a. Tây Ban Nha là nước có nhiều than anthraxit, loại than có đặc tính chất bốc tương tự như than anthraxit của Việt Nam, [6]. Nhà máy nhiệt điện Combotila được thiết kế chỉ đốt than anthraxit, được đưa vào vận hành năm 1992. Sau một thời gian, chất lượng than cung cấp cho nhà máy này ngày càng kém, làm hiệu quả cháy không tốt, dẫn đến giảm hiệu suất của lò hơi.
Tây Ban Nha đã nhập thêm than bitum của Nam Phi để trộn với anthraxit, nhằm năng cao hiệu quả của quá trình cháy. Nhà máy nhiệt điện Puente Nuevo có hai hệ thống máy nghiền và đốt riêng than anthraxit trong nước và than bitum nhập từ Nam Phi. Bột than theo hai đường ống dẫn tới hai vòi đốt khác nhau và làm việc song song. Vòi đốt than anthraxit dẫn đến các van buồng đốt phun chúc xuống tạo ngọn lửa hình W, còn vòi đốt than bitum đặt ở tường trước và tường sau cùng phun ngang vào buồng đốt tạo ngọn lửa hình L. Cách bố trí vòi đốt như vậy đòi hỏi thêm máy nghiền và hệ thống nghiền riêng cho than bitum. Ngoài ra, việc đưa thêm vòi đốt vào sẽ làm thay đổi quá trình cháy cũng như khí động học của ngọn lửa. Điều này, chỉ có nhà sản xuất lò hơi mới làm được, thành ra cách làm của Tây Ban Nha khó áp dụng với Việt Nam, song cách làm này rất đáng được tham khảo.
9
b. Hàn Quốc là nước có than anthraxit nội địa tương tự than của Việt Nam nhưng sản lượng thấp và không đều nên hàng năm vẫn nhập khẩu than anthraxit của nước ta, than bitum của Úc và á bitum của Nga, Mỹ, Nam Phi, Columbia và Indonesia. Trong bối cảnh đó, nghiên cứu đốt than được Hàn Quốc tiến hành chính tại lò hơi đang sử dụng, [6]. Các lò hơi này trước đây được thiết kết đốt than anthraxit, bitum hoặc á bitum, tức là lò hơi đốt than bột hoặc lò hơi lớp lỏng tầng sôi. Tuy nhiên than nhập khẩu chủ yếu ở đây là bitum và á bitum, tổng cộng nhập khẩu khoảng 16 triệu tấn/năm. Tỷ lệ nhập khẩu thay đổi theo từng năm. Năm 2010 chủ yếu của Indonesia là 48%, Úc là 33% trong khi của Mỹ chỉ có 12% và của Nga 1%. Nhưng đến năm 2012, tỷ lệ nhập khẩu than của Indonesia chỉ còn 33%, của Úc còn 29% trong khi của Mỹ tăng lên 17% và Nga tăng lên 9%. Ở đây, tất nhiên có giá trị nhiệt trị làm việc cao nhất, ví dụ của Indonesia thì nhiệt trị là 5258 kcal/kg, của Úc là 5985 kcal/kg, của Mỹ là 5179 kcal/kg và của Nga là 3795 kcal/kg và của Nam Phi là 6045 kcal/kg và Columbia là 6076 kcal/kg. Hàn Quốc đã đốt thử nghiệm than trộn trên các nhà máy đã có sẵn. Tại Nhà máy nhiệt điện Dang- jin có 5 nhà máy nhỏ. Trong đó, tổng công suất của các nhà máy 1,2 và 3 là 3.000 MW, mỗi nhà máy có 2 tổ máy, mỗi tổ máy 500 MW. Công suất nhà máy số 4 là 2.000 MW, gồm hai tổ máy, mỗi tổ máy 1.000 MW. Hiện, người Hàn đang xây dựng nhà máy thứ năm, với công suất 2.000 MW, gồm 2 tổ máy. Tỷ lệ đốt than trộn ở các nhà máy này là than bitum và than á bitum sử dụng là 50-50%. Tỷ lệ than trung bình của hai tổ máy nhà máy số 5 dự kiến là 17 triệu tấn/năm, còn 8 tổ máy của 4 nhà máy kia tiêu thụ 13 triệu tấn/năm. Số lượng than tiêu thụ ở đây, ví dụ năm 2012, là 13.325 nghìn tấn và lượng điện sản xuất ra là 33.596 kWh. Kết quả thu được nếu tỷ lệ trộn là 50% thì đối với các thiết bị tro thì không cần phải sửa chữa, thay thế thiết bị nhưng với 60% than bitum và 40% á bitum, bắt đầu phải cải tạo thiết bị và nếu 70% than á bitum, mức độ cải tạo thiết bị sẽ tăng cao hơn. Như vậy, việc tăng tỷ lệ than á bitum cũng đồng nghĩa với việc phải cải tạo thiết bị, đối với
10
nhà đầu tư, đây là điều quan trọng. Cho nên, chỉ tính riêng năm 2012, Nhà máy Dang-jin đã tăng tỷ lệ than bitum và giảm tỷ lệ á bitum xuống, kết quả một năm tính cho 33 tỷ kWh điện đã tiết kiệm được 81 triệu USD. Đốt than trộn, người Hàn Quốc đã đạt được trong chính Nhà máy điện Dang-Jin là giảm chi phí nhiên liệu trong sản xuất điện, cũng như đảm bảo việc vận hành ổn định của hệ thống nghiền than, đảm bảo hệ thống thải tro xỉ, bởi với mỗi quy trình đốt khác nhau cho ra lượng xỉ khác nhau. Một điều không kém quan trọng là khắc phục đóng tro xỉ trong lò hơi và giảm carbon trong tro để sau này có thể tái sử dụng tro.
1.2.2. Nghiên cứu tại Việt Nam
Những kết quả nghiên cứu ban đầu của Việt Nam được xem như giải pháp cứu cánh cho vấn đề nguyên liệu đầu vào của các nhà máy nhiệt điện than, trong bối cảnh nhiên liệu đầu vào gặp khó.
Loại than đốt được thiết kế theo dây chuyền công nghệ các nhà máy nhiệt điện có sẵn hiện nay đang giảm mạnh và sẽ không còn nữa. Các nhà máy nhiệt điện đốt than buộc phải trộn một số lượng than trong nước khó cháy với than nhập khẩu dễ cháy để giảm giá thành nhiên liệu, nâng cao hiệu quả kinh tế. Rút kinh nghiệm của Nhật Bản, Hàn Quốc, nước ta đã thử nghiệm đốt than trộn tại nhà máy điện Ninh Bình, tỷ lệ trộn thay đổi là 5-30% than á bitum của Indonesia - loại than có chất bốc cao, dễ cháy so với than anthraxit của Việt Nam. Nghiên cứu được tiến hành theo Đề tài KC.05.25/11-15 do PGS TS Trương Duy Nghĩa - Hội Khoa học Kỹ thuật Nhiệt Việt Nam (VTA), thực hiện.
Kết quả thu được bằng thực nghiệm đã tính toán được hiệu suất lò hơi tăng từ 1-4%. Trong trường hợp này, độ mịn than cho phép giảm. Điều đó có nghĩa, ta có thể nghiền than theo kích thước to hơn như là 90 micron. Do đó, năng suất của máy nghiền than tăng lên và đấy là một ưu điểm. Bởi một khi năng suất của máy nghiền than tăng lên thì điện năng tiêu thụ cho việc nghiền than giảm đi, mà vẫn cháy tốt.
Một điều nữa, khi khởi động đốt lò hơi bao giờ cũng phải có phụ tải tối thiểu, không
11
kèm dầu giảm đi 10%. Tức là trước đây thiết kế là 65% thì bây giờ giảm xuống 55%, đó một ưu điểm của việc đốt trộn than, [6].
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, khi trộn một tỷ lệ nhất định giữa than nhập khẩu với than nội địa, có thể nâng cao hiệu suất của các lò hơi dùng than bột và có thể áp dụng cho các lò hơi khác dùng chế độ đốt tầng sôi từ 1-3%. Điều này cũng tương ứng với việc chúng ta có thể tiết kiệm được từ 1-3% nguồn than để sử dụng cho các nồi hơi của các nhà máy nhiệt điện. Tính nhanh, hiện nay các nhà máy đốt than của Việt Nam dùng hết khoảng 33 triệu tấn than/năm. Nếu đốt than trộn ta nâng được hiệu suất lò hơi ít nhất lên 1% thì có thể tiết kiệm được 330.000 tấn than.
Hiện nay cơ chế các nhà máy điện cho phép tự chủ, nên việc các nhà máy thích ứng nhanh với việc chuyển đổi sang đốt than trộn, điều này sẽ tạo ra môi trường cạnh tranh lành mạnh, giúp giảm giá sản xuất điện. Mặt khác, khi kết quả này được áp dụng đại trà cho tất cả các nhà máy nhiệt điện than của nước ta, có thể tiết kiệm được khối lượng than tương đối lớn, mang lại hiệu quả kinh tế và phù hợp với bối cảnh nước ta đang phải nhập khẩu than và giá than nhập khẩu đang thấp hơn giá than nội địa.