Tkc q3 chuong 09 he thong van chuyen tro bay va kha nang tan dung tro xi (rev 3)

Chương HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN TRO BAY VÀ KHẢ NĂNG TẬN DỤNG TRO XỈ Tháng 10/2017 Thực hiện: Lê Khánh Công Kiểm tra: Bùi Văn Tú Ngày Ký tên MỤC LỤC 2.1 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ SỰ CẦN THIẾT TIÊU CHÍ THIẾT KẾ Thông số thiết kế 1 Tiêu chuẩn áp dụng 2.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam 2.2.2 Tiêu chuẩn quốc tế 2.2.3 Phần mềm tính tốn 3 3.1 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ VẬN CHUYỂN TRO BAY Tổng quan công nghệ 3.1.1 Công nghệ chân không 3.1.2 Cơng nghệ khí nén pha lỗng 3.1.3 Cơng nghệ khí nén pha đặc 3.1.4 Công nghệ thải tro bay kiểu ướt pha loãng 10 3.1.5 Công nghệ thải tro bay kiểu ướt pha đặc (HCSD) 10 3.1.6 Xe tải chuyên dụng 11 3.1.7 Công nghệ băng tải ống 12 3.2 3.3 Khảo sát NMNĐ Việt Nam công nghệ vận chuyển tro bay 15 Lựa chọn công nghệ cấu hình cho NMNĐ .18 3.3.1 Lựa chọn công nghệ 18 3.3.2 Đề xuất cấu hình thiết bị hệ thống vận chuyển tro bay 22 KHẢ NĂNG TẬN DỤNG TRO XỈ .22 4.1.1 Chủ trương phủ chế hỗ trợ 23 4.1.2 Các giải pháp xử lý tận dụng tro xỉ 24 4.1.3 Hiện trạng quan đơn vị có khả tận dụng tro xỉ 24 KẾT LUẬN 28 PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ SỰ CẦN THIẾT Trong nhà máy nhiệt điện, khối lượng lớn tro bay phát sinh trình đốt than, cần phải liên tục vận chuyển khu vực lưu trữ, thải bỏ, chuyển tàu để xuất tái sử dụng Thông thường phân bố tro xỉ bay thải nhà máy nhiệt điện thể hình Hình 1: Các điểm phát sinh tro xỉ nhà máy nhiệt điện đốt than thông thường Để vận chuyển khối lượng tro bay đến nơi lưu trữ xử lý, nhà máy nhiệt điện thường ứng dụng phương pháp học, khí động lực học, thủy động lực học, vv để đưa toàn lượng tro bay thải nhà máy bãi chứa xỉ tái sử dụng cho nhu cầu khác Với yêu cầu lựa công nghệ để áp dụng cho NMNĐ đảm bảo hiệu suất, độ tin cậy, vấn đề môi trường yêu cầu khác, báo cáo phân tích ưu nhược điểm cơng nghệ so sánh với thông số đầu vào để từ chọn cơng nghệ vận chuyển tro bay phù hợp cho NMNĐ 2.1 TIÊU CHÍ THIẾT KẾ Thông số thiết kế Các yếu tố cần xem xét trình thiết kế hệ thống vận chuyển tro bay: Rev.3  Đặc tính tro bay ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn công nghệ vận chuyển cần phân tích kỹ Các đặc tính vật liệu cần đánh giá bao gồm mật độ thể tích vật liệu (material bulk density), kích cỡ vật liệu phân bố vật liệu, Quyển 3, Chương – Hệ thống vận chuyển tro bay khả tận dụng tro xỉ Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 29 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện độ ẩm vật liệu, độ ăn mịn hóa học vật liệu, tính chất cháy vật liệu, độ ăn mịn vật liệu, độ cứng tính chất dễ gãy vỡ vật liệu, tính dẫn điện vật liệu  Khoảng cách vận chuyển điều kiện bố trí mặt nhà máy: khoảng cách khoảng cách từ điểm phát sinh tro bay đến silo chứa tro bay, khoảng cách từ silo tro bay đến bãi xỉ, khoảng cách từ silo tro bay đến silo trung gian xuất tro xỉ cần phải xem xét Cấu hình thiết bị lựa chọn đảm bảo việc hư hỏng thiết bị không làm nhà máy ngừng vận hành Đối với hệ thống thải xỉ, phương án dự phòng thiết bị kiến nghị Về silo chứa tro bay: xem xét thiết kế silo/1 tổ máy Các silo thiết kế dùng chung cho tổ máy Mỗi silo có khả chứa lượng tro xỉ sinh tổ máy 48 hours (BMCR, than xấu) 2.2 Tiêu chuẩn áp dụng 2.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 22: 2009/ BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia khí thải công nghiệp nhiệt điện QCVN 05: 2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng khơng khí QCVN 50: 2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại bùn thải từ trình xử lý nước QCVN 51: 2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại dối với bùn thải từ trình xử lý nước 2.2.2 Tiêu chuẩn quốc tế Máy nén, bơm chân không, lưu trữ khí, làm khơ khí Code PTC-9 Displacement compressors, vacuum pumps and blowers BS-1571 (Part I&II) Acceptance test for positive displacement compressors and Exhausters BIS IS 6206:1985 (R2012) Guide For Selection, Installation And Maintenance Of Air Compressor Plants With Operating Pressures Up To 10 Bars BS : 726 Compressor performance test ISO : 1217 Displacement Compressors-Acceptance tests Đường ống BS:1211 and sewage Centrifugally cast (spun) iron pressure pipes for water, gas ISO 559:1991 Steel tubes for water and sewage Bơm API 610 Centrifugal pumps for general refinery service Quyển 3, Chương – Hệ thống vận chuyển tro bay khả tận dụng tro xỉ Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 29 Rev.3 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện BIS IS 1520:1980 Horizontal Centrifugal Pumps For Clear, Cold, Fresh Water BIS IS 5120:1977 Pumps Technical Requirements For Rotodynamic Special Purpose 2.2.3 Phần mềm tính tốn Có thể sử dụng mơ hình Computational Fluid Dynamics (CFD) để phân tích, đánh giá dịng hỗn hợp tro khơng khí ống 3.1 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CƠNG NGHỆ VẬN CHUYỂN TRO BAY Tổng quan công nghệ Trong trình phát triển nhà máy nhiệt điện, phương án vận chuyển tro bay cũ, lạc hậu phương pháp khí băng tải thường, trục vít, gàu xúc, vv khơng cịn sử dụng gặp khó khăn việc thiết kế, bố trí hành lang tuyến không đáp ứng yêu cầu môi trường ngày nghiêm ngặt Công nghệ thu gom tro bay nước phễu ESP sử dụng u cầu khơng gian bố trí lớn, hiệu suất khơng cao Cịn lại công nghệ vận chuyển tro bay NMNĐ sử dụng rộng rãi, độ tin cậy cao thể hình Quyển 3, Chương – Hệ thống vận chuyển tro bay khả tận dụng tro xỉ Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 29 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện Hình 2: Tổng quan công nghệ vận chuyển tro bay cho NMNĐ Nhìn chung, trình vận chuyển tro bay NMNĐ chia thành hai phần: Phần nhà máy: tro bay từ phễu đường khói (bộ lọc bụi, hâm nước, sấy khơng khí, khử NOx) tới silo chứa tro nhà máy Áp dụng hiệu cho phần cơng nghệ khí nén nhờ tiêu chí vượt trội bố trí mặt bằng, mơi trường, hiệu suất cao, cơng suất cao Các phương pháp áp dụng cơng nghệ chân khơng, cơng nghệ khí nén pha lỗng, cơng nghệ khí nén pha đặc Vì tính kinh tế cho NMNĐ nên phương án kết hợp cơng nghệ khơng xem xét Phần ngồi nhà máy: tro bay từ silo nhà máy chuyển bãi chứa xỉ/ cảng xuất tro xỉ Đối với phần này, cơng nghệ xem xét áp dụng như: xe tải chun dụng, cơng nghệ khí nén, băng tải ống, công nghệ bơm bùn (thải tro xỉ kiểu ướt) Quyển 3, Chương – Hệ thống vận chuyển tro bay khả tận dụng tro xỉ Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 29 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn công trình Nhà máy Nhiệt điện Ngồi ra, trường hợp vị trí bãi thải xỉ/ cảng xuất tro gần nhà máy, cơng nghệ khí nén sử dụng để đưa tro từ nhà máy thẳng bãi thải xỉ/ cảng xuất tro Silo nhà máy đặt vị trí bãi thải xỉ/ cảng xuất tro để thải bỏ xuất 3.1.1 Công nghệ chân không Hệ thống chân không vận chuyển tro bay dựa việc tạo chênh áp bơm chân không đầu silo Đây phương án tiêu chuẩn công nghiệp nhờ hiệu suất độ tin cậy cao Thông thường hệ thống áp dụng cho hệ thống có khoảng cách vận chuyển ngắn Đặc điểm bật phương án tác động tới môi trường hệ thống vận hành áp suất khí Tuy nhiên, bố trí mặt dạng phải đơn giản, trường hợp hệ thống khí nén bị lỗi, cơng suất hệ thống bị giảm xuống nhanh Đặc trưng phương án sau:  Áp suất từ -0.196 - 0.486 Bar;  Vận tốc từ 10 m/s đến 20 m/s * Ưu điểm  Giảm thiểu tác động môi trường;  Có thể lấy tro bay nhiều điểm so với phương án suất dương;  Các thiết bị, cấu hình đơn giản * Nhược điểm  Khoảng cách vận chuyển bị giới hạn (thường áp dụng 200m) ;  Công suất hệ thống nhỏ; * Các thành phần Hình 3: Nguyên lý hoạt động công nghệ kiểu chân không Quyển 3, Chương – Hệ thống vận chuyển tro bay khả tận dụng tro xỉ Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 29 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Hệ thống điểm nhận tro;  Silo nhận sơ cấp;  Silo tro bay;  Bộ lọc bụi dang túi (hoặc dạng khác)  Bơm/ quạt chân không; 3.1.2 Công nghệ khí nén pha lỗng Cơng nghệ vận chuyển tro bay kiểu khí nén pha lỗng q trình nâng kéo vật liệu với khơng khí từ vị trí đến vị trí khác cách dùng quạt tạo áp suất xấp xỉ áp suất khí để trì vận tốc dịng khí định Dịng liệu trộn lẫn với dịng khí liên tục với tỉ lệ khơng khí/ vật liệu cao Do áp suất xấp xỉ với áp suất khí nên khả hư hỏng thiết bị áp suất thấp Đồng thời, chi phí đầu tư rẻ nhiều so với việc dùng khí nén pha đặc Trong khí đó, cơng suất vận chuyển trường hợp lớn so với hệ thống chân không Hiện nay, phương án áp dụng tối ưu, phổ biến cho nhà máy có khoảng cách khoảng từ 200 m đến 400 m Các đặc trưng cơng nghệ sau:  Áp suất từ 0.68 -1.275 Bar;  Vận tốc từ 15 m/s đến 30 m/s  Quá trình vận chuyển vật liệu liên tục;  Dùng quạt để thổi dòng khí;  Vật liệu hịa trộn, nâng, kéo với dịng khơng khí;  Vận tốc dịng khí lớn vận tốc “saltation” vật liệu;  Tỉ lệ khối lượng khơng khí/ vật liệu cao ( >2); * Ưu điểm  Áp suất thấp (bé xấp xỉ 1bar) nên thiết bị hệ thống làm việc điều kiện gần áp suất môi trường  Vốn đầu tư ban đầu thấp;  Dễ dàng vận hành áp suất vận hành gần với áp suất mơi trường;  Có thể vận chuyển khối lượng tro bay lớn; * Nhược điểm  Do vận tốc cao nên yêu cầu vật liệu ống có độ chịu mài mịn cao;  u cầu đường kính ống lớn; Quyển 3, Chương – Hệ thống vận chuyển tro bay khả tận dụng tro xỉ Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 29 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện  Không áp dụng với đặc tính tro bay có nhiều góc cạnh, cứng, mài mịn cao;  Yêu cầu lọc silo lớn * Các thành phần Hình 4: Nguyên lý hoạt động cơng nghệ kiểu khí nén pha lỗng  Các quạt áp suất kết hợp với giảm âm  Các trộn khí;  Hệ thống đường ống vận chuyển bao gồm đường ống, co, van chia lưu lương, etc;  Hệ thống lọc bụi đường thoát (filter);  Các silo;  Các điều khiển thiết bị điện 3.1.3 Cơng nghệ khí nén pha đặc Khơng giống khí nén pha lỗng cần sử dụng lượng lớn khơng khí để di chuyển dịng liệu, cơng nghệ khí nén pha đặc dùng tương đối nhỏ lượng khơng khí với áp suất đầu vào cao để đẩy dịng liệu Q trình đẩy dịng liệu gián đoạn theo chu kỳ, áp suất đặt ban đầu khoảng 6-7.5 Bar Trong trình làm việc áp suất đường ống thông thường lên khoảng 2.5 – Bar Quyển 3, Chương – Hệ thống vận chuyển tro bay khả tận dụng tro xỉ Ấn 03, tháng 10/2017 Trang / 29 Tổng Công Ty Phát Điện Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện Thiết kế chuẩn cơng trình Nhà máy Nhiệt điện giảm xuống sau lại tăng lên 2.5 – Bar lại giảm xuống Chu kỳ lặp lặp lại liên tục, thời gian cho chu kỳ vào khoảng đến giây Các đặc trưng cơng nghệ sau:  Áp suất làm việc từ 1.96 - 4.9 Bar, áp suât đặt -8 Bar;  Vận tốc từ m/s đến 10 m/s  Quá trình vận chuyển vật liệu gián đoạn;  Khí nén áp suất cao để thổi dịng khí;  Tỉ lệ khối lượng khơng khí/ vật liệu thấp: