nghiệm từ các nước Thái Lan, Ấn Độ, Nhật
Bản…
Nhìn chung, các nghiên cứu khoa học trong nước và ngồi nước đã giải quyết

được nhiều vấn đề cơng nghệ liên quan như lò hơi đốt trấu, các vấn đề về khí thải, ảnh
hưởng của tro xỉ, … Nhưng chưa cho thấy được các chỉ tiêu công nghệ chi tiết của nhà
máy điện đốt trấu như sơ đồ nhiệt chi tiết, thông số hơi mới, hiệu suất nhà máy, chỉ
tiêu năng lượng. Vì thế, trong phạm vi của đề tài này sẽ giải quyết được các yêu cầu
trên.
1.5. NỘI DUNG VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1.

Mục tiêu đề tài
Trong lĩnh vực nghiên cứu về nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu trấu ở nước

ta cịn rất hạn chế, vì thế việc nghiên cứu thiết kế nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên
liệu trấu là cần thiết, thơng qua đó là nền tảng và cơ sở cho việc đưa nhiên liệu trấu
đang dư thừa vào sử dụng hiệu quả hơn. Do đó, mục tiêu chính của đề tài luận văn này
là nghiên cứu các cơng nghệ có thể chuyển hóa năng lượng trấu thành năng lượng
điện, xác định quy mô công suất nhà máy hợp lý, thiết lập sơ đồ nhiệt nhà máy, tính
tốn sơ đồ nhiệt nhà máy, hiệu suất và các chỉ tiêu năng lượng của nhà máy.
1.5.2.

Nội dung đề tài
Để đạt được các mục tiêu nêu trên, các nội dung chính của đề tài bao gồm:
- Đánh giá khả năng cung cấp và vận chuyển nhiên liệu trấu tại khu vực Đồng
Bằng Sơng Cửu Long, qua đó xác định được quy mô công suất nhà máy phù
hợp.
- Nghiên cứu các công nghệ chuyển đổi nhiên liệu trấu thành năng lượng điện
và lựa chọn công nghệ phù hợp với quy mô công suất nhà máy.
- Xác định cấu hình nhà máy, cơng suất tổ máy, thiết lập và tính tốn sơ đồ
nhiệt nhà máy.
- Đánh giá và khảo sát các cặp thơng số kết đơi, đặc tính vận hành của nhà máy.
- Xác định đặc tính của một số thiết bị chính và nghiên cứu các hệ thống phụ trợ

nhà máy.

Chương 1 – Tổng Quan

Trang 8


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

1.5.3.

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Ý nghĩa của đề tài
Đề tài Luận Văn Tốt Nghiệp có ý nghĩa khoa học và thực tiễn sau:
- Đề xuất các phương hướng, cách thức có thể triển khai các công nghệ chuyển
đổi nhiên liệu trấu thành điện năng.
- Tối ưu hóa thơng số đầu vào và thiết lập sơ đồ nhiệt phù hợp cho tổ máy quy
mô cơng suất 10MW.
- Từ các kết quả tính tốn, khảo sát cho thấy được các chỉ tiêu năng lượng của
nhà máy.
- Các kết quả của đề tài có thể xem như là nghiên cứu cơ sở, làm nền tảng cho
các nghiên cứu chi tiết hơn trong quá trình sử dụng nhiên liệu trấu hiệu quả
hơn.

Chương 1 – Tổng Quan

Trang 9

Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Chương

2

NHIÊN LIỆU TRẤU
2.1. TỔNG QUAN
Việt Nam là nước đang trong giai đoạn phát triển, và là một nước có ngành lúa
nước rất phát triển, là một trong những Quốc Gia xuất khẩu gạo lớn nhất thế giới. Với
diện tích canh tác lúa khoảng 22% diện tích đất tự nhiên, sản lượng lúa trung bình hàng
năm khoảng 39 triệu tấn lúa (2008) và số liệu chi tiết trình bày trong bảng sau.
Bảng 2.1. Sản lượng lúa hàng năm theo khu vực [24]
Khu vực

2005

2006

2007

2008

Đồng bằng sông Hồng

6,398.40

6,725.20

6,500.70

6,776.00

Trung du và miền núi phía Bắc

2,864.60

2,904.10

2,891.90

2,895.90

Bắc Trung Bộ và Dun hải miền Trung

5,342.50

5,951.10

5,764.30

6,125.90

717.30

880.40

866.30

938.40

1,211.60

1,159.50

1,240.60

1,307.30

Tây Ngun
Đơng Nam Bộ
Đồng bằng sông Cửu Long

19,298.50 18,229.20 18,678.90 20,681.60

CẢ NƯỚC

35,832.90 35,849.50 35,942.70 38,725.10
Đơn vị: Nghìn tấn.

Qua bảng 2.1 cho thấy sản lượng lúa hàng năm, đặc biệt trong năm 2008 tập trung
chủ yếu tại Đồng bằng sông Cửu Long (53.41%), Đồng bằng sông Hồng (17.50%), Bắc
Trung Bộ và Duyên hải miền Trung (15.82%). Đáng kể nhất vẫn là Đồng bằng sông Cửu
Long chiếm hơn nửa sản lượng lúa trong cả nước, đồng thời Chính phủ đang có chủ

trương thành lập các trung tâm nông sản (chợ gạo) tại 3 tỉnh Cần Thơ, An Giang, Tiền
Giang, thuận lợi cho việc thương mại lúa gạo, hình thành các cơ sở xay xát quy mơ lớn.
Vì thế rất thuận lợi trong q trình thu gom và vận chuyển trấu về nhà máy.

Chương 2 – Nhiên Liệu Trấu

Trang 10


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Sản lượng lúa của các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) phân bố không
đều, tập trung nhiều tại các tỉnh An Giang, Kiên Giang, Đồng Tháp, Long An và Sóc
Trăng. Theo Tổng Cục Thống Kê, sản lượng lúa chi tiết tại các tỉnh thuộc ĐBSCL được
trình bày trong bảng dưới.
Bảng 2.2. Sản lượng lúa hàng năm của các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long [24]
STT

Các tỉnh

2005

2006

2007

2008

1

Long An

1,934.20

1,769.40

1,950.60

2,178.10

2

Tiền Giang

1,303.20

1,214.30

1,306.70

1,321.00

3

Bến Tre

341.40

332.50

304.80

361.10

4

Trà Vinh

1,028.80

1,009.80

929.80

1,086.70

5

Vĩnh Long

973.00

932.30

810.80

895.90

6

Đồng Tháp

2,606.50

2,404.90

2,544.40

2,720.20

7

An Giang

3,141.60

2,923.20

3,142.90

3,519.40

8

Kiên Giang

2,944.30

2,744.30

2,977.30

3,387.20

9

Cần Thơ

1,233.70

1,153.00

1,131.60

1,198.50

10

Hậu Giang

1,109.20

1,062.80

865.10

1,020.50

11

Sóc Trăng

1,634.20

1,602.20

1,602.50

1,743.50

12

Bạc Liêu

661.50

677.20

693.20

764.40

13

Cà Mau

386.90

403.30

419.20

485.10

14

Tổng cộng

19,298.50

18,229.20

18,678.90

20,681.60

Đơn vị: Nghìn tấn
Nhìn chung, sản lượng lúa gạo không đều theo hàng tháng, mà tập trung vào các
mùa vụ canh tác trong năm. Thông thường một năm canh tác được bốn (4) vụ lúa: Đông
Xuân, Hè Thu, Thu Đông và vụ Mùa; nhưng không phải vùng nào cũng canh tác được
bốn (4) vụ như trên, đa số các vùng ĐBSCL chỉ canh tác được ba (3) vụ, do thời điểm
canh tác vụ Thu Đông (tháng 9 – tháng 10) hay bị lũ lụt, nên người nông dân không canh
tác được vụ này. Theo thống kê của Tổng Cục Thống Kê về sản lượng lúa của các tỉnh
ĐBSCL theo vụ mùa trong năm 2008 như sau:
Chương 2 – Nhiên Liệu Trấu

Trang 11


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Bảng 2.3. Sản lượng lúa gạo theo thời thụ trong năm 2008
Vụ thu hoạch

Thời vụ

Sản lượng theo %

Đông Xuân

Tháng 2 – Tháng 4

47.55%

Hè Thu

Tháng 6 – Tháng 9

44.83%

Vụ Mùa

Tháng 11 – Tháng 2

7.62%

Qua bảng 2.3 cho thấy sản lượng lúa gạo tập trung vào hai vụ chính là Đơng Xuân
và Hè Thu, do đó việc lưu trữ kho và phân phối đến các cơ sở xay xát mang nhiều ý
nghĩa quan trọng.
2.2. ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NHIÊN LIỆU TRẤU
Với sản lượng lúa rất lớn như trên, sau khi xay xát chế biến thành gạo, các nhà máy
xay xát thải ra môi trường một lượng trấu rất lớn, và giải quyết lượng trấu này một cách
hiệu quả, ít ảnh hưởng đến mơi trường đang gặp rất nhiều khó khăn trên nhiều phương
diện.
Hiện trạng sử dụng nhiên liệu trấu:
- Làm thức ăn gia súc, sản xuất phân bón và chế biến ván ép.
- Làm nhiên liệu trong sinh hoạt hàng ngày, và trong các cơ sở công nghiệp và tiểu
công nghiệp như các lị hơi cơng nghiệp cơng suất nhỏ, lị gốm, lò gạch, lò gốm,
…
- Sản xuất củi trấu: Dùng các máy ép củi trấu có cơng suất 70÷80 kg củi/giờ. Củi
trấu rất dễ sử dụng trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất công nghiệp. Nhưng
hiện nay phương pháp này chưa được áp dụng rộng rãi và đang có xu hướng phát
triển. Nếu công nghệ này được phát triển phổ biến trên quy mô lớn sẽ làm giảm
đáng kể việc ô nhiễm môi trường do trấu.
- Sử dụng trấu để phát điện thì gần như khơng có.
Theo khảo sát và đánh giá của một số nghiên cứu, lượng trấu chiếm khoảng 20%
hạt lúa. Do đó, từ sản lượng lúa của các tỉnh thành trong cả nước trình bày trong bảng
2.1, ta có thể ước tính được lượng trấu của cả nước trong năm 2008.
Mặt khác, theo kết quả khảo sát và thống kê, tổng lượng trấu hiện nay dùng trong
sinh hoạt và công nghiệp chiếm khoảng 30% lượng trấu thải ra từ các nhà máy xay xát.
Chương 2 – Nhiên Liệu Trấu

Trang 12


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Vì thế, cịn khoảng 70% lượng trấu dư thừa có thể sử dụng để sản xuất điện năng. Nhưng
xét về khía cạnh thu gom và vận chuyển trấu từ các cơ sở xay xát về đến nhà máy điện,
thì lượng trấu được sử dụng còn khoảng 60%. Từ các số liệu giả thiết này, chúng ta tính
tốn được khả năng công suất lắp đặt nhiệt điện trấu của các khu vực trong nước như
bảng dưới.
Bảng 2.4. Công suất điện trấu có thể lắp đặt của các khu vực trong nước

Khu vực
Đồng bằng sơng Hồng

Sản lượng
trấu (nghìn
tấn)

Trấu cho sản
xuất điện
(nghìn tấn)

Công suất
lắp đặt
(MW)

1,355.20

813.12

67.04

579.18

347.51

28.65

1,225.18

735.11

60.61

Tây Nguyên

187.68

112.61

9.28

Đông Nam Bộ

261.46

156.88

12.93

Đồng bằng sông Cửu Long

4,136.32

2,481.79

204.61

CẢ NƯỚC

7,745.02

4,647.01

383.13

Trung du và miền núi phía Bắc
Bắc Trung Bộ và Dun hải miền Trung

Trong q trình tính tốn cơng suất điện trấu có thể lắp đặt, giả sử hiệu suất sử dụng
nhiên liệu trấu sản xuất điện năng là 20%, nhiệt trị nhiên liệu trấu là 13,000kJ/kg. Qua
bảng 2.4 cho thấy gần 400MW điện trấu có thể khai thác được từ nguồn trấu tiềm năng
này. Trong đó, khu vực ĐBSCL rất đáng kể với khoảng 200MW.
2.3. TRẤU Ở KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
2.3.1.

Đánh giá năng lượng trấu tại các tỉnh
Tương tự với cách đánh giá khả năng công suất điện trấu có thể lắp đặt trong

phạm vi cả nước, chúng ta tiến hành đánh giá cho các tỉnh thuộc ĐBSCL, qua đó xem
xét và đánh giá khả năng quy mô công suất của đề tài luận văn này.
Từ sản lượng lúa của các tỉnh thuộc ĐBSCL trình bày trong bảng 2.2 nêu trên,
cơng suất điện trấu có thể lắp đặt cho các tỉnh như sau:

Chương 2 – Nhiên Liệu Trấu

Trang 13


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Bảng 2.5. Cơng suất điện trấu có thể lắp đặt của các tỉnh thành thuộc ĐBSCL

Tỉnh thành

Sản lượng trấu
(nghìn tấn)

Trấu cho sản
xuất điện (nghìn
tấn)

Cơng suất lắp
đặt (MW)

Long An

435.62

261.3

21.55

Tiền Giang

264.20

158.52

13.07

Bến Tre

72.22

43.33

3.57

Trà Vinh

217.34

130.40

10.75

Vĩnh Long

179.18

107.51

8.86

Đồng Tháp

544.04

326.42

26.91

An Giang

703.88

422.33

34.82

Kiên Giang

677.44

406.46

33.51

Cần Thơ

239.70

143.82

11.86

Hậu Giang

204.10

122.46

10.10

Sóc Trăng

348.70

209.22

17.25

Bạc Liêu

152.88

91.73

7.56

Cà Mau

97.02

58.21

4.80

4,136.32

2,481.79

204.61

Tổng cộng

Từ bảng 2.5 cho thấy một số tỉnh thành có nhiều khả năng xây dựng, lắp đặt nhà
máy điện trấu như: An Giang (30MW), Kiên Giang (30MW), Đồng Tháp (25MW),
Long An (20MW). Do đó, để quy hoạch địa điểm xây dựng nhà máy, cần chú ý các
tỉnh thành này có tiềm năng lớn trong việc thu gom và vận chuyển nhiên liệu dễ dàng

hơn.
2.3.2.

Phương thức vận chuyển trấu đến nhà máy
Một trong những khó khăn chính khi xây dựng và vận hành nhà máy điện trấu là

phương thức và tính hiệu quả trong việc vận chuyển và lưu trữ nhiên liệu trấu. Trấu là
loại nhiên liệu có khối lượng riêng thấp, nên việc vận chuyển gặp nhiều khó khăn về
công suất thiết bị vận chuyển. Khối lượng riêng trung bình của trấu vào khoảng

Chương 2 – Nhiên Liệu Trấu

Trang 14


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Toán

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

120÷150 kg/m³, do đó thiết bị vận chuyển trấu cần có thể tích chứa lớn hơn rất nhiều
so với vận chuyển than, dầu, …
Các cơ sở xay xát lúa gạo thường có quy mơ cơng suất nhỏ, khơng tập trung và
nằm cạnh các con sông, kênh, rạch nhằm thuận lợi cho việc vận chuyển lúa, gạo. Do
đó, việc vận chuyển trấu bằng đường sông cũng rất thuận lợi. Nhưng hiện nay, khu
vực Đồng bằng Sơng Cửu Long có nhiều trung tâm xay xát quy mô công suất lớn, việc
xay xát được thực hiện quanh năm. Do đó, khi địa điểm xây dựng nhà máy cần thiết
đặt gần các trung tâm xay xát này nhằm giảm chi phí vận chuyển và đáp ứng đủ nhu
cầu nhiên liệu cho nhà máy trong năm.

Mặt khác, đặc điểm của khu vực Đồng bằng sơng Cửu Long là có hệ thống sơng
ngịi chằng chịt, mạng lưới giao thông đường sông phát triển rất tốt, vì thế phương
thức vận chuyển trấu từ các nhà máy xay xát đến nhà máy điện bằng đường sông được
đánh giá là khả thi.
2.4. ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU TRẤU
Đặc tính nhiên liệu trấu ảnh hưởng rất lớn đến việc lựa chọn cơng nghệ và thiết kế
buồng đốt lị hơi, thiết kế nhiệt động lực học của quá trình cháy, thiết kế hệ thống cung
cấp, vận chuyển và lưu trữ nhiên liệu, và ảnh hưởng đáng kể đến quá trình vận hành, bảo
dưỡng sau này. Vì thế, việc nghiên cứu các đặc tính nhiên liệu trấu rất cần thiết cho các
giai đoạn sau của đề tài.
Thành phần hóa học của trấu thay đổi theo từng vùng, nhưng nhìn chung mức độ
dao động của đặc tính nhiên liệu trấu khơng rộng. Do đó, trong phạm vi đề tài này sẽ lấy
các thành phần hóa học điển hình, để tính tốn sơ đồ nhiệt nhà máy.
2.4.1.

Đặc tính hóa học
Đặc tính hóa học của nhiên liệu trấu sẽ được xác định sau khi phân tích các thành

phần hóa học.
Bảng 2.6. Đặc tính hóa học của nhiên liệu trấu
Phân tích cơ bản
(% khối lượng)

Đơn vị

Min

Trung bình

Max

Thành phần carbon, Clv

%

31.65

33.12

34.58

Thành phần hydro, Hlv

%

4.23

5.18

6.12

Chương 2 – Nhiên Liệu Trấu

Trang 15


Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM
Nguyễn Văn Tốn

Phân tích cơ bản

(% khối lượng)

Luận Văn Thạc Sĩ
Thuyết Minh

Đơn vị

Min

Trung bình

Max

Thành phần oxy, Olv

%

31.69

33.89

36.08

Thành phần nitơ, Nlv

%

0.46

1.17

1.87

Thành phần lưu huỳnh, Slv

%

0.05

0.13

0.20

Hàm lượng ẩm, Wlv

%

8.84

9.89

10.94

Hàm lượng tro xỉ, Alv

%

15.24

16.65

18.05

Tổng cộng

%

-

100.00

-

Các thành phần hóa học của nhiên liệu trấu thay đổi, nhưng ở đây chúng ta lấy
giá trị trung trình làm cơ sở cho q trình tính tốn, thiết kế sau này.
2.4.2.

Đặc tính cơng nghệ

Bảng 2.7. Đặc tính cơng nghệ của nhiên liệu trấu
Thơng số

Đơn vị

Min

Trung bình

Max

1. Phân tích sơ bộ
- Carbon cố định, C

%

14.44

16.54

18.64

- Hảm lượng tro xỉ, A

%

15.24

16.65

18.05

- Chất bốc, V

%

56.57

56.93

57.28

- Hàm lượng ẩm, W

%

8.84

9.89

10.94

- Tổng cộng

%

-

100.00

-

2. Nhiệt trị nhiên liệu
- Nhiệt trị cao

kJ/kg

12,638.70

12,879.34

13,119.98

- Nhiệt trị thấp

kJ/kg

11,408.31

11,479.46

11,550.60

3. Khối lượng riêng

kg/m³

100

125

150

1.387

1.465

1.543

4. Nhiệt dung riêng (25°C)

Chương 2 – Nhiên Liệu Trấu

kJ/kg.K

Trang 16