Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất:
Nhiên liệu chính đƣợc sử dụng là than và dầu DO. Than đƣợc cấp và kho than, sau đó đƣợc chuyển vào bunke vào máy nghiền than tạo kích thƣớc u cầu. Sau đó
Khơng khí Than Dầu DO Nƣớc sông
Diễn Vọng Đá vôi
Bãi chứa xỉ
đƣợc phun vào buồng đốt. Khơng khí đƣợc gia nhiệt và cấp để hỗ trợ cho quá trình đốt đƣợc tốt nhất. Dầu DO đƣợc cấp vào bể chứa dầu bằng các xe bồn. Dầu DO đƣợc đƣa vào quy trình sản xuất bằng hệ thống cung cấp dầu và đƣợc gia nhiệt để đốt hỗ trợ q trình khởi động lị. Ngồi ra cịn sử dụng nƣớc đã khử khống và một số phụ gia cần thiết nhƣ Hydrogen (chất tẩy oxi) và chất tẩy gỉ. Khi nƣớc khử khống đƣợc đốt nóng ở nhiệt độ cao tạo thành hơi nƣớc áp suất cao, sau đó hơi nóng chuyển động sẽ đẩy tuabin quay đạt vận tốc xác định. Các tuabin quay sẽ sản sinh ra điện năng. Hơi nƣớc sau khi làm quay tuabin đƣợc làm mát và ngƣng tụ thành nƣớc ngƣng trong bình ngƣng, từ đây nƣớc ngƣng qua các bình gia nhiệt, khử khí, bộ hâm và đƣợc cấp cho lị hơi thành chu trình kín. Nƣớc bổ sung cho mất mát của chu trình nhiệt đƣợc khử khống và đƣa vào bình ngƣng. Khơng khí sau khi truyền nhiệt tối đa để sinh hơi tiếp tục đi qua các bộ truyền nhiệt khác, qua hệ thống xử lý bụi và khử SO2 tới ống khói và xả ra khí quyển. Nƣớc dùng làm mát bình ngƣng đƣợc lấy từ sơng Diễn Vọng với lƣu lƣợng 4,14 triệu m3.
Các loại chất thải rắn lò hơi (xỉ than) và tro bay thu đƣợc từ hệ thống lọc bụi tĩnh điện ESP cũng đƣợc bơm về trạm bơm thải xỉ và sau đó đƣợc bơm thải tro xỉ cùng nƣớc đƣợc bơm tống lên bãi chứa tro xỉ.
Đá vôi đƣợc chuyển đến kho của nhà máy và sau đó đƣợc đƣa đến máy nghiền ƣớt tạo dạng sữa vơi. Sau đó đƣợc bơm vào tháp xử lý lƣu huỳnh FGD. Khí thải sau khi đƣợc xử lý bởi hệ thống lọc bụi ESP và hệ thống FGD đã đƣợc loại bỏ các chất ô nhiễm và đƣợc thải ra ngồi mơi trƣờng qua ống khói cao 200 m.
Từ sơ đồ cơng nghệ trên có thể thấy nhà máy sử dụng các nguồn nhiên liệu nhƣ than, dầu FO, đá vơi, khơng khí, nƣớc cho hoạt động sản xuất điện năng và thải ra ngồi mơi trƣờng bụi và các loại khí thải độc hại SO2, NOx, CO,… nƣớc thải làm mát và nƣớc thải sản xuất, tro xỉ và tro bay cũng nhƣ nhiều loại chất thải công nghiệp khác. Tuy nhiên Công ty đã quan tâm đến vấn đề môi trƣờng ngay từ khi đi vào hoạt động do vậy, tất cả các dịng thải của nhà máy đều đƣợc cơng ty quan tâm xử lý. Đối với tro bay và tro xỉ, do thải ra một lƣợng lớn mỗi ngày nên diện tích hồ chứa bị thu hẹp. Tro xỉ và tro bay có thể sử dụng cho các mục đích khác nhau, mang lại lợi ích kinh tế cho nhà máy nên lãnh đạo công ty đang tìm các biện pháp để nâng cao hiệu suất thu hồivà tái sử dụng các loại chất thải này.
Tro bay của nhà máy đƣợc thu gom nhờ hệ thống lọc bụi tĩnh điện nhờ các tấm điện cực, lắng rơi xuống các silo chứa và đƣợc xe bồn đến vận chuyển đi tiêu thụ.
Tro xỉ đáy lò đƣợc bơm thải xỉ đƣa về bể chứa và đƣợc nghiền nhỏ trƣớc khi bơm vào đƣờng ống lên bãi chƣá. Bãi chứa đƣợc thiết kế đáy lót màng chống thấm HDPE với diện tích 160 ha.
3.1.2. Nhiên liệu sử dụng trong sản xuất điện của nhà máy a) Than đá a) Than đá
Than cấp cho nhà máy là than Antraxit của các mỏ than thuộc khu vực Hòn Gai - Cẩm Phả. Đặc tính than cấp cho nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh đƣợc nêu trong bảng 3.1.
Bảng 3. 1. Đặc tính than cấp cho nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh (theo tiêu chuẩn ASTM)[18]
TT Tên thành phần Ký
hiệu
Đơn vị Số liệu theo
dải
Giá trị đảm bảo
I Nhiệt trị
1 Nhiệt trị cao Qlvc kcal/kg 4688 - 5360 5030 2 Nhiệt trị thấp Qlvt kcal/kg 4490 - 5157 4830 II Phân tích gần đúng 1 Tổng ẩm Wtp % 5,55 - 12,0 9,00 2 Các bon cố định Ccdlv % 45,39 - 63,15 54,43 3 Chất bốc Vlv % 5,82 - 8,61 6,83 4 Độ tro Alv % 25,48 - 29,85 29,74 Tổng cộng 100,00 III Phân tích thành phần 1 Các bon Clv % 50,98 - 63,75 55,37 2 Hyđrô Hlv % 2,56 - 2,97 2,62 3 Ôxy Olv % 1,66 - 2,68 2,09 4 Nitơ Nlv % 0,73 - 0,86 0,77
TT Tên thành phần Ký hiệu
Đơn vị Số liệu theo
dải Giá trị đảm bảo 5 Lƣu huỳnh Slvch % 0,27 - 0,66 0,41 6 Độ tro Alv % 25,48 - 29,85 29,74 7 Độ ẩm Wtp % 5,55 - 12,0 9,00 Tổng cộng 100,00
IV Các chi tiết cơ lý
1 Hệ số nghiền 45 - 70 50 2 Cỡ hạt than cám (0-15mm) 100 Cấp +10mm % 6,16 - 17,5 10,53 Cấp 5 – 10mm % 9,89 - 18,3 14,22 Cấp 2,5 – 5mm % 15,60 - 21,71 18,62 Cấp 1,25 – 2,5mm % 8,73 - 13,76 10,97 Cấp 0,63 – 1,25mm % 12,36 - 18,13 14,89 Cấp 0,315 – 0,63mm % 6,80 - 14,45 10,02 Cấp – 0,315mm % 11,47 - 31,47 20,77 3 KLR thể tích T/m3 0,92 - 1,10 1,00 4 Nhiệt độ bùng cháy O C 340 - 400 370
Lƣợng than tiêu thụ của nhà máy với 4 tổ máy là 3.297.600 tấn/năm, (nhà máy hoạt động 6000 giờ trong một năm) tƣơng ứng gần 550 tấn/giờ.
Nhận xét:
Than cấp cho nhà máy là than có nhiệt trị thấp (4830 kcal/kg), độ tro lớn (29,74 %) là nguyên nhân dẫn đến việc nhà máy thải ra môi trƣờng một lƣợng lớn chất thải rắn là tro xỉ, và tro bay. Vì vậy vấn đề lƣu giữ, xử lý tro xỉ, tro bay của nhà máy đang là vấn đề nóng, cần quan tâm.
Nhà máy chỉ dùng một loại dầu FO để khởi động và duy trì phụ tải khi phụ tải của lò hơi thấp hơn 60 % BMCR. Dầu FO sử dụng là loại dầu No.5 theo tiêu chuẩn ASTM có đặc tính nhƣ sau: - Tỷ trọng : 0,95 - Điểm bốc hơi : - 23 +27 o C - Độ nhớt ở 38 oC : 200 CSt - Điểm bắt cháy : 55 oC - Nhiệt trị cao : 10100 Kcal/kg
Đặc tính chi tiết của dầu theo tiêu chuẩn ASTM xem bảng 3.2.
Bảng 3. 2. Đặc tính của dầu FO theo ASTM đƣợc cấp cho nhà máy
Đặc tính Loại
No.1 No.2 No.4 No.5 No.6
S (%) 0,01-0,5 0,05-1,0 0,2-2,0 0,5-3,0 0,7-3,5 H (%) 13,3-14,1 11,8-13,9 10,6-13,0 10,5-12,0 9,5-12,0 C (%) 85,9-86,7 86,1-88,2 85,5-89,2 86,5-89,2 86,5-90,2 N (%) 0-0,1 0-0,1 - - - O (%) - - - - - A (%) - - 0-0,1 0-0,1 0,01-0,5 0,825-0,806 0,887-0,825 0,966-0,876 0,972-0,922 1,022-0,922 Điểm bốc hơi (0 C) -18 -46 -18 -40 -23 10 -23 27 -95 29,5 Độ nhớt (CSt 38 o C) 1,4-2,2 1,9-3,0 10,5-65 65-200 260-750 Điểm bốc cháy (o C) 38 38 55 55 65 Nhiệt trị cao (KCal/kg) 10928- 11033 10650- 10972 10156- 10778 10056- 10567 9672- 10550 Khối lƣợng dầu FO sử dụng của nhà máy: 15800 tấn/năm, tƣơng ứng 2,63 tấn/giờ.
c) Hệ thống cấp nƣớc làm mát tuần hoàn
Mỗi tổ máy có một hệ thống nƣớc tuần hồn tƣơng tự nhau. Chức năng của hệ thống nƣớc tuần hồn là để cung cấp nƣớc làm mát cho bình ngƣng chính kiểu bề mặt. Nƣớc làm mát đƣợc lấy từ hạ lƣu sơng Diễn Vọng và xả nƣớc nóng ra sông Diễn Vọng (48 m3/s), nhiệt độ nƣớc thải tại điểm xả ra môi trƣờng là 32,5 0C, và vẫn nằm trong
giới hạn cho phép (GHCP) của QCVN 40: 2011/BTNMT. Đây là nguồn nƣớc thải sản xuất không phải xử lý.
Đƣờng ống nƣớc tuần hoàn: Một đƣờng ống nƣớc tuần hoàn đi ngầm dùng chung cho 2 tổ máy. Khi đến giàn tua bin đƣờng ống màng chia thành 2 đƣờng ống cấp cho 2 bình ngƣng. Trên đƣờng ống, cứ cách 100 m sẽ có một cửa kiểm tra. Đƣờng ống đƣợc sơn phủ chống ăn mòn. Đƣờng ống tuần hồn có trang bị bơm thải để rút sạch nƣớc trong trƣờng ống khi sửa chữa và thải vào hệ thống thải nƣớc mặt của nhà máy.
Nhận xét: Hệ thống cấp nƣớc tuần hoàn, đƣờng ống nƣớc tuần hoàn của nhà máy hiện nay đảm bảo đủ công suất cho hoạt động tối đa của các tổ máy. Trong quá trình sản xuất điện, nhà máy kiểm tra chất lƣợng nƣớc cấp định kỳ 3 tháng một lần theo quy định. Nƣớc cấp cho làm mát bình ngƣng của nhà máy vẫn đảm bảo yêu cầu theo thiết kế, không bị hao hụt.
Đƣờng ống thải, kênh thải và giếng siphon. Mỗi tổ máy có một hệ thống tạo siphon với đƣờng ống xả nƣớc thải đƣợc thiết kế cho công suất cuối của nhà máy là 1200 MW.
- Chức năng của hệ thống tạo siphon: điền đầy đƣờng ống đầu ra của bình ngƣng, duy trì áp lực chân khơng của bình ngƣng, giảm trở lực của bơm.
Kênh thải nƣớc tuần hồn. Kênh có mặt cắt hình chữ nhật, kết cấu bê tơng có chiều rộng và độ dốc tăng dần. Điểm thải nƣớc ra sông Diễn Vọng, rộng 40 m.
Nhận xét: Hiện nay kênh thải vẫn đáp ứng đƣợc chức năng hạ nhiệt độ, làm mát
nƣớc thải trƣớc khi xả ra môi trƣờng. Nƣớc thải trƣớc khi xả có nhiệt độ 32,5 0C, đảm bảo đạt yêu cầu xả thải theo QCVN 40: 2011/BTNMT (cột B).
d) Hệ thống cung cấp và dự trữ than
+ Than nhiên liệu cấp cho nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh là các loại than vùng Hòn Gai- Cẩm Phả. Các nguồn than này đƣợc chế biến, pha trộn theo đúng qui cách yêu cầu và vận chuyển về nhà máy bằng băng tải. Than đƣợc tiếp nhận ở tháp nhận than. Từ đây than đƣợc chuyển trực tiếp tới hệ thống băng tải kép để lên thẳng hệ thống bunke chứa than nguyên; hoặc đƣợc đƣa về hệ thống kho than để dự trữ.
Trong các kho than, than đƣợc đánh đống tự động. Trong trƣờng hợp mƣa dài ngày, than bị ẩm; hoặc do có sự cố bên phía cung ứng than, than sẽ đƣợc lấy từ các
kho than này bằng các thiết bị chuyên dụng để đổ lên hệ thống băng tải kép cấp cho hệ thống bunke.Từ hệ thống bunke, than đƣợc xử lý và chuyển thẳng tới các lò hơi.
Dựa trên điều kiện mặt bằng thực tiễn, hệ thống cấp than đƣợc thiết kế đảm bảo độ an toàn tối đa khi cấp than tới các bunke than nguyên và giảm thiểu sự phát thải bụi.
Hệ thống kho than: Tồn nhà máy có 3 kho than, trong đó có 2 kho than kín và 1 kho than hở.
+ Hệ thống nghiền than: Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh có 8 máy nghiền than.
Nhiệt độ của hỗn hợp khơng khí và than ở đầu ra của máy nghiền không nhỏ hơn 1000C.
Độ mịn của than nghiền là một trong những yếu tố quan trọng nhất với loại than antraxit Hòn Gai - Cẩm Phả quy định để duy trì điều kiện bắt lửa tốt và giảm hàm lƣợng cácbon không cháy hết trong tro xỉ. Độ mịn của than nghiền khơng nhỏ hơn 90 % qua dây có kích thƣớc 200 Mesh.
Cơng ty cổ phần nhiệt điện Quảng Ninh sử dụng loại máy nghiền bi và ống có nhiều ƣu điểm. Ngồi ra, loại máy nghiền này thích hợp với than cấp cho nhà máy và quen thuộc hơn trong vận hành đối với các kỹ sƣ Việt Nam.
Nhận xét: Với hệ thống cung cấp than hiện tại của nhà máy thì đã hạn chế đƣợc
tối đa sự phát sinh bụi than gây ô nhiễm môi trƣờng. Việc vận hành hệ thống cấp than tự động sẽ hạn chế ảnh hƣởng xấu của bụi đến công nhân làm việc tại các khu vực này.
Đối với kho than hở thì khi mƣa xuống sẽ làm phát sinh nƣớc thải. Nƣớc thải kho than đƣợc thu gom về bể chứa nƣớc thải kho than và đƣa về trạm xử lý nƣớc thải sản xuất tập trung. Nƣớc thải đƣợc lắng tách chất rắn lơ lửng và khơng thải ra ngồi môi trƣờng mà đƣợc cấp trở lại cho hệ thống thải xỉ của nhà máy.
Việc nghiền than bằng máy nghiền bi và ống có ƣu điểm, và phù hợp với than cấp cho nhà máy. Tuy nhiên hoạt động nghiền than gây ra tiếng ồn lớn khoảng 80 dB, do vậy sẽ ảnh hƣởng đến ngƣời lao động làm việc tại khu vực này.
e) Hệ thống thải tro bay và xỉ
Hệ thống thải tro bay và xỉ của nhà máy đƣợc thiết kế để thu hồi toàn bộ lƣợng tro bay và xỉ sinh ra trong quá trình vận hành và vận chuyển ra bãi chứa. Hệ thống bãi chứa đƣợc thiết kế để đảm bảo chứa hết tro bay và xỉ, và có áp dụng các biện pháp nhằm hạn chế ô nhiễm môi trƣờng. Tro xỉ và hệ thống thải tro xỉ trong nhà máy đƣợc
thiết kế cho quy mô công suất 1200 MW; (công suất thiết kế cuối cùng của nhà máy). Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh lựa chọn phƣơng án thải xỉ bằng thuỷ lực; Nguồn nƣớc thải tro xỉ là nƣớc lợ lấy từ biển. Hoạt động của hệ thống đƣợc tóm tắt nhƣ sau:
* Xỉ: Là các chất thải thu đƣợc từ đáy lị hơi (phễu xỉ) trong q trình đốt than, nhờ Ejector thuỷ lực đƣa về bể chứa bùn dƣới dạng hỗn hợp xỉ nƣớc, gọi là bùn xỉ.
* Tro bay: Chất thải thu đƣợc từ phần đi lị, trên đƣờng khói thốt chúng
đƣợc gom vào silo trung gian, từ đây tro khô đƣợc xả xuống xe bồn để bán cho các nhà máy sản xuất xi măng hoặc sản xuất vật liệu xây dựng. Phần tro bay chƣa sử dụng đƣợc chuyển đến bãi chứa tro bay và xỉ.
* Bể chứa: Nhờ hệ thống bơm thải và đƣờng ống, tro bay và xỉ đƣợc tống ra bãi chứa. Toàn bộ hệ thống thải tro bay và xỉ có thể chia ra 4 hệ thống nhỏ.
- Hệ thống thu gom tro bay và xỉ (từ đi lị chuyển tới bể chứa bùn tro xỉ của trạm bơm thải tro xỉ).
- Hệ thống vận chuyển tro bay và xỉ (từ trạm bơm thải tro bay và xỉ tới bãi chứa)
- Bãi chứa tro bay và xỉ
- Hệ thống tái tuần hoàn nƣớc lắng trong (từ bãi chứa tới trạm bơm thải tro bay và xỉ)
Lƣợng tro bay, xỉ phát thải của nhà máy ứng với một lị ở cơng suất định mức: Công suất định mức : RO = 300 MW;
Hiệu suất cuả nhà máy (%) 40,35
Suất tiêu hao than tự nhiên (kg/kWh) 0,424 Lƣợng than tiêu thụ (khô) 127 T/h Lƣợng tro xỉ (khô) 40 T/h - Hệ thống thu gom xỉ:
Xỉ than đƣợc sinh ra trong quá trình cháy rơi xuống phễu xỉ đã chứa đầy nƣớc thơ hoặc các máng băng chuyền xích ngập trong nƣớc; xỉ đã đƣợc làm nguội và đƣợc nghiền nhỏ ( 2 mm) bởi các máy nghiền xỉ, nhờ các Ejector thuỷ lực hỗn hợp xỉ nƣớc đƣợc tống tới bể chứa bùn theo tỷ lệ 3 nƣớc 1 bùn xỉ. Hệ thống trên đƣợc vận hành theo chế độ định kỳ, nên phễu xỉ đƣợc thiết kế theo các điều kiện sau:
hành lị ở cơng suất cực đại cho phép là 120m3. - Hệ thống thu gom tro bay
Hệ thống thu gom tro bay ngƣời ta có thể sử dụng kiểu khí nén (đậm đặc hoặc lỗng với kiểu đậm đặc tỷ lệ tro : khơng khí 30 : 1; với kiểu tỷ lệ lỗng tro: khơng khí 10 15 : 1) hoặc kiểu chân không.
Hệ thống thu gom tro bay khô của nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh đƣợc thực hiện theo kiểu chân khơng: Khối lƣợng tro bay theo đƣờng khói, chủ yếu đƣợc giữ lại ở bộ phận khử bụi tĩnh điện và còn lại ở các bề mặt đốt phần đi lị (Các bộ sấy khơng khí; các bộ hâm nƣớc), đƣợc các quạt tạo tầng sôi thổi xục không cho các hạt