Nghiên cứu đặc tính nóng chảy của than antraxit và than bitum nhập khẩu

TRẦN XUÂN QUÝ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN XUÂN QUÝ KỸ THUẬT NHIỆT NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH NĨNG CHẢY CỦA THAN ANTRAXIT VÀ THAN BITUM NHẬP KHẨU LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KĨ THUẬT NHIỆT CB150371 Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN XN Q NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH NĨNG CHẢY CỦA THAN ANTRAXIT VÀ THAN BITUM NHẬP KHẨU Chuyên ngành: Kỹ Thuật Nhiệt LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KĨ THUẬT NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LÊ ĐỨC DŨNG Hà Nội - 2018 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: TRẦN XUÂN QUÝ Đề tài luận văn: “ Nghiên cứu đặc tính nóng chảy than Antraxit than Bitum nhập khẩu” Chuyên ngành: Kĩ thuật Nhiệt Mã số SV: CB150371 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 26 tháng năm 2018 với nội dung sau: Rút ngắn độ dài “Chương 2: lý thuyết trình cháy than antraxit lò yếu tố ảnh hưởng đến cháy than antraxit” Rút ngắn đưa quy trình xác định hàm lượng độ ẩm (W); độ tro; chất bốc (V); Cốc; Nhiệt trị; lưu huỳnh; Cacbon; Đặc tính nóng chảy tro phịng thí nghiệm nhà máy nhiệt điện Vũng Áng Hà tĩnh “Chương 3: Nghiên cứu đặc tính than Antraxit than Bitum” vào tài liệu tham khảo Đổi số la mã thành số tự nhiên Đánh số đầy đủ công thức theo quy định Chỉnh sửa ghi đơn vị thứ nguyên Đặt tên bảng số liệu lên đầu bảng Thêm vào ghi tài liệu trích dẫn Kiểm tra kết thí nghiệm xác định độ tro mẫu than Vũng Áng bảng trang 49 Sửa lại tả danh mục tài liệu tham khảo, hình thức nội dung theo qui chuẩn Ngày tháng năm 2018 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS LÊ ĐỨC DŨNG TRẦN XUÂN QUÝ CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS NGUYỄN XUÂN QUANG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tơi tự tính tốn, thiết kế nghiên cứu hướng dẫn TS LÊ ĐỨC DŨNG Để hồn thành luận văn tơi sử dụng tài liệu ghi mục tài liệu tham khảo, ngồi khơng sử dụng tài liệu không liệt kê khác Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Người thực TRẦN XUÂN QUÝ MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan đề tài 1.1.1 Ý nghĩa đề tài 1.1.2 Mục đích hướng đến đề tài 1.1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.1.4 Nội dung luận văn 1.2 Vai trò nhiệt điện đốt than Việt Nam ý nghĩa việc nâng cao hiệu suất cho lò nhà máy nhiệt điện 1.2.1 Vai trò nhiệt điện than 1.2.2 Nguồn than cho nhà máy nhiệt điện 1.2.3 Ý nghĩa việc nâng cao hiệu suất lò nhà máy nhiệt điện 1.2.4 Nghiên cứu nâng cao hiệu suất lò nhà máy nhiệt điện thơng qua việc tối ưu hóa đốt than trộn 1.2.4.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 1.2.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 10 1.3 Tổng quan lò 13 1.3.1 Vai trò lò nhà máy nhiệt điện: 13 1.3.2 Cấu tạo lò đốt than phun: 14 1.3.3 Hệ thống lò hơi: 15 1.3.4 Các thơng số nước 15 1.3.5 Nguyên lý làm việc 16 Kết luận chương 18 CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT CHÁY BỘT THAN .19 2.1 Cơ sở lý thuyết cháy than 19 2.2 Sự cháy thông số ảnh hưởng đến cháy lò hơi: 19 2.3 Định luật khối lượng tác dụng số cân 20 2.4 Phản ứng dây chuyền 22 2.5 Quá trình cháy than bột lò 23 2.5.1 Tính chất đặc tính bột than 23 2.5.2 Quá trình cháy buồng lửa đốt than bột 27 2.6 Vấn đề cháy than Antraxit Việt Nam 30 2.6.1 Vấn đề bắt cháy than 31 2.6.2 Vấn đề cháy kiệt than, cháy ổn định: 33 2.7 Hiện tượng bám xỉ, đóng xỉ lị đốt than nhà máy nhiệt điện: 34 2.7.1 Quá trình hình thành xỉ lò 35 2.7.2 Tác hại việc bám xỉ, đóng xỉ 37 Kết luận chương 40 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THAN ANTRAXIT VÀ THAN BITUM 41 3.1 Đặc tính hạt than 41 3.2 Đặc tính cơng nghệ than Antraxit than Bitum nhập 42 3.2.1 Phân tích độ ẩm (W) than Antraxit, Bitum 42 3.2.1.1 Các bước thí nghiệm phân tích độ ẩm (W) than Antraxit, Bitum thự theo quy trình 43 3.2.1.2 Phương pháp tính tốn 43 3.2.1.3 Báo cáo kết 44 3.2.2 Phân tích độ tro than Antraxit, Bitum “A” (A- Ash mineral matter) 45 3.2.2.1 Nguyên tắc xác định 45 3.2.2.2 Các bước thí nghiệm phân tích độ tro than Antraxit, Bitum thự theo quy trình 45 3.2.2.3 Tính tốn báo cáo kết 45 3.2.3 Thí nghiệm phân tích chất bốc than Antraxit, Bitum (Volatile matter V) 47 3.2.3.1 Nguyên tắc xác định 47 3.2.3.2 Các bước thí nghiệm phân tích chất bốc than Antraxit, Bitum thự theo quy trình 48 3.2.3.3 Tính tốn báo cáo kết 48 3.2.4 Thành phần cốc than (Fixed Carbon FC): 49 3.2.5 Nhiệt trị than Antraxit, Bitum: 49 3.2.5.1 Xác định nhiệt trị than 50 3.2.6 Phân tích hàm lượng lưu huỳnh than Antraxit, Bitum 51 3.2.6.1 Q trình phân tích mẫu 51 3.2.6.2 Tính tốn báo cáo kết 52 3.3 Thành phấn hóa học nhiên liệu 52 3.4 Đặc tính nóng chảy than tro 55 3.4.1 Thành phần độ tro nhiên liệu 55 3.4.2 Phân tích đặc tính nóng chảy than tro 56 3.4.2.1 Nguyên tắc xác định 56 3.4.2.2 Thiết bị xác đinh nhiệt độ nóng chảy than, tro Thiết bị “ASH-10 Ash Fusion Tester ” 56 3.4.2.3 Tiến trình phân tích 58 3.4.2.4 Kết phân tích đặc tính nóng chảy than, tro 60 3.4.2.5 Làm mát khỏi chương trình: 62 Kết luận chương 62 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU BÁM TRO XỈ TRONG LÒ HƠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VŨNG ÁNG - HÀ TĨNH 63 4.1 Giới thiệu lò NMNĐ Vũng Áng Hà Tĩnh 63 4.1.1 Mô tả hệ thống 63 4.2 Các hệ thống phụ trợ lò 66 4.3 Hệ thống nhiên liệu than 70 4.4 Các yếu tố ảnh hưởng nguyên nhân bám xỉ, đóng xỉ lị nhà máy nhiệt điện 72 4.4.1 Vấn đề bám xỉ, đóng xỉ ăn mịn nhiệt độ cao buồng lửa 72 4.4.2 Các giải pháp khắc phục để nâng cao hiệu suất ấn lò 72 4.4.2.1 Thiết kế lò đốt than phun 72 4.4.2.2 Bố trí vịi phun lị đốt than phun 73 4.4.2.3 Cung cấp gió (khơng khí) 74 4.4.2.4 Chất lượng bột than (nhiên liệu) 75 4.4.2.5.Hệ thống nghiền than 75 4.5 Xây dựng mơ hình trường nhiệt độ NMNĐ Vũng Áng 76 4.5.1 Thiết lập điều kiện biên cho mơ hình 76 4.5.2 Trường nhiệt độ 78 4.6 Giải pháp khắc phục nâng cao hiệu suất lò Vũng Áng 84 4.7 Hình ảnh số vị trí bám tro xỉ lị NMNĐ Vũng Áng 84 4.8 Sự cố ngừng tổ máy xỉ lớn rơi làm dao động buồng đốt thực tế nhà máy nhiệt điện đốt than 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .88 Kết luận 88 Kiến nghị 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ký hiệu/Chữ Đơn vị C 10-2 (k.l) Tỷ lệ carbon nhiên liệu V 10-2 (k.l) Tỷ lệ chất bốc nhiên liệu A 10-2 (k.l) Tỷ lệ tro nhiên liệu N 10-2 (k.l) Tỷ lệ Nitrogen nhiên liệu S 10-2 (k.l) Tỷ lệ lưu huỳnh nhiên liệu H 10-2 (k.l) Tỷ lệ hydrogen nhiên liệu W 10-2 (k.l) Tỷ lệ ẩm nhiên liệu Qlv t kJ/kg Ý nghĩa Nhiệt trị thấp làm việc As received (mẫu nhận được) ar Dried ash free (Mẫu cháy) DAF lt Lý thuyết tt Thực tế ct Cần thiết khô Mẫu khô UB Unburned (không cháy) SPC Sản phẩm cháy Nồng độ thể tích (một phần triệu) ppm 10-6 (t.t) MNOx kg/h Khối lượng NOx hình thành B kg/h Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ Kv Hệ số khu vực Kp Hệ số công suất Ký hiệu/Chữ Đơn vị υ m/s ρ kg/m3 Khối lượng riêng C mg/m3 Nồng độ khí η % i kJ/m3, (kJ/kg) V m3/h α r SRF Vận tốc khói Hiệu suất Entanpi Lượng khí sinh sản phẩm cháy Hệ số khơng khí thừa m Bán kính Hệ số hoạt động chất xúc tác K Volcatalys Ý nghĩa m3 Thể tích chất xúc tác Stoichiometric Ratio Factor NMNĐ Nhà máy nhiệt điện NĐĐT Nhiệt điện đốt than PC Lò đốt than phun CFB Lị đốt than tầng sơi TSTH Tầng sơi tuần hồn CFD Computation Fluid Dynamics TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài ngun Mơi trường DANH MỤC CÁC HÌNH Stt Hình nội dung Trang Hình 1.1: Cơng suất điện cung cấp từ nguồn khai thác theo quy hoạch Hình 1.2: Tỉ lệ % nguồn cung cấp điện theo quy hoạch [1] Hình 1.3: Cấu tạo lị 14 Hình 3.1: Tủ sấy (nhiệt độ cài đặt 105oC đến 110oC ) 42 Hình 3.2: Thiết bị phân tích hàm lượng lưu huỳnh 51 Hình 3.3: Sơ đồ thiết bị ASH 10 phân tích đặc tính nóng chảy tro 57 Hình 3.4: Hình ảnh máy tính phân tích đặc tính nóng chảy tro 60 Hình 3.5: Hình ảnh chụp mẫu q trình nóng chảy tro 61 Hình 4.1: Tổng quan hệ thống lị NMNĐ Vũng Áng 64 Hình 4.2: Màn hình vận hành giám sát bao 64 10 Hình 4.3: Cách bố trí vịi đốt 66 11 Hình 4.4: Cấu tạo vịi đốt than 67 12 Hình 4.5: Hình ảnh lửa buồng đốt 67 13 Hình 4.6: Sơ đồ bố trí hệ thống vịi đốt than 69 14 Hình 4.7: Sơ đồ bố trí hệ thống vịi đốt dầu 70 15 Hình 4.8: Màn hình vận hành giám sát hệ thống nhiên liệu than 71 16 Hình 4.9: Phân bố trường nhiệt độ buồng đốt cháy than Hịn Gai 78 17 Hình 4.10: Phân bố nhiệt độ mặt cắt ngang buồng đốt cháy than Hòn Gai 79 ... NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH THAN ANTRAXIT VÀ THAN BITUM 41 3.1 Đặc tính hạt than 41 3.2 Đặc tính cơng nghệ than Antraxit than Bitum nhập 42 3.2.1 Phân tích độ ẩm (W) than Antraxit, ... tài nghiên cứu: “NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH NĨNG CHẢY CỦA THAN ANTRAXIT VÀ THAN BITUM NHẬP KHẨU VÀ ỨNG DỤNG TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN” thơng qua thí nghiệm thực tế CHƯƠNG I mẫu than Antraxit Hòn Gai than. .. tạp vận hành sử dụng lượng lớn than tiêu thụ Nghiên cứu đặc tính nóng chảy than Antraxit than Bitum nhập nhằm phục vụ công nghệ đốt than trộn (than khó cháy trộn với than dễ cháy), nhằm nâng cao