Nghiên cứu lan truyền nhiệt khu vực cửa xả nhà máy nhiệt điện Cần Thơ

Bài viết Nghiên cứu lan truyền nhiệt khu vực cửa xả nhà máy nhiệt điện Cần Thơ nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng do hoạt động xả thải nước làm mát đến môi trường khu vực xung quanh các nhà máy nhiệt điện là rất cần thiết, giúp cho các nhà thiết kế, nhà quản lý có cái nhìn tổng quan về phạm vi và mức độ ảnh hưởng để điều chỉnh phương án thiết kế hợp lý nhất về mặt môi trường, quá trình vận hành nhà máy và quá trình ra quyết định.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 NGHIÊN CỨU LAN TRUYỀN NHIỆT KHU VỰC CỬA XẢ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CẦN THƠ Nguyễn Thị Minh Hằng Trường Đại học Thủy lợi, email: hangntm@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Cùng với phát triển ngành kinh tế quốc dân, nhu cầu sử dụng điện tăng lên không ngừng Các nhà máy nhiệt điện triển khai xây dựng, có nhà máy nhiệt điện Cần Thơ xây dựng vào vận hành nhằm mục đích đảm bảo an ninh lượng cho phát triển kinh tế đất nước khu vực miền Tây Nam Bộ Nhà máy nhiệt điện Cần Thơ nhà máy trực thuộc Công ty TNHH MTV Nhiệt điện Cần Thơ, có diện tích khoảng 63.000m2 Nhà máy nằm bờ phải sông Hậu (theo chiều dịng chảy) thuộc Khu vực 2, phường Trà Nóc, quận Bình Thuỷ, thành phố Cần Thơ Khu vực nghiên cứu cách trung tâm thành phố Cần Thơ 10km phía Tây Bắc, cách sân bay Cần Thơ khoảng 2km, cách cảng Cần Thơ khoảng 3km cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 130km Phía Đơng Bắc sơng Hậu, phía Đơng Nam sơng Trà Nóc, phía Tây Nam giáp đường Lê Hồng Phong, phía Tây Bắc giáp KCN Trà Nóc I Nguyên vật liệu sử dụng cho sản xuất: nguyên vật liệu sử dụng cho chu trình sản xuất điện chủ yếu nước dầu FO Hiện nay, giá dầu tăng cao làm cho giá thành điện nhà máy cao giá bán ngành điện cao nên số huy động vận hành tổ máy thấp Nước thải làm mát có lưu lượng 288 000 m3/ngày đêm Lượng nước thải có thành phần khơng thay đổi so với nước sơng ban đầu, có nhiệt độ tăng lên, sau làm mát bình ngưng dẫn qua hệ thống kênh xả đổ sơng Trà (khu vực tiếp giáp với sơng Hậu) Trong trình vận hành, nhiệt độ nước làm mát cao nhiệt độ nước sông xung quanh Điều dẫn đến cân sinh thái tăng số lồi ưa nóng giảm số lồi khơng thích nghi với nhiệt độ nước sông tăng; giảm lượng oxi hoà tan, rối loạn khả tái sinh số loài thuỷ sinh vật, v.v… Các tác động trở nên nghiêm trọng nhà máy nhiệt điện đặt khu vực sinh thái nhạy cảm có giá trị cao Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng hoạt động xả thải nước làm mát đến môi trường khu vực xung quanh nhà máy nhiệt điện cần thiết, giúp cho nhà thiết kế, nhà quản lý có nhìn tổng quan phạm vi mức độ ảnh hưởng để điều chỉnh phương án thiết kế hợp lý mặt mơi trường, q trình vận hành nhà máy trình định PHƯƠNG PHÁP VÀ KẾT QUẢ 2.1 Thiết lập mơ hình MIKE3 cho vùng nghiên cứu Mơ hình mơ thực chất tích hợp mơ hình: mơ hình tính thủy lực mơ hình lan truyền nhiệt có tải khuyếch tán AD Vì vậy, việc thiết lập tiến hành tuần tự, trước hết thiết lập thông số bản, thực tiếp với tính tốn thủy lực cuối xây dựng mơ hình lan truyền nhiệt Phạm vi nghiên cứu mơ hình khu vực sơng Trà Nóc phía trước nhà máy, có toạ độ 105o43’53” E 10o06’13” N Việc lập 475 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 lưới tính tốn cho mơ hình MIKE3 ứng dụng cho tốn tính tốn khuếch tán nhiệt từ dòng thải nước làm mát nhà máy nhiệt điện Cần Thơ dựa số liệu địa hình đo năm 2017, tỷ lệ 1/1000 Khu vực nghiên cứu có diện tích (27501350) m2 chia thành 2250 lưới trực giao, với x = 30m ; y = 55m Chiều sâu chia thành 13 lớp, với z = 1m Thời gian tính tốn từ 1/1/2017 đến 15/1/2017, với t = 30 giây Nghiên cứu có xét tới ảnh hưởng gió, nhiệt độ khơng khí Với biên trên: trạm Cần Thơ sông Hậu, vận tốc đầu vào đạt xấp xỉ 1,5 m/s vào mùa xuân khoảng 0,5 m/s mùa thủy triều lên xuống Và vận tốc đầu đạt xấp xỉ 1,3m/s vào mùa xuân cao 2,5 m/s lên xuống (mùa mưa) Dựa số liệu quan trắc trạm Cần Thơ sông Hậu từ 0h00 ngày 1/1/2017 đến 0h00 ngày 14/1/2017, biên độ thủy triều cao 1,3 m/s biên độ thủy triều thấp 1,2 m/s Tại biên dưới: chế độ thủy văn trạm Cần Thơ sông Hậu bị chi phối chế độ bán nhật triều không ổn định biển Đông Mực nước dao động triều theo chế độ bán nhật triều Biên độ thủy triều cao 1,5m biên độ thủy triều thấp 1,3m Hiệu chỉnh Kiểm định Thời gian Hình Kết hiệu chỉnh kiểm định mực nước Hình Kết hiệu chỉnh kiểm định nhiệt độ 2.2 Hiệu chỉnh kiểm định mơ hình Với mơ-đun thủy động lực học, việc hiệu chỉnh thơng số mơ hình chủ yếu tiến hành cách thay đổi hệ số nhám Manning Với mô-đun lan truyền nhiệt: việc hiệu chỉnh thông số mơ hình chủ yếu thực thơng qua thay đổi hệ số khuếch tán, hệ số thể trao đổi nhiệt nhiệt độ nước khí Số liệu đo mực nước thực đo khu vực gần cửa xả nhà máy, thời gian từ 1/1/2017 đến 5/1/2017 sử dụng cho việc hiệu chỉnh từ 6/1/2017 đến 14/1/2017 cho việc kiểm định mô hình Với nhiệt độ: sử dụng số liệu nhiệt độ đo đạc với tần suất 1h/lần khu vực cửa xả nhà máy Khoảng thời gian hiệu chỉnh mô hình từ 6:00AM ngày 2/1/2017 đến 12:00PM ngày 2/1/2017 kiểm định mơ hình từ 12:00PM ngày 2/1/2017 đến 7:00PM ngày 2/1/2017 Kết hiệu chỉnh kiểm định mơ hình cho thấy đường q trình mực nước (Hình 1) mơ mơ hình MIKE phù hợp với đường trình mực nước thực đo khu vực nghiên cứu Các sai số tính tốn nằm phạm vi cho phép Đường trình nhiệt độ (Hình 2) tính tốn mơ hình chưa thực trùng khớp với đường trình thực đo, sai số tương đối 0,45oC Mơ hình sau hiệu chỉnh kiểm định sử dụng để nghiên cứu khuếch tán nhiệt từ dòng thải nước làm mát nhà máy nhiệt điện Cần Thơ 476 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019 ISBN: 978-604-82-2981-8 2.3 Ảnh hưởng gió Xét thời điểm đỉnh triều, vận tốc gió: 10m/s, hướng gió: Tây Nam, nhiệt độ môi trường nước sông 250C, nhiệt độ nước làm mát 500C.Kết hình cho thấy ảnh hưởng triều dâng (đỉnh triều) khối nước xả làm mát nhà máy nhiệt điện Cần Thơ có xu hướng lên phía thượng lưu sơng Hậu Dựa vào hình phân bố nhiệt lớp mơ hình cho thấy: diện tích vùng nước bị ảnh hưởng nhiệt độ nước thải ấm giảm dần từ tầng mặt (lớp 12) xuống đáy (lớp 6) Sự phân bố nhiệt theo mặt cắt ngang sông Hậu thời điểm 9h ngày 3/1/2017 (đỉnh triều) cho thấyphía bờ phải sơng Hậu (theo chiều dịng chảy) tiếp nhận khối nước xả làm mát từ nhà máy nhiệt điện từ phía sơng Trà Nóc đổ nên phân bố nhiệt có xu cao bên trái (theo chiều dịng chảy) Ta thấy có tượng phân tầng nhiệt theo độ sâu Nhiệt độ cao trung tâm khối nước xả, xa khối nước nhiệt độ giảm KẾT LUẬN Trong báo này, tác động việc xả thải nước ấm từ nhà máy nhiệt điện Cần Thơ môi trường nước sông Hậu nghiên cứu, thơng qua mơ hình mơ Kết tính tốn cho thấy, q trình lan truyền nhiệt chịu ảnh hưởng thủy triều yếu tố thời tiết Quá trình lan truyền khuếch tán nhiệt từ nguồn nước thải làm tăng nhiệt độ nước sông vùng Phân bố nhiệt độ nước sông biến đổi theo không gian thời gian tuỳ thuộc vào độ sâu chế độ dòng chảy khu vực Phân bố nhiệt độ nước sông khu vực nghiên cứu bị ảnh hưởng nhà máy hoạt động có xu hướng giảm dần từ nguồn xả nước thải hướng giảm dần từ tầng nước mặt xuống tầng nước đáy TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình Phân bố nhiệt theo tầng thời điểm 9h ngày 3/1/2017 [1] DHI Water & Enviroment (2007), MIKE 21& MIKE 3, Flow Model FM, Hydrodynamic and Transport Module Scientific Documentation 477 ... MIKE3 ứng dụng cho tốn tính tốn khu? ??ch tán nhiệt từ dòng thải nước làm mát nhà máy nhiệt điện Cần Thơ dựa số liệu địa hình đo năm 2017, tỷ lệ 1/1000 Khu vực nghiên cứu có diện tích (27501350) m2... trung tâm khối nước xả, xa khối nước nhiệt độ giảm KẾT LUẬN Trong báo này, tác động việc xả thải nước ấm từ nhà máy nhiệt điện Cần Thơ môi trường nước sông Hậu nghiên cứu, thơng qua mơ hình mơ... tương đối 0,45oC Mơ hình sau hiệu chỉnh kiểm định sử dụng để nghiên cứu khu? ??ch tán nhiệt từ dòng thải nước làm mát nhà máy nhiệt điện Cần Thơ 476 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019