Lò hơi nhà máy nhiệt điện và lựa chọn loại nào thì phù hợp?

Lò hơi nhà máy nhiệt điện sau nhiều năm cải tiến đã phát triển ứng dụng công nghệ lò hơi trong sản xuất nhiệt điện. Nâng cao công suất và hiệu suất tổ máy, dễ dàng sửa chữa và vận hành. Đặc biệt, sử dụng lò hơi nhà máy nhiệt điện có thể giảm khí thải Sox, Nox giúp bảo vệ môi trường không khí.

Nguyên tắc cơ bản lựa chọn lò hơi nhà máy nhiệt điện

• Lò hơi đốt than có nhiều loại, lựa chọn loại phù hợp rất quan trọng. Vì nó góp phần thành công của một dự án nhà máy nhiệt điện than. Chúng ta tìm hiểu về lò hơi trong nhà máy nhiệt điện và cách lựa chọn loại lò hơi phù hợp qua bài viết dưới đây:
• Lò hơi đảm bảo được công nghệ kỹ thuật đạt tiêu chuẩn tiên tiến của thế giới, vận hành an toàn, liên tục với hiệu suất cao.
• Lò hơi phải sử dụng được nguồn nhiên liệu than cấp cho nhà máy.
• Lò hơi 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 lò hơi sử dụng cho nhà máy nhiệt điện phải có hiệu suất đủ cao để đảm bảo hiệu quả kinh tế nhằm hoàn vốn nhanh.
• Cần cân nhắc lựa chọn công nghệ lò hơi mà sau khi đốt nhiên liệu, tro xỉ có thể làm phụ gia bê tông, xi măng,… tái sử dụng được cho các lĩnh vực khác. Nhằm tăng doanh thu từ việc bán tro xỉ, giảm chi phí lưu trữ, xử lý, tránh gây ô nhiễm môi trường.

Một số công nghệ lò hơi cho nhà máy nhiệt điện

Lò hơi tầng sôi đốt than nhà máy nhiệt điện

Lò hơi đốt than được các nhà máy điện trên thế giới sử dụng phổ biến bao gồm các công nghệ đốt:

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

Công nghệ lò hơi than phun

Các nhà máy nhiệt điện trên thế giới cũng như ở Việt Nam sử dụng phổ biến nhất là công nghệ lò hơi đốt than. Than sẽ được sấy khô, nghiền nát và phun vào buồng đốt nhiên liệu. Nhiệt độ trong buồng đốt khoảng hơn 1000°C.

Lò hơi đốt than phun có các đặc tính kỹ thuật:

• Được thiết kế và phát triển từ lâu
• Công suất hoạt động rất lớn, sử 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 với bao hơi và tuần hoàn tự nhiên hoặc cưỡng bức
• Lò hơi trực lưu
• Lò hơi than phun có thể tiêu thụ được nhiều loại than như than antraxit, than Bituminous và sub-bituminous
• Có hiệu suất cao hơn nhiều loại lò hơi khác.

Phải lắp đặt hệ thống FGD và hệ thống SCR xử lý khí SO2 và NO2 để đảm bảo yêu cầu về khí thải ra môi trường.

Thành phần xỉ thải khoảng

85% tro bay

15% xỉ đáy lò

Lò hơi tầng sôi

Lò hơi tầng sôi ra đời sau lò hơi than phun. Được đưa vào hoạt động khoảng 30 năm trước, nhưng không được sử dụng phổ biến. Những năm 1990, lò hơi tầng sôi được sử dụng nhiều trong nhà máy nhiệt điện bởi nó có thể tiêu thụ các loại nhiên liệu có chất lượng xấu. Trong buồng đốt lò hơi tầng sôi, các hạt lơ lửng chịu ảnh hưởng bởi dòng khí thổi ngược từ lớp sàn nhiên liệu trong lò. Dòng khí này từ khói sinh ra trong buồng lửa và lượng khí thải khi nhiên liệu cháy.

Có 2 loại lò tầng sôi cơ bản là: Tầng sôi bọt và 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 nhiều nhà máy nhiệt điện trên thế giới thường sử dụng lò tầng sôi, tuy nhiên về quá trình vận hành lâu dài thì chưa được kiểm chứng.

Các đặc điểm nổi bật của từng công nghệ lò hơi nhà máy nhiệt điện

Một số lưu lý về 2 công nghệ lò hơi phổ biến như sau:

Lò hơi tầng sôi:

Ưu điểm lớn nhất của lò hơi tầng sôi là có để đốt nhiều loại nhiên liệu, thậm chí có chất lượng xấu, mà vẫn đảm bảo các yêu cầu phát thải môi trường;

Lò hơi tầng sôi mới được chứng minh thực tế 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;

Bởi sở hữu các đặc tính như: tạo tầng sôi, tách hạt, ổn định nhiệt độ của tầng nhiên liệu, bảo vệ chống ăn mòn… nên lò hơi nhiệt điện tầng sôi bị giới hạn việc phát triển công suất lớn. Trên thế giới hiện nay, tổ máy 300W mới đang được lắp tại Trung Quốc và Ý.

Khuyết điểm

Nhà máy sử dụng công nghệ CFB thường có công suất nhỏ, khoảng 50MW, 100MW và 200MW. Được xây dựng gần nguồn than, sử dụng loại chất lượng kém có giá thành thấp. Vì thế không thể sử dụng lò hơi đốt than phun.

Tổ máy nhà máy nhiệt điện công suất lớn thường sử dụng công nghệ lò hơi tầng sôi. Vì phải hoàn thiện thiết kế, chế tạo nên có giá thành, bởi vì nó làm từ các vật liệu chịu nhiệt đặc biệt. Do không có hệ thống FGD và SCR nên chi phí dầu tư tương đương với tổ máy sử dụng lò hơi đốt than phun.

Lò hơi tầng sôi có hiệu suất hoạt động thấp hơn lò hơi đốt than phụ khoảng 2-3%.

Một điểm yếu khi sử dụng lò hơi tầng sôi là bị ăn mòn cơ học lớn, nên chi phí bảo dưỡng cao.

Vì công suất và hiệu suất bị giới hạn, chi phí bảo dưỡng cao, vì vậy nên sử dụng than chất lượng xấu là lựa chọn tối ưu nhất.

Lò hơi than phun:

Lò hơi than phun là loại truyền thống. Được phát triển hoàn thiện sử dụng lâu đời, có hiệu suất cao và ít bị giới hạn về công suất. Lò hơi than phun được chứng minh tính kinh tế và ổn định qua thời gian lâu dài và sự phổ biến của nó.

Loại này chỉ sử dụng được nhiên liệu có chất lượng cao như than nhập. Vị trí đặt lò hơi nhà máy nhiệt điện sử dụng than phun nên ở xa nguồn nhiên liệu và gần nguồn tiêu thụ điện.

Một yếu điểm đáng nói của lò hơi nhiệt điện than phun là phải lắp đặt hệ thống FGD và SCR, vì thế giá thành nhiên liệu cao.

Bài viết có tham khảo tài liệu từ diginexus.edu.vn