Hướng đi mới cho các nhà máy nhiệt điện

Vấn đề lớn về kỹ thuật

Hiện nay, phần lớn các nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) trong nước sử dụng nguồn nhiên liệu là than. Năm 2015, ngành Điện cần khoảng 33,3 triệu tấn than, đến năm 2020 con số này dự kiến là 79 triệu tấn và năm 2025 sẽ là 116 triệu tấn. Trong khi nhu cầu than ngày càng tăng, sản lượng than trong nước cũng chỉ đáp ứng ở mức 32 triệu tấn/năm thì việc nhập khẩu than là tất yếu. Loại than nhập dự kiến là bitum hoặc á bitum. Tuy nhiên, việc nhập khẩu than làm nảy sinh một số khó khăn.

Các NMNĐ ở Việt Nam dùng than antraxit nội địa là chính và loại than này được chỉ định ngay từ khâu thiết kế, buộc sẽ phải dùng trong suốt vòng đời hoạt động của nhà máy. Nếu dùng cả hai loại than antraxit và á bitum (hoặc bitum) liệu có phù hợp với hệ thống thiết bị sẵn có? Hơn nữa, việc phối trộn than nội - ngoại như vậy có ảnh hưởng đến hiệu suất của nhà máy hay không?

Để tìm lời giải cho những vấn đề này, Bộ Khoa học và Công nghệ (KH&CN) đã giao cho Hội Khoa học kỹ thuật nhiệt Việt Nam chủ trì một đề tài thuộc Chương trình KH&CN trọng điểm cấp Nhà nước "Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ năng lượng" (KC05). Đề tài mang mã số KC05.25/11/15 "Nghiên cứu công nghệ đốt than trộn của than trong nước khó cháy với than nhập khẩu dễ cháy nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu tại các NMNĐ đốt than ở Việt Nam", đã hoàn thành với kết quả đặc biệt xuất sắc.

Đề tài do PGS.TS Trương Duy Nghĩa, Chủ tịch Hội Khoa học kỹ thuật nhiệt Việt Nam làm chủ nhiệm, có mục tiêu là đưa ra các giải pháp kỹ thuật đốt than trộn tại các NMNĐ đốt than có công suất từ 200MW trở lên, trên cơ sở xác định tỷ lệ trộn hợp lý các nguồn than (nội, ngoại), đạt hiệu quả cao theo hướng ổn định về chủng loại và chất lượng than.

Theo PGS.TS Trương Duy Nghĩa, phần lớn các NMNĐ than ở Việt Nam sử dụng than antraxit, là loại than rất khó cháy. Nếu đem trộn than antraxit này với loại than nhập ngoại cùng loại thường không gây trở ngại về kỹ thuật, nhưng nếu trộn với than khác loại có thể sẽ là một vấn đề lớn. Vì khi trộn hai chủng loại than khác nhau, nghĩa là thay đổi hẳn đặc tính than so với than thiết kế, sẽ cần nghiên cứu rất kỹ về sự đáp ứng của thiết bị, chế độ vận hành của nhà máy trong điều kiện mới.

Giúp chủ động nguồn nhiên liệu

Nhóm nghiên cứu đề tài đã triển khai các thí nghiệm tại Công ty CP Nhiệt điện Ninh Bình với phương pháp trộn than á bitum (nhập khẩu từ Indonesia) với than antraxit của Việt Nam. Phương pháp này nhằm giảm chỉ tiêu xấu của than nội địa (như giảm lượng tro xỉ, giảm lượng cacbon trong tro) để cải thiện quá trình cháy, tăng hiệu suất cháy và giảm lượng than tiêu thụ. Quá trình thử nghiệm đã hoàn thành với việc đốt than ngoại nhập ở các tỷ lệ 5, 10, 20, 30% và các hạng mục liên quan đến công tác hiệu chỉnh chế độ đốt cháy ở lò hơi.

Trong quá trình đốt than trộn đã không xảy ra hiện tượng bất thường; hệ thống thải tự động của lò hơi vận hành ổn định; hàm lượng N0x trong khói giảm 10-15% so với đốt bằng 100% than nội địa; hiệu suất của lò hơi đồng đều hơn giữa các phụ tải và tăng hơn từ 2 đến 5% so với đốt than nội địa 100%. "Đặc biệt, trong thí nghiệm ở tỷ lệ 10-20% than ngoại nhập đã ghi nhận được chế độ vận hành tốt nhất cho lò hơi, hiệu suất đạt trung bình 84-85% so với trung bình 82% khi đốt than hoàn toàn nội địa trước thời điểm thí nghiệm" - ông Trịnh Văn Đoàn, Giám đốc Công ty cổ phần Nhiệt điện Ninh Bình khẳng định.

Xét về mặt kinh tế, hiệu suất nhà máy được nâng lên từ 1 đến 5%, lượng tro thải giảm 10%, hàm lượng cacbon trong tro giảm 10%, giảm 2-5% tổn thất do than chưa cháy hết. Theo nhận định của các nhà khoa học, nếu các NMNĐ đốt than đều áp dụng như ở Công ty CP Nhiệt điện Ninh Bình, hiệu suất phát điện sẽ tăng đáng kể. Chỉ cần tiết kiệm 1% nhiên liệu, nước ta sẽ giảm tiêu thụ được 333.000 tấn than, tương đương với gần 33 triệu USD (trung bình 100 USD/tấn).