Giải pháp giúp các nhà máy nhiệt điện than tăng hiệu suất, giảm phát thải

Sản xuất bền vững

30/06/2023

Để tối ưu hiệu quả sử dụng nhiên liệu và giảm phát thải khí ô nhiễm ở các nhà máy nhiệt điện than, các nhà khoa học tại Viện năng lượng đã nghiên cứu và thử nghiệm công nghệ đốt than kèm 2 chất phụ gia là Reduxco và Eplus.

Thực tế cho thấy, nhiệt điện than hiện là mối quan tâm của toàn thế giới đối do vấn đề phát thải ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, nguồn nhiệt điện than vẫn đóng vai trò quan trọng cho việc phát điện và đáp ứng nhu cầu điện toàn cầu ngày càng tăng. Trước thực trạng các nhà máy thuỷ điện gặp nhiều khó khăn do các biến động của thời tiết gây nên, hiện chưa thể “tuyệt giao” với điện than, thay vào đó, cần tìm giải pháp để có thể khiến việc đốt than trở nên sạch hơn và thân thiện với môi trường hơn.

Xuất phát từ nhu cầu đó, các chuyên gia tại Viện Năng lượng đã tập trung nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, thử nghiệm đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy nhiệt điện đốt than”. Mục tiêu chung của đề tài là làm chủ công nghệ và ứng dụng thử nghiệm thành công công nghệ đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy nhiệt điện đốt than. Đồng thời, lựa chọn được phụ gia phù hợp với công nghệ và nhiên liệu cho nhà máy nhiệt điện đốt than tại Việt Nam.

Các nhà nghiên cứu và đoàn kiểm tra công tác thí nghiệm đốt than kèm phụ gia tại Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng (Ảnh: Viện năng lượng)

Trong hơn nửa tháng thử nghiệm tại lò hơi số 3 (công suất 300MW) của nhà máy nhiệt điện Hải Phòng, nhóm nghiên cứu đã đo đạc được nhiều thông số khác nhau của quá trình đốt than trong lò hơi khi sử dụng và không sử dụng hai loại phụ gia là Reduxco của Ba Lan và Eplus của Đài Loan.

Theo đó, cả Eplus và Reduxco đều đạt mục tiêu đặt ra với lò than PC sử dụng nhiên liệu than Antraxit, giúp tăng hiệu suất lò hơi trung bình khoảng 1%, giảm lượng than tiêu thụ khoảng 2,6%, hàm lượng carbon còn lại trong tro xỉ giảm khoảng 2,4% và các nồng độ loại khí thải NOx và SOx trong khói thải giảm trung bình giảm lần lượt 6,3% và 12,2%. Thực hiện thí nghiệm nhiều lần với các nồng độ phụ gia khác nhau và ở nhiều chế độ phụ tải để tìm ra tỷ lệ nồng độ phối trộn và đốt tối ưu cho nhiên liệu, các tác giả tìm ra con số phù hợp dao động từ 55 - 65 ml/tấn than.

Thí nghiệm cũng cho thấy phụ gia Eplus có ưu thế hơn về khả năng tăng hiệu suất đốt, giảm suất tiêu hao than, giảm hàm lượng carbon còn lại trong tro xỉ, còn phụ gia Reduxco tỏ ra hữu ích hơn khi giảm hàm lượng khí thải (SOx, NOx).

Bên cạnh đó, đề tài đã thiết kế hệ thống thiết bị cung cấp phụ gia đơn giản, dễ dàng chế tạo và lắp đặt, vận hành đơn giản, có thể vận hành hoàn toàn chủ động và có thể áp dụng được ở hầu hết các nhà máy nhiệt điện đốt than. Khi đốt kèm phụ gia, lò hơi cháy ổn định, không xảy ra hiện tượng bất thường.

Thí nghiệm đặt ống phun dung dịch phụ gia tại nhà máy nhiệt điện Hải Phòng (Ảnh: Viện Năng lượng)

Khi đốt kèm phụ gia, hiệu suất lò hơi tăng lớn nhất 2,03%, suất tiêu hao nhiên liệu giảm lớn nhất 4,14%, hàm lượng carbon chưa cháy hết trong tro xỉ giảm lớn nhất 4,225%. Đối với nhà máy nhiệt điện Hải Phòng tiêu thụ khoảng 3 triệu tấn/ năm điều này rất có ý nghĩa về mặt kinh tế, môi trường và tiết kiệm năng lượng.

Về chi phí tiết kiệm cụ thể, khi áp dụng công nghệ đốt than kèm chất phụ gia, hằng năm, nhà máy nhiệt điện Hải Phòng có thể tiết kiệm chi phí nhiên liệu khoảng 230 tỷ đồng, sau khi trừ chi phí phụ gia, giá trị tiết kiệm chung còn khoảng 60 tỷ đồng mỗi năm. Giá trị này sẽ còn lớn hơn nữa khi giá phụ gia giảm, đặc biệt khi có thể chủ động sản xuất trong nước.

Theo dõi thông số kỹ thuật tại phòng điều khiển tổ máy số 3, Công ty Cổ phần Nhiệt điện Hải Phòng (Ảnh: Viện Năng lượng)

Không dừng lại ở giá trị kinh tế, đề tài nghiên cứu còn chứng minh rằng cả hai loại phụ gia đều không ăn mòn các thiết bị lò hơi, và được ghi nhận là có độc tính thấp. An toàn đối với môi trường, thiết bị và con người.

Việc áp dụng đốt than kèm phụ gia giúp giảm phát thải NOx trung bình từ 6,31%-13,31%, giảm lớn nhất 22,12%, và giảm phát thải khí SOx trung bình 12,25%-19,67% và lớn nhất 29,26% đáp ứng mục tiêu đề tài là mức giảm lớn hơn 5%. Đồng thời, hàm lượng carbon còn lại trong tro xỉ khoảng 6% khi đốt than kèm phụ gia, điều này rất có ý nghĩa về mặt môi trường và kinh tế, tro xỉ có thể tái sử dụng làm vật liệu xây dựng, công trình giao thông.

Do đó, kết quả nghiên cứu đã tạo cơ sở khoa học và thực tiễn tin cậy để chuyển giao công nghệ cho các tập đoàn đang sở hữu các nhà máy nhiệt điện than. Việc lựa chọn được chất phụ gia phù hợp để sử dụng tại các nhà máy nhiệt điện than của Việt Nam sẽ giúp nâng cao hiệu suất, giảm phát thải nguồn gây ô nhiễm môi trường.

Ngoài ra, đề tài cũng nâng cao năng lực và tạo dựng được cơ sở nghiên cứu, thực nghiệm chuyên về các chất bổ trợ cho đốt than cũng như đội ngũ cán bộ kỹ thuật chuyên ngành đủ năng lực và làm chủ về công nghệ chất phụ gia và đốt than kèm phụ gia, rất hữu ích cho hoạt động tư vấn thiết kế cải tạo, hiệu chỉnh chế độ cháy cho các nhà máy nhiệt điện đốt than tại Việt Nam, đặc biệt là các nhà máy nhiệt điện đốt than antraxit nội địa.

Tuy nhiên, Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết, việc áp dụng giải pháp đốt than kèm phụ gia không phải không có rào cản, đó là giá thành phụ gia khá đắt đỏ và nếu muốn có, phải đặt hàng từ nước ngoài. Về lâu dài, để các nhà máy có thể chủ động hơn thì tốt nhất là Việt Nam nên tự sản xuất được các loại phụ gia. Đây là điều không dễ thực hiện vì hai lý do: các nhà sản xuất quốc tế đang giữ chặt bí mật công nghệ và Việt Nam cũng chưa đủ năng lực về sản xuất dung môi hữu cơ để sản xuất các chủng loại dung môi khác nhau với số lượng lớn để tạo ra phụ gia.

“Do đó, cần có sự đồng hành của nhà nước trong việc phát triển công nghiệp hóa ứng dụng để có đủ khả năng sản xuất dung môi hữu cơ nội địa, nhằm chủ động nguồn phụ gia cho các quá trình năng lượng, công nghiệp mang lại hiệu quả kinh tế, môi trường, xã hội cho toàn hệ thống”, Th.S Nguyễn Thị Thu Huyền cho biết thêm.

Minh Khuê

Tags: