Lựa chọn công nghệ lò hơi tầng sôi cho nhà máy nhiệt điện

Công nghệ nhiệt điện ngưng hơi sau nhiều năm phát triển đã hình thành nhiều công nghệ lò hơi với xu thế nâng cao công suất và hiệu suất tổ máy, thuận lợi cho việc sửa chữa và vận hành. Công nghệ lò hơi cũng đặc biệt quan tâm đến việc giảm phát thải SOx, NOx nhằm bảo vệ môi trường.

Nguyên tắc cơ bản lựa chọn công nghệ lò hơi

  • Việc lựa chọn công nghệ đốt than đúng và phù hợp có vai trò rất quan trọng vào sự thành công của một dự án nhà máy nhiệt điện than. Dưới đây trình bày một số nguyên tắc cơ bản được đề xuất để chọn lựa công nghệ đốt than như sau:
  • Đảm bảo cho nhà máy có kỹ thuật đạt mức tiên tiến của thế giới, vận hành an toàn, liên tục và đạt hiệu quả kinh tế cao.
  • Công nghệ của lò hơi phải phù hợp với nguồn nhiên liệu than cấp cho nhà máy.
  • Công nghệ lò hơi đã và đang phổ biến trên thế giới để tăng tính cạnh tranh khi tiến hành đầu tư và tại Việt Nam để có thể tận dụng các kinh nghiệm vận hành.
  • Công nghệ phải đảm bảo được các yêu cầu của Tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành có liên quan tới môi trường với mức chi phí hợp lý.
  • Công nghệ được lựa chọn phải có hiệu suất đủ cao để đạt hiệu quả về mặt kinh tế so với chi phí đầu tư và giá nhiên liệu.
  • Việc lựa chọn công nghệ cần xem xét để khả năng hỗ trợ việc tận dụng tro xỉ làm phụ gia bê tông, phụ gia xi măng và các vật liệu xây dựng khác nhằm tăng tính hiệu quả kinh tế của dự án nhờ tăng doanh thu từ việc bán được tro xỉ, giảm chi phí cho việc xây dựng bãi thải tro xỉ, giảm chi phí điện tự dùng do không phải thải tro xỉ ra bãi thải. Ngoài ra, việc tận dụng này còn giảm được nhu cầu sử dụng đất làm bãi xỉ và giảm ô nhiễm môi trường sinh thái do bãi xỉ gây ra.

Lò hơi tầng sôi đốt than

Lò hơi tầng sôi đốt than nhà máy nhiệt điện

Một số công nghệ lò hơi cho nhà máy nhiệt điện

Công nghệ lò hơi đốt than phổ biến áp dụng cho các nhà máy nhiệt điện trên thế giới hiện nay bao gồm:

  • Công nghệ lò than phun, hay còn gọi là công nghệ lò hơi đốt than bột (PC- Pulverized Coal fired boiler).
  • Công nghệ lò tầng sôi tuần hoàn (CFB - Circulating Fluidized boiler).

Công nghệ lò hơi than phun

Công nghệ lò hơi đốt than phun là công nghệ phổ biến áp dụng cho các nhà máy điện trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Với công nghệ này than được sấy, nghiền và phun vào trong buồng đốt. Nhiệt độ trong buồng đốt là tương đối cao, lớn hơn 1000°C.

Các đặc tính kinh tế và kỹ thuật của lò hơi đốt than phun đó là:

  • Có lịch sử thiết kế chế tạo và phát triển lâu năm
  • Dải công suất rất lớn, áp dụng cho tổ máy có công suất từ 50MW đến 1.000MW.

Thông số hơi được thiết kế và sản xuất theo 2 loại sau:

  • Thông số dưới tới hạn
  • Thông số siêu tới hạn.
  • Lò hơi than phun được thiết kế để có thể vận hành với nhiều kiểu lò hơi khác nhau:
  • Lò hơi với bao hơi và tuần hoàn tự nhiên hoặc cưỡng bức
  • Lò hơi trực lưu
  • Lò hơi than phun có thể đốt được nhiều loại than, ví dụ:
  • Than antraxit
  • Than Bituminous and sub-bituminous
  •   Có hiệu suất cao hơn nhiều loại lò hơi khác.
  •   Phải lắp đặt hệ thống FGD và hệ thống SCR để giảm nồng độ phát thải SO2 và NO2 tùy theo yêu cầu về phát thải ra môi trường.
  •   Thành phần xỉ thải khoảng
  • 85% tro bay
  • 15% xỉ đáy lò

Công nghệ lò hơi tầng sôi

 Công nghệ lò tầng sôi được sản xuất và ứng dụng sau công nghệ lò than phun. Hầu hết mới được đưa vào hoạt động khoảng 30 năm gần đây nhưng không được phổ biến như lò hơi than phun. Tuy nhiên, những năm gần đây (từ năm 1990), Lò hơi tần sôi được phát triến trong các nhà máy hiện đại bởi vì nó có khả năng đốt đối với các loại nhiên liệu có chất lượng xấu. Trong lò hơi tầng sôi, các hạt lơ lửng chịu ảnh hưởng bởi dòng khí động thổi ngược từ lớp sàn liệu trong lò. Dòng khí động này bao gồm khói sinh ra trong buồng lửa và lượng không khí cháy. Nhiên liệu sử dụng thường là nhiên liệu thô như than, vụn gỗ, rác thải…

Có 2 loại lò tầng sôi cơ bản được phân chia dựa vào thành phần của tầng sôi đó là

  • Tầng sôi bọt
  • Tầng sôi tuần hoàn

Lò tầng sôi được thiết kế để dốt các loại nhiêu liệu sau:

  • Than: Than antraxit, than bitum, than non và than gob
  • Biomass: gỗ, mùn cưa, vỏ cây
  • Bùn: Bùn của công nghệ làm giấy
  • Chất thải.

 Lò tầng sôi thường có công suất nhỏ. Đối với tổ máy 300MW lò tầng sôi thì đã được xây dựng trên thế giới tuy nhiên chưa được kiểm chứng qua quá trình vận hành lâu dài. Đối với tổ máy 600MW chưa được nghiên cứu thiết kế.

So sánh giữa lò hơi tầng sôi và lò hơi đốt than phun

 

STT

Tiêu chí

Lò CFB

Lò PC

1

Kinh nghiệm thiết kế, chế tạo và vận hành

Công nghệ mới, được nghiên cứu phát triển từ năm 1989, ít kinh nghiệm trong việc chế tạo và vận hành

Là công nghệ truyền thống, có nhiều kinh nghiệm trong việc chế tạo và vận hành

2

Dải công suất đã được chứng minh

100~250MW

50~1.000MW

3

Các nhà sản xuất chính

02 nhà sản suất lớn: Alstom Power và Foster Wheeler

Rất nhiều nhà sản xuất

4

Giá thành

Với lò hơi CFB 300MW thì giá thiết bị cao hơn giá của lò hơi PC cùng công suất không có hệ thống FGD và SCR

Giá của lò PC công suất cao tương đối rẻ. Giá của lò hơi PC bao gồm hệ thống FGD và SCR là tương đương so với lò CFB cùng công suất

5

Hiệu suất

Khoảng 82%

Khoảng 85%

6

Điện tự dùng

Khoảng 9%

Khoảng 8%

7

Loại nhiên liệu

Có thể đốt nhiều loại nhiên liệu: than và than chất lượng xấu

Than chất lượng cao: loại 5,6 hoặc tương đương, và có nhiệt trị cao

8

Hệ thống chế biến nhiên liệu

Sử dụng máy đập để nghiền than: giá thành thấp

Sử dụng máy nghiền để nghiền than có độ mịn lớn: giá thành cao

9

Hệ thống khử lưu huỳnh

SOx được khử ngay trong buồng đốt với việc đốt kèm đá vôi

Cần trang bị thêm hệ thống khử lưu huỳnh (FGD)

10

Khử NOx

Không cần thiết vì nhiệt độ buồng đốt thấp

Cần trang bị thêm hệ thống khử SCR

11

Mặt bằng

Không cần nhiều mặt bằng

Cần mặt bằng tương đối lớn

12

Hệ thống dầu nhiên liệu

Cần đốt kèm dầu khi tải nhỏ hơn 30% tải định mức

Cần đốt kèm dầu khi tải nhỏ hơn 40% tải định mức

13

Khả năng thích ứng khi thay đổi nhiên liệu

Có khẳ năng thích ứng thay đổi nhiên liệu đốt tốt

Phải điều chỉnh hệ thống khói gió và vòi đốt

14

Tiêu hao đá vôi và amonia

Chỉ cần sử dụng đá vôi, tuy nhiên có suất tiêu hao đá vôi tương đối cao, Ca/S>2

Phải sử dụng cả đá vôi và amonia: chi phí cao

15

Bảo dưỡng

Phải bảo dưỡng các ăn mòn cơ khí trong buồng lửa: chi phí cao

Sự ăn mòn cơ học là nhỏ không đáng kể

16

Thải xỉ và lưu trữ

Xỉ có kèm CaO, CaSO4 nên rất khó cho việc thải và lưu trữ cũng như tận dụng tro xỉ

Xỉ được lưu trữ dễ dàng và có khả năng tận dụng tro xỉ với công nghệ hiện tại

17

Thích hợp với nguồn nhiên liệu

Do nhiên liệu có nhiệt trị thấp và thành phần tro trong nhiên liệu lớn nên nhà máy cần bố trí gần nguồn nhiên liệu

Do nhiên liệu có nhiệt trị cao, nên nhà máy có thể bố trí xa nguồn nhiên liệu và gần hộ tiêu thụ điện, thích hợp với nguồn nhiên liệu than nhập

So sánh giữa lò tầng sôi và lò than phun

Các đặc điểm nổi bật của từng công nghệ lò hơi

Theo như phân tích ở trên, có một số lưu lý về 2 công nghệ lò hơi hiện tại như sau:

Công nghệ lò hơi tầng sôi:

  • Ưu điểm lớn nhất của lò hơi tầng sôi là có để đốt nhiên liệu có chất lượng xấu, nhiều loại nhiên liệu mà vẫn đảm bảo các yêu cầu phát thải với môi trường;
  • Lò hơi tầng sôi mới được thực nghiệm chứng minh đối với công suất nhỏ hơn 250MW. Tổ máy 300MW mới được đưa vào vận hành, nên chưa có đầy đủ các tiêu chí cần thiết để đánh giá loại lò hơi này với công suất 300MW về tính ổn định và kinh tế;
  • Các đặc tính của lò hơi tầng sôi như: việc tạo tầng sôi, tách hạt, ổn định nhiệt độ tầng nhiên liệu, bảo vệ chống ăn mòn…chính là các giới hạn đối với việc phát triển lò hơi loại này  có công suất lớn. Bởi vậy hiện nay trên thế giới tổ máy 300MW mới đang được lắp đặt tại Ý và Trung Quốc.
  • Nhà máy sử dụng công nghệ CFB (đang vận hành hoặc lắp đặt) có rất nhiều nhà máy với công suất nhỏ (50MW, 100MW và 200MW). Tất cả các nhà máy này đều sử dụng than có chất lượng xấu mà không thể sử dụng cho lò hơi đốt than phun. Chúng được xây dựng gần nguồn than có chất lượng xấu và giá thành thấp.
  • Tổ máy có công suất lớn nhất sử dụng công nghệ lò tầng sôi sẽ có giá thành cao vì phải hoàn thiện thiết kế, chế tạo cũng như sử dụng các vật liệu chịu nhiệt đặc biệt. Tuy nhiên do không yêu cầu hệ thống FGD và SCR nên chi phí đầu tư tương đương với tổ máy sử dụng lò hơi than phun.
  • Hiệu suất lò hơi tầng sôi thấp hơn từ 2~3% so với lò hơi công nghệ than phun.
  • Lò hơi tầng sôi có chi phí bảo dưỡng lớn do ăn mòn cơ học lớn
  • Do trở ngại hiệu suất thấp hơn, bị giới hạn công suất, và chi phí bao dưỡng cao, nên lò hơi tầng sôi vẫn chỉ là lựa chọn tối ưu khi sử dụng than chất lượng xấu mà không thể sử dụng cho lò PC.

Công nghệ lò hơi than phun:

  • Đây là kiểu lò hơi truyền thống. Nó đã được hoàn thiện rất nhiều qua quá trình chế tạo cũng như vận hành. Lò hơi PC có hiệu suất cao và không bị giới hạn nhiều về công suất.
  • Với bề dầy lịch sử trong việc chế tạo và vận hành thì lò hơi than phun đã được chứng minh về tính kinh tế và ổn định.
  • Loại lò hơi này được sản xuất bởi rất nhiều nhà sản xuất có kinh nghiệm trên thế giới.
  • Lò hơi than phun sử dụng loại nhiên liệu có chất lượng cao nên thích hợp với than nhập hoặc nhà máy có vị trí xa nguồn nhiên liệu và gần nguồn tiêu thụ điện.
  • Điều trở ngại của lò than phun là có yêu cầu lắp đặt hệ thống FGD và SCR cũng như giá thành nhiên liệu cao.

CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA

Công ty TNHH Năng Lượng Nhiệt Bách Khoa là một trong số ít các công ty lò hơi, nồi hơi tại Việt Nam có đủ năng lực để thực hiện sản xuất, cung cấp, lắp đặt nồi hơi, sửa chữa nồi hơi, cung cấp hơi nước bão hòa. Chúng tôi có nhiều kinh nghiệm đã tham gia thi công xây lắp các công trình lớn về nồi hơi công nghiệp.

Chúng tôi chế tạo và lắp đặt các loại nồi hơi đa dạng cả về công nghệ đốt và nhiên liệu đốt để phù hợp với nhu cầu của khách hàng.

Về nồi hơi đốt các loại nhiên liệu có thể kể đến như: nồi hơi đốt than, nồi hơi đốt trấu, nồi hơi đốt củi, nồi hơi đốt dầu, nồi hơi đốt gas, nồi hơi đốt củi trấu, nồi hơi đốt viên nén mùn cưa…

Về công nghệ đốt có thể kể đến như: lò hơi tầng sôi, lò hơi ghi xích, lò hơi ghi tĩnh, lò hơi đốt vòi phun cho lò đốt dầu, lo hơi đốt ghi thang…

Ngoài ra Lò hơi Bách Khoa còn tư vấn thiết kế lắp đặt các loại thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị xử lý khói bụi lò hơi có hiệu quả hoạt động rất cao, đạt tiêu chuẩn về mồi trường đã và đang được ứng dụng vào các hệ thống mà Lò Hơi Bách Khoa đang cung cấp trên thị trường.

Công ty TNHH Năng Lượng Nhiệt Bách Khoa có đội ngũ cán bộ, quản lý, lực lượng công nhân viên nhiều năm kinh nghiệm đã tham gia thi công xây lắp các công trình lớn.

Với tinh thần hợp tác cùng phát triển, Công ty TNHH Năng Lượng Nhiệt Bách Khoa rất mong được hợp tác cùng quý khách hàng, doanh nghiệp… trong lĩnh vực chuyên môn của mình.

CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA

Thông tin liên hệ:

Địa chỉ: Thôn 3, Xã Vạn Phúc, Huyện Thanh Trì, Tp Hà Nội

Di động: 091 775 40 59 

Hotline: 097 384 04 68

E-mail: hex.boilers@gmail.com        

Website: https://hex-boilers.com/

0917 754 059