Tháp giải nhiệt khô (dry cooler) một biến tướng nguy hiểm của điều hòa không khí

16:20 Báo cáo khoa học 1 Comment

THÁP GIẢI NHIỆT KHÔ (DRY COOLER)  MỘT BIẾN TƯỚNG NGUY HIỂM CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

 PGS TS Nguyễn Đức Lợị - Viện Nhiệt Lạnh ĐHBK Hà Nội

 Tel. 0982288995, loidhbk@yahoo.com

 

(Đã Báo cáo tại Hội nghị Khoa học toàn quốc ngành nhiệt Việt Nam lần thứ II, Hà Nội 27/4/2012)

---

    Bài báo phân tích những nhược điểm nghiêm trọng của tháp giải nhiệt khô khi dùng cho chiller điều hòa không khí (gmp-il Đức) so với tháp giải nhiệt thông thường và chỉ ra rằng tháp giải nhiệt khô không phải là thiết bị kĩ thuật điều hòa không khí vì chiller rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nếu ứng dụng tại Hà nội, năng suất lạnh giảm khoảng 15%, điện năng tiêu tốn tăng lên đến 58%, các thông số vận hành xấu đi rất nhanh. Tháp giải nhiệt khô chỉ có thể ứng dụng để giải nhiệt cho các động cơ, máy phát, lò phản ứng…là các thiết bị ít nhạy cảm với nhiệt độ hơn.

1. Mở đầu

Tháp giải nhiệt thông thường trong kỹ thuật điều hòa không khí (ĐHKK) được hiểu là một thiết bị dạng tháp, có nước phun từ trên xuống và quạt gió đi ngược chiều từ dưới lên để làm mát nước giải nhiệt ra từ bình ngưng nhờ bay hơi một phần nước tuần hoàn vào không khí (xem hình 1). Nhiệt độ nước giải nhiệt ra rất thấp, chỉ cao hơn nhiệt độ ướt ngoài trời 3 đến 50C.

Hình 1

Còn một loại tháp giải nhiệt khác gọi là tháp giải nhiệt khô (dry cooler). Người ta chỉ sử dụng loại dry cooler này để làm mát cho động cơ (ví dụ động cơ ô tô), máy phát điện trong các nhà máy điện, một số loại lò phản ứng trong công nghiệp hóa chất…Lý do là vì nhiệt độ nước giải nhiệt ra của loại này rất cao, cao hơn so với tháp giải nhiệt thường khoảng 130C. Động cơ, máy phát, lò phản ứng… là các thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao, ít nhạy cảm với nhiệt độ nước giải nhiệt. Dry cooler sử dụng hiệu quả cho các thiết bị này vì nước tuần hoàn trong hệ thống kín nên bề mặt trao đổi nhiệt không bị đóng cặn, lắng bùn, gây ăn mòn cũng như không bị hao hụt nước do bay hơi. Nhưng tháp giải nhiệt khô không bao giờ được sử dụng để làm mát cho máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (gọi tắt là chiller) của hệ thống ĐHKK vì chiller rất nhạy cảm với nhiệt độ.  Hình 2 giới thiệu nguyên lí cấu tạo và làm việc của dry cooler.

Hình 2

Tuy nhiên, hiện nay có những công trình ĐHKK lớn được chuyên gia nước ngoài (gmp-il của Đức) thiết kế đã sử dụng tháp giải nhiệt khô thay cho tháp giải nhiệt thông thường vì một lí do nào đó. So với tháp giải nhiệt thường, hậu quả của nó rất tai hại, đó là nhiệt độ ngưng tụ tăng khoảng 130C, năng suất lạnh giảm 15%, tổn thất năng lượng tăng đến 58%, chi phí đầu tư tăng lên, độ an toàn và độ tin cậy thiết bị giảm, tuổi thọ thiết bị giảm… Qua bài báo này chúng tôi sẽ phân tích so sánh các chỉ tiêu, thông số để chứng tỏ rằng tháp giải nhiệt khô không phải là thiết bị của kĩ thuật lạnh và ĐHKK.

2. Nguyên lí cấu tạo của hệ thống ĐHKK chiller với tháp giải nhiệt khô

Hình 3 giới thiệu nguyên lí cấu tạo của hệ thống ĐHKK có chiller giải nhiệt nước với tháp giải nhiệt khô          

Hình 3

 Hệ thống gồm chiller 1 (1a- Máy nén và động cơ,1b- Bình ngưng tụ, 1c- Bình bay hơi), hệ thống FCU, AHU 2 và bơm nước lạnh 3, hệ thống giải nhiệt ngưng tụ gồm tháp giải nhiệt khô có quạt 5 và bơm nước 4. Như vậy nước giải nhiệt tuần hoàn trong hệ thống kín, thu nhiệt ngưng tụ ở bình bay hơi rồi thải cho không khí nhờ dàn trao đổi nhiệt có quạt 5.

3. Tính toán chế độ vận hành với giả thiết ĐHKK cấp 1 tại Hà nội

3.a. Chế độ vận hành với tháp giải nhiệt thường:

Nhiệt độ ngoài nhà (TCVN 5687-2010 [4])         tN= 37,80C, độ ẩm φN= 53%. Tra đồ thị I-d được nhiệt độ ướt ngoài nhà 29,1oC. Khi chọn tháp giải nhiệt với hệ số hiệu chỉnh phù hợp ta được nhiệt độ nước ra khỏi tháp để vào giải nhiệt bình ngưng là tw1= 320C, như vậy nước giải nhiệt ra tw2= 370C. Nhiệt độ ngưng tụ sẽ khoảng 420C.

3.b. Chế độ vận hành với tháp giải nhiệt khô:

Nhiệt độ và độ ẩm ngoài nhà như trên đã nêu. Nhưng đây là dàn kín nên không lợi dụng được độ ẩm thấp của không khí ngoài nhà. Gmp-il chọn độ chênh nhiệt độ trao đổi nhiệt hiệu quả là 70C để thiết kế tháp giải nhiệt khô và lấy tròn nhiệt độ nước ra khỏi dàn sau khi được làm mát là 450C. Vậy nhiệt độ nước vào tháp giải nhiệt khô sẽ là 500C. Nhiệt độ ngưng tụ trường hợp này sẽ là 550C, cao hơn so với tháp giải nhiệt thường là 130C.

4. Những thông số chính của hệ thống ĐHKK

Hệ thống ĐHKK gồm các thiết bị chính như sau (xem hình 5):

- 8 tổ chiller máy nén  trục vít môi chất lạnh R134a  năng suất lạnh mỗi tổ 1060 kW, tổng năng suất lạnh 8480 kW ở điều kiện vận hành với tháp giải nhiệt khô như nêu ở  mục 3b và nhiệt độ nước lạnh vào bình bay hơi 140C, ra 80C, công suất tiêu thụ trên trục N1=  8x 277,4= 2219,2 kW.
- Tổng công suất của bơm nước lạnh sơ cấp và thứ cấp N2= 8x11 kW + 4x15 kW = 148 kW.
- 901 FCU nối ống gió, 252 cassette, 16 FCU cabin, 53 FCU giấu tường với tổng công suất động cơ lắp đặt là  N3= 367 kW.
- Tổng công suất của bơm nước giải nhiệt sơ cấp và thứ cấp N4= 8x11 kW + 8x22 kW = 264 kW.
- Tổng công suất của 24 tháp giải nhiệt khô     N5= 24x6x0,6 kW = 86,4 kW.

5. So sánh hiệu quả năng lượng COP của chiller

     Theo thiết kế thì đây là tổ chiller trục vít thông dụng năng suất lạnh ở điều kiện tiêu chuẩn 350 RT, nhưng tùy theo sản phẩm của từng hãng năng suất lạnh này có thể thay đổi khác nhau cộng trừ vài %. Hình 4 giới thiệu dữ liệu của chiller máy nén trục vít thông dụng môi chất lạnh R134a  dựng theo catalog kĩ thuật của hãng Daikin, hoàn toàn tương đương với chiller công trình đã chọn để tính toán.

Hình 4

Trục tung biểu diễn hệ số COP, còn trục hoành biểu diễn nhiệt độ nước giải nhiệt ra khỏi bình ngưng. Qua đồ thị trên, khi làm việc ở cùng điều kiện ĐHKK cấp 1 ở Hà nội, với tháp giải nhiệt thường, chiller có COP= 5,65 kW/kW, còn khi làm việc với tháp giải nhiệt khô COP của chiller chỉ còn lại 3,58, giảm mất 37%.

Ở đây cũng cần phải nhấn mạnh rằng, tất cả các chiiler thông thường có giới hạn nước giải nhiệt ra tối đa là 450C, nên vùng từ 45 đến 500C là nằm ngoài vùng làm việc cho phép, và đường nét đứt của COP là đường ngoại suy, không có trong catalog.

6. So sánh tiêu thụ năng lượng

Để so sánh tiêu thụ năng lượng, chúng tôi tiến hành tính chỉ số tiêu thụ năng lượng riêng PIC (Power Input per Capacity) với  PIC= 1/COP và tính ra % để dễ theo dõi (bảng 1).

Nhiệt độ nước giải nhiệt ra tw2,0C		37	40	45	500C,  (ngoại suy)
COP	kW lạnh/kW điện	5,65	5,15	4,38	3,58
PIC(=1/COP)	kW điện/kW lạnh	0,1770	0,1942	0,2283	0,2793
% điện tiêu tốn khi lấy tại 370C là 100%		100	110,0	129,0	157,8%

Như vậy tiêu thụ năng lượng điện của trường hợp tháp giải nhiệt khô tăng thêm khoảng 58% so với tháp giải nhiệt thông thường. Nếu giả thiết hệ thống vận hành đầy tải và thời gian 10 giờ một ngày thì điện năng tiêu thụ tăng thêm khoảng 11.300 kWh, phát thải thêm vào môi trường một lượng khí nhà kính là 11,3 tấn CO2 mỗi ngày (theo số liệu của Ngân hàng thế giới trong Dự án phát triển Doanh nghiệp vừa và nhỏ ở Việt nam).

7. So sánh năng suất lạnh, tính lại số chiller yêu cầu

Theo catalog máy, vận hành với tháp giải nhiệt khô, năng suất lạnh mỗi chiller là 1.060 kW. Nếu sử dụng tháp giải nhiệt thông thường năng suất lạnh sẽ tăng khoảng 15% lên 1219 kW. Số chiller yêu cầu sẽ là nch= 8x1.060/1.219= 6,96 tổ. Như vậy khi dùng tháp giải nhiệt thông thường chỉ cần 7 chiller, có thể giảm bớt được một chiller. Tiết kiệm được một chiller đồng nghĩa với việc tiết kiệm được toàn bộ các máy và thiết bị đi kèm để phục vụ cho nó như bơm nước nóng, bơm nước lạnh, tháp giải nhiệt, đường ống, van, các thiết bị tự động… 

8. Sử dụng Tháp giải nhiệt khô là trái với QCXDVN 09:2005 [1]

Quy chuẩn Xây dựng Việt nam QCXDVN 09:2005 là quy chế bắt buộc đối với mọi công trình xây dựng có diện tích từ 300 m2trở lên, trong đó bảng 5.2 quy định chiller giải nhiệt nước trục vít năng suất lạnh lớn hơn và bằng 1.055 kW (350 RT) thì COP phải đạt tối thiểu 5,50. Khi sử dụng với tháp giải nhiệt khô thì không bao giờ có thể đạt được giá trị này. 

Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 5687-1992 [2], tiêu chuẩn của Liên xô cũ, tiêu chuẩn về ĐHKK của Trung Quốc [3] và tiêu của nhiều nước trên thế giới đều quy định nhiệt độ nước vào giải nhiệt cho bình ngưng tối đa là 32 đến 330C tương ứng với nước giải nhiệt ra là 37 đến 380C chứ không bao giờ lên tới 500C như phương án thiết kế đã nêu.

9. So sánh các chỉ tiêu khác

Khi sử dụng tháp giải nhiệt khô, nhiệt độ ngưng tụ tăng 13oC, áp suất ngưng tụ tăng  khoảng 40% so với khi dùng tháp giải nhiệt thông thường nên hết sức không an toàn vì nguy cơ rò rỉ môi chất, thậm chí nổ vỡ thiết bị, tuổi thọ giảm mạnh do phải vận hành ở điều kiện khắc nghiệt, nhiệt độ dầu bôi trơn tăng tương ứng sẽ làm dầu nhanh lão hóa, bôi trơn kém…Độ tin cậy và độ an toàn thiết bị cũng giảm. Không ai có thể khẳng định mức độ ảnh hưởng lâu dài sẽ như thế nào đối với công trình. 

Khi sử dụng tháp giải nhiệt thường sẽ có những nhược điểm của loại tháp này là bình ngưng có thể bị đóng cặn, lắng bùn, han gỉ và ăn mòn trong ống trao đổi nhiệt của bình ngưng, cũng như phải tiêu tốn một lượng nước nhất định để bay hơi và xả cặn để duy trì chất lượng nước không đổi. Nhưng tất cả những nhược điểm đó  đều có thể khắc phục một cách dễ dàng, ví dụ có thể sử dụng các loại hóa chất phù hợp để loại trừ việc đóng cặn, ăn mòn và chống sự phát triển nấm mốc, vi trùng, vi khuẩn…Việc vệ sinh bảo dưỡng định kì 3-6 tháng/1 lần cho bình ngưng và tháp giải nhiệt là quá quen thuộc ở Việt nam hiện nay. Khi sử dụng tháp giải nhiệt thường cho công trình này cần phải tiêu tốn khoảng 30 m3/h nước khi chạy đầy tải là không đáng kể so với những gì mà tháp giải nhiệt thông thường mang lại. 

10. Kết luận

Với những phân tích ở trên chúng ta thấy, tháp giải nhiệt khô chỉ ứng dụng hiệu quả để giải nhiệt cho những thiết bị làm việc ở nhiệt độ cao như các động cơ, máy phát điện, các lò phản ứng hóa học…chứ không thể sử dụng để giải nhiệt cho chiller giải nhiệt nước trong hệ thống ĐHKK. Đặt tháp giải nhiệt khô vào hệ thống ĐHKK là đặt nhầm chỗ. 

Sử dụng tháp giải nhiệt khô cũng là trái với QCXDVN 09:2005 hiện hành. Vì vậy các nhà thiết kế, lắp đặt hệ thống ĐHKK cần phải tránh xa tháp giải nhiệt khô. Và thực tế là hiện nay ở Việt nam cũng chưa có hệ thống ĐHKK trung tâm nào sử dụng tháp giải nhiệt khô./.

Read More

Ứng dụng công nghệ chuyển đổi động cơ xăng sang sử dụng khí thiên nhiên nén CNG

16:17 Báo cáo khoa học No Comments

TS. NGUYỄN SĨ THẮNG & Cộng sự - Công ty CP Kinh doanh Khí hoá lỏng miền Nam (PVN)

---

Đề tài đã tập trung xây dựng cơ sở lý thuyết ứng dụng chuyển đổi xe động cơ xăng sang sử dụng Khí nén thiên nhiên (CNG – Compressed Natural Gas). Đã chuyển đổi sử dụng CNG cho 02 xe Toyota Innova và Toyota Corolla Altis và tiến hành đo các thông số kỹ thuật và so sánh các kết quả sử dụng CNG và xăng.

Chi phí nhiên liệu CNG đã giảm hơn 35% so với sử dụng xăng.

Đề tài đã triển khai đại trà ở TP. Hồ Chí Minh và Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu với hơn 300 xe chuyển đổi sang sử dụng CNG do Công ty CP Kinh doanh Khí hóa lỏng miền Nam, Tổng Công ty Khí Việt Nam, thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam tiến hành.

Nhóm tác giả cũng đề xuất một số chính sách đề nghị Chính Phủ và các cơ quan quản lý hỗ trợ để triển khai khắp toàn quốc nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

I. GIỚI THIỆU

Trong một thập kỷ trở lại đây, ô nhiễm không khí đã trở thành một vấn đề mang tính cấp bách đối với các đô thị phát triển. Do đó, việc tìm kiếm và sử dụng nhiên liệu thay thế cho xăng dầu càng được khuyến khích. Nhiên liệu thay thể phải đảm bảo các tiêu chi như giảm thiểu ô nhiễm môi trường, an toàn và thuận tiện trong sử dung và giá thành sử dụng hợp lý. Với nguồn khí thiên nhiên ổn định tại Việt Nam và đảm bảo đáp ứng các tiêu chí trên, việc sử dụng Khí thiên nhiên nén (CNG) là một trong những lựa chọn ưu tiên hàng đầu.Sau đây là bảng so sánh tính chất hóa lý giữa CNG và các loại nhiên liệu khác: (bảng 1)

Bảng 1. So sánh tính hóa lý giữa CNG và các nhiên liệu khác

Đặc tính	CNG	LPG	Diesel	Xăng
Màu, mùi	Không	Không	Có	Có
Tỷ trọng	0.64(air = 1)	0.51 ÷ 0.56(water = 1)	0.82 ÷ 0.87(water = 1)	0.72 ÷ 0.87(water = 1)
Nhiệt độ sôi (0C)	- 162	- 43.7 ÷ - 5	175 ÷ 370	40 ÷ 200
Nhiệt trị (MJ/kg)	50.0	46.4	42.7	42.9
Nhiệt độ cháy (0C)	1900	1983	1780	2030
Nhiệt độ kích nổ (0C)	540	476	280	264
Chỉ số octan	120	97 ÷ 112	N/A	83 ÷ 95

Sau đây là mô hình cung cấp khí CNG tại Tp. Hồ Chí Minh và Bà Rịa - Vũng Tàu: (hình 1)

 

Hình 1.  Mô hình Trạm mẹ và Trạm con nén khí CNG

 

 Những lợi ích mà khí CNG mang lại khi sử dụng so với một số nhiên liệu khác

- Về mặt kinh tế: Giảm khá nhiều chi phí nhiên liệu (khoảng 30%) do sử dụng CNG có giá rẻ hơn các loại nhiên liệu truyền thống khác là LPG, xăng, dầu. Mặt khác, các phương tiện, thiết bị sử dụng CNG còn giảm được chi phí bảo trì bảo dưỡng động cơ xe do CNG là nhiên liệu sạch, giảm thiểu các yếu tố gây hại cho động cơ. Ngoài ra, về mặt vĩ mô, ứng dụng CNG trong Giao thông vận tải còn giúp nhà nước giảm thiểu nhập khẩu xăng dầu, đồng thời còn đảm bảo về mặt an ninh năng lượng cho quốc gia (do Việt Nam chủ động trong nguồn cấp khí thiên nhiên).

- Về mặt an toàn: CNG là loại nhiên liệu cơ bản đảm bảo an toàn hơn các loại nhiên liệu lỏng khác, các thiết bị chế tạo được kiểm soát ngặt nghèo về mặt an toàn phòng chống cháy nổ. Sau đây là bảng so sánh nguy cơ cháy nổ của CNG so với các nhiên liệu thông thường: (bảng 2).

- Về mặt môi trường: Việc sử dụng CNG thay thế cho các loại nhiên liệu đang sử dụng hiện nay sẽ giảm được khá lớn các chất độc hại gây ô nhiễm môi trường, gây hiệu ứng nhà kính…Với một số nghiên cứu trên thế giới, lượng khí thải của nhiên liệu CNG so với các nhiên liệu khác (Xăng, Dầu, LPG) được đưa ra như bảng tổng hợp dưới đây: (bảng 3)

- Tiềm năng sử dụng CNG trong hệ thống GTVT tại Việt Nam: do Việt Nam có trữ lượng khí thiên nhiên ổn định nên chủ động trong việc cấp khí và giảm bớt việc nhập khẩu xăng, dầu.

Bảng 2. So sánh nguy cơ cháy nổ giữa CNG và các nhiên liệu khác

Thông số	CNG	LPG	Xăng Dầu
Khả năng bắt lửa	Nhẹ hơn không khí, dễ tan vào không khí	Nặng hơn không khí, tích tụ dưới đất, bắt lửa dễ dàng
Nhiệt độ bốc cháy	6500C	4810C	250-275 0C
Nồng độ giới hạn tự bốc cháy	5% ÷ 15%	2% ÷ 9.5%	0.6% ÷ 7.6%
Vật liệu chứa	Vật liệu đặc biệt, áp suất nổ trên 585 bar	Thép thường, áp suất thiết kế 18 bar	Thép thường
Phụ kiện	Emergency Shuts Off Valve sẽ tự động ngắt dòng để tránh mọi sự rò rỉ khí khi gặp sự cố.		Không có

Bảng 3. So sánh tỉ lệ khí thải giữa CNG và các nhiên liệu khác

	Carbon Monoxide (CO)	Nonmetal Hydrocarbon	Nitrogen Oxide (NO)
NG/CNG	- 60%	- 90%	- 10%
LPG	- 20%	- 10%	+ 20%
Diesel	- 40%	-10%	+ 700%
Xăng	100%	100%	100%

 II. KẾT QUẢ TRIỂN KHAI LẮP ĐẶT, CHẠY THỬ, ĐO ĐẠC VÀ ĐÁNH GIÁ

Để thử nghiệm việc sử dụng CNG làm nhiên liệu cho các Phương tiện giao thông vận tải, PV Gas South đã tiến hành thử nghiệm cho 02 xe động cơ xăng (có chế độ phun xăng điện tử) là Toyota Innova 07 chổ và Toyota Corolla Altis 05 chổ tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm Động cơ đốt trong thuộc Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh với 02 nhiên liệu để so sánh là Xăng A95 và CNG.

Các nội dung để tiến hành thử nghiệm gồm:

- Đo lực kéo (N) và Công suất kéo (kW) tay số 04 tại các tốc độ 30, 45, 60, 75 km/h;

- Đo nồng độ khí thải tại các tốc độ 15, 30, 45, 60, 75 Km/h và chế độ cầm chừng;

- Đo thời gian tăng tốc ngắn nhất của Ô tô từ 0 đến 80 km/h;

- Đo tiêu hao nhiên liệu của Ô tô khi vận hành theo chu trình Japan 10-15.

Sau đây là kết quả đo đạt được đối với từng loại xe:

II.1. Đo lực kéo (N) và công suất kéo (Kw) của Innova và Corolla Altis như sau:

(các bảng 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)

Bảng 4. Kết quả thử nghiệm Công suất kéo vàLực kéo xe Toyota Innova

Tốc độ (Km/h)	Công suất kéo (kW)				Lực kéo (N)
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
30	12,49	10,86	-1,63	-13,1%	1497,80	1302,91	194,89	-13,0%
45	21,14	19,03	-2,11	-9,9%	1691,17	1522,63	168,54	-9,9%
60	30,26	26,77	-3,49	-11,5%	1815,69	1606,23	209,46	-11,5%
75	37,95	33,39	-4,56	-12,0%	1821,54	1602,90	218,64	-12,0%
Trung bình				-11,6%	Trung bình			-11,6%

Bảng 5. Kết quả thử nghiệm Công suất kéo và Lực kéo xe Toyota Corolla Altis

Tốc độ (Km/h)	Công suất kéo (kW)				Lực kéo (N)
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
30	39,86	30,81	-9,05	-22,7%	4782,93	3697,38	-1085,5	-22,7%
45	44,59	34,88	-9,71	-21,8%	3567,87	2790,04	-777,83	-21,8%
60	48,92	39,56	-9,36	-19,1%	2934,87	2372,70	-562,17	-19,2%
75	53,70	46,27	-7,43	-13,8%	2577,22	2220,50	-356,72	-13,8%
Trung bình				-19,4%	Trung bình			-19,4%

II.2. Đo nồng độ khí thải tại các tốc độ 15, 30, 45, 60, 75 Km/h và chế độ cầm chừng:

+ Đo nồng độ khí thải CO:

Bảng 6. Kết quả thử khí thải CO xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải CO
	Toyota Innova				Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
0	0,000	0,000	0,000	0	0,010	0,000	0,010	-100%
15	0,010	0,007	0,003	-30%	0,007	0,000	0,007	-100%
30	0,020	0,010	0,010	-50%	0,010	0,000	0,010	-100%
45	0,000	0,000	0,000	0	0,007	0,000	0,007	-100%
60	0,000	0,000	0,000	0	0,007	0,000	0,007	-100%
75	0,040	0,000	0,040	-100%	0,007	0,000	0,007	-100%
Trung bình				-60%	Trung bình			-100%

+ Đo nồng độ khí thải CO2:

Bảng 7. Kết quả thử khí thải CO2 xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải CO2
	Toyota Innova				Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
0	14,53	11,23	3,30	-22,7%	14,77	11,50	-3,27	-22,1%
15	14,93	11,33	3,60	-24,1%	14,73	11,63	-3,10	-21,0%
30	14,63	11,33	3,30	-22,5%	14,70	11,67	-3,03	-20,6%
45	14,57	11,30	3,27	-22,4%	14,80	11,67	-3,13	-21,1%
60	15,47	11,30	4,17	-26,9%	14,70	11,70	-3,00	-20,4%
75	14,43	11,23	3,20	-22,2%	14,73	11,70	-3,03	-20,6%
Trung bình				-23,5%	Trung bình			-21,0%

 + Đo nồng độ Khí thải HC:

Bảng 8. Kết quả thử khí thải HC xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải HC (ppm)
	Toyota Innova			Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Xăng	CNG	Lệch
0	2,67	37,67	35,00	0,33	68,67	68,34
15	0,33	64,33	64,00	0,33	30,33	30,00
30	0,00	50,33	50,33	0,00	22,67	22,67
45	0,00	30,00	30,00	2,33	18,00	15,67
60	0,00	22,33	22,33	3,33	7,33	4,00
75	1,67	5,00	3,33	2,67	8,33	5,66
Trung bình			34,16	Trung bình		24,39

+ Đo nồng độ khí thải NOx:

Bảng 9.  Kết quả thử khí thải NOx xe Toyota Innova và Corolla Altis

Tốc độ(Km/h)	Khí thải NOx
	Toyota Innova			Toyota Corolla Altis
	Xăng	CNG	Lệch	Xăng	CNG	Lệch
0	6,00	6,33	0,33	0,00	18,00	18,00
15	15,67	30,67	15,00	8,00	180,33	172,33
30	151,67	305,00	153,33	0,00	247,67	247,67
45	7,67	361,33	353,66	0,00	361,33	361,33
60	51,33	531,67	480,34	0,00	417,00	417,00
75	10,67	588,67	578,00	23,67	349,67	326,00
Trung bình			263.44	Trung bình		257.06

 II.3. Đo thời gian tăng tốc của Ô tô từ 0 đến 80 km/h

Bảng 10.  Kết quả đo thời gian tăng tốc của xe Toyota Innova và Corolla Altis

Toyota Innova (giây)				Toyota Corolla Altis (giây)
Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %	Xăng	CNG	Lệch	Tỷ lệ %
32,56	35,17	2,61	8,0 %	10,46	13,22	2,76	26,4%

 

II.4. Đo tiêu hao nhiên liệu của Ô tô khi vận hành theo chu trình Japan 10-15

Thông số đo đạt được lấy mẫu 03 lần với mỗi lần lấy mẫu cho xe chạy một quãng đường từ 4-5km, sau đây là trung bình của các kết quả đo: (bảng 11)

Bảng 11.  Kết quả đo mức độ tiêu hao nhiên liệu của xe Toyota Innova và Corolla Altis

Toyota Innova
Xăng			CNG
Quãng đường (Km)	Tiêu hao NL (L)	Định mức (L/100km)	Quãng đường (km)	Tiêu hao NL(gram)	Định mức (kg/100km)
4,181	0,50	11,86	4,145	298,7	7,21
Toyota Corolla Altis
Xăng			CNG
Quãng đường (Km)	Tiêu hao NL (L)	Định mức (L/100km)	Quãng đường (km)	Tiêu hao NL(gram)	Định mức (kg/100km)
4,09	0,50	12,14	4,13	298,7	7,23

II.5. Đánh giá

+ Đối với vấn đề động cơ và khả năng tăng tốc:

CNG là nhiên liệu khí có năng lượng hỗn hợp thấp hơn so với xăng (3,1 kJ/kg so với 3,46 kJ/kg) và hình thành hỗn hợp ở tỷ lệ không khí/nhiên liệu lý tưởng nghèo (loãng) hơn so với xăng (17,2:1 so với 14,7:1) nên năng lượng tạo ra trong sự cháy hỗn hợp CNG-không khí thấp hơn so với hỗn hợp xăng-không khí. Điều này tạo ra áp suất chỉ thị trung bình xy-lanh động cơ giảm. Vì vậy, công suất và mô-men động cơ sử dụng CNG giảm so với khi sử dụng nhiên liệu xăng. Vì công suất và mô-men động cơ sử dụng CNG giảm dẫn đến việc khả năng tăng tốc cũng giảm.

+ Đối với vấn đề khí thải:

Việc sử dụng CNG làm nhiên liệu cho hiệu quả rõ rệt về việc giảm thiểu khí thải ra môi trường như: CO giảm 60% đối với động cơ xe Toyota Innova và giảm 100% đối với động cơ xe Toyota Corolla Altis; CO2 giảm 23,5% đối với xe Toyota Innova và 21% đối với xe Toyota Corolla Altis. Mặc dù HC có tăng đột biến, nhưng chúng ta cũng dễ dàng nhận thấy rằng HC trong khí xả chủ yếu là sản phẩm nhẹ (C1-C2) do thành phần chính của CNG là CH4 gần như không gây độc hại khi so sánh với các hydrocabure nặng trong khí xả động cơ xăng hay Diesel.Do đó, khí CNG đem lại hiệu quả rỏ rệt trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

+ Đối với khả năng tiêu hao nhiên liệu:

Đối với cả 02 xe thí nghiệm là Toyota Corolla Altis và Toyota Innova có công suất và dung tích làm việc dao động từ 1794 cc đến 1999 cc đều có mức tiệu thụ nhiên liệu trung bình là 7,22 kg/ 100km. Trong khi đó, một bình CNG dung tích 90 lít thông thường chứa được 14,3 kg. Do đó, với mức độ tiêu thụ nhiên liệu CNG như trên, ta có thể đảm bảo các phương tiện vận chuyển vẫn thuận tiện cho mỗi lần nạp CNG.

+ Đánh giá về lợi ích kinh tế:

Căn cứ trên các số liệu đo đạc thực tế, giá bán khí và xăng được công bố tại thời điểm hiện tại (giữa Công ty cổ phần Kinh doanh Khí hóa lỏng miền Nam (PV Gas South) và các hãng taxi - giá thành nhiên liệu CNG bằng 70% giá xăng), ta có bảng so sánh lợi thế kinh tế khi sử dụng nhiên liệu là CNG so với Xăng như sau: (bảng 12).

Bảng 12. Đánh giá về lợi ích ích kinh tế giữa nhiên liệu CNG và xăng của 02 xe Toyota Innova và xe Toyota Corrola Altis

Xe	Nhiên liệu	Đơn giá	Mức tiêu hao nhiên liệu	Chi phí	Chênh lệch	Tiết kiệm
Toyota Innova	Xăng	22,900 VNĐ/Lít	11.86 Lít/ 100km	271,590 VNĐ	93,579 VNĐ	34,5 %
	CNG	24,690 VNĐ/kg	7,21 Kg/ 100km	178,015 VNĐ
Toyota Corolla Altis	Xăng	22,900 VNĐ/Lít	12.14 Lít/ 100km	278,000 VNĐ	99,496 VNĐ	35,8 %
	CNG	24,690 VNĐ/kg	7,23 Kg/ 100km	178,510 VNĐ

 Ngoài ra, đối với nhiên liệu CNG sản phẩm sẽ cháy gần như hoàn toàn, không gây đóng cặn hoặc bồ hóng trong động cơ của các phương tiện nên sẽ kéo dài chu kỳ bảo dưỡng và tuổi thọ máy móc thiết bị.

Về tổng thể việc sử dụng CNG làm nhiên liệu cho hệ thống vận tải trong nội thành vẫn đảm bảo hiệu quả, do hệ thống đường xá không yêu cầu công suất, động cơ cao; mặt khác còn góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường một cách rõ rệt trong nội thành; và điều đặc biệt quan trọng là sử dụng CNG làm nhiên liệu tiết kiệm hơn 30% chi phí so với sử dụng nhiên liệu là xăng. Về mặt vĩ mô, ứng dụng CNG trong Giao thông vận tải còn giúp nhà nước giảm thiểu nhập khẩu xăng dầu, đồng thời còn đảm bảo về mặt an ninh năng lượng cho quốc gia (do Việt Nam chủ động trong nguồn cấp khí thiên nhiên).

III.ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI:

III.1. Đề xuất phương án chuyển đổi sử dụng CNG cho xe taxi tại khu vực Tp. Hồ Chí Minh:

Với số lượng taxi tại Thành phố Hồ Chí Minh hơn 12,500 chiếc và hầu hết là các xe động cơ phun xăng điện tử nên việc chuyển đổi sử dụng CNG sẽ đem lại rất nhiều lợi ích, trong đó có 03 lợi ích cụ thể như: Hạn chế được sự phụ thuộc vào lượng xăng dầu nhập khẩu; Giảm thiểu ô nhiễm môi trường, và tiết kiệm chi phí nhiên liệu.Với mục tiêu sử dụng CNG đảm bảo tiết kiệm tối thiểu 30% chi phí nhiên liệu, chúng tôi đề xuất phương án chuyển đổi như sau: Các hãng taxi sẽ đầu tư bộ chuyển đổi sử dụng CNG và PV Gas South sẽ tập trung cấp khí, đầu tư hệ thống trạm nạp và bán khí CNG bằng 70% giá xăng.

Đánh giá tính hiệu quả kinh tế của Phương án trên:

+ Trên cơ sở chi phí tiết kiệm cho mỗi quãng đường di chuyển 100km của xe Toyota Innova và Toyota Corolla Altis lần lượt là 93,579 VNĐ/100km và 99,496 VNĐ/100km (chi tiết tại Bảng 12, Chúng tôi đề xuất chi phí tiết kiệm trung bình là:(93,579 + 99,496)/2 =  96,537.5 VNĐ/100km.

+ Theo khảo sát, hằng ngày các xe taxi di chuyển trong quãng đường từ 150 km đến 200 km. Đề xuất quãng đường di chuyển trung bình là 175km/ngày.

+ Từ chi phí tiết kiệm trung bình và quãng đường di chuyển, ta có thể tính toán được chi phí nhiên liệu tiết kiệm được trong một ngày vận hành (khi sử dụng nhiên liệu là CNG) là:96,537.5 VNĐ/100km x 175km/ngày = 168,940 VNĐ/ngày

+ Trong đó, chi phí đầu tư bộ kits chuyển đổi cho xe là: 64,000,000 VNĐ/xe (tại đây giả sử giảm trừ chi phí thiết kế của xe là 12,000,000 VNĐ/mẫu xe do số lượng xe chuyển đổi là tương đối lớn và giống nhau).+ Từ đó, chúng ta có thể thấy được thời gian thu hồi chi phí đầu tư bộ chuyển đổi sử dụng CNG như sau:64,000,000 VNĐ/xe ÷ 168,940 VNĐ/ngày = 378 ngày

+ Như vậy, đối với Phương án trên việc đầu tư bộ chuyển đổi sử dụng CNG làm nhiên liệu cho động cơ hoàn toàn đảm bảo khả thi về mặt kinh tế và công tác quản lý như:

- Thời gian khấu hao thiết bị sớm (trong khoảng 01 năm).

- Các hãng taxi chủ động trong công tác kiểm soát thiết bị, bảo trì, bảo dưỡng bộ chuyển đổi.

III.2. Thí điểm chuyển đổi một số đầu xe taxi và xe của tập đoàn Petrovietnam:

Mặc dù từ tháng 09/2009 đến tháng 09/2010, Công ty cổ phần Kinh doanh Khí hóa lỏng miền Nam chỉ chuyển đổi cho 09 xe của đơn vị mình. Tuy nhiên, từ tháng 10/2010 đến tháng 06/2011, PV Gas South đã chuyển đổi thành công thêm 295 xe sử dụng CNG, trong đó gồm:

+ Taxi Quang Hưng (tại Vũng Tàu): 37 xe

+ Taxi Gili (tại Vũng Tàu): 50 xe

+ Taxi Dầu Khí (Tại Vũng Tàu và Tp. Hồ Chí Minh): 75 xe

+ Xe của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam: 133 xe.

Các mẫu xe được chuyển đổi sử dụng CNG cũng rất đa dạng, như: Toyota (Camry, Corolla, Fortuner, Innova, Vios, Land Cruiser); Ford (Laser, Escape); Huyndai (Santa Fe, Grand, Hiace); Mitsubishi Grandis, Mazda, Kia Carnival, Chevrolet Captiva…

Việc triển khai sử dụng CNG làm nhiên liệu thay thế được tập trung tại khu vực Tp. Hồ Chí Minh và Vũng Tàu, các trạm cấp khí tại các địa điểm sau:

+ Trạm cấp khí CNG Phổ Quang: Số 01 Phạm Hồng Thái, Phường 02, Quận Tân Bình, Tp. Hồ Chí Minh.

+ Trạm cấp khí CNG Nguyễn Hữu Cảnh: Cây xăng Hoàng Nguyên, 220B Điện Biên Phủ, P. 25, Quận Bình Thạnh, Tp. Hồ Chí Minh.

+ Trạm cấp khí CNG Tân Kiên: Cây xăng Thành Hiệp Phát trên quốc lộ 1A, số 4B/12A, ấp 02, xã Tân Kiên, H. Bình Chánh, Tp. Hồ Chí Minh.

+ Trạm cấp khí CNG Nguyễn An Ninh, số 449 Nguyễn An Ninh, Phường  9, Vũng Tàu, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.

Từ khi triển khai sử dụng CNG cho đến thời điểm này, sản lượng khí CNG cung cấp cho 295 xe kể trên là 700,000 kg CNG (từ 05/2010 đến 02/2012). Trong giai đoạn đầu, sản lượng khí CNG tuy còn ít do tỉ lệ với lượng xe chuyển đổi, nhưng đến thời điểm hiện tại sản lượng tiêu thụ CNG bình quân hàng tháng vào khoảng 55,000 Kg CNG.

Theo bảng 24, ta có tỉ lệ tương đương giữa Kg CNG/ Lít xăng như sau:

K = (7.21 + 7.23)/ (11.86 + 12.14) = 0.60 Kg CNG/Lít Xăng

Như vậy với sản lượng 55,000 kg CNG tương đương với:

55,000/0.60 = 91,667 Lít Xăng

Chi phí cho nhiên liệu CNG hằng tháng:

55,000 * 24,690 = 1,357,950,000.00 VNĐ

Chi phí cho nhiên liệu xăng hằng tháng:

91,667 * 22,900 = 2,099,174,300.00 VNĐ

Chi phí tiết kiệm hằng tháng:

2,099,174,300 - 1,357,950,000 = 741,224,300.00 VNĐ

Như vậy, với sản lượng tiêu thụ lượng CNG hiện tại, không những góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tiết kiệm hằng tháng hơn 740 triệu VNĐ, ngoài ra cũng giảm phần phụ thuộc vào lượng xăng nhập khẩu.

III.3.  Đề xuất khu vực sử dụng CNG tại Việt Nam:

Hiện nay, nguồn khí thiên nhiên được đưa vào bờ thông qua Nhà máy khí Dinh Cố, Bà Rịa – Vũng Tàu. Từ Nhà máy Dinh Cố khí thiên nhiên được dẫn đến các Trạm mẹ (Trạm nén CNG) thông qua hệ thống đường ống khí hiện hữu tại khu vực Vũng Tàu - Tp. Hồ Chí Minh, từ đó chúng ta mới có thể sản xuất được CNG. Do đặc thù của lĩnh vực CNG, các địa điểm tiếp nhận, sử dụng khí CNG nên nằm trong phạm vi bán kính 200Km đối với các Trạm nén. Trên cơ sở đó, chúng tôi đề xuất các khu vực tập trung sử dụng và khai thác CNG dùng làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải nên tập trung tại các thành phố và tỉnh sau: Tp. Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu, Bình Dương, Long An.

Trong thời gian tới (vào năm 2014) khi lượng khí khu vực phía Bắc được đưa vào bờ thì CNG cũng có thể áp dụng cho các tỉnh thành phố như Hà Nội, Hải phòng, Thái Bình, Nam Định, Hà Nam, Hải Dương…

Ngoài ra, trong tương lai gần việc sử dụng khí thiên nhiên dùng làm nhiên liệu cho phương tiện giao thông vận tải còn có thể phát triển rộng hơn nữa thông qua khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG - Liquied Natural Gas), với bán kính lên đến 600Km.

IV.ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ

Nhìn chung, động cơ dùng CNG có rất nhiều hứa hẹn đối với ô tô hoạt động trong thành phố hay vùng ven đô, những khu vực mà tình trạng ô nhiễm môi trường do phương  tiện vận tải gây ra ngày càng trở nên trầm trọng. Ở một số khu vực trên thế giới,  chính phủ bắt buộc các hãng taxi phải dùng khí CNG cho việc đi lại trong địa phương đó.

 Dựa trên những lợi ích rõ rệt về tính kinh tế, tăng tuổi thọ cho động cơ, giảm thiểu mức độ ô nhiễm môi trường của nhiên liệu CNG, Việt Nam cũng nên nhanh chóng triển khai các chính sách để hỗ trợ việc phát triển CNG - một nhiên liệu thay thế mới với các chính sách như:

- Nhà nước có các chính sách miễn thuế nhập khẩu các thiết bị chuyên dùng CNG như các nước Hàn Quốc, Thái Lan… là 0%.

- Có chính sách thuế ưu đãi khác để khuyến khích chủ phương tiện sử dụng CNG làm nhiên liệu cho xe như: miễn thuế môi trường, ưu tiên vào các khu đô thị, hỗ trợ 50% chi phí thiết bị bộ chuyển đổi sử dụng CNG cho động cơ…

- Quy hoạch cơ sở hạ tầng đồng bộ, phục vụ việc lắp đặt trạm cấp CNG trong tổng thể quy hoạch đô thị và cây xăng.

- Giảm thuế thu nhập Doanh nghiệp từ 25% xuống 10% cho cá nhà đầu tư lắp đặt trạm CNG phục vục hệ thống giao thông vận tải, cũng như các Công ty vận tải sử dụng CNG làm nhiên liệu chính..

Read More

Kết quả áp dụng lò hơi lớp sôi tuần hoàn trong các nhà máy nhiệt điện đốt than của tổng công ty điện lực Vinacomin

16:11 Báo cáo khoa học No Comments

Kết quả áp dụng lò hơi lớp sôi tuần hoàn trong các nhà máy nhiệt điện đốt than của tổng công ty điện lực Vinacomin

TS. Nguyễn Đức Thảo Phó Tổng Giám đốc Tổng Công ty Điện lực Vinacomin
(Đã báo cáo tại Hội nghị Khoa học toàn quốc ngành nhiệt Việt Nam lần thứ II, Hà Nội, 27/4/2012)

---

MỞ ĐẦU
Tổng công ty Than Việt Nam (nay là Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam) là một Tập đoàn kinh tế nhà nước kinh doanh đa ngành. Ngoài nhiệm vụ chính là sản xuất và tiêu thụ than, khoáng sản, Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (viết tắt là Vinacomin) đã phát triển thêm nhiều lĩnh vực kinh doanh khác như công nghiệp điện, công nghiệp bô xít nhôm, cơ khí đóng tàu, vật liệu xây dựng, thương mại, du lịch,... Phát triển công nghiệp điện năng đã và sẽ là một trong những nhiệm vụ trong tâm của Vinacomin.
Các dự án nhà máy điện của Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam bắt đầu được triển khai từ những năm 1998 -1999 bằng việc Thủ tướng Chính phủ quyết định giao cho Vinacomin làm chủ đầu tư các dự án NMNĐ Na Dương công suất 100MW. Đến nay sau hơn 10 năm phát triển, Vinacomin đã có 05 nhà máy điện đi vào vận hành kinh doanh với tổng công suất đặt 1.100MW, 03 nhà máy điện khác đang triển khai xây dựng (trong đó có 01 nhà máy thủy điện), 04 nhà máy điện liên danh, liên kết (theo hình thức công ty cổ phần) với các đối tác trong và ngoài nước, 05 nhà máy điện nữa đang trong quá trình triển khai các thủ tục chuẩn bị đầu tư. Dự kiến đến năm 2020, tổng công suất các nhà máy điện do Vinacomin nắm giữ 100% cổ phần và cổ phần chi phối (>51%) sẽ lên tới khoảng 5.000MW.
Trước năm 2010, Vinacomin trực tiếp quản lý, điều hành các dự án điện. Từ 1/1/2010, Tổng Công ty Điện lực-Vinacomin được thành lập với mục đích đầu tư xây dựng quản lý vận hành kinh doanh các dự án điện của Vinacomin. Tổng công ty điện lực-Vinacomin là đơn vị thành viên của Vinacomin, do Vinacomin nắm giữ 100% vốn. Vì vậy nói đến các dự án điện của Tổng Công ty Điện lực - Vinacomin cũng có nghĩa là các dự án điện của Vinacomin.
1. MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG
Là doanh nghiệp đầu tiên ngoài EVN khởi xướng và đi đầu trong việc đầu tư xây dựng các NMNĐ chạy than, Vinacomin đã xác định sẽ lựa chọn những công nghệ tiên tiến nhất và tin cậy nhất trong lĩnh vực năng lượng để áp dụng cho các dự án của mình, có xét đến các đặc thù riêng của từng dự án. Việc áp dụng lò hơi lớp sôi tuần hoàn là một ví dụ. Sau khi tham khảo kinh nghiệm sử dụng lò hơi lớp sôi tuần hoàn trên thế giới và đặc biệt căn cứ vào các đặc tính than sử dụng trong các dự án đều là than xấu (nhiệt trị thấp, hàm lượng lưu huỳnh cao), Vinacomin đã mạnh dạn lựa chọn công nghệ lò hơi lớp sôi tuần hoàn làm công nghệ đốt cho tất cả các dự án nhiệt điện đốt than chất lượng xấu. Việc áp dụng công nghệ lò CFB cũng là nhằm đạt được mục đích: (1) Tận dụng nguồn tài nguyên than có chất lượng thấp (kể cả xít thải), khó tiêu thụ để phát điện nâng cao giá trị năng lượng của than; (2) Giảm bớt khó khăn tìm vị trí bãi đổ thải khối lượng rất lớn lượng xít than trong quá trình sàng tuyển than, góp phần bảo vệ môi trường trong khai thác, chế biến tiêu thụ than.
2. NHIÊN LIỆU SỬ DỤNG
Với mục đích nêu trên, nhiên liệu dùng trong các dự án điện của Vinacomin cho đến nay đều là than chất lượng thấp (nhiệt lượng thấp, độ tro cao, độ ẩm cao, hàm lượng lưu huỳnh lớn). Đơn cử, tại NMNĐ Na Dương sử dụng than Na Dương có nhiệt trị trung bình chỉ 3.565kcal/kg với hàm lượng lưu huỳnh lên tới 6,22%; Nhà máy điện Cao Ngạn sử dụng than của mỏ than Núi Hồng, Khánh Hòa (Thái Nguyên) với nhiệt trị trung bình 4.500kcal/kg và hàm lượng lưu huỳnh 2,88%; NMNĐ Nông Sơn dùng than với nhiệt trị trung bình 4.500kcal/kg và lưu huỳnh tới 2,35%; Các NMNĐ Sơn Động, Cẩm Phả, Mạo Khê đốt than antraxit với nhiệt trị trung bình dưới 4.500kcal/kg. Riêng NMNĐ Cẩm Phả 3 dự kiến đốt than với nhiệt trị trung bình chỉ khoảng 3.000kcal/kg (là hỗn hợp của xít thải + bùn than và than cám) hoặc thấp hơn nữa (xem bảng 2).
Trong các dự án đang chuẩn bị đầu tư, dự án Trung tâm nhiệt điện Hải Phòng 3 có công suất tổ máy 600MW, Vinacomin dự kiến sẽ dùng loại than có chất lượng tương đương các dự án mà Vinacomin đang triển khai với nhiệt trị khoảng 4.500kcal/kg, và như vậy khả năng áp dụng lò CFB cho dự án này gần như là chắc chắn.
3. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ LÒ CFB TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM
3.1 Những ưu điểm của lò CFB
Công nghệ đốt lớp sôi là công nghệ được nghiên cứu phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trước dưới sức ép của các tiêu chuẩn khắt khe về phát thải độc hại. Tuy vậy, chỉ đến những năm 80 công nghệ này mới được phát triển và dần hoàn thiện thành công nghệ “Lớp sôi tuần hoàn”. Công nghệ lớp sôi tuần hoàn ngày càng được hoàn thiện cả về mặt lý thuyết cháy và công nghệ chế tạo và từ những năm 1990 đến nay mới thật sự được áp dụng rộng rãi trên thế giới (hiện nay đã có khoảng 1.000 lò CFB) do có nhiều ưu điểm đã được công nhận như:
- Đốt được nhiều loại nhiên liệu (riêng biệt hoặc hỗn hợp), rất phù hợp với các loại than khó cháy, hàm lượng lưu huỳnh cao, nhiệt lượng thấp (có thể đốt được hỗn hợp than nhiệt lượng khoảng 2.000kcal/kg).
- Hiệu suất cháy cao do đặc điểm nhiên liệu trong lò hơi được tái tuần hoàn cho đến khi cháy kiệt mới thải ra khỏi buồng đốt.
- Có thể khống chế chỉ tiêu phát thải SO2, NOx ngay trong quá trình đốt đảm bảo đáp ứng tiêu chuẩn môi trường hiện hành mà không cần phải lắp thêm các bộ khử SO2, NOX trong khói thải rất tốn kém.
- Lò hơi sử dụng công nghệ này vẫn làm việc ổn định ngay cả khi phụ tải lò hơi giảm xuống còn 40% (cá biệt có trường hợp tới 25 - 30%) mà không phải đốt kèm dầu (lò hơi dùng công nghệ PC, chỉ tiêu này thường trong khoảng 65 - 70%).
Hạn chế duy nhất của công nghệ này trong thời gian qua là gam công suất thông dụng và được kiểm chứng mới chỉ dừng lại ở cỡ công suất tổ máy khoảng 300MW. Thế nhưng, việc này sẽ nhanh chóng được khắc phục bởi hiện nay, trên thế giới đã có hàng chục lò CFB cỡ lớn hơn 300MW) đang vận hành và dự kiến sẽ đưa vào vận hành trong những năm tới với công suất lên tới 600 đến 800MW.
3.2 Phát triển lò CFB trên thế giới
Ở châu Âu, tiến bộ lớn nhất trong việc áp dụng lò hơi lớp sôi tuần hoàn trong thời gian gần đây thuộc về Ba Lan: Trên 15 lò hơi cho các tổ máy trên 100MW, trong đó có 3 tổ máy công suất đơn vị 235MW và 3 tổ máy công suất đơn vị 260MW. Năm 2009, lò hơi lớp sôi tuần hoàn lớn nhất thế giới công suất 460MW đã được đưa vào vận hành tại NMNĐ (NMNĐ) Lagisza.
Thị trường lớn nhất áp dụng công nghệ lớp sôi tuần hoàn là Trung Quốc. Từ đầu những năm 1990, Trung Quốc bắt đầu xây dựng các lò hơi lớp sôi tuần hoàn cho các tổ máy 50 - 100MW với sự tài trợ và theo công nghệ của các công ty Mỹ và châu Âu. Sau năm 2000, ba công ty của Trung Quốc đã làm chủ được công nghệ chế tạo lò hơi lớp sôi tuần hoàn cho các tổ máy trên 135MW. Năm 2002, công ty Alstom (Pháp) đã chuyển giao công nghệ lớp sôi tuần hoàn cho các tổ máy 300MW cho nhà máy chế tạo lò hơi lớn nhất của Trung Quốc. Năm 2006 hãng Foster Wheeler đã chuyển giao công nghệ lớp sôi tuần hoàn có thông số hơi trên tới hạn cho nhà máy chế tạo lò hơi Wuxi của Trung Quốc. Hiện nay đã có 46 lò hơi lớp sôi tuần hoàn cho các tổ máy 300MW được đặt hàng, đang trong quá trình xây lắp hoặc đang vận hành ở Trung Quốc. Theo thống kê tại [1], đến năm 2007 đã có 3.158 tổ máy đã được đặt hàng chế tạo, trong số đó 2.637 tổ máy đã vận hành với tổng công suất lắp đặt 40.000MW. Nhận thấy tầm quan trọng chiến lược trong việc phát triển lò CFB công suất lớn, Chính phủ Trung Quốc đã tài trợ cho các công ty trong nước tự nghiên cứu, thiết kế, chế tạo lò CFB 600MW siêu tới hạn. Năm 2008, lò hơi CFB 600MW do Dongfang tự thiết kế, chế tạo bắt đầu xây dựng tại NMNĐ Bạch Mã, tỉnhTứ Xuyên, dự kiến sẽ đưa vào vận hành trong thời gian tới [1].
Tại Pháp hãng Alstom đã thiết kế, chế tạo và cung cấp đến thời điểm hiện tại 29GW lò hơi CFB với đủ loại công suất. Hãng cũng đã hoàn thành việc nghiên cứu và tuyên bố sẵn sàng cho việc cung cấp thương mại các lò hơi CFB cỡ 600MW [2].
Theo [3] hãng lò hơi Foster Wheeler (FW) đã có kinh nghiệm trên 30 năm thiết kế chế tạo lò CFB và cung cấp cho thị trường toàn cầu 369 tổ máy, hiện đã sẵn sàng cung cấp thương mại cho thị trường thế giới lò CFB công suất 600MW với thông số hơi siêu tới hạn và công suất 800MW thông số hơi trên siêu tới hạn (ultra supercritical). FW cũng đã công bố trên website của mình về việc tháng 7 năm 2011 đã ký hợp đồng thiết kế, cung cấp 4 lò CFB siêu tới hạn công suất mỗi chiếc 550MW cho Korea Southern Power Co., Ltd. (KOSPO). Dự kiến năm 2015 sẽ đưa vào vận hành.
3.3 Quá trình phát triển lò CFB tại Việt Nam
Tại Việt Nam, NMNĐ Yên Phụ (trước đây) và Nhà máy giấy Bãi Bằng là những nơi đầu tiên sử dụng một số lò hơi công suất nhỏ kiểu “Lớp sôi” nhưng không có “tuần hoàn”. Công nghệ lò hơi lớp sôi tuần hoàn mới chỉ thâm nhập vào thị trường Việt Nam từ những năm 1990 với một số lò hơi công suất nhỏ phục vụ sản xuất đường, phân bón (hóa chất), giấy,...
Lò CFB dùng trong ngành công nghiệp hóa chất có thể kể đến lò CFB lắp trong nhà máy đạm Ninh Bình và nhà máy phân đạm Bắc Giang thuộc Tổng công ty Hóa Chất. Trong nhà máy đạm Ninh Bình có lắp đặt 4 lò CFB phục vụ công nghệ sản xuất phân đạm từ than antraxít với các thông số hơi: lưu lượng 130t/h, áp suất 9,8MPa, nhiệt độ 5400C do Công ty Lò hơi WUXI (Hoa Quang) - Trung Quốc cung cấp. Lò đã bắt đầu vận hành từ giữa năm 2011.
Để cung cấp hơi cho công nghệ tuyển quặng bauxite - nhôm, tại dự án tổ hợp bauxit - nhôm Lâm Đồng - Vinacomin đã lắp đặt và đang chạy thử 02 lò CFB do Công ty lò hơi Thái Sơn (trung Quốc) thiết kế chế tạo với lưu luợng hơi định mức 170 t/h, áp lực 5,29MPa và nhiệt độ 4500C đốt than antraxit Hòn Gai, Cẩm Phả.
Ngoài các dự án điện của Vinacomin, có thể kể đến các dự án: (1) lò hơi tại NMNĐ An Khánh thuộc Công ty Cổ phần Nhiệt điện An Khánh do nhà máy chế tạo HangZhou Trung Quốc chế tạo với áp suất hơi 9,81 MPa, nhiệt độ 5400C, lưu lượng 240t/h đốt than của mỏ than Khánh Hòa; (2) Lò CFB công suất 250MW, áp suất 17,4MPa, nhiệt độ 5410C do Foster Wheeler thiết kế chế tạo cho NMNĐ Mông Dương 1 thuộc EVN; (3) Lò CFB công suất 300MW thông số hơi cận tới hạn dự kiến lắp đặt tại NMNĐ Công Thanh (2 x 300MW) tỉnh Thanh Hóa; lò CFB 300MW thông số cận tới hạn do Alstom thiết kế dự kiến lắp đặt tại Nhà máy điện Thăng Long (2 x 300MW).
3.4 Quá trình phát triển lò CFB của Tổng Công ty Điện lực Vinacomin và một số đặc điểm thiết kế
Lò CFB dùng trong các dự án nhiệt điện của Tổng Công ty Điện lực Vinacomin được liệt kê trong Bảng số 2, trong đó có 5 dự án đã vận hành kinh doanh là NMNĐ Na Dương, NMNĐ Cao Ngạn, NMNĐ Sơn Động, NMNĐ Cẩm Phả 1 và 2. Riêng NMNĐ Mạo Khê dự kiến sẽ đưa tổ máy số 1 vào vận hành cuối năm 2012
Lò CFB dùng trong 07 dự án nhiệt điện của Tổng Công ty Điện lực Vinacomin do các công ty (hãng) thiết kế, chế tạo:
- Sumitomo Heavy Industry (SHI) - Nhật Bản thiết kế, chế tạo lò hơi cho Dự án Na Dương (theo hợp đồng chuyển giao bản quyền của FW)
- Foster Wheeler thiết kế lò hơi cho Dự án Nhiệt điện Cẩm Phả 1, 2. Phần chế tạo do Công ty Lò hơi Cáp nhĩ Tân (Trung Quốc) đảm nhiệm;
- Foster Wheeler thiết kế, chế tạo lò hơi cho Dự án nhiệt điện Mạo Khê;
- Alstom thiết kế lò hơi cho Dự án nhiệt điện Cao Ngạn. Phần chế tạo do Công ty lò hơi Cáp nhĩ Tân (Trung Quốc) đảm nhiệm;
- TPRI (Viện nghiên cứu Nhiệt điện - Trung Quốc) thiết kế lò hơi cho Dự án nhiệt điện Sơn Động. Phần chế tạo do Công ty lò hơi Cáp nhĩ Tân (Trung Quốc) đảm nhiệm;
- Jinan Boiler (Trung Quốc) thiết kế, chế tạo lò hơi cho Dự án nhiệt điện Nông Sơn.
Các thiết bị đặc trưng của lò CFB và là yếu tố khác biệt với lò than phun là bộ phân ly tro (gọi ngắn gọn là bộ phân ly), hệ thống nấm gió tạo lớp sôi và thiết bị làm mát tro xỉ. Dưới đây là mô tả ngắn gọn về các thiết bị này đã áp dụng trong các dự án của Vinacomin.
3.4.1 Bộ phân ly
Trong các lò CFB vai trò của bộ phân ly tro là rất quan trọng. Bộ phân ly tro ảnh hưởng trực tiếp đến sự bố trí chung của cả hệ thống và đặc tính vận hành của toàn bộ lò.
Nhiệm vụ của bộ phân ly là để thu hồi các hạt than, tro nóng có kích thước lớn (do chưa kịp cháy hết trong buồng lửa) trong sản phẩm cháy và đưa trở lại buồng đốt nhằm đảm bảo cháy kiệt than.
Tại dự án NMNĐ Na Dương, SHI đã chọn công nghệ lò CFB compact của FW, trong đó bộ phân ly là loại phân ly nóng có làm mát được bố trí kết hợp với các tường ống nước sinh hơi trong buồng đốt. Hãng Foster Wheeler đã sáng chế ra loại này từ những năm 1990 (xem hình 1 và 2) và gọi là lò CFB compact. Lò hơi CFB compact có các ưu điểm so với loại lò CFB bố trí bộ phân ly nóng đặt bên ngoài buồng đốt như sau:
- Kích thước lò hơi giảm do kết hợp buồng đốt với bộ phân ly;
- Tăng độ tin cậy của lò hơi do không phải dùng các khớp nối giản nở giữa buồng đốt với bộ phân ly và giữa bộ phân ly với bộ phận thu hồi tro quay về buồng đốt;
- Giảm đáng kể khối lượng vật liệu cách nhiệt và do đó thời gian khởi động lò nhanh hơn.
Tại NMNĐ Cao Ngạn, hãng ALSTOM đã thiết kế lò CFB với các đặc điểm (xem hình 3):
- Bộ phân ly nằm ngoài buồng đốt là loại phân ly nóng không làm mát;
- Bộ làm mát tro xỉ là bộ trao đổi nhiệt dùng nước ngưng để làm mát (có dàn ống bên trong) vừa tận dụng được nhiệt dư trong tro xỉ vừa nâng cao hiệu suất lò hơi và tổ máy.

 

 

Hình 2: Sơ đồ cấu tạo bộ phân ly compact

Hình 3. Lò CFB nhà máy điện Cao Ngạn theo thiết kế của Alstom

Hình 4. Sơ đồ lò CFB Cẩm Phả 1 và 2

Tại NMNĐ Sơn Động (đốt than antraxit), mỗi lò hơi có 4 bộ phân ly đặt đều hai bên tường phải và trái của lò. Bộ phân ly gió xoáy cách nhiệt không làm mát được cấu thành từ vật liệu chịu lửa và tấm thép. Bộ làm mát tro xỉ dạng thùng quay có tận dụng nhiệt từ tro xỉ để đun nóng nước ngưng.
Tại dự án nhiệt điện Cẩm Phả 1 và 2 (đốt hỗn hợp than cám 6B và bùn than sau tuyển) gồm 4 lò CFB, công suất mỗi lò 150MW. Nhà thiết kế lò hơi FW đã sử dụng 02 bộ phân ly tro cho mỗi lò (xem hình 4).
Bộ phân ly nóng có làm mát của FW thể hiện tại hình 5.
Tại nhiệt điện Mạo Khê, FW thiết kế hai bộ phân ly dạng nóng có làm mát đặt ngoài buồng đốt cho một lò CFB với kết cầu tương tự như tại nhà máy Cẩm Phả.
Đối với nhiệt điện Nông Sơn, lò CFB cũng có một bộ phân ly tương tự như lò CFB của Cao Ngạn.

Hình 5 : Kết cấu bộ phân ly của FW

3.4.2 Hệ thống phân phối gió tạo lớp sôi 
Bộ phận chính của hệ thống phân phối gió của lò CFB là ghi phân phối gió (gồm cả các nấm thổi gió và hộp gió dưới ghi) và đường ống dẫn gió cấp 1.
Các chụp thổi gió của lò CFB rất đa dạng, nhiều chủng loại, đều bố trí phía trên tấm lỗ nằm kẹp giữa các ống sinh hơi, được làm mát bằng nước lò. Các chụp thổi gió có hai loại là loại chụp tháo được và loại có chụp liền. Cũng có loại chụp thổi gió một hướng như chụp thổi gió hình “T”, chụp thổi gió hình chuông, hình đuôi én,.
Mặc dù mỗi nhà thiết kế lò CFB có kiểu thiết kế của riêng mình, nhưng trong các lò CFB của Vinacomin đang vận hành và đang lắp đặt có hai loại thiết kế thông dụng. Đó là nấm gió dạng hình mũi tên của FW và hình quả chuông của Alstom

   

Hình 6. Nấm gió hình mũi tên của FW

   

Hình 7. Nấm gió hình quả chuông của Alstom

 Nấm gió của FW là loại không tháo được (xem hình 6), lắp trên tấm ghi được làm mát bởi các ống sinh hơi của lò, phía dưới có lớp cách nhiệt

Nấm gió hình quả chuông của Alstom là loại tháo lắp được, lắp trên tấm ghi được làm mát bởi các ống sinh hơi của lò, phía dưới có lớp cách nhiệt

3.4.3 Các bộ làm mát xỉ đáy lò
Các bộ làm mát xỉ đáy lò là thiết bị phụ trợ của lò nhưng đóng vai trò quan trọng, bởi lò CFB sẽ phải dừng hoạt động nếu bộ làm mát xỉ bị trục trặc mà không khắc phục được trong thời gian ngắn.
Có 3 loại làm mát xỉ đáy lò áp dụng trong các dự án của Vinacomi
- Bộ làm mát hình hộp, bên trong có dàn ống nước và hệ thống nấm gió tạo lớp sôi, làm việc theo nguyên tắc xỉ đáy lò được làm mát bởi nước trong dàn ống kết hợp với gió lạnh thổi lên từ các nấm gió. Gió sau khi làm mát xỉ hấp thụ nhiệt và được đưa vào buồng đốt để bổ sung cho quá trình cháy tại buồng đốt lò (xem hình 8 và 9).
- Bộ làm mát kiểu thùng quay (xem hình 10 và 11). Nguyên tắc làm việc là xỉ đáy lò đưa vào phía bên trong thùng quay. Bản thân thùng quay có hai lớp. Nước làm mát được đưa vào giữa hai lớp của thùng quay. Các bộ làm mát này được áp dụng tại NMNĐ Sơn Động, Cẩm Phả và Mạo Khê
- Bộ làm mát kiểu vít xoắn (sử dụng tại dự án nhiệt điện Na Dương kết hợp với stripper cooler).

Hình 8. Bộ làm mát tro đáy của Alstom tại NĐ Cao Ngạn

Hình 9. Bộ làm mát stripper cooler của FW

Hình 10: Phía bên trong bộ làm mát tro đáy

Hình 11. Bộ làm mát tro đáy kiểu thùng quay

  

4. MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG LÒ CFB TẠI VINACOMIN
Sau hơn 10 năm phát triển các dự án nhiệt điện đốt than xấu sử dụng công nghệ CFB, Vinacomin đã đạt được mục tiêu đề ra xét về các mặt kinh tế, kỹ thuật và công nghệ. Cụ thể:
a. Về chi phí đầu tư.
Theo tài liệu [2] chi phí đầu tư và vận hành của lò CFB công suất 300 MW đốt than antraxit Việt Nam là thấp hơn so với lò PC (kể cả FGD và De-Nox) có cùng công suất và đốt cung loại than.
So sánh sơ bộ suất đầu tư các dự án nhiệt điện đốt than dùng lò CFB và lò PC dưới đây cho thấy, suất đầu tư (chỉ tính giá gói thầu EPC) các dự án nhà máy điện đốt than xấu của Vinacomin hoàn toàn có thể cạnh tranh được với các dự án sử dụng lò than phun.
Nếu so sánh trên cùng mặt bằng về địa điểm, phương án làm mát bình ngưng, công suất, khả năng các dự án có lò CFB có ưu thế hơn.
b. Về độ tin cậy và tính sẵn sàng của thiết bị.
Mặc dù dùng than chất lượng xấu nhưng các lò CFB làm việc ổn đinh, tin cậy, độ sẵn sàng cao. Điều này thể hiện ở tổng số giờ lò CFB làm việc trong các năm của các nhà máy đều đạt trên 7.500 giờ/năm. Đặc biệt, năm 2011 lò CFB dự án nhiệt điện Na Dương đã làm việc đến 8.340 giờ/năm.
c. Về tính linh hoạt trong vận hành
Phạm vi điều chỉnh giải phụ tải rộng (không phải kèm dầu). Các lò hơi CFB hiện đang vận hành trong các dự án của Vinacomin đều có khả năng vận hành ổn định ở phụ tải từ 45% công suất định mức trở lên mà không phải kèm dầu. Ưu điểm này là một lợi thế của các dự án điện có lò CFB khi tham gia thị trường điện

 Bảng 1

TT	Tên nhà máy	Công suất thô (MW)	Giá gói thầu EPC (triệu USD)	Suất đầu tư (USD/kW)	Nhà thầu EPC	Năm ký HĐ EPC
1	Na Dương	2 x55,6	106, 263	957,1	Marubeni-Lilama	2002
2	Phả lại 2	2 x 300	553,480	922,4	Sumitomo Consortium	1998
3	Cao Ngạn	2 x57,5	85,500	743,5	Harbin (HPE)	2002
4	Sơn Động	2 x110	173,800	790,0	SFECO	2005
5	Cẩm Phả 1	1x 340	265	779,4	Harbin (HPE)	2006
6	Cẩm Phả 2	1 x 330	246,8	747,8	Harbin (HPE)	2007
7	Quảng Ninh 1	2 x 300	452,406	754,0	SEC	2005
8	Quảng Ninh 2	2 x 300	436,580	727	SEC	2006
9	Hải Phòng 1	2 x 300	470	783,3	Dongfang- MC	2005
10	Hải Phòng 2	2 x 300	455	758,3	Dongfang- MC	2006
11	Mạo Khê	2 x220	438	995,4	KAIDI (China)	2009
12	Vĩnh Tân 2	2 x 622	1.384 (kể cả cảng than)	1.112,5	SEC	2009

Bảng 2: Các đặc tính than dùng trong lò CFB của Vinacomin

Đặc tính than	NMĐNa Dương	NMĐCao Ngạn	NMĐMạo Khê	NMĐCẩm Phả 3	NMĐNông Sơn	NMĐSơn Động	NMĐ Cẩm Phả 1 và 2
							Than bùn	Than cám 6B
Tổng độ ẩm , %	14,18 - 27,68	11,5 - 18,5	4,42-12,01	16,09	6,98-12,00	7,00-9,50	25,5 - 35,5	6,5 - 13,00
Tro,%	20,21-39,19	23,23-31,81	27,56-44,83	41,08	26,92-53,81	28,60-37	16,58-23,47	35,87-42,26
Các bon cố định, %	20,19-32,89	40,59-56,23	40,49-60,27	37,02	38,44-67,22	-	35,81-54,14	38,17-52,28
Chất bốc,%	23,3-32,19	6,48-12,61	4,10-6,05	13,57	5,86-7,75	3,88-5,70	3,78-5,22	5,35-6,57
C,%	30,73-47,99	44,32-57,28	41,38-61,16	37,79	37,07-61,27	52,75-54,70	36,69-54,15	41,88-50,18
H,%	2,48-3,41	1,51-2,61	1,06-1,79	1,64	1,27-1,62	0,65-1,42	1,62-1,82	1,85-2,67
N,%	0,97-1,54	0,82-1,12	0,51-0,74	0,57	0,42-0,54	1,50-1,90	0,46-0,65	0,51-0,98
S (tổng),%	2,52-6,22	1,59-2,88	0,34-1,8	0,44	1,51-2,77	0,7-1,4	0,29-0,48	0,44-0,77
O,%	3,91- 10,83	1,59-2,88	1,08-3,03	1,19	1,38-2,72	3,43-3,95	1,23-1,48	1,48-2,85
Nhiệt trị cao, kcal/kg	2.741-4.742	4.066-5.130	3.317-5.507	-	3.269-5.479	4.500-5.300	3.270-4.910	3.500-4.760
Nhiệt trị thấp, kcal/kg	2.479-4.500	3.840-4.980	3.215-5.386	3.206,7	3150-5361	4.050-4.770	3.185-4.815	3.400-4.620

Bảng 3. Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật các dự án điện có lò CFB của Vinacomin

Các chỉ tiêu	NMĐ	NMĐ	NMĐ	NMĐ	NMĐ	NMĐ	NMĐ	NMĐ
	Na Dương	Cao Ngạn	Sơn Động	Cẩm Phả 1	Cẩm Phả 2	Mạo Khê	Cẩm Phả 3	Nông Sơn
Công suất đặt (MW)	2 x 55,6	2x 57,5	2 x 112	340	330	2 x 220	2 x135	1 x 31
Nhà thiết kế CFB	SHI-FW	Alstom	HBC- TPRI	FW	FW	FW		Jinan
Nhà chế tạo CFB	SHI	HBC	HBC	HBC	HBC	FW		Jinan
Đặc điểm bộ phân ly	1 cái loại compact	01 cái bên ngoài buồng đốt	4 cái bên ngoài buồng đốt	02 cái bên ngoài buồng đốt	02 cái bên ngoài buồng đốt	02 cái bên ngoài buồng đốt
Áp suất (Mpa)	12,75	9,22	9,22	16,7	16,7	16,7	12,75	9,2
Nhiệt độ (°C)	540	540	540	540	540	540	541	540
Hiệu suất nhiệt lò hơi (% theo LHV)	92,9	91,78	88,82	88,052 (HHV)	88,083 (HHV)	89,43 (HHV)	88,21	86,5
Hàm lượng cacbon chưa cháy hết trong tro (%)	Tro bay 20%	Tro bay 20%	Tro bay 11	Tro bay 6,78	Tro bay 5,35	chưa vận hành	chưa vận hành	chưa vận hành
	Tro đáy 3-4%	Tro đáy: 0,5%	tro đáy 3,39	Tro đáy 3	Tro đáy 2
Thời gian vận hành(giờ/năm 2011)	8.340	7.981	7.200	7.600	8.300	Chưa vận hành	Chưa vận hành	Chưa vận hành
Hiệu suất thô nhà máy %	38	37	36,5	40,5	40,9

d. Về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của nhà máy (xem bảng 3).

Chỉ tiêu đánh giá mức độ cháy kiệt của than thể hiện ở hàm lượng các bon không cháy hết còn lại trong tro bay. Các số liệu thống kê thực tế cho thấy,

cùng loại than nhưng lò CFB cháy kiệt hơn so với các lò than phun. Trong các dự án của Vinacomin, các lò CFB do FW thiết kế, chỉ tiêu này <7%, lò CFB do Trung Quốc thiết kế khoảng từ 11% đến 12%.Riêng dự án Cao Ngạn hàm lượng các bon còn lại trong tro bay ở mức cao 18-20% (theo nhà thiết kế giải thích là do than đốt thực tế có tỷ lệ hạt mịn cao hơn số liệu thiết kế).
Hiệu suất nhiệt lò hơi theo kết quả nghiệm thu đạt mức cam kết theo hợp đồng và ở mức cao, có thể cạnh tranh với các dự án điện đốt than phun tiên tiến hiện nay. Yếu tố quan trọng góp phần nâng cao hiệu suất nhiệt của lò hơi là tổn thất nhiệt cơ học thấp do than cháy kiệt. Ngoài ra việc tận dụng nhiệt dư từ tro xỉ trong các bộ làm mát cũng là yếu tố nâng cao hiệu suất lò CFB mà ở lò than phun không có đươc.
e. Về mài mòn bề mặt đốt và chống mài mòn trong lò CFB
Một trong những quan ngại gây cản trở cho việc áp dụng rộng rãi lò CFB trước đây là do các bề mặt đốt bị mài mòn nhiều làm ảnh hưởng đến vận hành của nhà máy. Ngày nay với việc áp dụng các vật liệu chống mài mòn tiên tiến, thiết kế hợp lý và chế độ vận hành phù hợp đã giảm đến mức thấp nhất ảnh hưởng của hiện tượng mài mòn bề mặt đốt đến vận hành lò hơi. Mặc dù vậy hiện tượng mài mòn vẫn xảy ra tại các vị trí sau:
- Mòn dàn ống sinh hơi, bê tông chịu nhiệt ở khu vực lưu hóa sàn liệu cũng như lớp bê tông của bộ phân ly, hệ thống tuần hoàn tro nóng từ bộ phân ly về buồng lửa.
- Do sử dụng các loại than chất lượng thấp, độ tro cao và đốt kèm đá vôi nên hệ thống thải tro đáy thường hay bị quá tải, mài mòn và phát sinh bụi (do thải tro xỉ bằng phương pháp thải khô).
- Hệ thống nấm gió tạo lớp sôi cũng bị mài mòn, đôi khi bị tắc phải thay thế.
- Do trong buồng lửa luôn phải có một lớp sàn liệu để ổn định nhiệt độ sàn liệu nên nếu thời gian đốt dầu quá dài và điều chỉnh chế độ cháy không phù hợp sẽ xảy ra hiện tượng kết nhám (kết tảng) sàn liệu trong buồng lửa dẫn đến làm mất khả năng tạo lớp sôi của sàn liệu dẫn đến phải dừng lò.
- Hiện tượng đóng xỉ cũng sẽ xảy ra nếu cấp than vào lò quá mức cần thiết dẫn đến than bùng cháy ở nhiệt độ cao.
Các hiện tượng nêu trên có thể khống chế, khắc phục được nếu người vận hành tuân thủ nghiêm ngặt quy trình vận hành và có chế độ bảo dưỡng thường xuyên, thay thế phụ tùng đúng hạn. Các con số thống kê về mức độ sẵn sàng của các lò hơi CFB của Vinacomin trong thời gian vừa qua đã chứng minh điều này.
Nhận xét và kiến nghị
Lò CFB ngày càng được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở Viêt nam vì rất thân thiện với môi trường và đốt được nhiều loại nhiên liệu.
Lò CFB ngày càng được hoàn thiện về công nghệ, cải tiến về thiết kế, công suất tổ máy ngày càng lớn đang là đối thủ cạnh tranh mạnh mẽ với lò than phun truyền thống cả về suất đầu tư cũng như các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật.
Qua thực tế phát triển và vận hành lò CFB vừa qua cho thấy, lò CFB không chỉ là lựa chọn tối ưu đốt các loại than xấu mà còn là lựa chọn rất cạnh tranh với lò than phun đốt than antraxit của Việt Nam với các tổ máy công suất tới 300 MW.
Để khuyến khích các doanh nghiệp đầu tư lò CFB để đốt than xấu, đốt các loại nhiên liệu phế thải giảm ô nhiễm môi trường tăng hiệu quả sử dụng năng lượng sơ cấp Nhà nước cần có chính sách hỗ trợ về nguồn vốn và cơ chế giá bán điện phù hợp.

Tài liệu tham khảo
1. CFB Boilers in China, Báo cáo của ông Jianxiong Mao, Department of Thermal Engineering Tsinghua University, Beijing, China tại hội thảo về than sạch, Hạ Long 2008.
2. Tài liệu hội thảo về lò hơi CFB của Alstom tại Melia hotel, 2003;
3. Tài liệu hội thảo về lò hơi CFB của Foster Wheeler về dự án nhiệt điện Mông Dương 1 . Tháng 9/2011 

Read More