nghiên cứu đánh giá kinh tế kỹ thuật lò hơi đốt than trộn tổ máy 300 mw

Như vậy, để tiếp tục vận hành các nhà máy nhiệt điện trong hoàn cảnh thiếu nhiên liệu đầu vào như vậy, áp dụng công nghệ đốt than trộn dần trở thành xu hướng tất yếu không chỉ ở trên thế

TỔNG QUAN

Tính cấp thiết của đề tài

Nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt trong khi nhu cầu về điện năng để phát triển nền kinh tế, phục vụ đời sống của nhân dân ngày càng cao đã tạo ra thách thức lớn đối với ngành nhiệt điện, vốn chiếm tỷ trọng không hề nhỏ trong cơ cấu điện năng của chúng ta Như vậy, để tiếp tục vận hành các nhà máy nhiệt điện trong hoàn cảnh thiếu nhiên liệu đầu vào như vậy, áp dụng công nghệ đốt than trộn dần trở thành xu hướng tất yếu không chỉ ở trên thế giới mà còn áp dụng ngay cả ở Việt Nam

Các số liệu thống kê được công bố cho thấy trong thời gian tới lượng than cung cấp cho nhiệt điện sẽ bị thiếu hụt, lượng thiếu hụt này sẽ được bù đắp bằng than nhập khẩu Than nội địa cấp cho các nhà máy nhiệt điện là than Antraxit, chất bốc thấp nên rất khó đốt cháy Đối với các lò hơi đốt than bột (chiếm tỷ trọng chủ yếu trong ngành sản xuất điện) phụ tải nhỏ hơn 70% định mức đã phải đốt kèm dầu, phụ tải nhỏ hơn 30% định mức đã phải chuyển sang đốt toàn dầu, lượng cacbon chưa cháy còn lại trong tro rất cao, từ 15 – 20%, làm giảm hiệu suất năng lượng của nhà máy điện tới 3 – 4% Dự báo chất lượng than nội địa cấp cho sản xuất điện trong tương lai cũng không được cải thiện hơn Hơn nữa vấn đề môi trường ngày càng trở thành vấn đề quan trọng cần kiểm soát hạn chế tối thiểu lượng phát thải như SOx, NOx Trước tình hình này, đòi hỏi phải có những nghiên cứu cho việc khẳng định chất lượng, tỷ lệ trộn than nhập khẩu cho mỗi nhà máy nhiệt điện, bảo đảm để các nhà máy nhiệt điện làm việc ổn định, tin cậy, đạt hiệu suất cao, phát thải thấp khi sử dụng loại than nhập trộn kèm than trong nước

Khi áp dụng bất cứ một loại hình công nghệ nào, chúng ta luôn luôn cần quan tâm đến hai yếu tố then chốt, đó là:

- Khả năng đáp ứng của công nghệ

- Khả năng đáp ứng kinh tế, tài chính

Với những lý do hết sức cấp bách và thực tế như trên, tác giả thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu đánh giá kinh tế, kỹ thuật lò hơi đốt than trộn cho tổ máy 300 MW.”

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Phân tích, đánh giá đặc tính nhiên liệu than và lựa chọn than dùng cho nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2

- Phân tích và nhận dạng công nghệ lò hơi đốt than phun công suất 300MW

- Đánh giá chế độ làm việc của lò hơi công suất 300MW nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 và một số nguyên nhân gây ra sự cố ở các chế độ làm việc khác nhau

- Đánh giá việc sử dụng than trộn cho lò hơi công suất 300MW của nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2

- Phân tích, đánh giá hiệu quả kinh tế của dự án khi áp dụng than trộn

Nội dung nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu mà tác giả muốn hướng đến là lò hơi của tổ máy công suất 300 MW, sử dụng công nghệ đốt than phun ngọn lửa hình W của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2 đang sử dụng than cơ sở thiết kế là Antraxit Việt Nam Tác giả tập trung nghiên cứu đánh giá kỹ thuật lò hơi của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2, bao gồm việc nghiên cứu các chế độ vận hành khác nhau ảnh hưởng đến hiệu suất của tổ máy

- Hỗn hợp than được nghiên cứu là hỗn hợp than Antraxit của Việt Nam có hàm lượng chất bốc thấp, độ tro cao (than Hòn Gai) với than Sub-Bitum (than nhập khẩu từ Indonesia) có hàm lượng chất bốc cao hơn, độ tro thấp hơn với tỷ lệ hợp lý

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm nghiên cứu quá trình cháy của hỗn hợp bột than trong buồng lửa, từ đó đưa ra các yêu cầu, lưu ý về mặt kĩ thuật khi triển khai

- Phân tích yếu tố kinh tế nhằm đem hiệu quả khi vận hành dự án.

Giới hạn nghiên cứu

Luận văn tập trung nghiên cứu đặc tính kỹ thuật, quá trình cháy của hỗn hợp bột than trong buồng lửa, chế độ làm việc cùng những sự cố lớn thường gặp của lò hơi than phun có công suất 300MW sử dụng than thiết kế là than Antraxit Việt Nam, từ đó đưa ra các yêu cầu, lưu ý về mặt kĩ thuật khi triển khai sử dụng nguyên liệu than trộn

Cùng với đó, luận văn tập trung phân tích yếu tố kinh tế nhằm đem hiệu quả khi thực hiện việc sử dụng nhiên liệu than mới.

Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp và phân tích thông tin từ nhiều báo cáo than trộn trên thế giới và trong nước

- Thu thập thông số kỹ thuật của thiết bị cũng như số liệu vận hành thực tế của nhà máy nhiệt điện Phả Lại 2

- Thu thập và phân tích giá than nội địa cũng như giá than nhập khẩu từ các nguồn trên thế giới.

Trình tự nghiên cứu

- Chương 2: Đặc tính nhiên liệu

- Chương 3: Phương pháp trộn than

- Chương 4: Đánh giá công nghệ lò hơi và chế độ làm việc khi sử dụng than trộn cho lò hơi tổ máy 300MW – Nhiệt điện Phả Lại 2

- Chương 5: Đánh giá hiệu quả kinh tế của việc áp dụng đốt than trộn cho lò hơi tổ máy 300MW – Nhiệt điện Phả Lại 2

- Chương 6: Kết luận và đề xuất

ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU

Thành phần hóa học của than

Các thành phần hóa học của than gồm có: Carbon ( C ), Hidro ( H ), Lưu huỳnh ( S ), Oxy ( O ), Nitơ ( N ), Tro (các khoáng chất) ( A ) và ẩm ( W ) [4] Carbon là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu rắn, nhiệt lượng phát ra khi cháy của 1kg carbon gọi là nhiệt trị của carbon, khoảng 34.150 kJ/kg Vì vậy lượng carbon trong nhiên liệu càng nhiều thì nhiệt trị của nhiên liệu càng cao Tuổi hình thành nhiên liệu càng già thì thành phần carbon càng cao, song khi ấy độ liên kết của than càng lớn nên than càng khó cháy

Hydro là thành phần cháy quan trọng của nhiên liệu rắn, khi cháy toả ra nhiệt lượng 144.500 kJ/kg Nhưng lượng Hydro có trong thiên nhiên rất ít Trong nhiên liệu lỏng Hydro có nhiều hơn trong nhiên liệu rắn

Lưu huỳnh là thành phần cháy trong nhiên liệu Trong than lưu huỳnh tồn tại dưới ba dạng: liên kết hữu cơ , khoáng chất , liên kết sunfat Lưu huỳnh hữu cơ và khoáng chất có thể tham gia quá t nh cháy gọi là lưu huỳnh cháy Còn lưu huỳnh Sunfat (nằm trong các gốc muối Sunfat) thường nằm dưới dạng CaSO4, MgSO4, FeSO4 , những liên kết này không tham gia quá trình cháy mà chuyển thành tro của nhiên liệu

( ) ( ) Nhiệt trị của lưu huỳnh bằng khoảng 1/3 nhiệt trị của carbon Khi cháy lưu huỳnh sẽ tạo ra khí SO2 hoặc SO3 Lúc gặp hơi nước SO3 dễ hoà tan tạo ra axit H2SO4 gây ăn mòn kim loại Khí SO2 thải ra ngoài là khí độc nguy hiểm: gây mưa axit, nhiễm độc cho nước,… vì vậy lưu huỳnh là nguyên tố có hại của nhiên liệu

4 Oxy và Nitơ là những chất trơ trong nhiên liệu rắn và lỏng Sự có mặt của Oxy và Nitơ làm giảm thành phần cháy của nhiên liệu làm cho nhiệt trị của nhiên liệu giảm xuống Nhiên liệu càng non thì Oxy càng nhiều Khi đốt nhiên liệu, nitơ không tham gia quá trình cháy, chủ yếu chuyển thành dạng tự do ở trong khói

Như vậy, than đá có các thành phần/nguyên tố: C, H, O, S, N, A, M, Trong đó:

- A (tiếng anh là Ash) là độ tro,

- M (tiếng anh là Moisture) - độ ẩm.

Thành phần công nghệ của than

Trên thực tế, trong đánh giá chất lượng than, người ta còn đánh giá, phân loại than theo các đặc tính công nghệ mà những đặc tính đó phản ánh khả năng cháy của than Gồm có các thành phần sau:

Khi đó: Độ ẩm (M-Moisture): Bất kỳ một loại nhiên liệu rắn nào cũng chứa một lượng nước gọi là độ ẩm của nhiên liệu Nó là thành phần không tham gia quá trình cháy của nhiên liệu Sự có mặt của độ ẩm làm cho thành phần cháy giảm đi, giảm nhiệt trị của nhiên liệu Ngoài ra khi nhiên liệu cháy cần phải tiêu hao một số lượng nhiệt để làm độ ẩm bốc thành hơi nước

Phần độ ẩm duy trì trên bề mặt than và có thể thoát ra khỏi bề mặt than khi để trong không khí khô 30°C gọi là độ ẩm ngoài Trong nhiên liệu còn có độ ẩm trong là độ ẩm bền vững không tách khỏi nhiên liệu ở điều kiện không khí khô Độ ẩm toàn phần của than được xác định bằng cách sấy nhiên liệu trong tủ sấy ở nhiệt độ 105°C cho đến khi trọng lượng nhiên liệu không thay đổi Phần trọng lượng mất đi gọi là độ ẩm nhiên liệu Thực ra ở nhiệt độ 105°C chưa đủ để thải hoàn toàn độ ẩm ra khỏi nhiên liệu với một số loại độ ẩm trong như ẩm tinh thể, thường phải ở nhiệt độ 500°C - 800°C mới thoát ra ngoài được Độ tro trong than (Ash-A) : Các vật chất ở dạng khoáng chất trong than khi cháy biến thành tro, sự có mặt của chúng làm giảm thành phần cháy nghĩa là làm giảm nhiệt trị của than Tỉ lệ tro trong than ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cháy của than như: giảm nhiệt trị của than, gây nên mài mòn bề mặt ống hấp thụ nhiệt, bám bẩn làm giảm hệ số truyền nhiệt qua vách ống, Ngoài ra một đặc tính quan trọng nữa của tro ảnh hưởng lớn đến quá trình làm việc của thiết bị cháy là độ nóng chảy của tro Độ tro của nhiên liệu được xác định bằng cách đem mẫu nhiên liệu đốt đến 800°C -850°C đối với nhiên liệu rắn và 500°C đối với nhiên liệu lỏng cho đến khi trọng lượng còn lại không thay đổi Phần trọng lượng không thay đổi đó tính

5 bằng phần trăm được gọi là độ tro của nhiên liệu Ví dụ: Độ tro của dầu mazut vào khoảng 0.2-0.3%, của gỗ vào khoảng 0.5-1%, của than anthraxit có thể lên đến 15-30% hoặc cao hơn nữa

Một trong những đặc tính quan trọng có ảnh hưởng đến điều kiện làm việc trong lò đó là nhiệt độ nóng chảy của tro Trong phòng thì nghiệm, người ta xác định nhiệt độ nóng chảy của tro bằng cách lấy tro ép thành hình tháp cao 20 mm đáy vuông cạnh 7 mm, sau đó cho mẫu vào lò nung Nhiệt độ mà hình tháp bắt đầu biến dạng gọi là nhiệt độ T1, “DT-Deformation Temperature” Khi tháp tro bắt đầu mềm (đỉnh tháp gục xuống tới mặt đáy) gọi là nhiệt độ bắt đầu mềm T2,

“ST-Softening Teperature” Khi tháp tro chảy và chuyển thành giọt nước gọi là nhiệt độ chảy lỏng T3, “FT-Fluid Temperature” như Hình 1 nh 2 1 - Xác định đặc tính chảy của tro

0 - Trước khi đốt nóng; 1 - Bắt đầu biến dạng;

2 - Bắt đầu mềm; 3 - Bắt đầu chảy

- T3 = 1200 – 1400°C là tro có độ chảy trung bình;

- T3 < 1200°C là tro dễ chảy Đặc tính nóng chảy của tro than phụ thuộc vào thành phần hóa học của tro Nhiệt độ nóng chảy của tro xỉ là một quá trình phức tạp, nó là một thông số đặc biệt quan trọng như đã được phân tích ở trên Trong tro xỉ chủ yếu gồm: SiO2; Al2O2; CaO; Feơ2O3; MgO và một số chất khỏc Nhiệt độ chảy xỉ thường cao hơn nhiệt độ nóng chảy của từng khoáng chất trên

Chất Bốc của than (Volatile matter-V) : Khi đem đốt nóng nhiên liệu trong điều kiện môi trường không có Oxy thì mối liên kết các phân tử hữu cơ bị phân huỷ Quá trình đó gọi là quá trình phân huỷ nhiệt Sản phẩm của phân huỷ nhiệt là những chất khí được gọi là "Chất bốc" và kí hiệu là VC %, bao gồm những khí Hydro, Cacbuahydro, CacbonOxit, Cacbonic

Những liên kết có nhiều Oxy là những liên kết ít bền vững dễ bị phá vỡ ở nhiệt độ cao, vì vật than càng non tuổi bao nhiêu thì chất bốc càng nhiều bấy nhiêu, than bùn có 70% chất bốc, than đá 10-45%, than anthraxit từ 2-9%

Nhiệt độ sinh ra chất bốc phụ thuộc vào tuổi hình thành của than, than càng non thì nhiệt độ bắt đầu sinh chất bốc càng thấp Lượng chất bốc sinh ra còn phụ thuộc vào thời gian phân hủy nhiệt

6 Theo tiêu chuẩn ASTM-D388 thì chất bốc của than thành phần bay hơi của than đã trừ đi độ ẩm khi mẫu than được đốt nóng trong chén có nắp đậy kín (không có không khí vào), ở nhiệt độ 800°C - 820°C trong thời gian 7 phút Chất bốc của than có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy than, chất bốc càng nhiều thì than càng tơi xốp, dễ bắt lửa và cháy kiệt bấy nhiêu Vì vậy, khi cháy than ít chất bốc như anthraxit của Việt Nam thì cần có biện pháp kĩ thuật thích hợp như kéo dài ngọn lửa, trộn với than có hàm lượng chất bốc cao như SubBitum/Bitum, … Bảng 2.1 dưới đây trình bày đặc tính chất bốc và cốc của một số loại than thường gặp

Bảng 2.1 Đặc tính chất bốc và cốc một số loại than [4]

Nhiệt độ bắt đầu sinh chất bốc ( o C)

Than đá (mỡ) 260 25-35 Thiêu kết

Thành phần cốc trong than (Fixed Carbon FC) : Chất rắn còn lại (đã trừ đi độ tro) của than sau khi bốc hết chất bốc thì được gọi là cốc của than Cốc là thành phần chất cháy chủ yếu của than Tính chất của cốc phụ thuộc vào tính chất của các mối liên hệ hữu cơ có trong các thành phần cháy Nếu cốc ở dạng cục thì gọi là than thiêu kết (than mỡ, than béo) Nếu cốc ở dạng bột thì gọi là than không thiêu kết (than đá, than Anthraxit)

Than có nhiều chất bốc thì cốc càng xốp, than càng có khả năng phản ứng cao, carbon không những dễ bị Oxy hoá mà còn dễ bị hoàn nguyên khí CO2 thành khí CO Than gầy và than Anthraxit không cho cốc xốp khi cháy, cho nên chúng là loại than khó cháy Tuỳ thuộc khả năng thiêu kết của than mà than có màu sắc khác nhau Than không thiêu kết có màu xám, than ít thiêu kết có màu ánh kim loại [3] Độ bền của than phụ thuộc vào độ xốp của cốc, than càng xốp thì độ bền càng bé than càng dễ nghiền Nhiệt trị của than (HHV/LHV):

Nhiệt trị của than : là nhiệt lượng phát ra khi cháy hoàn toàn 1 kg than, kí hiệu bằng chữ Q (kJ/kg) Nhiệt trị của than được phân thành nhiệt trị cao (Higher Heating Value-HHV) và nhiệt trị thấp (Lower Heating Value-LHV)

Than Anthraxit ở việt nam là than có thành phần cốc lớn nhiệt trị cao, tuy nhiên hàm lượng chất bốc lại thấp nên rất khó bắt cháy

Người ta xác định nhiệt trị của một mẫu nhiên liệu bằng cách sử dụng thiết bị thí nghiệm trong Quy trình thí nghiệm được trình bày rõ trong [3]

7 nh 2.2 - Nhiệt lượng kế và bom nhiệt lượng kế a ) Nhiệt lượng kế; b) Bom nhiệt lượng kế

1 - Nom nhiệt lượng kế 4 - Que khuấy

2 - Thùng nhiệt lượng kế 5- Truyền động cho que khuấy

3 - Nhiệt kế 6 - Thùng hai ngăn

Phân loại than

Than thường được chia thành hai loại chính: Antraxit (hoặc Than cứng) và Bitum (hoặc Than mềm) Việc phân loại chủ yếu dựa vào hàm lượng cacbon và độ ẩm của than Khi quá trình than hóa tiếp tục, chất lượng của than sẽ tăng lên Thứ hạng của than được định nghĩa là mức độ thay đổi (biến chất) xảy ra khi than trưởng thành từ than bùn thành than antraxit Than có thể được phân loại theo một số cách như được mô tả dưới đây:

- Độ tro cao (>20%) b Theo cấu trúc của than

- Antraxit ( Gần như hoàn toàn là Cacbon )

- Bitum ( có nhiều liên kết với hydro hơn)

- Sub-bitum ( có ít liên kết với hydro hơn)

- Than non c Theo nhiệt trị

- Than non: 12 x 10 6 BTU/ tấn d Theo hàm lượng lưu huỳnh

- Hàm lượng lưu huỳnh thấp ( 1 Hắc Ín ( Tar ) thường ở dạng lỏng và bay hơi ở nhiệt độ cao Hắc Ín ( Tar ) dễ được nhận thấy nhất ngoài thực tế khi ta đốt một thanh củi, Hắc Ín ( Tar ) chính là lớp bọt xuất hiện phía đầu kia của thanh, dạng lỏng Tar bay hơi ở nhiệt độ cao và bị bẻ gãy các liên kết để trở thành các dạng như CH4, C2H4, C3H6, …

Giai đoạn cháy bốc ( T3 )

Ngay khi chất bốc được thoát ra ngoài ( cụ thể là các khí ) chúng được khuếch tán ra môi trường có nhiệt độ cao và giàu oxy và một ngọn lửa bắt đầu được hình thành

Chất bốc nhanh chóng bị oxy hóa tạo thành một lớp “vỏ” bao bọc xung quanh, ngăn không cho hạt than tiếp xúc với oxy Chất bốc liên tục được sinh và thoát ra khỏi hạt than, tiếp tục duy trì ngọn lửa cháy chất bốc Do quá trình nhiệt phân tiếp tục cùng với tốc độ sinh chất bốc giảm xuống, bề mặt ngọn lửa càng tiến gần đến hạt than Khi quá trình sinh chất bốc gần như kết thúc, ngọn lửa tiến đến sát và sau đó dính vào hạt than Tại điểm này, oxy có mối quan hệ mật thiết với cốc và quá trình oxy hóa cốc bắt đầu xảy ra Nói cách khác, quá trình oxy hóa cốc sẽ không xảy ra cho đến khi quá trình nhiệt phân hoàn thành Các phản ứng hóa học chủ đạo trong giai đoạn cháy chất bốc này có dạng:

Chủ yếu là các sản phẩm của quá trình nhiệt phân, là các Hidrocacbon dễ cháy nên quá trình này xảy ra rất nhanh, chỉ tính bằng một vài mili giây Như vậy, thời gian phản ứng và cháy chất bốc của hạt than là rất nhỏ so với quá trình cháy của than (quá trình này tính bằng vài giây), tuy vậy nó lại quyết định thành phần tham gia vào các quá trình sau này cũng như quyết định đến các sản phẩm sau này, ví dụ như hàm lượng phát thải NOx.

Giai đoạn cháy cốc ( T4 )

Sau quá trình truyền nhiệt truyền chất phức tạp, chất bốc đã cạn kiệt, đó là thời điểm bắt đầu cháy cốc (phần chứa hàm lượng lớn Carbon trong hạt than) Lúc này, hạt than (chứa Carbon và tro) đã xuất hiện nhiều vết nứt gãy trên bề mặt, tuy vậy oxy vẫn không thể thâm nhập vào sâu trong hạt, nó chỉ tiếp xúc và oxy hóa phần vỏ hạt than Hạt than tiếp tục cuốn theo dòng, lớp cốc bề mặt bị oxy hóa, ma sát và bị bào mòn bởi lớp không khí bên ngoài, khiến cho từng lớp cốc bị đốt cháy dần cho đến khi hạt than biến mất hẳn Do vậy, quá trình cháy cốc diễn ra rất chậm và chiếm phần lớn thời gian cháy của cả hạt than

Quá trình cháy cốc phức tạp, là một quá trình phụ thuộc vào hàm lượng oxy được tiếp xúc với bề mặt hạt than và dần len lỏi vào các vết rạn nứt, do đó nó phụ thuộc vào các yếu tố:

- Sự thay đổi cấu trúc hạt than như kích thước lỗ rỗng, diện tích bề mặt và khối lượng riêng

- Thành phần tro trong than

- Sự khuếch tán trong các lỗ rỗng

- Sự phân mảnh của các hạt cốc

- Các phản ứng với sự tham gia và hình thành nhiều chất khác nhau như O2, , CO và H2

Hình 2.6 thể hiện quá trình rạn nứt của hạt than:

Hình 2.4 – Quá trình rạn nứt của hạt than

Quá trình oxy hóa cốc được thông qua lần lượt các bước dưới đây, được gọi là phản ứng dị thể:

- Khuếch tán oxy tới bề mặt hạt than cũng như các lỗ rỗng bên trong hạt than

- Hấp thụ chất phản ứng trên bề mặt cacbon

- Bề mặt phản ứng chuyển sang dạng oxit rắn;

- Nhả hấp thụ của các oxit rắn, chuyển thành pha khí

- Khuếch tán các sản phẩm cháy theo các lỗ rỗng và bề mặt ra ngoài Trong quá trình cháy cốc, phản ứng dị thể chủ yếu bao gồm:

Phản ứng (1) xảy ra ở điều kiện nhiệt độ thấp hơn, hàm lượng oxy giàu hơn, khi này, Cacbon kết hợp trực tiếp với oxy để tạo thành CO 2 Tuy nhiên, trong buồng lửa, nhiệt độ cao kết hợp cùng với sự không dồi dào Oxy làm cho phản ứng (2) chiếm đa số Trong môi trường nhiệt độ cao, đồng thời thiếu Oxy, Cacbon kết hợp với Oxy tạo thành khí CO, đây được coi là quá trình khí hóa nhiên liệu rắn (chủ yếu Cacbon) thành nhiên liệu khí (CO) cho hiệu quả cháy cao hơn Phản ứng số (3) là phản ứng của quá trình cháy khí, đốt cháy lượng CO sinh ra từ phản ứng (2) Dẫu vậy, trên thực tế, phản ứng (1) và (2) xảy ra đồng thời với nhau, phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ và nồng độ Oxy xung quanh hạt than mà ta có tỷ lệ CO/CO 2 trên bề mặt Ngoài ra, cũng ghi nhận một số phản ứng khác như:

Những phản ứng này thu nhiệt, tuy nhiên, chỉ xảy ra ở nhiệt độ trên 705 o C

Là các phản ứng thu nhiệt, tuy nhiên đây là phản ứng 2 chiều, do đó sự tồn tại của chúng chỉ làm ảnh hưởng cục bộ đến điều kiện xung quanh (ví dụ như sự thay đổi về nồng độ và mật độ nhiệt) mà tổng thể không ảnh hưởng đến quá trình cháy và các sản phẩm cháy.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của than

Như vậy, mục tiêu của ta là hạt than phải được cháy kiệt, thời gian lưu lại của hạt than trong buồng lửa không được quá ngắn dẫn đến tăng tổn thất do cháy chưa hoàn toàn, mặt khác cũng không nên để hạt than lưu lại quá lâu, dẫn đến chiếm 1 phần thể tích buồng lửa mà không sinh nhiệt, ảnh hưởng đến chế độ cháy, trường áp suất Như các phân tích về các quá trình cháy hạt ở trên chúng ta nhận thấy, quá trình cháy của hạt than phụ thuộc vào:

- Thời gian: Thời gian của hạt than ở trong buồng đốt phải đủ lâu đủ để đốt cháy hoàn toàn Lượng thời gian hạt than phải cháy (hoặc tồn tại ở phía trước ngọn lửa hoặc vùng cháy) đã được cải thiện đáng kể với sự ra đời của đầu đốt giữ lửa Sự khác biệt chính giữa đầu đốt loại này và đầu đốt kiểu thông thường cũ là đầu đốt giữ lửa quay mạnh hỗn hợp không khí/nhiên liệu dẫn đến trộn tốt hơn Điều này làm giảm lượng không khí đốt dư thừa cần thiết để đảm bảo mỗi hạt nhiên liệu được bao quanh hoàn toàn bởi oxy và đốt cháy hoàn toàn Khi lượng không khí đốt giảm, hiệu suất sẽ tăng lên

- Nhiệt độ: đủ cao để đốt cháy và duy trì sự đánh lửa của nhiên liệu Đảm bảo cung cấp nguồn nhiệt lớn sẽ đảm bảo quá trình bắt cháy thuận lợi

- Sự xáo trộn: Sự xáo trộn của nhiên liệu, không khí và nguồn nhiệt giúp quá trình đốt cháy hoàn toàn hơn bằng cách giữ cho các thành phần này tiếp xúc với nhau trong thời gian dài hơn

- Chất cháy ( Ở đây là than ): Cần cung cấp đầy đủ chất cháy cho quá trình cháy diễn ra thuận lợi Các trường hợp lò hơi than phun, khi đốt than xấu khó cháy, chỉ ngay khi chạy dưới 75% công suất RO thì đã cần phải đốt kèm hỗ trợ dầu

- Oxy ( Không khí cấp): Sự hòa trộn của nhiên liệu và Oxy ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng cháy kiệt của hạt than Không cung cấp đủ Oxy ở giai đoạn cháy cốc - giai đoạn quan trọng nhất của quá trình cháy than, sản phẩm cháy sinh ra chủ yếu là CO, gây tổn thất nhiệt cho lò

Như vậy, để cái thiện hiệu quả cháy của lò, chúng ta có nhưng lưu ý như sau:

- Hâm nóng hỗn hợp than và không khí cấp 1 đến nhiệt độ đủ cao nhưng không khiến chúng bắt cháy ngay trước khi đưa vào buồng lửa Hướng phun của dòng bột than tiến đến vị trí đai lò (cuốn lò) được bảo ôn tốt Tổ chức các ngọn lửa (từ các vòi phun) thật hợp lý để sản phẩm cháy của ngọn lửa này cũng giúp cháy kiệt của ngọn lửa kia

- Kiểm soát tốc độ dòng ra khỏi vòi phun hợp lý để đạt được độ rối hiệu quả, tăng khả năng tiếp xúc với oxy mà vẫn đảm bảo thời gian duy trì của hạt than trong buồng lửa ( ≥T )

- Tách dòng không khí cấp 2 khỏi miền bốc cháy và khống chế lưu lượng gió cấp 1 càng nhỏ thì nồng độ bột càng cao, dòng được đốt nóng càng nhanh và quá trình bốc cháy sẽ bắt đầu càng gần vòi phun hơn

- Duy trì và tính toán hệ số không khí thừa ở mức thấp nhất có thể, song vẫn đảm bảo sự cháy kiệt của hạt than, ta giảm được tổn thất do khói thải (Q2) và giảm thiếu sự sinh ra NOx

CÔNG NGHỆ THAN TRỘN

Tổng quan về công nghệ trộn than

Đốt trộn than khó cháy với than dễ cháy nhằm nâng cao hiệu suất cháy hoặc than dễ cháy với loại than khác nhằm kéo dài thời gian khai thác nhà máy nhiệt điện được gọi là công nghệ than trộn

Nhà máy nhiệt điện cũ với phương án cơ sở là đốt hoàn toàn một loại than duy nhất Sử dụng phương án thay thế là đốt kèm với than có tính chất giống nhau

- Phương án 1: Trộn trực tiếp than A với than cơ sở sau đó hỗn hợp được đưa vào máy nghiền (thường là tổ chức trộn ở mỏ, công ty cung cấp than, trong quá trình vận chuyển và kho dự trữ than nhà máy,…)

- Phương án 2: Sử dụng máy nghiền riêng nghiền than A với kích thước hạt thô và bố trí phun vào buồng đốt bằng các vòi phun riêng biệt (phun kèm như phun vòi đốt dầu)

Phương án 1 được ưu tiên phát triển hơn do không cần cải thiện nhiều về cấu hình

Công nghệ đốt than trộn có những ưu điểm cần phải kể đến như:

- Đảm bảo an ninh năng lượng (kéo dài thời gian sử dụng nguồn than trong nước để sản xuất điện) Một nhà máy nhiệt điện được thiết kế để đốt tối ưu với một loại than cố định Như vậy, tuổi thọ của nhà máy gắn liền với trữ lượng than ấy Để kéo dài thời gian khai thác nhà máy cũng như nguồn than nội địa có nguy cơ cạn kiệt, việc trộn than nội địa với than nhập khẩu là bắt buộc Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào một loại than, nguồn than duy nhất, đốt than trộn cho phép nhà máy linh hoạt với các nguồn than, loại than Không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như thời tiết, xung đột, … dẫn đến không thể vận chuyển nhiên liệu, nhà máy nhiệt điện vẫn có khả năng hoạt động liên tục và ổn định Sự vận hành ổn định của nhà máy có thể đảm bảo cho hoạt động cung cấp điện được liên tục, từ đó kéo theo sự phát triển của xã hội và nâng cao đời sống của nhân dân

- Tăng khả năng bắt cháy của than và giảm phát thải Trộn than khó cháy có hàm lượng chất bốc thấp với than dễ cháy có hàm lượng chất bốc cao khiến cho hỗn hợp than bắt cháy sớm hơn, cháy kiệt hơn do thời gian lưu lại trong buồng lửa của hạt than kéo dài Từ đó giảm được tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (Q 4 ) Nhiên liệu bắt cháy tốt hơn làm giảm lượng không khí thừa, từ đó cũng làm giảm hàm lượng NOx, , CO trong khói thải Hiệu suất lò tăng lên dẫn đến phát thải cho mỗi kWh điện sản xuất ra đều giảm Hàm lượng không khí thừa giảm, dẫn đến tổn thất do khói thải ( Q 2 ) giảm Tiêu hao điện tự dùng cho lò nhìn chung từ đây sẽ giảm

- Có thể giảm chi phí phát điện vì giảm chi phí nhiên liệu Trộn than có phẩm cấp cao với than có phẩm cấp thấp có thể tạo lên lợi thế về giá Trung bình, chi tiêu về nhiên liệu cho nhà máy sẽ giảm

- Có thể tăng kích cỡ nghiền của bột than so với trước đây Bột than có hàm lượng chất bốc cao hơn có thể bốc cháy dễ dàng hơn, từ đó yêu cầu về kích thước hạt không cần đạt đến kích thước nhỏ như cũ

Như vậy, với tất cả các ưu điểm trên như tăng hiệu suất trong khi giảm phát thải và tạo ra lợi thế về giá Trộn than sẽ giúp cho nhà máy tăng được lợi nhuận và khả năng cạnh tranh trong thị trường phát điện

Bên cạnh những ưu điểm như trên, công nghệ than trộn cũng phải đối mặt với nhiều thách thực và nhược điểm:

- Tính chất không là trung bình cộng của các than thành phần Trong khi phân tích nhiên liệu, có rất nhiều thông số phải đề cập đến như hàm lượng Cacbon, Hidro, Oxy, Nito,… và khi trộn hỗn hợp than thì ta cần tìm ra thông số quy dẫn ứng với từng tỉ lệ trộn, với than trộn cần đặc biệt quan tâm đến độ tro, độ nở phồng của tro và nhiệt độ nóng chảy của tro xỉ

- Nếu trộn với than dễ cháy có thể bắt cháy ngay tại thùng nghiền Trộn than dễ cháy có hàm lượng chất bốc cao, độ ẩm thấp có thể bắt cháy ngay ở nhiệt độ trong kho chứa, băng tải

- Yều cầu đầu tư trang thiết bị nghiền, vòi phun mới Thùng nghiền cũ của nhà máy phù hợp riêng với 1 loại than có tính chất vật lí riêng Thay đổi nguyên liệu nghiền có thể ảnh hưởng đến năng suất của máy nghiền cũng như hiệu quả hoạt động của vòi phun than Vì lẽ đó, yêu cầu cần có 1 máy nghiền phù hợp với từng loại than, dẫn đến tăng chi phí đầu tư để cải tổ nhà máy

- Ảnh hưởng đến năng suất nghiền, độ mịn Nếu không đầu tư máy nghiền chuyên dụng thì có thể ảnh hưởng đến năng suất nghiền như đã đề cập ở trên Hạt than với kích thước không đồng đều, ảnh hưởng đến độ mịn, chất lượng hạt than

- Có thể xảy ra hiện tượng chảy xỉ lỏng Nhiệt độ buồng lửa cao hơn nhiệt độ T 3 ( Nhiệt độ chảy lỏng của xỉ ) làm xỉ có thể hóa lỏng, tạo thành giọt xỉ ngay trong buồng đốt Các giọt xỉ này bám vào bề mặt trao đổi nhiệt của lò và hóa rắn, gây cản trở quá trình trao đổi nhiệt, gây ra ứng suất nhiệt, giảm độ bền và có thể dẫn tới hậu quả nổ đường ống nước lên Hình 3.1 dưới đây là sự cố nổ lò hơi ở Nhiệt điện Uông Bí do đốt trộn than nội địa Antraxit và than Bitum nhập khẩu Không chỉ nói riêng nhiệt điện Uông Bí, có rất nhiều nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam đang đốt than trộn, than không từ 1 mỏ cố định, được trộn từ 2 hay nhiều mỏ với nhau để cung cấp cho nhà máy nên sự cố luôn luôn thường trực

- Gây quá tải cho hệ thống thải xỉ đáy và tro bay Do không có tính chất tuyến tính nên rất khó để dự đoán hàm lượng tro xỉ đáy và tro bay Với cấu hình cũ, rất dễ gây ra quá tải, cần thay đổi chế độ vận hành của nhà máy Riêng với tro bay, gây quá tải cho hệ thống khử bụi và không xử lí tốt trước khi thải ra môi trường, nhà máy có thể dừng hoạt động do không đảm bảo các yêu cầu khí thải

Hình 3.1 – Sự cố nổ lò hơi tại Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí

Hình 3.2 – Các nhà máy nhiệt điện xung quanh khu vực Hà Nội

Tổng quan về công nghệ than trộn trên thế giới

Trên thế giới, ngành công nghiệp khai thác và sử dụng than đã có từ rất lâu đời Công nghệ than trộn cũng đã được nghiên cứu và thành công ứng dụng trong nhiều ngành như khí hóa, luyện kim và nhiệt điện Than trộn là công nghệ tất yếu phải có khi chúng ta sử dụng than với mục đích công nghiệp Công nghệ than

33 trộn đã phát triển mạnh và có nhiều nhà khoa học đi trước ở các nước và khu vực như châu Âu, Hoa Kì, Ấn Độ, … đặc biệt là Trung Quốc-quốc gia có sản lượng điện từ Nhiệt điện than là lớn nhất cũng đóng góp rất lớn, nghiên cứu cụ thể về công nghệ than trộn

Công nghệ của các quốc gia kể trên đã rất phát triển, chỉ ra rõ từng giai đoạn của công nghệ than trộn, từ khâu khai thác, tổ chức lưu trữ, trộn than, nghiền than và đưa vào buồng lửa

Trộn 2 hoặc nhiều loại than với nhau ngay tại nhà máy cung cấp than và cung cấp ngay các thông số của than trước khi giao cho nhà máy Nhiệt điện Tính chất của mẫu than mới không là trung bình cộng của các mẫu than con nên cần được dự đoán bằng kinh nghiệm và các thông số cần phải được xác định bằng thực nghiệm

3.2.2 Các loại hệ thống trộn than a Hệ thống trộn theo đống – máy đánh đống

Phương pháp này sử dụng thiết bị đánh đống và các thiết bị chuyên dụng để chất than tạo thành các lớp có hình dạng khác nhau theo tên gọi như sau:

- Xếp phân tầng : Các loại than khác nhau được xếp theo các lớp nằm ngang

- Xếp phân tầng chéo: Các loại than khác nhau được xếp theo các lớp nghiêng

- Xếp kiểu hình mũi nhọn: Lớp than lắng đọng bằng cách di chuyển máy đánh đống dọc theo trục trung tâm

- Xếp kiểu hình gió: Than được xếp chồng lên nhau theo hàng tam giác bằng cách sử dụng nhiều đỉnh xả (vì nhiều lớp, đầm bằng máy ủi dễ dàng hơn)

- Xếp ô mũi nhọn: Kết hợp giữa hai phương pháp xếp kiểu mũi nhọn và xếp kiểu hình gió

Sự tách biệt được giảm thiểu trong phương pháp xếp kiểu hình gió và xếp ô mũi nhọn được tìm thấy là các phương pháp hiệu quả nhất so với các phương pháp khác Đây là phương pháp trộn linh hoạt, đơn giản và rẻ tiền nhất Các màu sắc khác nhau chỉ ra các loại than khác nhau khi chúng được thêm vào đống Độ dày của các lớp than cho phép xác định tỷ trọng của từng loại than ở trong đó nh

3.3 thể hiện các phương pháp xếp than thành đống:

Hình 3.3 – Các phương pháp xếp 2 loại than thành đống Ưu và nhược điểm của hệ thống trộn than ngay theo đống:

- Phương pháp này có tính chính xác cao ( sai số 1-2%), nhưng là tỉ lệ trộn là cố định không thay đổi được

- Có thể trộn rất nhiều loại than khác nhau và có độ chính xác cao cho nên thường trộn cho các nhà máy luyện thép

- Cần diện tích lớn: 1 cho đánh đống và 1 cho phá đống Cần có thiết bị phá đống theo kiểu cắt ngang Sau khi phá đống phải chuyển thành một đống mới và sau đó chuyển qua kho chứa chính thì mới đưa đi tiêu thụ Biện pháp xếp lớp các loại than khác nhau yêu cầu các loại than này phải có mặt cùng lúc tại nhà máy để tiến hành xếp lớp Điều kiện như vậy thường rất ít xảy ra tại các nhà máy nhiệt điện của Việt Nam nên rất ít khi được sử dụng b Hệ thống trộn theo băng tải:

* Trộn than từ Silo ( Silo Blending )

Trộn than từ silo là quá trình trộn các chủng loại than hoặc các loại than có phẩm chất khác nhau được lưu trữ trong các silo hoặc thùng chứa riêng biệt để tạo ra sản phẩm than trộn có tính chất hoặc đặc tính cụ thể theo mong muốn

Quy trình trộn than từ silo thường hoạt động:

- Lưu trữ trong silo: Các các chủng loại than hoặc các loại than có phẩm chất khác nhau được lưu trữ riêng biệt trong silo hoặc thùng chứa Những silo này được thiết kế để chứa và bảo vệ than khỏi các yếu tố môi trường như độ ẩm và ô nhiễm

- Phân tích và kiểm tra: Trước khi trộn, than từ mỗi silo thường được phân tích và kiểm tra các đặc tính khác nhau như nhiệt trị, hàm lượng tro, hàm lượng lưu huỳnh, độ ẩm, kích thước hạt… Dữ liệu này giúp xác định tỷ lệ pha trộn tối ưu

- Chiến lược pha trộn: Dựa trên các đặc tính than mong muốn cho một ứng dụng cụ thể (ví dụ: nhiệt trị mong muốn cụ thể hoặc yêu cầu kiểm soát khí thải), chiến lược pha trộn được phát triển Chiến lược này xác định tỷ lệ than được lấy từ mỗi silo để tạo ra hỗn hợp mong muốn

- Quy trình phối trộn: Than từ các silo đã chọn được lấy ra theo tỷ lệ quy định và trộn với nhau Việc trộn có thể đạt được bằng nhiều phương pháp khác nhau, chẳng hạn như hệ thống băng tải, máy cấp liệu quay hoặc các thiết bị trộn cơ học khác Trong một số trường hợp, việc trộn có thể được thực hiện trong silo trộn riêng biệt trước khi xử lý tiếp

- Kiểm soát chất lượng: Khi quá trình trộn diễn ra, các thử nghiệm giám sát và kiểm soát chất lượng liên tục thường được tiến hành để đảm bảo rằng hỗn hợp than thu được đáp ứng các thông số kỹ thuật mong muốn

- Vận chuyển và sử dụng: Than trộn sau đó được vận chuyển đến điểm sử dụng Hỗn hợp cụ thể được chọn có thể được điều chỉnh theo yêu cầu của quá trình đốt cháy hoặc sản xuất để tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu lượng khí thải Ưu điểm của phương pháp trộn than từ silo:

ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ LÒ HƠI VÀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KHI SỬ DỤNG THAN TRỘN CHO LÒ HƠI TỔ MÁY 300MW – NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI 2

Đặc tính kỹ thuật thiết bị

Lò hơi Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại 2 do Công ty lò hơi Mitsui Babcock của Anh chế tạo, thuộc loại lò 1 bao hơi, tuần hoàn tự nhiên, thông gió cân bằng, buồng lửa thải xỉ khô, áp suất dưới tới hạn phù hợp cho việc lắp đặt ngoài trời

Lò hơi được thiết kế để đốt than bột (than Antraxit) với hệ thống nghiền phun than trực tiếp ( Không có kho than bột trung gian và các máy cấp than bột) Dầu FO được sử dụng khi khởi động/ngừng lò, đốt kèm khi lò vận hành ở phụ tải thấp hoặc khi than cháy kém (có thể không cần đốt dầu khi tải lò hơi ≥ 60% BMCR, công suất lò hơi lớn nhất khi đốt dầu là 30% BMCR) [8]

Buồng đốt của lò dược tạo lên từ các giàn ống sinh hơi hàn lại với nhau bằng các thanh thép dẹt dọc theo 2 bên vách ống Các giàn ống sinh hơi tường trước và sau ở giữa tạo thành vai lò, phía dưới tạo thành phễu lạnh Phía trên buồng đốt, các giàn ống sinh hơi tường trước và sau tạo thành phần lồi khí động Trên bề mặt ống sinh hơi tại vùng rộng của buồng đốt từ phễu lạnh đến vai lò được gắn gạch chịu nhiệt tạo thành đai đốt Để ổn định tuần hoàn, các giàn ống sinh hơi được chia thành 20 vòng tuần hoàn nhỏ Từ bao hơi nước theo 4 đường ống nước xuống, phân chia đi vào 20 ống góp dưới trước khi đi vào các giàn ống sinh hơi Hỗn hợp hơi nước bốc lên từ các giàn ống sinh hơi 2 tường bên tập trung vào các ống góp trên ở phía bên sườn lò, của tường trước tập trung vào các ống góp trên của tường trước, của tường sau tập trung vào các ống góp trên của tường sau Từ các ống góp này, hỗn hợp hơi nước đi vào bao hơi bằng 50 đường ống lên

Theo chiều đi ra của đường khói, phía trên buồng đốt và đường khói nằm ngang lần lượt bố trí các bộ quá nhiệt cấp 2, bộ quá nhiệt cuối và phần sau bộ quá nhiệt trung gian Phần đường khói đi xuống được chia làm 2 nửa trước và sau được phân cách bằng tường phân chia đầu vào bộ quá nhiệt cấp 1 Nửa trước đặt phần đầu bộ quá nhiệt trung gian, nửa sau đặt bộ quá nhiệt cấp 1 Lưu lượng khói đi vào 2 nửa náy có thể điều chỉnh được nhờ các tấm chắn đặt trên đường khói ra sau bộ hâm nước

Phía dưới bộ quá nhiệt trung gian và bộ quá nhiệt cấp 1 là bộ hâm nước, bộ hâm nước thuộc loại chưa sôi, có cánh tản nhiệt và được chia thành 2 phần Một phần đặt dưới bộ quá nhiệt trung gian còn phần kia đặt dưới bộ quá nhiệt cấp 1

Ra khỏi bộ hâm nước, dòng khói chia dều thành 2 đường đi vào bộ sấy không khí quay kiểu hồi nhiệt

Hệ thống nghiền than cho 1 lò hơi gồm 4 máy nghiền, máy nghiền có cấu tạo đầu ra kép Mỗi máy nghiền gồm 2 boongke than nguyên, 2 máy cấp than nguyên, 2 bộ phân ly than thô, hệ thống gió cấp 1 và các hệ thống liên quan để sấy và vận chuyển than tới các vòi đốt than bột Khi vận hành bình thường thì 4

39 máy nghiền làm việc nhưng nếu 1 máy nghiền bị sự cố thì 3 máy nghiền vẫn có khả năng cấp đủ than bột cho lò đạt được phụ tải liên tục lớn nhất

Lò hơi được trang bị 2 bộ sấy không khí quay kiểu hồi nhiệt, 2 bộ sấy không khí dùng hơi, 2 quạt gió chính, 2 quạt gió cấp 1 và 2 quạt khói Chúng được bố trí theo sơ đồ hệ thống làm việc song song, mỗi thiết bị có công suất làm việc tối thiểu bằng 50% công suất của hệ thống [8]

Lò hơi được trang bị 2 bộ lọc bụi tĩnh điện đặt sau bộ sấy không khí quay hồi nhiệt và phía trước quạt khói Chúng lọc bụi trong khói đảm bảo nồng độ bụi thấp hơn 100mg/m 3 trước khi thải ra môi trường

Sau các quạt khói, lò hơi được lắp đặt một hệ thống khử lưu huỳnh trong khói (FGD) Hệ thống khử lưu huỳnh có nhiệm vụ làm giảm hàm lượng SO2 trong khói xuống 1) Ngoài ra, ở các thiết bị có sự rò lọt không khí do kết nối cơ khí, nên hệ số không khí thừa cũng thay đổi, khi tính toán cần kể đến hệ số này, do đó phải tính lại đặc tính sản phẩm cháy thực tế ở mỗi bộ Các kết quả tính đặc tính sản phẩm cháy thực tế được biểu diễn tại Phụ

Lục 1.1 – Phụ Lục 1.4 d Tính Entanpi của không khí và sản phẩm cháy

Entanpi của sản phẩm cháy được tính ứng với 1 kg nhiên liệu rắn Entanpy của khói thực tế bằng:

– entanpi của không khí lí thuyết (kJ/m 3 tc)

Với 𝑝 là nhiệt dung riêng của không khí: 𝑝 = 1,28866 + 0,0001201𝑡

– entanpi của phần hơi ẩm do không khí đưa vào (kJ/m 3 tc)

– entanpi của tro (kJ/kg)

– entanpi của khói lí thuyết (kJ/kg) α (4 11)

Kết quả tính entanpy của không khí và khói lí thuyết, đặc tính sản phẩm cháy thực được trình bày ở Phụ lục 2.1 – Phụ lục 2.4 và Phụ lục 3.1 – Phụ lục

Cân bằng năng lượng, xác định các tổn thất và hiệu suất tính toán của lò

4.5.1 Xác định lượng nhiệt đưa vào lò

Phương trình cân bằng nhiệt: dv = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 +

- Qdv: Lượng nhiệt đưa vào lò ứng với 1 kg nhiên liệu, kJ/kg

- Q1: Lượng nhiệt hữu ích dùng để sản xuất hơi, kJ/kg

- Q2: Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài, kJ/kg

- Q3: Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học, kJ/kg

- Q4: Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học, kJ/kg

- Q5: tổn thất nhiệt do tỏa ra môi trường, kJ/kg

- Q6: Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài, kJ/kg

Hoặc tính theo phần trăm:

4.5.2 Xác định các tổn thất của lò hơi a Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học

Nhiên liệu đưa vào lò có một phần chưa tham gia vào sự cháy đã bị thải ra ngoài nên gây tổn thất do cháy không hoàn toàn về cơ học q4 (%) (dưới dạng thể rắn) Nhiên liệu lọt ra ngoài bằng ba đường: Lẫn theo xỉ, lọt qua ghi, bay theo khói Đối với lò than phun, thải xỉ khô, lò nhiệt điện có D>75 t/h, nhiên liệu đốt là than anthraxit, chọn: q4 = 5 % [4] b Tổn thất do khói thải mang đi

Tổn thất khói thải mang ra ngoài lò hơi q2 (%) được xác định qua hiệu số giữa entanpi của sản phẩm cháy ở chỗ ra khói lò hơi và entanpy của không khí lạnh tổn thất nhiệt này phụ thuộc vào nhiệt độ khói thải và hệ số không khí thừa Tổn thất do khói mang đi q2 (%) được tính theo công thức sau:

𝑡 - Entanpi khói thải phụ thuộc vào nhiệt độ khói thải (𝜃 𝑡 = 130 𝑜 )

𝑘𝑘𝑙 - Entanpi của không khí lạnh đưa vào lò c Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học

Khi nhiên liệu cháy không hoàn toàn thì trong khói còn có các chất khí cháy không hoàn toàn như CO, H2, CH4,… Những khí này còn có thể cháy và sinh ra nhiệt nhưng chúng chưa cháy được và gây nên tổn thất nhiệt, gọi là tổn thất nhiệt cháy không hoàn toàn về mặt hóa học q3 (%) Chọn đối với lò hơi đốt than phun có D > 75 T/h, với nhiên liệu antraxit, thải xỉ khô, tra bảng 4.2 trang

45 [4] nhận được: q3 = 0 % d Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường

Bề mặt xung quanh lò luôn luôn có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh, gây nên sự tỏa nhiệt từ lò hơi đến không khí lạnh, nghĩa là gây nên tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh q5(%) Tra đồ thị hình 4.1 [4], xác định q5 theo sản lượng D = 914 T/h, được q5 = 0,2 %

59 e Tổn thất nhiệt qua xỉ thải

Nhiệt độ nhiên liệu đưa vào lò khoảng từ 20 - 40oC, trong khi đó nhiệt độ của xỉ thải ra ngoài khoảng 600-700 oC với lò thải xỉ khô, và 1400 -1500oC với lò thải xỉ lỏng Như vậy lò đã mất đi một số lượng nhiệt vật lý của xỉ thải đi, gọi là tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài, ký hiệu q6 (%)

- 𝑖 = 1 𝑏 =1 0,095 = 0,05 Thành phần tro rơi theo xỉ (đã chọn 𝑏 )

- Cxi: Nhiệt dung riêng của xỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, kj/kgK Chọn nhiệt độ xỉ: 𝑡 𝑖= 700 o C, tra bảng nhiệt dung riêng của xỉ ta được: Cxi = 0,945 kJ/kg o C [4] Các kết quả tính toán được trình bày tại Bảng 4.15 sau đây:

Bảng 4.15 Kết quả tính toán cân bằng năng lượng

STT Tên Kí hiệu Công thức Đơn Vị

Kết quả tính toán đối với từng loại nhiên liệu Than Antraxit

( thông số than làm việc năm 2018 )

Tỷ lệ trộn ( Than Sub-Bitum /

1 Lượng nhiệt đưa vào Q t lv Theo thiết kế kJ/kg 20561.63 20812.79 20909.07 20984.42

2 Nhiệt độ khói thải lò hơi θ th Theo thiết kế °C 130 130 130 130

3 Enthanpy của khói thải I th Phụ lục 3.1- Phụ lục 3.4 kJ/kg 1938.004 1948.606 1934.697 1908.606

4 Nhiệt độ không khí lạnh θ kkl Chọn °C 30 30 30 30

5 Enthanpy của khói thải I kkl α th *I kk o kJ/kg 405 407 404 398

Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học q 4

Theo Lò hơi tập 1- Nguyễn Sĩ

7 Tổn thất nhiệt do khói thải mang đi q 2 𝑞 ( )( 𝑞 )

Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học q 3 Theo Lò hơi tập 1- Nguyễn Sĩ

9 Tổn thất nhiệt do tỏa ra môi trường xung quanh q 5 Tra theo đồ thị % 0.2 0.2 0.2 0.2

10 Tỉ lệ lượng tro xỉ mang a x 1-a b 0.05 0.05 0.05 0.05

STT Tên Kí hiệu Công thức Đơn Vị

Kết quả tính toán đối với từng loại nhiên liệu Than Antraxit

( thông số than làm việc năm 2018 )

Tỷ lệ trộn ( Than Sub-Bitum /

11 Nhiệt độ xỉ t x Chọn đối với buồng thải xỉ khô °C 700 700 700 700

12 Nhiệt dung riêng của xỉ C x Tra bảng 4.3- sách Lò Hơi tập 1 kJ/kg O C 0.945 0.945 0.945 0.945

13 Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài q 6 𝑞 ( 𝜃)

16 Entanpy của hơi quá nhiệt i qn Tra bảng thông số với:

QNTG i' qntg Tra bảng thông số với:

QNTG i'' qntg Tra bảng thông số với:

19 Entanpy nước cấp i nc Tra bảng thông số nước với t = 280 o C, P 2 bar kJ/kg 1231.8 1231.8 1231.8 1231.8

STT Tên Kí hiệu Công thức Đơn Vị

Kết quả tính toán đối với từng loại nhiên liệu Than Antraxit

( thông số than làm việc năm 2018 )

Tỷ lệ trộn ( Than Sub-Bitum /

20 Áp suất bao hơi P bh Chọn Bar 178 178 178 178

21 Entanpy hơi bão hòa tại bao hơi i bh Tra ở P8 bar, x=1 kJ/kg 2517 2517 2517 2517

22 Entanpy nước xả ở bao hơi i xả tra ở: P8 bar, x=0 kJ/kg 1723 1723 1723 1723

23 Lưu lượng hơi quá nhiệt D qn Yêu cầu t/h 918 918 918 918

24 Lưu lượng nước xả D xả 0,01*D qn t/h 9.18 9.18 9.18 9.18

25 Lưu lượng hơi qntg D qntg 0,9*D qn t/h 826.2 826.2 826.2 826.2

26 Lượng nhiệt sử dụng hữu ích của lò hơi Q' hi D qn *(i qn -i nc )+D qntg *(i'' qntg - i' qntg )+D xả *(i xả -i nc ) kW 661776.5 661776.5 661776.5 661776.5

27 Tổng lượng tiêu hao nhiên liệu B kg/s 37.103 36.635 36.433 36.253

28 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán B tt ∗ ( 𝑞 ) kg/s 34.877 34.437 34.247 34.078

Từ kết quả tính toán cân bằng năng lượng, ta có thể thấy việc sử dụng than Sub-Bitum Indonesia trộn với Than Cơ Sở dùng làm nhiên liệu cho nhà máy có thể đạt được những kết quả như sau:

- Tổng tổn thất nhiệt theo tính toán giảm từ 13.225% ( đối với trường hợp sử dụng than Antraxit nội địa có thông số làm việc tại thời điểm năm 2018 ) xuống 13.010% ( đối với trường hợp trộn 15% than Sub-Bitum Indonesia và 85% Than Cơ Sở )

- Hiệu suất của lò theo tính toán tăng từ 86.745% ( đối với trường hợp sử dụng than Antraxit nội địa có thông số làm việc tại thời điểm năm 2018 ) lên tới 86.99% ( đối với trường hợp trộn 15% than Sub-Bitum Indonesia và 85% Than

- Tiêu hao nhiên liệu theo tính toán giảm từ 34.877 kg/s ( đối với trường hợp sử dụng than Antraxit nội địa có thông số làm việc tại thời điểm năm 2018 ) xuống 34.078 kg/s ( đối với trường hợp trộn 15% than Sub-Bitum Indonesia và 85% Than Cơ Sở ) Đồng thời, thông qua tính toán cân bằng năng lượng, tác giả cũng xác định được tỷ lệ phối trộn tối ưu là 15% than Sub-Bitum Indonesia và 85% Than Cơ Sở Ngoài ra, theo thiết kế, mỗi lò hơi của tổ máy có 4 máy nghiền, mỗi máy nghiền có 2 máy cấp than nguyên với năng suất định mức là 46 tấn/ giờ tương đương với 12,78 kg/s, năng suất định mức của 4 máy nghiền là: 12,78 x 4 51,11 kg/s > 34.078 kg/s ( Tiêu hao nhiên liệu theo tính toán )

Do Năng suất định mức của thiết bị cung cấp nhiên liệu cho lò hơi lớn hơn lưu lượng than đốt thực tế và lượng tiêu hao nhiên liệu theo tính toán, do vậy không cần cải tạo thiết bị cung cấp than sau khi chuyển sang sử dụng loại than trộn mới này.

Thống kê tình hình thực tế của nhà máy sau khi chuyển sang sử dụng than trộn

4.6.1 Sự cố ngày 09-07-2010 a Phương thức vận hành trươc sự cố

Lò hơi đang vận hành chế độ Boiler Follow 235,0 MW, 4 máy nghiền, không đốt dầu kèm; đang thổi bụi lò hơi nhóm 1, bộ hâm và bộ sấy, các vòi đốt máy nghiền 3 cháy không ổn định, các thiết khác của khối lò máy, thiết bị điện làm việc bình thường b Diễn biến sự cố

- Trước thời điểm xảy ra sự cố, áp suất hơi mới đang giảm chậm, công suất đang giảm từ ≈ 250 MW, máy nghiền 3 cháy không ổn định có lúc bị lỗi các ngọn lửa vòi đốt than bột

- 03h26’07 giám sát ngọn lửa các vòi đốt máy nghiền 1: 1A1, 1A2 tắt rất nhanh kèm theo đó là áp suất buồng lửa, mức nước bao hơi giảm theo Thông số chính của khối: Công suất phát 234,8 MW; BLR: 29,3 kg/s; lưu lượng than vào lò: 29,8 kg/s; TBN: 71,0 %; chất lượng cháy của lò (CVTRIM-MLD): 0,85; áp suất buồng lửa: -12,8 mmH2O; mức nước bao hơi: 17,8 mm; áp suất hơi mới: 142,7 kG/cm2; lưu lượng hơi mới: 205,6 kg/s; lưu lượng gió: 349 kg/s; lưu lượng nước cấp: 211,4 kg/s…

- Trình tự thổi bụi đang thổi bụi đến bộ sấy không khí

- Áp suất hơi mới, công suất phát giảm rất nhanh, giám sát các vòi đốt tất cả các máy nghiền đều giảm mạnh; điều khiển lò tăng BLR lên 35,4 kg/s

- 03h26’15 giám sát các ngọn vòi đốt than bột: 1B1, 1B2, 4A2, 4B1 tắt dần; 2A1, 2A2, 3A1,3A2, 4A1, 4B2 tắt rất nhanh; mức nước bao hơi và áp suất buồng lửa giảm rất nhanh (Pbl: -72,0 mmH2O)

- Chế độ khối chuyển sang chế độ Turbin Flow do áp suất hơi mới giảm nhanh

- 03h26’22 giám sát ngọn lửa các vòi đốt: 2B1, 2B2 tắt dần; và 3B1, 3B2 tắt rất nhanh

- 03h26’38 mức nước bao hơi giảm xuống còn -284.9 mm, điều khiển nước cấp tăng lưu lượng lên 254 kg/s, áp suất buồng lửa trở lại bình thường

- 03h26’51 lò trưởng khởi động vòi 2A1, sau đó lần lượt đến các vòi của các máy nghiền 1, 2, 3, 4

- 03h27’43 báo lỗi một số vòi dầu kèm

- 03h28’ 25 có 1 vòi dầu kèm vào làm việc

- Lò trưởng giảm BLR về 30,0 kg/s

- 03h28’30 có 3 vòi dầu vào làm việc (lưu lượng dầu FO 0,73 kg/s), áp suất buồng lửa tăng vọt 106,4 mmH2O, báo động sai lệch lưu lượng than vào lò nhỏ hơn yêu cầu, các báo động về áp suất gió, liên động quạt gió chèn 1B vào làm việc, điều khiển các tấm chắn điều chỉnh tải quạt gió chính số 1 và 2 nhảy về Man

- 03h28’33 áp suất buồng lửa tăng đến 282,9 mmH2O

- 03h28’39 bảo vệ ngừng lò do áp suất buồng đốt cao, ngừng khối Thông số chính: Công suất phát: 35,9 MW; BLR: 30,0 kg/s; lưu lượng than vào lò: 34,9 kg/s; TBN: 8,3%; áp suất buồng lửa 305 mmH2O; áp suất hơi mới: 112,2 Kg/cm2; mức nước bao hơi: -166,6 mm; tổng lưu lượng gió: 275,4 kg/s (lưu lượng gió giảm tại thời điểm này do áp suất buồng lửa cao, trước đó lưu lượng gió 340 kg/s) c Nguyên nhân sự cố

- Lò cháy không ổn định, chất lượng cháy đang giảm và rất thấp (CVTRIM- MLD: 0,85 và thực tế còn nhỏ hơn), công suất phát đang giảm chậm từ 250 xuống 235 MW Quá trình cháy rất kém và không ổn định gây ra gián đoạn quá trình bắt lửa của các vòi than bột đầu A máy nghiền 1 sau đó lan dần đến các máy nghiền còn lại gây ra tắt lò Các cụm vòi đốt đầu A máy nghiền 1 tắt làm rối loạn khí động đến các vòi đốt còn lại, quá trình bắt lửa của các vòi đốt còn lại bị dập tắt dần

- Quá trình xảy ra sự cố quá ngắn, các cụm vòi đốt tắt rất nhanh (trong khoảng 15 giây) nên không kịp đưa dầu kèm vào làm việc, ổn định lại quá trình cháy

- Khi dầu kèm đã vào làm việc thì lò đã tắt: Giám sát các ngọn lửa rất nhỏ; công suất phát giảm từ 235 MW còn 35,9 MW; áp suất hơi mới giảm từ 142,7 còn 112,2 kG/cm2 Công suất phát lúc này chủ yếu do lượng hơi tích trữ trong hệ thống Khi có 3 vòi đầu cùng được đưa vào làm việc thì lượng nhiên liệu lớn

65 được mồi cháy trở lại gây ra sự giãn nở đột ngột làm áp suất buồng lửa tăng vọt dẫn đến bảo vệ ngừng lò, ngừng khối d Tiêu hao nhiên liệu dầu đốt lò

Dầu đốt để lên lại khối: Tổng lượng dầu đốt 54,9 tấn, trong đó: Dầu khởi động 14,3 tấn; dầu kèm 40,6

Thời gian khối không bám lưới: 01 giờ 57 phút

4.6.2 Sự cố ngày 10-2-2012 a Phương thức vận hành trước sự cố

Lò đang khởi động lại sau tiểu tu, chế độ vận hành Manual mode 2, công suất phát 58 MW, 1 máy nghiền và 16 vòi dầu kèm đang làm việc

Van điều chỉnh nước cấp 2FWS-FV114-2 làm việc không trơn trượt nên để vận hành ở chế độ bằng tay, đặt 20%, độ mở 18%, van điều chỉnh 2FWS-FV114-

1 làm việc tốt Chế độ điều khiển mức nước bao hơi 3 phần tử Các thiết bị chính khác của khối đang vận hành bình thường b Diễn biến sự cố

- Sau khi đã hoà máy, đã sấy tốt ở tải ban đầu và đưa máy nghiền 4 vào làm việc để tăng dần tải khối Máy nghiền đã làm việc ổn định trong một thời gian dài

- 13h01’ mức nước bao hơi có xu hướng dao động nhẹ, mức nước có xu thế giảm dần

- 13h-3’ mức nước bao hơi ở - 45 mm và có chiều hướng tăng và sau đó tăng nhanh liên tục, áp suất hơi chính đang tăng dần (93,5 kG/cm2), công suất phát tăng (40,0 MW), lưu lượng hơi chính 45,7 kg/s

- 13h05’ mức nước bao hơi tăng đến + 55 mm, máy trưởng đặt lệnh đóng bớt độ mở van điều chỉnh FV114-2 từ 20% xuống 10% nhưng van bị kẹt không đóng được Thông số, lưu lượng nước cấp 49,0 kg/s, công suất phát 52 MW, áp suất hơi chính 99,7 kG/cm2, lưu lượng hơi chính 57,2 kg/s, mức nước bao hơi vẫn tiếp tục tăng nhanh

- 13h07’ mức nước bao hơi cao + 255 mm tác động bảo vệ ngừng tua bin, ngừng lò Thông số chính: Công suất phát 58,0 MW, Q 60 MVAR, UTC = 221,0 kV; f = 50,0 Hz, lưu lượng nhiên liệu vào lò 7,0 kg, lưu lượng dầu FO 2,65 kg/s, điều khiển tải tuabin 26,2 %, áp suất hơi chính 102,0 kG/cm2; lưu lượng hơi 63 kg/s; lưu lượng nước cấp 18,8 kg/s…

- Thông số dầu FO, máy nghiền đang vận hành ổn định trong quá trình diễn ra sự cố c Nguyên nhân sự cố

- Do quá trình cháy không ổn định làm cho mức nước bao hơi dao đông (điều này có thể thấy rõ từ các thông số mức nước bao hơi tăng, áp suất hơi mới tăng, lưu lượng hơi tăng…)

4.6.3 Sự cố ngày 20-01-2013 a Phương thức vận hành trước sự cố

Khối 5 đang vận hành chế độ Boiler Follow 265 MW, 3 máy nghiền, không kèm dầu, các thiết bị khối lò máy vận hành ổn định

66 Máy nghiền 2 không vận hành do hỏng động cơ dẫn động máy nghiền, các vòi đốt than các máy nghiền cháy ổn định b Diễn biến sự cố

- 18h09’50 đồng loạt nhiều vòi đốt than của máy nghiền 3 và 4 tắt rất nhanh (trong vòng 8 giây) kèm theo các vòi đốt máy nghiền 1 cũng dao động mạnh

- Thông số chính của khối trước khi sảy ra sự cố: Công suất phát 265 MW, điều chỉnh tải lò 30,3 kgthan/giây, điều chỉnh tải tuabin 77,2 %, áp suất hơi mới

154 kG/cm2, nước bao hơi 105 mm, ỏp suất buồng đốt – 10 mmH2ơO, giỏm sỏt ngọn lửa các vòi đốt từ 92 – 100 %

+ Máy nghiền 1: Còn 3 vòi cháy 49 %, 75% và 92 %

+ Máy nghiền 3: Còn 2 vòi cháy 72 %, 82 %

Đánh giá về chỉ tiêu kĩ thuật của việc áp dụng than trộn đốt than trộn cho tổ máy 300MW – nhà máy Nhiệt điện Phả Lại II và kiến nghị của tác giả

4.7.1 Đánh giá việc áp dụng than trộn đốt than trộn cho tổ máy 300MW – nhà máy Nhiệt điện Phả Lại II

Việc phối trộn than nội địa khó cháy và than nhập khẩu dễ cháy nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu tại các nhà máy nhiệt điện Phả Lại II là khả thi về mặt kỹ thuật và trên thực tế đã được ứng dụng cho tổ máy 5 và tổ máy 6 của công ty

Sử dụng than phối trộn giúp đa dạng hóa nguồn cung nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện, giải quyết bài toán khan hiếm than trong bối cảnh trữ lượng và sản lượng than nội địa đang dần cạn kiệt cùng với những biến động về chính trị trên thế giới ảnh hưởng đến việc đảm bảo cung cấp đầy đủ và ổn định nguyên liệu đầu vào của nhà máy

Tuy nhiên, việc sử dụng than được phối trộn với chất lượng và thông số khác với than thiết kế sẽ phát sinh một số vấn đề như sau:

- Do phối trộn nên than nhiên liệu cấp vào lò có thông số khác với thông số thiết kế, cụ thể là than có độ tro giảm đáng kể cùng với thành phần chất bốc tăng lên khiến cho thời điểm bắt cháy của than thay đổi khiến cho lò cháy không ổn định, ảnh hưởng đến quá trình vận hành của lò Chúng ta có thể thấy rõ qua các sự cố đã nêu ở trên Đây cũng là vấn đề thường gặp khi sử dụng nhiên liệu than có thông số khác với thông số thiết kế Để khắc phục điều này, cần phải thay đổi chế độ làm việc sao cho phù hợp với các thông số của than nhiên liệu mới và hiệu chỉnh tỷ lệ gió và than hợp lý đảm bảo chế độ cháy của lò ổn định

- Lò xuất hiện hiện tượng đóng xỉ và sập xỉ Do vậy, trong vận hành cần theo dõi các thông số vận hành của lò, khi các vòi than cháy dao động, người vận hành cần đốt các vòi dầu kèm để lò hơi cháy ổn định, tránh bị tắt lửa buồng đốt khi sập xỉ Ngoài ra, cần tiến hành vệ sinh phun rửa làm sạch các bề mặt trao đổi nhiệt của giàn ống sinh hơi, các bộ quá nhiệt khi lò ngừng Trong khi lò vận hành thường xuyên thổi bụi bề mặt giàn ống sinh hơi, bề mặt trao đổi nhiệt của các bộ quá nhiệt của lò theo quy định, không để nhiệt độ khói thoát lò tăng cao dẫn đến tro nóng chảy bám vào các giàn ống quá nhiệt thành khối lớn sập xuống gây sự cố

- Tỉ lệ điện tự dùng của nhà máy tăng lên ( từ 7,2% theo thiết kế ban đầu tăng lên tới 10,11% vào thời điểm tháng 2/2023 )

- Chế độ vận hành của lò bắt buộc phải thay đổi, thiết bị cần được thí nghiệm và hiệu chỉnh sao cho phù hợp với nguyên liệu than mới, đảm bảo hiệu suất của lò hơi

- Việc phát thải SOx, NOx cũng thay đổi so với thiết kế ban đầu Về hiệu quả khử NOx liên quan đến tính kinh tế khi vận hành lò hơi, vì khi đạt hiệu quả khử NOx tốt thì tỷ lệ than cháy không hết trong tro xỉ lại cao, làm hiệu suất lò hơi bị giảm

- Một số ít mỏ than có thành phần kim loại khó xử lý, hoặc là than non cấu trúc kém bền vững, chất bốc cháy bị suy giảm rất nhanh trong quá trình tồn trữ và/hoặc dễ gây hiện tượng tích tụ nhiệt độ trong đống than nếu tồn trữ lâu, có khả năng gây hiện tượng tự cháy, do vậy vấn đề bảo quản than trước và sau khi phối trộn cũng cần được lưu ý

Việc sử dụng nhiên liệu than trộn cho tổ máy 300MW, nhà máy cần :

- Cải tiến, hiệu chỉnh, xử lý các yếu tố bảo đảm/nâng cao hiệu suất chế độ đốt cháy trong quá trình vận hành và khi đặc tính than thay đổi nhiều;

- Cải tiến, hiệu chỉnh, xử lý thiết bị phụ lò hơi để có khả năng hiệu chỉnh bảo đảm hiệu suất lò hơi cao (tối ưu) trong điều kiện các thiết bị bị suy giảm theo thời gian vận hành, chất lượng và do đặc tính kỹ thuật của than thường bị thay đổi;

- Quản lý, kiểm soát/thực hiện công tác hiệu chỉnh lò hơi;

- Xây dựng và kiểm soát việc thực hiện các quy trình công nghệ trong vận hành, bảo trì để duy trì/nâng cao hiệu suất nhà máy nhiệt điện đốt than

- Lập quy trình trộn than một cách chặt chẽ để đảm bảo than được trộn đều , giảm thiểu độ ẩm và đáp ứng kịp thời nhu cầu của các tổ máy

- Khi triển khai ứng dụng đốt than trộn lâu dài bắt buộc nhà máy cần thí nghiệm hiệu chỉnh lại các thiết bị sao cho phù hợp với thông số kỹ thuật của loại than mới

Công tác quản lý chất lượng và đặc tính kỹ thuật của than nhập khẩu không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí nhiên liệu mà còn có tác động trực tiếp đến:

- Tính kinh tế và an toàn trong tồn trữ tại kho và quá trình bốc dỡ vận chuyển;

- Hiệu suất vận hành của nhà máy nhiệt điện than, đặc biệt ảnh hưởng đến hiệu suất cháy và truyền nhiệt trong lò hơi;

- Tốc độ hư hỏng xuống cấp lò hơi và thiết bị phụ lò hơi, đặc biệt là tuổi thọ của ống sinh hơi/quá nhiệt, bề mặt kim loại phía đuôi lò hơi do ăn mòn;

- Hiệu quả làm việc, chi phí bảo trì và tuổi thọ của máy nghiền than, bộ khử lưu huỳnh trong khói thải SOx (FGD), bộ lọc bụi (ESP), bộ khử NOx;

- Chi phí bảo trì nhà máy nhiệt điện than, đặc biệt là lò hơi;

- Chi phí xử lý bảo đảm tiêu chuẩn môi trường;

- Chi phí xử lý tro xỉ (bán tro xỉ hay đưa tro xỉ đi xử lý để bảo đảm tiêu chuẩn môi trường)

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA VIỆC ÁP DỤNG ĐỐT THAN TRỘN CHO LÒ HƠI TỔ MÁY 300MW – NHIỆT ĐIỆN PHẢ LẠI II

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế

Hiệu quả kinh tế là một khái niệm trong kinh tế, nhằm chỉ đích danh quá trình phân phối các yếu tố đầu vào nhằm tối ưu hóa sản lượng đầu ra Hiệu quả kinh tế là một phạm trù mang tính lý thuyết và thực tiễn, thể hiện chất lượng của toàn bộ công tác quản lý sản xuất cũng như kinh doanh, đảm bảo tính hiệu quả của kết quả sản xuất cũng như kinh doanh

Cần phải nói thêm, “hiệu quả kinh tế” cần được xét không chỉ trên các quan điểm mang tính kinh tế, mà còn phải được xét trên mọi quan điểm mang tính xã hội và mang tính vĩ mô “Hiệu quả kinh tế” phải đề cập đến kết quả kinh tế song hành cùng kết quả xã hội đạt được trong quá trình sản xuất Khi nền kinh tế phát triển, sẽ kéo theo nâng cao chất lượng cuộc sống, từ đó hướng tới phát triển xã hội Hiệu quả kinh tế đề cập đến mọi khía cạnh của sự phát triển này, giúp chúng ta có một cái nhìn bao quát hơn đối với một ngành nghề sản xuất đang góp mình vào sự phát triển của kinh tế và xã hội

Hiệu quả kinh tế được phân làm hai loại: “hiệu quả phân bổ” và “hiệu quả sản xuất” Hiệu quả phân bổ được xét đến khi mọi hàng hóa hay dịch vụ được tạo ra đến mức mà một đơn vị khác mang lại lợi ích cận biên cho người tiêu dùng ít hơn chi phí biên của việc sản xuất; trong khi Hiệu quả sản xuất sẽ được đề cập đến khi các đơn vị hàng hóa đang được cung cấp với tổng chi phí trung bình thấp nhất có thể

Việc xét hiệu quả kinh tế đối với việc ứng dụng đốt than trộn cho nhà máy nhiệt điện 300MW có thể quy về “hiệu quả sản xuất” bởi tính đặc thù của sản xuất điện tại Việt Nam nói riêng, cũng như trên toàn thế giới nói chung Về cơ bản, sản xuất điện cần có sự đề cao việc đảm bảo sản lượng đầu ra, trong khi chi

72 phí sản xuất và truyền tải luôn cần ở mức thấp nhất có thể, nhằm đảm bảo an ninh và giá cả năng lượng, cụ thể là điện năng

5.1.2 Công thức tính hiệu quả kinh tế

Xét về phạm trù đánh giá hiệu quả kinh tế nói chung và hiệu quả sản xuất nói riêng, một trong những khía cạnh quan trọng nhất chính là chi phí đầu vào của nguyên vật liệu tham gia quá trình sản xuất Chi phí đầu vào là một trong hai yếu tố chính liên quan đến hiệu quả phân bổ, nhằm xác định các đều kiện lý tưởng về lý thuyết biên, giúp tối đa hóa lợi nhuận trong sản xuất và kinh doanh

Trong khi đó, yếu tố về kết quả đầu ra lại phản ánh một cách chính xác nhất kết quả của toàn bộ quá trình sản xuất và kinh doanh Kết quả đầu ra không chỉ là doanh thu hay lợi nhuận, mà còn là toàn bộ những gì quá trình sản xuất và kinh doanh mang lại, giúp hình thành nên giá trị của đơn vị sản xuất kinh doanh; tạo tiền đề hoạt động doanh nghiệp và phát sinh lợi nhuận

Xét về việc sử dụng than trộn cho nhà máy nhiệt điện 300MW nói riêng, cũng như toàn bộ nền kinh tế nói chung, chúng ta sẽ có công thức cơ bản trong việc xác định hiệu quả kinh tế như sau:

( ) ( ) Trong đó, kết quả đầu ra và yếu tố đầu vào đều được tính bằng thước đo hiện vật hoặc thước đo giá trị; cụ thể ở đây chính là doanh thu bán điện và chi phí sản xuất điện năng

Nếu H ≥1, việc kinh doanh không mang lại hiệu quả kinh tế do lúc này doanh nghiệp đang kinh doanh lỗ hoặc hòa vốn Trong trường hợp doanh nghiệp kinh doanh hòa vốn, chi phí cơ hội của doanh nghiệp cũng bị mất đi, do vậy không mang lại hiệu quả về kinh tế

Nếu H < 1, việc kinh doanh của doanh nghiệp đạt hiệu quả về kinh tế

Có thể dễ dàng nhận thấy, hiệu quả kinh tế có tỷ lệ với hai yếu tố kết quả đầu ra và yếu tố đầu vào Hai yếu tố nêu trên có sự song hành với nhau, bởi lẽ không một doanh nghiệp nào tại Việt Nam nói riêng, cũng như trên thế giới nói chung; đang hoạt động mà bỏ qua việc xét đến hai yếu tố nói trên Nói một cách dân dã, các doanh nghiệp hoạt động sản xuất kinh doanh đều đặt nặng về lợi nhuận cũng như giá vốn lên hàng đầu, giúp tối ưu hóa lợi nhuận đem lại trong quá trình sản xuất kinh doanh Nếu có thể đảm bảo hai yếu tố đầu ra và đầu vào được hài hòa, chúng ta có thể đạt được hiệu quả kinh tế đến mức kỳ vọng

5.1.3 Tối ưu hóa hiệu quả kinh tế đối với tổ máy nhiệt điện 300MW

Về mặt thực tế, điện lực Việt Nam là một trong những sản phẩm được coi là nhu yếu phẩm hàng ngày; không chỉ phục vụ đời sống người dân mà còn phục vụ nhu cầu sản xuất, kinh doanh, phát triển kinh tế cũng như đảm bảo và phát triển an ninh quốc phòng Có thể nói, điện lực Việt Nam là sản phẩm có tính tiêu thụ đặc biệt, việc sản xuất và tiêu dùng diễn ra đồng thời và được đảm bảo về kết quả đầu ra Như vậy, có thể xem kết quả đầu ra của ngành điện lực Việt Nam là một hằng số được đảm bảo, với giá trị luôn > 0

Chính vì vậy, đối với ngành điện lực Việt Nam nói chung, cũng như tổ hợp các tổ máy nhiệt điện 300MW nói riêng, hiệu quả kinh tế sẽ chủ yếu được

73 tính dựa trên các yếu tố đầu vào Việc xem trọng các yếu tố đầu vào và tối ưu hóa các yếu tố đầu vào sẽ được coi là mệnh đề chính giúp tăng hiệu quả kinh doanh cho ngành điện lực tại Việt Nam Với kết quả đầu ra luôn > 0; chúng ta có thể thấy công thức 5.1 sẽ phù hợp với việc đánh giá hiệu quả kinh tế ngành điện lực, khi mà chúng ta xét đến mỗi đơn vị đầu vào có thể tạo ra bao nhiêu đơn vị đầu ra nhằm phục vụ nhu cầu tiêu thụ và sử dụng điện năng trên toàn lãnh thổ

Công thức 5.1 có thể chỉ rõ, điểm cân bằng của hiệu quả kinh tế sẽ bằng 01 khi kết quả đầu ra và yếu tố đầu vào bằng nhau Yếu tố đầu vào càng nhỏ, hiệu quả kinh tế sẽ càng lớn

( ) Như đã đề cập đến, yếu tố đầu vào của việc sản xuất điện năng càng nhỏ, hiệu quả kinh tế sẽ càng lớn Yếu tố đầu vào tuy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng nếu có thể giảm thiểu giá trị của từng yếu tố, hoặc đơn lẻ một vài yếu tố, cũng sẽ thay đổi rất nhiều tính hiệu quả kinh tế của việc sản xuất điện tại Việt Nam.

Xác định giá điện

5.2.1 Số tiền hóa đơn Đối với mỗi Kỳ Lập Hoá Đơn đã kết thúc, EVN sẽ thanh toán vào Ngày Thanh Toán cho Công ty, giá trị được tính theo công thức sau:

IAn = Số Tiền Hoá Đơn tính bằng Đồng cho Kỳ Lập Hoá Đơn n;

CCn = Phí Công Suất tính bằng USD cho Kỳ Lập Hoá Đơn n;

ECn = Phí Điện Năng tính bằng USD cho Kỳ Lập Hoá Đơn n;

SCn = Phí Bổ Sung tính bằng USD cho Kỳ Lập Hoá Đơn n; và

Ern = Tỷ Giá Hối Đoái cho Kỳ Lập Hoá Đơn n hoặc Tỷ Giá Hối Đoái được Ngân hàng Ngoại thương Việt Nam công bố tại Ngày Tính Toán

Phí công suất cho kì lập hóa đơn n được tính teho công thức sau:

CCn = Phí công suất tính bằng USD cho kỳ lập hóa đơn n;

FCCy = Phí công suất cố định cho kỳ lập hóa đơn n, tính bằng 80

FOMCy = Phí vận hành và bảo dưỡng cố định trong kỳ lập hóa đơn n, tính bằng USD/kW/năm;

LICy = Phí đất đai và hạ tầng cơ sở trong Kỳ Lập Hoá Đơn n, tính bằng USD/kW/năm;

Phí Đất Đai và Hạ Tầng Cơ Sở bao gồm (i) cảng và hạng

74 mục dùng chung; (ii) phí san lấp mặt bằng và cơ sở hạ tầng; và (iii) phí liên quan đến bồi thường giải phóng mặt bằng và các phí liên quan đến Mặt Bằng bao gồm chi phí di dời đường dây truyền tài điện hiện tại đang chạy qua Mặt Bằng được xác định bời ủy Ban Nhân Dân Tỉnh Hải Dương (Phí Thực Tế Đền Bù Giải Phóng Mặt Bằng);

SICy = Phí Lãi Suất Bổ Sung, tính bằng USD/kW/năm

DCn = Công Suất Tin Cậy trong Kỳ Lập Hoá Đơn n tương ứng, tính bằng kW;

Dn = Số ngày hoạt động trong kỳ lập hóa đơn n;

Dy = Số ngày trong năm tương ứng với năm có phát sinh kỳ lập hóa đơn n a Phí vận hành và bảo dƣỡng cố định ( FOMC )

Phí vận hành và bảo dưỡng cố định được tính theo công thức sau:

FOMCn = Phí Vận Hành và Bảo Dưỡng cố định cho Kỳ Lập Hoá Đơn n, tính bằng USD/kWh/năm;

USCPIb = Giá trị của chi sổ “Giá Tiêu Dùng - Tất Cả Những Người

Tiêu Dùng Đô Thị” được đăng trên “Chỉ số Kinh Tế” một công bố của Hội Đồng Các cố vấn Kinh Tế của Quốc Hội

Mỹ của tháng Đóng Tài Chính tương ứng với mức cơ sở gốc là 100 cho giai đoạn 1982-1984;

USCPIn = Giá trị của chỉ số “Giá Tiêu Dùng - Tất Cả Những Người

Tiêu Dùng Đô Thị” được đăng trên “Chi số Kinh Tế” một công bố của Hội Đồng Các cố vấn Kinh Tế của Quốc Hội

Mỹ cho tháng liền trước ba tháng của Kỳ Lập Hóa Đơn mà trong đó các tính toán được lập, hoặc nếu không có, thì sừ dụng chỉ số tháng gần nhất được công bố trước đó, trong cả hai trường hợp, tương ứng với mức cơ sở gốc là

ILb = Giá trị của Chỉ số Giá Cả Tiêu Dùng của Việt Nam được

Tổng Cục Thống Kê Việt Nam công bố cho tháng Đóng Tài Chính, tương ứng mức cơ sờ gốc là 100 của năm 2009;

ILn = Giá trị của Chỉ Số Giá Tiêu Dùng của Việt Nam được

Tổng Cục Thống Kê Việt Nam công bố cho tháng liền trước ba tháng của Kỳ Lập Hoá Đơn trong đó các tính toán được lập, hoặc nếu không có thì sử dụng chỉ số tháng gần nhất được công bố trước đó, trong cà hai trường hợp cũng đều tương ứng với cơ sở gốc là 100 của năm 2009, với điều kiện là trong trường hợp Tổng Cục Thống Kê

75 Việt Nam công bố một giá trị tương ứng với cơ sờ gốc của năm khác, thì giá trị đó sẽ phải được điều chinh để thể hiện giá trị đó tương ứng với gốc 100 của năm 2009 để xác định ILn;

ERn = Tỷ Giá Hối Đoái cho Kỳ Lập Hoá Đơn n hoặc Tỷ Giá Hối Đoái được Ngân hàng Ngoại thương Việt Nam công bố tại Ngày Tính Toán b Phí đất đai và hạ tầng cơ sở ( LIC )

Do nhà máy đã hoạt động hết thời hạn trích khấu hao, do vậy chi phí này không được tính vào giá điện c Phí lãi suất bổ sung ( SIC )

Do nhà máy đã hoạt động hết thời hạn trích khấu hao, do vậy chi phí này không được tính vào giá điện

5.2.3 Phí điện năng ( EC ) a Phí điện năng được dùng để chi trả cho cho các chi phí vận hành và bảo dưỡng biến đổi, chi phí Khởi Động, chi phí Than, Nhiên Liệu Phụ của Công ty và sẽ được tính theo công thức sau:

EC n = VOMC n + SUC n + FC n Trong đó:

ECn = Phí Điện Năng tính bằng Đô La Mỹ cho Kỳ Lập Hóa Đơn;

VOMCn = Phí Vận Hành và Bảo Dưỡng Biến Đổi tính bằng Đô La

Mỹ cho Kỳ Lập Hóa Đơn n;

SUCn = Phí Khởi Động tính bằng Đô La Mỹ cho Kỳ Lập Hóa Đơn n;

FCn = Phí Nhiên Liệu tính bằng Đô La Mỹ cho Kỳ Lập Hóa Đơn n b Phí vận hành và bảo dƣỡng biến đổi ( VOMC )

Phí vận hành và bảo dưỡng biến đổi được tính theo công thức sau:

VOMC n = {VOMCF b x (USCPI n /USCPI b ) + VOMCL b x (IL n /IL b )/ER n } x EO n Trong đó:

VOMCn = Phí Vận Hành và Bảo Dưỡng biến đổi cho Kỳ Lập Hoá Đơn n, tính bằng USD/kWh/năm;

USCPIb = Giá trị của chi sổ “Giá Tiêu Dùng - Tất Cả Những Người

Tiêu Dùng Đô Thị” được đăng trên “Chỉ số Kinh Tế” một công bố của Hội Đồng Các cố vấn Kinh Tế của Quốc Hội

Mỹ của tháng Đóng Tài Chính tương ứng với mức cơ sở gốc là 100 cho giai đoạn 1982-1984;

USCPIn = Giá trị của chỉ số “Giá Tiêu Dùng - Tất Cả Những Người

Tiêu Dùng Đô Thị” được đăng trên “Chi số Kinh Tế” một

76 công bố của Hội Đồng Các cố vấn Kinh Tế của Quốc Hội

Mỹ cho tháng liền trước ba tháng của Kỳ Lập Hóa Đơn mà trong đó các tính toán được lập, hoặc nếu không có, thì sừ dụng chỉ số tháng gần nhất được công bố trước đó, trong cả hai trường hợp, tương ứng với mức cơ sở gốc là

ILb = Giá trị của Chỉ số Giá Cả Tiêu Dùng của Việt Nam được

Tổng Cục Thống Kê Việt Nam công bố cho tháng Đóng Tài Chính, tương ứng mức cơ sờ gốc là 100 của năm 2009;

ILn = Giá trị của Chỉ Số Giá Tiêu Dùng của Việt Nam được

Tổng Cục Thống Kê Việt Nam công bố cho tháng liền trước ba tháng của Kỳ Lập Hoá Đơn trong đó các tính toán được lập, hoặc nếu không có thì sử dụng chỉ số tháng gần nhất được công bố trước đó, trong cà hai trường hợp cũng đều tương ứng với cơ sở gốc là 100 của năm 2009, với điều kiện là trong trường hợp Tổng Cục Thống Kê Việt Nam công bố một giá trị tương ứng với cơ sờ gốc của năm khác, thì giá trị đó sẽ phải được điều chinh để thể hiện giá trị đó tương ứng với gốc 100 của năm 2009 để xác định ILn;

ERn = Tỷ Giá Hối Đoái cho Kỳ Lập Hoá Đơn n hoặc Tỷ Giá Hối Đoái được Ngân hàng Ngoại thương Việt Nam công bố tại Ngày Tính Toán

EOn = Sản lượng điện ròng trong kỳ lập hóa đơn n, kWh c Phí khởi động ( SUC )

Phí khởi động được tính như sau:

SUC n =( (Sh n x N h ) + (S wn x N w ) + (S cn x N c )) Trong đó:

SUC n = Phí Khởi Động trong Kỳ Lập Hoá Đơn n tính bằng USD;

Sh n = Phí Khởi Động đối với các Khởi Động Nóng trong suốt Kỳ

Lập Hoá Đơn n cho Tổ Máy hoặc Nhà Máy Điện; tuỳ từng trường hợp;

Nh = Số lần Khởi Động Nóng cho Tổ Máy hoặc Nhà Máy Điện, tuỳ từng trường hợp trong Kỳ Lập Hoá Đơn;

Swn = Phí Khởi Động đối với các Khởi Động Ấm trong suốt Kỳ Lập

Hoá Đơn n cho Tổ Máy hoặc Nhà Máy Điện; tuỳ từng trường hợp;

Nw = Số lần Khởi Động Ấm cho Tổ Máy hoặc Nhà Máy Điện, tuỳ từng trường hợp trong Kỳ Lập Hoá Đơn n;

Scn = Phí Khởi Động đối với các Khởi Động Lạnh trong suốt Kỳ

Lập Hoá Đơn n cho Tổ Máy hoặc Nhà Máy Điện; tuỳ từng trường hợp;

N c = Số lần Khởi Động Lạnh cho Tổ Máy hoặc Nhà Máy Điện, tuỳ từng trường hợp trong Kỳ Lập Hoá Đơn n;

77 Phí Khởi Động đối với Khởi Động Nóng, Khởi Động Ẩm và Khởi Động Lạnh được lập chỉ số theo các phần tương ứng sau đây:

S n = Phí Khởi Động đối với Khởi Động Nóng, Khởi Động Ấm hoặc Khởi Động Lạnh áp dụng cho Kỳ Lập Hoá đơn n;

HFOER n = Tỷ lệ Dầu Nặng trong Kỳ Lập Hóa Đơn n tương ứng tính bằng Đồng/kJ, được xác định tại Mục 5.2.3 (d)(vi) dưới đây, tuy nhiên với điều kiện rằng, trong trường hợp không có đợt giao hàng nào được thực hiện trong Kỳ Lập Hóa Đơn n tương ứng, thì áp dụng giá trị HFOERn của lần gần nhất;

HFOER b = 0,292 Đồng/kJ; tính trên giá HFO 12.000 Đồng/kg và

IP n = Trị giá trung bình của điện năng mua vào phục vụ mục đích Khởi Động trong Kỳ Lập Hóa Đơn n tương ứng tính bằng Đồng/kWh;

S = Phí Khởi Động cho Khởi Động Nóng, Khởi Động Ấm hoặc Khởi Động Lạnh, được áp dụng theo bảng dưới đây:

Cho mỗi tổ máy 39.000 81.000 130.000 d Phí nhiên liệu ( FC )

(i) Phí Nhiên Liệu được tính theo công thức sau:

FC n = (PFC n + SFC n )/ ER n Trong đó:

FC n = Phí Nhiên Liệu tính bằng Đô La Mỹ cho Kỳ Lập

PFC n = Phí Than tính bằng Đồng cho Kỳ Lập Hóa Đơn n; SFC n = Phí Nhiên Liệu Phụ tính bằng Đồng cho Kỳ Lập

ER n = Tỷ Giá Hối Đoái cho Kỳ Lập Hoá Đơn n hoặc Tỷ

Giá Hối Đoái được Ngân hàng Ngoại thương Việt Nam công bố tại Ngày Tính Toán;

Phí than được tính theo công thức sau đây:

PFC n = [ ∑ ∑ **(HRC y x K cti x K ati x K liu x EO niu ) - (HRHFO y x K cti x K ati x

KHFO liu x EO niu )}}] x CER n Trong đó:

PFC n = Phí Than tính bằng Đồng cho Kỳ Lập Hoá

HRC y = Suất Nhiệt Hợp Đồng cho Năm Hợp Đồng y mà Kỳ Lập Hoá Đơn n rơi vào, tính bằng kJ/kWh;

K liu = Hệ số điều chỉnh đối với Hệ số Phụ Tải của

Tổ Máy u, trong giờ i của Kỳ Lập Hoá Đon n được quy định trong Mục 5.2.4(c) dưới đây; với điều kiện là hệ số điều chinh này chì được áp dụng đối với giờ trong đó Tổ Máy tương úng được điều độ;

EO niu = Sản Lượng Điện Ròng của Tổ Máy u tương ứng trong giờ i của Kỳ Lập Hoá Đơn n tính bằng kWh;

HRHFO y = Suất nhiệt cho Dầu Nặng, được xác định trong

K cti = Hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ trung bình không khí làm mát trong giờ i của Kỳ Lập Hoá Đon n được quy định trong Mục 5.2.4(a) dưới đây; với điều kiện là hệ số điều chinh này chỉ được áp dụng đối với giờ trong đó Tổ Máy tương ứng được điều độ

K ati = Hệ số điều chinh theo nhiệt độ trung bình của môi trường xung quanh trong giờ i của Kỳ Lập Hoá Đơn n được quy định trong Mục 5.2.4 (b) dưới đây; với điều kiện là hệ số điều chinh này chỉ được áp dụng đối với giờ trong đó Tổ Máy tương ứng được điều độ

KHFO liu = Được xác định trong Mục 5.2.4 (c) (i) dưới đây;

CER n = Phí Năng Lượng Than cho Kỳ Lập Hoá Đơn n tính bằng Đồng/kJ, được định nghĩa trong Mục 5.2.3(d) (iv) của dưới đây; m = Sổ giờ trong Kỳ Lập Hoá Đơn n mà Tổ Máy tương ứng đã hoà đồng bộ với Hệ Thống Lưới Điện

(iii) Suất nhiệt hợp đồng

HRC y cho mỗi Năm Hợp Đồng tính bằng kJ/kWh ( HHV, trên cơ sở thực nhận ) như sau:

Bảng 5.1 Suất nhiệt hợp đồng qua các năm hợp đồng

Suất nhiệt hợp đồng ( HHV, trên cơ sở thực nhận ) HRC y (kJ/kWh)

(iv) Phí năng lƣợng than ( CER )

Mức Phí Năng Lượng Than cho bất kỳ Kỳ Lập Hoá Đơn n sẽ được tính theo công thức sau đây:

CER n = Mức Phí Năng Lượng Than cho Kỳ Lập Hoá Đơn n tính bằng Đồng/kJ (HHV, trên cơ sở thực nhận), tuy nhiên với điều kiện rằng trong trường hợp không có lần giao nhận trong Kỳ Lập Hoá Đơn n, thì CERn lần cuối cùng sẽ được áp dụng;

CI n = Số tiền trên Hoá Đơn Than, do Nhà Cung cấp

Tối ưu hóa chi phí nhập nguyên liệu đầu vào phục vụ sản xuất

Trên thực tế, việc điều hành và sản xuất điện năng của một nhà máy nhiệt điện 300MW sẽ có nhiều phạm trù, nhiều khía cạnh liên quan đến yếu tố đầu vào; tuy nhiên, yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến yếu tố đầu vào của việc sản xuất điện năng đối với nhà máy nhiệt điện 300MW chính là yếu tố liên quan đến nguyên liệu sử dụng trong sản xuất điện, mà cụ thể ở đây chính là việc sử dụng than trộn, đang được xem là giải pháp cứu cánh cho vấn đề nguyên liệu đầu vào của các nhà máy nhiệt điện than; trong bối cảnh nguyên liệu đầu vào đang gặp khó khăn, không chỉ ở Việt Nam mà còn trên toàn thế giới

Tính đến thời điểm hiện tại, trữ lượng loại than đốt được thiết kế theo dây truyền công nghệ mà các nhà máy nhiệt điện hiện đang hoạt động hiện nay đang suy giảm đáng kể và sẽ tiến tới cạn kiệt trong tương lai Chính vì vậy, các nhà máy nhiệt điện đốt than bắt buộc phải sử dụng giải pháp trộn một số lượng than trong nước với đặc tính khó cháy với các loại than nhập khẩu – dễ cháy hơn – để giảm giá thành nhiên liệu, nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất điện tiêu thụ Theo đề tài nghiên cứu KC.05.25/11-15 do PGS TS Trương Duy Nghĩa - Hội Khoa học Kỹ thuật Nhiệt Việt Nam (VTA), thực hiện; Việt Nam đã thử nghiệm đốt than trộn tại nhà máy điện than Ninh Bình với tỷ lệ trộn từ 3-5% các loại than ngoại nhập với than antraxit của Việt Nam Nghiên cứu đã thu được nhiết kết quả khả quan và đặc biệt giúp giảm thiểu tối đa chi phí hoạt động của một lò đốt nhiệt điện

86 Việc trộn than ngoại nhập với than nội địa có thể giúp tối ưu hóa một lượng lớn chi phí nguyên liệu sử dụng trong sản xuất điện tiêu thụ Theo nghiên cứu của PGS TS Trương Duy Nghĩa, tỷ lệ trộn của than ngoại nhập trong hỗn hợp than sử dụng chỉ chiếm từ 3-5%, chiếm một phần nhỏ trong hỗn hợp than sử dụng Không chỉ tiết kiệm chi phí, việc sử dụng than trộn cũng giúp phát triển ngành khai thác khoáng sản tại Việt Nam, giúp than Việt Nam vẫn có chỗ đứng trong thị trường nội địa, đảm bảo nhu cầu sử dụng của các nhà máy điện nhiệt trên phạm vi cả nước

Thực tế cho thấy, trong thời gian qua, việc nhập khẩu than diễn ra thường xuyên tại Việt Nam đã có thể đưa ra một công thức cơ bản cho việc tính giá thành than ngoại nhập với điều kiện nguyên liệu sẽ được đưa tới nhà máy sản xuất, với các cấu thành như sau:

Bảng 5.6 Chú giải về các ký hiệu viết tắt trong công thức tính giá thành than ngoại nhập

Ký hiệu Viết tắt tiếng Anh Giải nghĩa tiếng Việt

S SUMIF Tổng chi phí nhập than đến chân công trình

PA Price of Accreditation Chi phí kiểm định khối lượng nhiên liệu

PQ Price of Quality Chi phí kiểm định chất lượng nhiên liệu

PO Price of Organization Chi phí tổ chức điều hành

PL Price of Loss Chi phí hao hụt trong quá trình nhập than

PI Price of Insurance Chi phí bảo hiểm

PT Price of Transport Chi phí vận chuyển

PP Price of Product Giá thành sản phẩm

(cụ thể là than nhập khẩu)

Với công thức nêu trên, chúng ta có thể nhận thấy với một ngành có nhiều đặc thù như ngành điện lực Việt Nam nói chung và nhiệt điện than nói riêng, một số chi phí sẽ bắt buộc phải được đưa dưới dạng hằng số bất biến dựa trên các quy định hiện hành của nước ta hiện nay Chẳng hạn như “Chi phí kiểm định khối lượng nhiên liệu” và “Chi phí kiểm định chất lượng nhiên liệu” sẽ là hai khoản chi phí bắt buộc không thể thay đổi cũng như cắt giảm, để đảm bảo nguồn nguyên liệu than phục vụ sản xuất luôn phù hợp với các tổ hợp máy nhiệt than

“Chi phí tổ chức điều hành” cũng có thể coi là một hằng số bất biến do tính chất cần thiết trong việc tổ chức điều hành việc sản xuất và cung cấp điện; và “chi phí bảo hiểm” sẽ không thể cắt giảm hay điều chỉnh bởi than được coi là một hàng hóa tiêu thụ và vận chuyển đặc biệt theo công ước SOLAS và bộ luật IMSBC (SOLAS (Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con người trên biển) và Bộ luật IMSBC (Bộ luật quốc tế về vận chuyển xô hàng rời rắn bằng đường biển của Tổ chức Hàng hải quốc tế) (than là hàng hóa dễ cháy nổ, mặc dù than ngoại nhập Bitum có tỷ lệ cháy nổ thấp hơn xong vẫn chịu phí bảo hiểm như các hàng hóa dễ cháy nổ khác)

87 Với những điều kiện kể trên, công thức của chúng ta hoàn toàn có thể thu gọn lại với các yếu tố có thể biến động như sau:

Có thể đơn giản thấy rằng, việc tối ưu hóa chi phí nhập than Bitum hoặc Sub-Bitum nhằm giảm thiểu tối đa yếu tố đầu vào, nhằm tăng hiệu quả kinh tế chỉ có thể thông qua việc giảm thiểu chi phí hao hụt, chi phí vận chuyển cũng như chi phí giá thành sản phẩm trên thực tế:

( ) ( ) ( ) ( ) Chi phí nhập than đến chân công trình sẽ đạt mức thấp nhất, nếu như một trong ba hoặc cả ba yếu tố “Chi phí hao hụt”, “Chi phí vận chuyển” và “Giá thành sản phẩm” sẽ đạt mức thấp nhất; hoặc đơn giản hơn, chi phí nhập than sẽ giảm thiểu nếu như một trong ba hoặc cả ba yếu tố nêu trên cũng được giảm thiểu.

5.3.1 Tối ưu hóa giá nhập khẩu than phối trộn phục vụ sản xuất điện a Tối ƣu hóa giá thành sản phẩm

(i) Sơ lƣợc về các đối tác cung cấp than tại Việt Nam

Tại Việt Nam, theo thống kê, việc nhập khẩu than ngoại nhập tính đến thời điểm năm 2022 đạt mức ba ngàn sáu trăm năm mươi tư tỷ đồng; chiếm một lượng lớn tỷ trọng trong các chi phí yếu tố đầu vào của việc sản xuất điện năng Tính đến tháng 07/2023; Việt Nam đã nhập khẩu hơn 29.65 triệu tấn than, tăng hơn 10 triệu tấn so với cùng kỳ năm 2022 Hai đối tác chiến lược trong việc xuất khẩu và cung cấp than cho Việt Nam là Australia (than Bitum – 12.5 triệu tấn) và Indonesia (Than Sub-bitum – 11.4 triệu tấn) ( Nguồn: Tổng cục thống kê Việt Nam )

Biểu đồ 5-1 Tỷ trọng nhập khẩu than phục vụ sản xuất kinh doanh tại Việt Nam

Trên thực tế, Australia và Indonesia không phải là hai đối tác chiến lược duy nhất của Việt Nam về việc cung cấp nguyên liệu phục vụ sản xuất điện của các nhà máy nhiệt điện than Tuy nhiên, tỷ trọng về nhập khẩu than chỉ trong vòng 07 tháng đầu năm 2023 đã chỉ ra rõ Australia và Indonesia là 2 đối tác chiến lược chính của Việt Nam trong việc cung cấp than phục vụ nhu cầu sản xuất kinh doanh trong nước Than nhập khẩu từ hai quốc gia nêu trên có chất lượng than ổn định, phù hợp với thiết kế các lò nhiệt điện tại Việt Nam Bên cạnh Úc 42%

88 đó, trữ lượng than lớn tại Australia và Indonesia cũng là một yếu tố quan trọng giúp đảm bảo các đơn hàng về than cung cấp cho Việt Nam được diễn ra thông suốt, kịp thời phục vụ mục đích sản xuất điện tiêu thụ trên phạm vi toàn lãnh thổ Bên cạnh đó, công tác vận chuyển đường biển phần nào giúp cho than từ Australia và Indonesia được chuyển giao đến Việt Nam đễ dàng; cùng với các quy tắc thương mại quốc tế về hợp đồng ngoại thương (Incoterm) và đường bờ biển dài, nhiều cảng biển nước sâu; Việt Nam được hưởng lợi rất nhiều từ các tuyến vận chuyển đường biển trong việc xuất nhập khẩu nói chung, cũng như nhập khẩu than nói riêng

Tuy nhiên, cần phải đề cập đến phạm trù liên quan đến số lượng, chất lượng và giá thành than đá được nhập khẩu từ Australia và Indonesia Trong khi than nhập khẩu từ Australia có năng suất tỏa nhiệt cao cũng như việc khai thác dễ dàng nhằm giảm thiểu được giá thành của than trong quá trình xuất khẩu; thì than nhập khẩu từ Indonesia có nguồn cung cấp ổn định hơn với giá thành tương đối

“dễ chịu” so với các thị trường mua bán than khác trên thế giới nhờ vào lượng cung ứng than đá lớn với sản lượng cung cấp luôn ở mức ổn định

(ii) Sản lƣợng than cung cấp bởi Australia và Indonesia giai đoạn 2015-2022

Theo thống kê được cung cấp bởi Tổng cục Hải Quan Việt Nam, trong những năm từ 2015 đến 2022, sản lượng than được nhập khẩu từ Australia và Indonesia vào Việt Nam có sự chênh lệch đáng kể và gia tăng trong từng năm Điều này chứng tỏ nhu cầu sử dụng than nhập khẩu trong nước đang ngày một gia tăng, phản ánh một phần sự phát triển kinh tế tại Việt Nam Tuy sản lượng nhập khẩu có suy giảm nhẹ vào giai đoạn 2021 – 2022 do ảnh hưởng chung của đại dịch COVID – 19 trên toàn thế giới trực tiếp ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế; nhưng về cơ bản, than nhập khẩu đang giữ một vai trò quan trọng trong việc sản xuất và kinh doanh tại Việt Nam, đặc biệt là đối với ngành sản xuất điện năng phục vụ nhu cầu đời sống nhân dân, phát triển kinh tế và giữ gìn trật tự an ninh quốc phòng

Biểu đồ 5-2: Sản lượng nhập khẩu than từ Australia và Indonesia giai đoạn 2015

(iii) Giá than cung cấp bởi Australia và Indonesia giai đoạn

Theo số liệu được cung cấp bởi Tổng cục Hải Quan Việt Nam giá than được nhập khẩu về Việt Nam tại Australia và Indonesia có sự chênh lệch đáng kể, mặc dù chưa xét đến yếu tố chi phí liên quan đến vận chuyển Cụ thể, vào năm 2015; giá than trung bình/ tấn tại Australia được nhập khẩu vào Việt Nam lên tới 88.19 USD/tấn; trong khi giá than trung bình/ tấn tại Indonesia được nhập khẩu vào Việt Nam chỉ dừng lại ở 58.12 USD/tấn Cho đến năm 2022; giá than trung bình/ tấn tại Australia được nhập khẩu vào Việt Nam đạt ngưỡng 252.45 USD/tấn; giá than trung bình/ tấn tại Indonesia được nhập khẩu vào Việt Nam cũng lên tới 152.04 USD/tấn

Biểu đồ 5-3 Giá thành nhập khẩu than từ Australia và Indonesia giai đoạn

Tính toán chi phí phát điện và giá trần bản chào giá điện

5.4.1 Tính chi phí sản xuất 1 kWh điện

(i) Giả định các thông số được dùng để tính toán như sau:

- Các thông số vận hành của tổ máy, bao gồm các thông số về nhiên liệu, sản lượng điện năng theo giờ, nhiệt độ không khí làm mát, nhiệt độ môi trường xung quanh tương ứng với thông số tại thời điểm tháng 7 năm

- Tỉ giá quy đổi ngoại tệ ER n là 23.500 VND/USD do Ngân hàng TMCP Ngoại Thương Việt Nam cung cấp vào ngày 3/8/2022

(ii) Tính toán chi phí sản xuất 1 kWh điện

Theo kết quả tính toán được trình bày tại Phụ lục 4.1 , ta có chi phí sản xuất điện được trình bày qua bảng dưới đây:

Bảng 5.7 Chi phí sản xuất điện

Chi phí sản xuất điện tính bằng

Chi phí sản xuất điện tính bằng

Tổng chi phí sản xuất điện được tính bằng:

= 428.468.460.331 đồng Với tổng sản lượng điện năng EO là 205,085,935 kWh, chi phí sản xuất cho 1 kWh điện được tính bằng:

5.4.2 Tính toán giá trần bản chào giá cho 1 kWh điện

Giá trần bản chào giá tổ máy 300MW nhiệt điện Phả Lại được tính theo công thức sau:

P tr  P NLC  HRC y  P NLP  HRHFO y

Tại Mục 5.2.3 (b) (v) phía trên đã quy định “Suất Nhiệt Ròng cho Nhiên

Liệu Dầu Nặng ( nhiên liệu phụ ) cho Năm Hợp Đồng y và bằng HRC y tính bằng kJ/kWh (HHV, trên cơ sở thực nhận) ”, do vậy công thức trên có thể được rút gọn thành:

Kết quả trung bình giá trần bản chào giá điện qua các năm được thể hiện tại bảng dưới đây:

Bảng 5.8 Trung bình giá trần bản chào giá điện qua các năm

Giá nhiên liệu chính trung bình ( Đồng/ kJ )

Giá nhiên liệu phụ trung bình ( Đồng/ kJ )

Suất nhiệt hợp đồng (kJ/kWh)

Giá trần trung bình ( Đồng/ kWh )

Năm 1 0,0003785 0,339 11.200 3.797,66 Năm 2 0,0003967 0,333 11.228 3.745,58 Năm 3 0,0004134 0,336 11.244 3.787,93 Năm 4 0,0004788 0,347 11.255 3.914,02 Năm 5 0,0005089 0,350 11.242 3.936,87

5.4.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế

Như đã trình bày ở trên, ta có công thức tính toán hiệu quả kinh tế như sau: Hiệu quả kinh tế ( H ) = Tổng chi phí sản xuất / doanh thu bán hàng tối đa

Do vậy, tổ máy hiện đang kinh doanh có lãi và hiệu quả về mặt kinh tế.

Một số tổn thất tiêu biểu khi tổ máy thiếu nguyên liệu vận hành

5.5.1 Trường hợp tổ máy phải vận hành tại chế độ tải thấp

Giả sử tổng thời gian tổ máy thiếu than kéo dài và phải chạy ở mức tải thấp ( tải < 70% ) 480 giờ vận hành một tháng, tương đương với 20 ngày vận hành, lượng dầu cần sử dụng làm nhiên liệu phụ để vận hành tổ máy ổn định được tính như sau:

97 SFC n = { ∑ ∑ ( HRHFO y x K cti x K ati x KHFO liu x EO niu )} x HFOER n Các thông số đầu vào được dùng để tính toán bao gồm: Nhiệt độ nước làm mát tổ máy, Nhiệt độ không khí của môi trường xung quanh, Tỉ lệ dầu nặng, giá nhiên liệu phụ … được lấy theo thông số của tổ máy tháng 7 năm 2022

Với các thông số giả định như trên, chi phí cho phần nhiên liệu phụ, cụ thể ở đây là phần dầu đốt kèm sẽ là 100,479,417,202 đồng, tương đương với doanh thu từ việc kinh doanh 25,522,666 kWh điện của tổ máy ở mức giá trần chào bán điện năm 2022 hay khoảng 85 giờ vận hành của tổ máy ở mức công suất cao nhất

300 MW ( Chi tiết tính toán được trình bày tại Phụ Lục 5 )

5.5.2 Trường hợp tổ máy phải dừng hoạt động do thiếu nhiên liệu

Giả sử tổ máy phải ngừng hoạt động 2000 giờ một năm do thiếu nhiên liệu than, ta có tổng điện năng ngừng máy tương đương được quy đổi là :

EOtđ = Công suất lắt đặt x Thời gian ngừng máy

EO tđ : Tổng điện năng ngừng máy tương đương của tổ máy, kWh

Lấy giá trần phát điện của tổ máy vào năm 2022, thiệt hại doanh thu phát điện tối đa nhà máy sẽ chịu là:

Thiệt hại doanh thu phát điện = Điện năng ngừng máy tương đương x giá trần chào bán điện

= 2.362.122.000.000 đồng Ngoài ra, chi phí cho mỗi lần khởi động tổ máy được tính toán bằng công thức sau :

) Giả sử các thông số tính toán được lấy tại thời điểm tháng 7 năm 2022, kết quả tính toán tại Phụ lục 6 như sau:

- Đối với mỗi khởi động nóng, chi phí khởi động sẽ là:

- Đối với mỗi khởi động ấm, chi phí khởi động sẽ là:

- Đối với mỗi khởi động lạnh, chi phí khởi động sẽ là:

S cn = 191,823.01 USD Như vậy, trong trường hợp tổ máy phải ngừng do thiếu nhiên liệu để vận hành, công ty ngoài việc tổn thất về doanh thu phát điện còn phát sinh thêm chi phí cho mỗi lần khởi động.

Đánh giá về chỉ tiêu kinh tế của việc áp dụng đốt than trộn cho tổ máy

Nhằm đảm bảo tính hiệu quả kinh tế khi sử dụng than trộn trong quá trình sản xuất điện năng của tổ hợp nhà máy điện công suất 300MW, chúng ta cần phải đánh giá một cách khách quan nhất các yếu tố ảnh hướng đến tính hiệu quả kinh tế, mà có thể thấy rõ ở đây chính là giá thành nhập than Bitum hoặc Sub-

98 bitum dùng trong việc trộn than nội địa và than ngoại nhập Giá thành nhập khẩu than càng thấp trong khi sản lượng đầu ra về điện năng càng cao hoặc được đảm bảo đến một khối lượng nhất định nào đấy, tính hiệu quả kinh tế càng cao, góp phần hỗ trợ đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia trong đảm bảo phục nhu cầu sản xuất kinh doanh, ổn định đời sống nhân dân, tăng cường an ninh quốc phòng toàn dân

Thông qua các công thức sơ bộ, chúng ta có thể có một cái nhìn rõ ràng hơn về các chi phí đang ảnh hưởng đến yếu tố đầu vào của nguyên liệu sử dụng trong sản xuất điện tại Việt Nam Các công thức trên đã được rút gọn và quy về các hằng số bất biến phần nào, giúp việc xét đến các yếu tố được diễn ra một cách đơn giản hơn, từ đó đơn giản hóa việc tối ưu hóa số liệu trong việc nhập khẩu than trong quá trình trộn than

Với hai loại than ngoại nhập đang được sử dụng hiện nay tại Việt Nam, chúng ta có thể thấy ngay than Sub-Bitum nhập khẩu từ Indonesia có giá thành tốt hơn, cũng như các chi phí liên quan như chi phí vận chuyển, chi phí nhập khẩu… cũng được đảm bảo hơn Từ đó có thể giảm thiểu được chi phí nguyên liệu đầu vào, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong việc vận hành nhà máy điện 300MW

Các giải pháp cơ bản nhằm tối ưu hóa các chi phí trong quá trình nhập khẩu cũng được đưa ra một cách khái quát giúp khẳng định việc nhập khẩu than từ Indonesia là phương án đúng đắn và phù hợp Tuy nhiên, do tính chất khác nhau của than Sub-Bitum và than Bitum, để xét một cách toàn cảnh về việc nên sử dụng loại than nào trong vận hành nhà máy điện 300MW, chúng ta sẽ cần đến việc phân tích các số liệu thực tế thông qua thử nghiệm hai loại than kể trên

Như đã phân tích ở phần trước, việc sử dụng than Sub-Bitum được nhập khẩu từ Indonesia hoàn toàn đảm bảo được các điều kiện về kĩ thuật vận hành của tổ máy, do vậy chúng ta cần đẩy mạnh việc đưa Indonesia trở thành đối tác chiến lược trong việc cung cấp than cho Việt Nam, từ đó dự tính khối lượng than cần sử dụng trong quá trình sản xuất điện, thông qua các biện pháp ngoại giao quốc tế nhằm đàm phán đến một giá than tối ưu hơn, giảm thiểu tối đa giá thành nguyên liệu đầu vào trong sản xuất