Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy nhiệt điện đốt than

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Thảo Chi Đề tài luận văn: Nghiên cứu đánh gi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất

và giảm phát thải khí ô nhiễm

cho nhà máy nhiệt điện đốt than

NGUYỄN THẢO CHI

Chi.NTCB190269@sis.hust.edu.vn

Ngành Quản lý tài nguyên và môi trường

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Thanh Chi

HÀ NỘI, 5/2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất

và giảm phát thải khí ô nhiễm

cho nhà máy nhiệt điện đốt than

NGUYỄN THẢO CHI

Chi.NTCB190269@sis.hust.edu.vn

Ngành Quản lý tài nguyên và môi trường

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Thanh Chi

HÀ NỘI, 5/2022

Chữ ký của GVHD

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Thảo Chi

Đề tài luận văn: Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đốt than kèm chất phụ

gia để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy nhiệt điện đốt than

Chuyên ngành:Quản lý tài nguyên và môi trường

Mã số SV: CB190269

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 07/4/2022 với các nội dung sau:

Chương 1: Bổ sung cơ chế đốt

than kèm phụ gia làm tăng hiệu

quả quá trình đốt

Nội dung liên quan đến cơ chế đốt than kèm phụ gia đã được bổ sung tại mục 2.2.2 trang

19 và trang 20 của Luận văn

Bổ sung định mức tiêu thụ than ở

một số cơ sở, đặc biệt tại cơ sở

nghiên cứu và so sánh định mức

tiêu thụ than trong nước, quốc tế

để làm rõ mức tiêu hao nhiên

liệu, từ đấy tính cấp thiết của đề

tài sẽ được làm nổi bật lên

Định mức tiêu thụ than ở 1 số cơ sở, đặc biệt tại cơ sở nghiên cứu (tổ máy số 3, NMNĐ Hải Phòng) được bổ sung dưới dạng bảng 1.2

và bảng 1.3, trang 5 và trang 6 của Luận văn

Chương 3: Bảng 3.1 nên đưa vào

phụ lục

Bảng 3.1 đã được chuyển vào phụ lục

Mục 3.3 đánh giá tiềm năng áp

dụng cần bổ sung thêm kết quả

đánh giá

Nội dung liên quan đên đánh giá tiềm năng

áp dụng đã được bổ sung tại mục 3.3.2, trang

Sai số của phép phân tích chất ô

nhiễm trong khí thải phụ thuộc

vào yêu tố nào

Khí thải được phân tích bằng máy phân tích nhanh Testo 350 nên sai số của phép phân tích phụ thuộc vào sai số và giới hạn phát hiện của máy Testo 350

Các cơ sở thuộc loại hình nào thì

ưu tiên áp dụng và từ đấy đánh

giá tiềm năng áp dụng

Các cơ sở thì ưu tiên áp dụng và phần đánh giá tiềm năng áp dụng được bổ sung tại mục 3.3.2, trang 46 và 47 của Luận văn

Điều kiện cần thiết để áp dụng

đốt kèm phụ gia là gì

Điều kiện cần thiết để áp dụng đốt than kèm phụ gia được đề cập tại mục 3.3.2, trang 43 của Luận văn

Việt hóa các hình Toàn bộ các hình đã được Việt hóa

Bổ sung tên trục tọa độ và đơn vị

cho các biểu đồ

Đã bổ sung cho biểu đồ 3.1, 3.3, 3.4, 3.5 và 3.6

Viết lại mục tiêu nghiên cứu

(hiện tại đang viết giống nội

dung nghiên cứu), đồng thời bổ

sung nội dung nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu và nội dung nghiên cứu

đã được chỉnh sửa tại phần Mở đầu, trang 1

và 2 của Luận văn

Chương 1: Tổng quan, nên lược

bỏ nội dung ít liên quan về lịch

sử phát triển ngành nhiệt điện và

tình hình khai thác, nhập khẩu,

chỉ trình bày các ý gần hơn với

đề tài Có thể bổ sung sơ đồ

nguyên lý của nhà máy nhiệt

điện để thấy rõ công đoạn cần

quan tâm với công nghệ và thiết

bị tạo nhiệt năng từ đốt nhiên

liệu và các vấn đề liên quan tới

hiệu suất cháy, phát thải khí ô

nhiễm từ công đoạn này

Nội dung liên quan về lịch sử phát triển ngành nhiệt điện và tình hình khai thác, nhập khẩu đã được lược bớt và đã bổ sung sơ đồ nguyên lý và các vấn đề liên quan đến hiệu suất cháy của nhà máy nhiệt điện tại mục 1.2, trang 6 của Luận văn

Chương 2: Nên ghi rõ đối tượng

(ví dụ: phụ gia và nhiên liệu…)

và phạm vi nghiên cứu (phải là

tổ máy số 3, NMNĐ Hải Phòng),

ghi rõ nguồn và đặc tính nhiên

liệu thực tế trong thí nghiệm này

(không phải theo thiết kế)

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu được làm

rõ tại phần Mở đầu, trang 2 của Luận văn Nguồn nhiên liệu được trình bày rõ tại mục 2.1.1 , trang 17 của Luận văn

Chương 3: Tại sao chế độ 1 khi

có phụ gia lại cao hơn khi không

có và ngược lại, chỉ có chế độ 2

thấp hơn, còn tất cả đều cao hơn

Than được phân tích trong các trường hợp này đều được lấy từ 1 kho than và không chịu ảnh hưởng bởi phụ gia, vì than và phụ gia không được trộn chung trước khi đưa vào

(bảng 3.5) buồng đốt Đây chỉ là bước phân tích để kiểm

soát chất lượng than trước khi đưa vào lò đốt,

để đảm bảo tính ốn định của than tại tất cả các trường hợp thí nghiệm Theo kết quả phân tích thì độ tro của than qua các lần thí nghiệm gần như không chênh lệch Như vậy, khi đánh nồng độ CO2, SO2, NOx phát thải của từng đợt thí nghiệm có thể bỏ qua sự ảnh hưởng của thành phần nhiên liệu than đầu vào

Tại sao nồng độ CO trong 1 số

trường hợp sau khi bổ sung phụ

gia lại cao hơn trước khi bổ sung

phụ gia (hình 3.4 và hình 3.5)

Thời gian tiến hành thí nghiệm với mỗi loại phụ gia khoảng 2 tuần, bao gồm cả thời gian thiết lập các điều kiện thí nghiệm Thời gian tiến hành thí nghiệm khá ngắn với số lượng thí nghiệm hạn chế, điều kiện thí nghiệm không hoàn toàn ổn định nên xu hướng tăng giảm nồng độ CO trong khí thải chưa rõ ràng, chưa phản ánh một cách đầy đủ và chính xác ảnh hưởng của phụ gia đến nồng độ CO trong khí thải

Nồng độ CO, nồng độ CO2 trong khói thải và

%C trong tro bay sẽ có mối tương quan với nhau %C trong tro bay giảm tức hiệu suất cháy của than đã tăng lên, dù sản phẩm cháy tạo thành là CO hay CO2 Nồng độ CO cao hơn khi bổ sung phụ gia không có nghĩa hiệu suất cháy của than giảm xuống, chỉ cho thấy khả năng cháy hoàn toàn của than tạo sản phẩm CO2 chưa cao

Bổ sung khuyến nghị từ kết quả

đạt được

Khuyến nghị đã được bổ sung tại Kết luận, trang 49 của Luận văn

TLTK nên tách riêng tiếng Anh,

tiếng Việt và website, rà soát một

số tài liệu để bổ sung đầy đủ

thông tin (năm)

TLTK đã được tách làm 3 phần: tiếng Anh, tiếng Việt và website và đã được bổ sung đầy

Cơ sở lựa chọn phụ gia Reduxco

và Eplus và các điều kiện thí

nghiệm

Cơ sở lựa chọn hai loại phụ gia được: Hai loại phụ gia này đã được thương mại hóa trên thị trường, việc lựa chọn phụ gia dựa trên các công bố của nhà sản xuất, dựa trên việc tham khảo các kết quả thử nghiệm hai loại phụ gia tại các lò hơi nhà máy nhiệt điện, nhà máy xi

măng…khác trong nước và trên thế giới, dựa trên kết quả thí nghiệm đốt than kèm 2 phụ gia này do Viện Năng lượng đã thực hiện trước đó ở quy mô phòng thí nghiệm

Các điều kiện thí nghiệm tối ưu cũng dựa trên điều kiện thí nghiệm đốt than kèm phụ gia Viện Năng lượng đã tiến hành trước đó ở quy

mô phòng thí nghiệm cũng như được điều chỉnh theo kinh nghiệm vận hành để đạt hiệu quả tối ưu của NMNĐ Hải Phòng

Ngày tháng năm 2022

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TS Trịnh Thành

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, em xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho em được tiếp tục học thạc sĩ tại trường Tiếp đến, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô Viện Khoa học và Công nghệ môi trường đã nhiệt tình truyền đạt cho em những tri thức cũng như kinh nghiệm học tập và làm việc

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TS Trần Thanh Chi đã tận tình hướng dẫn, chỉ dạy và động viên để em có thể hoàn thành luận văn đúng tiến độ

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Viện Năng lượng cùng Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng đã tạo điều kiện giúp tôi được tham gia vào đề tài này và được đi thực tập, thu thập số liệu tại nhà máy

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và các các bạn cùng lớp đã đồng hành, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học cao học

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Đề tài: Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy nhiệt điện đốt than

Tác giả luận văn: Nguyễn Thảo Chi Khóa: 2019B

Người hướng dẫn: TS Trần Thanh Chi

Nội dung tóm tắt:

a Lý do chọn đề tài:

Hiệu quả cháy của than là yếu tố quan trọng cần xem xét khi muốn giảm phát thải và tiết kiệm nhiên liệu Một trong các phương pháp nâng thúc đấy quá trình cháy hiệu quả là bổ sung chất phụ gia làm giảm năng lượng hoạt hóa khiến phản ứng xảy ra nhanh hơn hay ở nhiệt độ thấp hơn So với việc cải tạo hoặc thay đổi công nghệ, việc nâng cao hiệu quả quá trình cháy có thể sẽ đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn nhiều khi bổ sung chất phụ gia

Xuất phát từ thực tiễn đó, tác giả thực hiện đề tài “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy nhiệt điện đốt than

b Mục đích nghiên cứu của luận văn:

- Đánh giá hiệu quả quá trình đốt than và hiệu quả giảm phát thải các khí ô nhiễm khi thử nghiệm hai loại phụ gia Eplus và Reduxco tại lò hơi số 3 của Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng

- Đánh giá khả năng ứng dụng của phụ gia Reduxco và phụ gia Eplus tại các nhà máy nhiệt điện đốt than phun trong tương lai

c Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu được tiến hành tại Lò hơi số 3 của Nhà máy nhiệt điện Hải Phòng

d Tóm tắt cô đọng các nội dung chính

- Đánh giá hiệu quả quá trình đốt than và hiệu quả giảm phát thải các khí ô nhiễm khi thử nghiệm hai loại phụ gia Eplus và Reduxco tại lò hơi số 3 của Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng

- Đánh giá khả năng ứng dụng của phụ gia Reduxco và Eplus tại các nhà máy nhiệt điện đốt than phun trong tương lai

e Phương pháp nghiên cứu

Tiến hành thu thập số liệu thực nghiệm liên quan đến các thông số ô nhiễm trong khí thải trước và sau khi sử dụng phụ gia nhằm đánh giá lợi ích của phụ gia Eplus và phụ gia Reduxco

f Kết luận:

Theo đánh giá của đề tài, tại Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng, phụ gia Eplus

có tiềm năng được ứng dụng cao hơn so với phụ gia Reduxco Ngoài ra, phụ gia Eplus cũng có tiềm năng thử nghiệm tại các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam có cùng công nghệ đốt phun, thông số hơi cận tới hạn

HỌC VIÊN

Nguyễn Thảo Chi

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC HÌNH iii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Ngành nhiệt điện than tại Việt Nam 3

1.2 Nguyên lý vận hành lò hơi đốt than 6

1.3 Công nghệ đốt than tại Việt Nam 7

1.4 Vấn đề khí thải từ các nhà máy nhiệt điện đốt than 12

1.5 Sử dụng phụ gia tại các NMNĐ đốt than 13

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Phạm vi và đối tượng thực nghiệm 16

2.1.1 Phạm vi thực nghiệm 16

2.2.2 Đối tượng thực nghiệm 17

2.2 Phương pháp xác định hiệu suất cháy 21

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

3.1 Tính toán hiệu suất lò hơi 25

3.1.1 Tính toán hiệu suất lò hơi 25

3.1.2 Tính hiệu quả về mặt chi phí khi sử dụng hai loại phụ gia 26

3.2 Phân tích mẫu than, mẫu khí thải trước và sau khi sử dụng phụ gia 28

3.2.1 Phân tích thành phần than 28

3.2.2 Phân tích thành phần khí thải trước và sau khi đốt kèm phụ gia 32

3.3 Đánh giá khả năng áp dụng phụ gia Reduxco và Eplus cho các Nhà máy Nhiệt điện cùng công nghệ tại Việt Nam 40

3.3.1 Đánh giá hiệu quả quá trình đốt than kèm phụ gia tại Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng (từ kết quả thực nghiệm) 40

3.3.2 Đánh giá khả năng áp dụng phụ gia Reduxco và Eplus cho các Nhà máy Nhiệt điện cùng công nghệ tại Việt Nam 42

KẾT LUẬN 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

PHỤ LỤC 52

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

NMNĐ : Nhà máy nhiệt điện

CFB : Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidized Bed Boile

PC : Lò hơi đốt than phun (Puverized coal-fired boiler)

SC : Công nghệ siêu tới hạn (Supercritical)

USC : Công nghệ trên siêu tới hạn (Ultra Supercritical)

CFBC : Công nghệ lò tầng sôi tuần hoàn

IGCC : Công nghệ khí hóa chu trình kết hợp

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Chất bốc và đặc tính cốc của một số loại than [3] 4

Bảng 1.2 Ước tính suất tiêu hao than tại một số NMNĐ tại Việt Nam [14] 5

Bảng 1.3 Suất tiêu hao than thực tế của một số NMNĐ tại Việt Nam 6

Bảng 1.4 So sánh thông số hơi dưới tới hạn và trên tới hạn [15] 8

Bảng 1.5 Các chất ô nhiễm phát thải từ hoạt động của NMNĐ [8] 12

Bảng 1.6 Nồng độ các chất ô nhiễm phát thải từ một số NMNĐ tại Việt Nam dựa theo báo cáo thiết kế kỹ thuật các NMNĐ hoặc theo số liệu đo thực tế 12

Bảng 1.7 Danh sách các đơn vị đã sử dụng và đốt thử nghiệm phụ gia 14

Bảng 2.1 Đặc tính thiết kế lò hơi số 3 16

Bảng 3.1 Hiệu suất làm việc và suất tiêu hao than khi có bổ sung phụ gia 25

Bảng 3.2 Suất tiêu hao than thiên nhiên 26

Bảng 3.3 Tính toán sơ bộ chi phí tiết kiệm được khi sử dụng hai loại phụ gia tại NMNĐ Hải Phòng 27

Bảng 3.4 Kết quả phân tích than lò hơi số 3 khi đốt thử nghiệm không/có kèm phụ gia Reduxco 28

Bảng 3.5 Kết quả phân tích than theo các chế độ đốt không/có kèm Eplus 29

Bảng 3.6 Kết quả phân tích khí thải lò hơi số 3 khi đốt thử nghiệm không/có kèm phụ gia Reduxco 32

Bảng 3.7 Kết quả phân tích các thành phần trong khí thải theo các chế độ đốt không/có kèm phụ gia Eplus 36

Bảng 3.8 Đánh giá hiệu quả của phụ gia Reduxco/Eplus 42

Bảng 3.9 Danh sách một số nhà máy đốt than cùng loại công nghệ và thông số hơi với NMNĐ Hải Phòng [14] 46

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến

năm 2030 [1] 3

Hình 1.2 Chu trình Rankine 7

Hình 1.3 Định nghĩa nhà máy cận tới hạn (Sub-C), siêu tới hạn (SC) và trên siêu tới hạn (USC) [16] 8

Hình 1.4 Nguyên lý lò hơi tầng sôi tuần toàn CFB 9

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý lò hơi đốt than phun PC 10

Hình 1.6 Tỷ lệ SO2 phát sinh trong nước [9] 13

Hình 2.1 Cơ chế xúc tác của phụ gia Reduxco 19

Hình 2.1 Quá trình quang xúc tác của phụ gia Eplus 20

Hình 3.1 Biểu đồ so sánh các thành phần của than trộn so với than theo thiết kế 30

Hình 3.2 Biểu đồ so sánh nhiệt trị thấp và tỷ lệ chất bốc của than trộn so với than theo thiết kế lò hơi 31

Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn %CO2 trong khói lò, %C trong tro bay và nhiệt độ khói lò khi không có phụ gia và có phụ gia Reduxco tại 5 chế độ đốt 33

Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn nồng độ chất ô nhiễm CO, SO2 và NOx khi không có phụ gia và có phụ gia Reduxco tại 5 chế độ đốt 34

Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn %CO2 trong khói lò, %C trong tro bay và nhiệt độ khói lò khi không có phụ gia và có phụ gia Eplus tại 5 chế độ đốt 37

Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn nồng độ chất ô nhiễm CO, SO2 và NOx khi không có phụ gia và có phụ gia Eplus tại 5 chế độ đốt 38

Hình 3.7 Mô phỏng đầu phun dung dịch 41

Hình 3.8 Đầu phun dung dịch phụ gia 43

Hình 3.9 Các bước thực hiện nghiên cứu 44

Hình 3.10 Minh họa cách thức đưa phụ gia vào lò đốt 44

MỞ ĐẦU

Than là nguồn nhiên liệu hóa thạch dồi dào, giá rẻ và sẵn có ở hầu hết các nước trên thế giới, vì vậy, các nhà máy nhiệt điện than mọc lên ngày càng nhiều, nhất là ở các nước đang phát triển Việt Nam cũng là một trong số đó

Theo “Quy hoạch điều chỉnh phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020

có xét đến năm 2030", nhà máy nhiệt điện than chiếm khoảng từ 43% đến 49% trong

cơ cấu nguồn điện của Việt Nam Qua tính toán kịch bản phát triển nguồn điện của Việt Nam đến năm 2035 với các kịch bản khác nhau đều cho thấy, nhà máy nhiệt điện than luôn chiếm tỷ trọng từ 42% đến 49%, có kịch bản chiếm đến 55% điều này chứng

tỏ nguồn nhiệt điện than luôn đóng vai trò quan trọng, chiếm tỷ trọng lớn nhất trong

cơ cấu nguồn điện của Việt Nam Việc phát triển ngành khai thác than và nhiệt điện than là tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu điện, đảm bảo an ninh năng lượng cho phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ đất nước

Nhu cầu phát triển công nghiệp khắp thế giới đều tăng kéo theo lượng than tiêu thụ cũng tăng chóng mặt Số lượng các mỏ than lẫn tốc độ khai thác than ở Việt Nam chỉ có hạn, không thể đáp ứng được nhu cầu dùng than của cả nước, tất yếu phải nhập than từ nước ngoài Việc đàm phán với các nước cung cấp để mua than với khối lượng lớn và lâu dài không hề dễ dàng khi phải cạnh tranh với nhiều quốc gia khác, điển hình như Trung Quốc hay Ấn Độ

Than antraxit của Việt Nam là loại có hàm lượng chất bốc thấp, carbon cố định cao, khó bắt cháy và khó cháy kiệt, hàm lượng carbon chưa cháy hết trong tro bay còn cao, là nguyên nhân giảm hiệu quả sinh điện, gây lãng phí tài nguyên than Đặc biệt, các nhà máy nhiệt điện có hiệu quả cháy kém và công nghệ xử lý khí thải lạc hậu, xuống cấp là nguồn phát thải đáng lo ngại Các quy chuẩn ngày một siết chặt đang trở thành gánh nặng cho các nhà máy điện than, vì vậy việc giảm phát thải khí thải là điều được nhiều nhà máy quan tâm và đầu tư nghiên cứu, nhất là các nhà máy nhiệt điện than cũ ít có khả năng cải tạo và nâng cấp hệ thống vận hành Ngoài việc hướng đến đáp ứng quy chuẩn Việt Nam, việc giảm phát thải còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế các thiết bị trong hệ thống xử lý khí thải

Hiệu quả cháy của than là yếu tố quan trọng cần xem xét khi muốn giảm phát thải và tiết kiệm nhiên liệu Một trong các phương pháp nâng thúc đấy quá trình cháy hiệu quả là bổ sung chất phụ gia làm giảm năng lượng hoạt hóa khiến phản ứng xảy

ra nhanh hơn hay ở nhiệt độ thấp hơn So với việc cải tạo hoặc thay đổi công nghệ, việc nâng cao hiệu quả quá trình cháy có thể sẽ đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn nhiều khi bổ sung chất phụ gia

Vì vậy, luận văn “Nghiên cứu đánh giá tiềm năng đốt than kèm chất phụ gia để tăng hiệu suất và giảm phát thải khí ô nhiễm cho nhà máy nhiệt điện đốt than” được thực hiện với mục tiêu: Đánh giá khả năng làm tăng hiệu suất đốt than và giảm phát thải của phụ gia Reduxco và Eplus khi đốt kèm với than tại lò hơi số 3, Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng

Nội dung nghiên cứu:

- Đánh giá hiệu quả quá trình đốt than và hiệu quả giảm phát thải các khí ô

nhiễm khi thử nghiệm hai loại phụ gia Eplus và Reduxco tại lò hơi số 3 của Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng

- Đánh giá khả năng ứng dụng của phụ gia Reduxco Eplus tại các nhà máy nhiệt

điện đốt than phun trong tương lai

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Phụ gia Reduxco (Ba Lan) và Eplus (Đài Loan)

- Phạm vi nghiên cứu: Lò hơi số 3 của Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng

Cấu trúc luận văn:

Cấu trúc luận văn gồm 3 phần như sau:

+ Chương 1: Tổng quan về ngành nhiệt điện than tại Việt Nam và giới thiệu chung về phụ gia áp dụng thử nghiệm trong nghiên cứu

+ Chương 2: Tổng hợp các thông tin liên quan đến các đối tương nghiên cứu, bao gồm: lò hơi số 3 của Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng, phụ gia Reduxco (Ba Lan)

và phụ gia Eplus (Đài Loan); Trình bày quy trình thực nghiệm, phương thức tính toán, đánh giá đặc tính phụ gia, khả năng làm tăng hiệu suất đốt than và giảm mức phát thải các khí ô nhiễm

+ Chương 3: Tổng hợp số liệu của các quá trình thực nghiệm trước và sau khi

sử dụng hai loại phụ gia (bao gồm số liệu tại phòng thí nghiệm và số liệu tại Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng); Phân tích đặc tính của hai loại phụ gia, lợi ích và chi phí khi

sử dụng hai loại phụ gia đối với Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng; Đánh giá khả năng ứng dụng của hai loại phụ gia này đối với các nhà máy nhiệt điện đốt than phun

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Ngành nhiệt điện than tại Việt Nam

Theo điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030 (Quy hoạch điện VII điều chỉnh), đến năm 2020, tổng công suất các nhà máy nhiệt điện than khoảng 26,000 MW (chiếm 42,7% công suất nguồn toàn

hệ thống), sản xuất khoảng 131 tỷ kWh (chiếm 49,3% sản lượng điện)

Quy hoạch điện VII - điều chỉnh đã đề ra định hướng phát triển cho ngành nhiệt điện than tại Việt Nam như thể hiện ở hình 1.1:

Hình 1.1 Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến

năm 2030 [1]

Từ năm 1981 đến nay, gần 70 nhà máy nhiệt điện than đã được xây dựng và đưa vào vận hành Phần lớn các NMNĐ than được xây dựng tại miền Bắc Theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh, đến năm 2020, tổng công suất điện đưa vào sử dụng là 60.000 MW, đến năm 2025 là 96.500 MW và đến năm 2030 là 129.500 MW Giai đoạn 2016-2030, bình quân mỗi năm, tổng công suất nguồn điện cần hoàn thành, đưa vào vận hành là 7.000 MW

Than được cung ứng cho các NMNĐ được lấy từ nguồn than trong nước hoặc nguồn than nhập khẩu Trong đó [2]:

- 28 nhà máy sử dụng hoàn toàn than nội địa:

+ 11 nhà máy được cấp chủ yếu là than cám 4b và than cám 5 dùng công nghệ đốt than phun (Uông Bí, Uông Bí mở rộng, Phả Lại 1,2, Ninh Bình, Hải Phòng 1,2, Nghi Sơn 1, Thái Bình 1,2 và Vũng Áng 1);

+ 15 nhà máy dùng than cám 6: 12 nhà máy dùng công nghệ đốt tầng sôi (CFB), 8 nhà máy thuộc TKV, An Khánh 1+2, Hải Dương và 3 nhà máy lò hơi đốt than phun là Quảng Ninh 1+2, Mông Dương 2;

+ 2 nhà máy sử dụng than cám 7 là: Lục Nam và Cẩm Phả 3

- 7 nhà máy sử dụng than phối trộn giữa than nội địa và than nhập khẩu:

+ Vũng Áng 2, Nghi Sơn 2, Thăng Long, Công Thanh, Vĩnh Tân 2 và Duyên Hải 1;

- 33 nhà máy sử dụng hoàn toàn nguồn than nhập khẩu đó là Hải Phòng 3, Quỳnh Lập 1+2, Quảng Trạch 1, Quảng Trạch 2, Phú Thọ, Nam Định 2, Uông Bí 3, Hưng Yên, Bắc Giang, Vũng Áng 3, Vân Phong 1+2, Quảng Trị, Fosmosa, Vĩnh Tân 1+3+4, Sông Hậu 1+2+3+4, Duyên Hải 2+3, Long Phú 1+2+3, Kiêng Lương 1+2+3, Long An, Bình Định 1+2, Bạc Liêu, An Giang

Theo Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, than khoáng được chia thành loại than biến chất thấp là lignit, á bitum; than biến chất trung bình là bitum và than biến chất cao là antraxit:

- Than non (lignite/than nâu): loại than trẻ, biến chất thấp có màu nâu Than non giống đất nhiều hơn là đá và có xu hướng tan rã khi tiếp xúc với môi trường tự nhiên Than non có độ ẩm cao (từ 30 đến trên 40%), nhiệt trị khoảng 18MJ/kg

- Than á bitum, còn được gọi là than nâu đen Than á bitum biến đổi gần đến than đá có màu từ nâu đến đen Than á bitum có độ ẩm 20-30%, nhiệt trị khoảng từ

18 - 24,5 MJ/kg

- Than bitum hay (than đá): là loại than biến đổi carbon hoá trung bình có màu đen và mềm Than bitum có độ ẩm dưới 20% và có khả năng thiêu kết (khả năng liên kết chặt các hạt than bị nghiền nhỏ tạo ra tàn dư không chất bốc) khi than bị đốt nóng đến nhiệt độ nhất định (trên 700oC) Than bitum có hàm lượng chất bốc cao (trên 9%)

và nhiệt trị nằm trong khoảng từ 24,5 - 32,4MJ/kg

- Than antraxit là loại than biến chất cao, thường được gọi là than cứng có màu đen, đen xám, ánh kim Than antraxit có tỷ trọng 1,4 - 1,7g/cm3, hàm lượng chất bốc thấp (thường dưới 6%), độ ẩm nhỏ (thường dưới 15%) và nhiệt trị cao (có thể từ 32,4 MJ/kg trở lên)

Đặc tính về chất bốc của một số loại than của Việt Nam được trình bày trong bảng 1.2

Bảng 1.1 Chất bốc và đặc tính cốc của một số loại than [3]

TT Nhiên liệu Lượng chất bốc

- Than cục có 7 loại gồm: 2a HG, 2b HG, 3 HG, 4a HG, 4b HG, 5a; 5b HG

- Than cám có 10 loại gồm: 1 HG, 2 HG, 3a HG, 3b HG, 3c HG, 4a HG, 4b HG,

5 HG, 6a HG, 6b HG

Định mức tiêu hao nhiên liệu than ở các NMNĐ Việt Nam hiện vẫn ở mức khá cao, thống kê trung bình năm 2012 là hơn 600g than/kWh, năm 2013 là hơn 580g than/kWh và xuống còn dưới 560g than/kWh vào đầu 2015 [4] Mức tiêu hao nhiên liệu cao là do than được sử dụng có chất lượng thấp (nhiệt trị thấp, độ tro cao như than cám 6a, 6b), nhưng mức tiêu hao nhiên liệu này đang ở mức cao so với mức 380g than/kWh của thế giới hiện nay với cùng loại công nghệ [4]

Năm 2018, định mức tiêu hao than tiêu chuẩn cho các nhà máy nhiệt điện (công suất từ 6MW) tại Trung Quốc là 308g/kWh, giảm 34,6% so với 471 g/kWh vào năm

1978 [13]

Tiêu hao nhiên liệu lớn có thể thấy ở các NMNĐ sử dụng công nghệ lò CFB, nằm trong khoảng từ 610 - 700g than/kWh (chủ yếu đốt than cám 6b) và các MNNĐ công nghệ PC đã cũ có mức tiêu hao than lên đến 750g than/kWh [4]

Các nhà máy mới đưa vào vận hành gần đây có mức tiêu hao than khá thấp nhưng vẫn ở mức khoảng 400g than/kWh, ngoại trừ NMNĐ Quảng Ninh mức tiêu hao than dao động từ 480-530g than/kWh, do chất lượng thiết bị của nhà máy chưa đạt yêu cầu Điều này cho thấy cơ hội và tiềm năng tiết kiệm nhiên liệu than khá lớn

ở Việt Nam [4]

Bảng 1.2 trình bày suất tiêu hao than ước tính tại một số NMNĐ tại Việt Nam

Bảng 1.2 Ước tính suất tiêu hao than tại một số NMNĐ tại Việt Nam [14]

TT Tên nhà máy nhiệt điện Công suất

(MW) Công nghệ Thông số hơi Ước tính suất tiêu hao than

(g/kWh)

5 Quảng Ninh 2 (tổ máy 3)

Bảng 1.3 trình bày số liệu suất tiêu hao than thực tế tại một số NMNĐ tại Việt Nam

Bảng 1.3 Suất tiêu hao than thực tế của một số NMNĐ tại Việt Nam

TT Nhà máy nhiệt điện Công suất

MW

Công nghệ

Thông

số hơi Suất tiêu hao than (g than/kWh)

Tiểu kết: Nhiệt điện than là ngành tiêu thụ than nhiều nhất trong tất cả các loại

hình sản xuất Để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng, Việt Nam bắt buộc phải tăng tỷ lệ than nhập khẩu Biến động đến từ tình hình kinh tế-chính trị, thị trường than, sự cạnh tranh giữa các đối tác nhập khẩu…khiến khối lượng và giá thành than nhập khẩu rất khó kiểm soát Vì vậy, nâng cao hiệu quả cháy trong quá trình đốt than là điều cần thiết nhằm tiết kiệm khối lượng than sử dụng

1.2 Nguyên lý vận hành lò hơi đốt than

Các nhà máy nhiệt điện đốt than vận hành theo chu trình Rankine sử dụng hơi nước [5], được mô tả tại hình 1.2:

- Bước 1: Nước được nén tạo mức áp suất cao bằng máy bơm

- Bước 2: Tại buồng đốt than, nước được gia nhiệt đến điểm sôi và chuyển thành hơi áp suất cao nhờ hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp

- Bước 3: Hơi được giãn nở trong tuabin, làm quay tuabin, từ đó làm quay máy phát điện Cơ năng được chuyển đổi thành năng lượng điện từ, sau đó được chuyển thành điện năng và tạo ra điện

- Bước 4: Hơi nước được ngưng tụ tại bình ngưng và được bơm tuần hoàn lại tạo chu trình mới

Hình 1.2 Chu trình Rankine

Chú thích: 1 Máy bơm; 2 Buồng đốt; 3 Turbine; 4 Bình ngưng

Từ chu trình Rankine có thể thấy được khí ô nhiễm sẽ phát sinh từ công đoạn đốt than tại buồng đốt Hiệu suất của lò hơi sẽ phụ thuộc chủ yếu vào hiệu suất đốt cháy nhiên liệu và tỷ lệ chuyển đổi giữa năng lượng do nhiên liệu cung cấp cho nồi hơi thành năng lượng hữu ích để sinh hơi (năng lượng đầu ra) Như vậy, để sản sinh một lượng hơi như nhau, lò hơi có hiệu suất năng lượng càng cao thì lượng nhiên liệu tiêu hao càng thấp

Năng lượng hữu ích do nhiên liệu cung cấp cho lò hơi phụ thuộc vào hiệu suất cháy của nhiên liệu và lượng nhiệt tổn thất ra ngoài môi trường:

- Tổn thất do khói lò

- Tổn thất do hình thành nước từ quá trình cháy H2 trong nhiên liệu

- Tổn thất do nước trong nhiên liệu

- Tổn thất do độ ẩm trong không khí

- Tổn thất do cacbon chưa cháy trong tro

- Tổn thất do nhiệt vật lý của chất thải

- Tổn thất từ bức xạ và đối lưu bề mặt

1.3 Công nghệ đốt than tại Việt Nam

Hiện nay, tất cả các nhà máy nhiệt điện trên cả nước mới chỉ có công nghệ đốt than phun (PC) và công nghệ đốt than tầng sôi (CFB), chưa có công nghệ đốt tầng sôi áp lực (PFBC) và công nghệ khí hóa chu trình kết hợp (IGCC)

Công nghệ đốt than phun (PC) sử dụng nguồn than trong nước (than antraxit chất lượng cao) và than nhập khẩu (than bitum, á bitum); công nghệ đốt than tầng sôi tuần hoàn (CFB) được ứng dụng nhằm tận dụng các nguồn than xấu trong nước (than antraxit phẩm cấp thấp, than nâu)

Tại Việt Nam, các nhà máy nhiệt điện đốt than phổ biến với công nghệ dưới tới hạn (Sub-C) và công nghệ trên tới hạn (SC) và chỉ có duy nhất NMNĐ Nghi Sơn 2

sử dụng công nghệ trên siêu tới hạn (USC) Các công nghệ này được phân biệt bởi thông số hơi (nhiệt độ và áp suất hơi) hoặc mức phát thải CO2

Thông số hơi và mức phát thải CO2 tương ứng với các công nghệ dưới tới hạn

và trên tới hạn được trình bày tại Bảng 1.4

Bảng 1.4 So sánh thông số hơi dưới tới hạn và trên tới hạn [15]

Thông số Đơn vị Dưới tới hạn Trên tới hạn

Hình 1.3 Định nghĩa nhà máy cận tới hạn (Sub-C), siêu tới hạn (SC) và trên siêu

tới hạn (USC) [16]

Trong tương lai, các nhà máy nhiệt điện có xu hướng áp dụng thông số hơi siêu tới hạn (SC) và trên siêu tới hạn (USC) vì có thể nâng cao nhiệt độ và áp suất hơi Việc sử dụng thông số hơi trên tới hạn không làm tăng hiệu suất của lò hơi, nhưng sẽ làm tăng hiệu suất của cả chu trình hơi, tương ứng sẽ giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải CO2 [6]

a Công nghệ đốt than tầng sôi CFB

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidized Bed Boiler – CFB Boiler) được

phát triển từ những năm 70 của thế kỷ trước

Hình 1.4 biểu diễn nguyên lý lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFB

Hình 1.4 Nguyên lý lò hơi tầng sôi tuần toàn CFB

Ghi chú: 1 Si lô than ; 2 Si lô đá vôi ; 3 Buồng đốt; 4 Bộ phân ly; 5 Bộ trao đổi

nhiệt đặt ngoài; 6 Bộ làm mát xỉ đáy lò; 7 Thiết bị thu hồi tro (van hồi liệu); 8 Các

bề mặt trao đổi nhiệt; 9 Bộ sấy không khí

Công nghệ lò hơi tuần hoàn áp dụng nguyên lý “hóa lỏng” các hạt than Than được nghiền đến kích thước phù hợp sẽ được đưa vào buồng đốt Tại đây, các hạt than được gió cấp từ đáy buồng đốt tạo trạng thái sôi, hay còn được gọi là trạng thái giả lỏng Nghĩa là, hạt than sẽ ở trạng thái lơ lửng trong quá trình cháy Gió được cấp

từ đáy buồng đốt qua các vòi phun (nấm gió) đặt trên thiết bị phân phối gió (ghi phân phối) ở đáy buồng đốt Lò hơi tầng sôi tuần hoàn được đặc trưng bởi tốc độ trượt giữa gió và hạt than cao và sự hoà trộn của các hạt rắn trong buồng đốt rất mãnh liệt Tốc độ trượt cao sẽ thúc đẩy tốc độ truyền chất và do đó nâng cao tốc độ phản ứng oxi hoá (có nghĩa là nâng cao tốc độ cháy nhiên liệu) và cũng nâng cao khả năng khử lưu huỳnh trong buồng đốt

Trong buồng đốt lò hơi tầng sôi tuần hoàn, gió có tốc độ cao (khoảng 4,5-5m/s)

sẽ nâng các hạt rắn lên cao phía trên ghi, quá trình cháy được thực hiện trong toàn không gian buồng đốt với sự chuyển động mạnh mẽ của các hạt rắn, sản phẩm cháy được đưa qua hệ thống phân ly (cyclone) để phân ly các hạt than chưa cháy hết trong khí thải sẽ được đưa trở lại buồng đốt để cháy tiếp tạo vòng tuần hoàn cho đến khi than cháy kiệt mới thải ra ngoài

Sự khác biệt của lò hơi tầng sôi tuần hoàn với lò than phun là than đốt trong lò tầng sôi có kích thước lớn hơn và được đốt cùng chất hấp thụ lưu huỳnh (đá vôi) trong buồng lửa Đá vôi được phối trộn cùng nhiên liệu than trước khi đưa vào buồng đốt

và sẽ phản ứng với lưu huỳnh có trong than tạo sản phẩm CaCO3 rơi xuống cùng xỉ Công nghệ này cho phép đốt các nhiên liệu chất lượng xấu và chất lượng thay đổi trong khoảng rộng, nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao

Các lò hơi tầng sôi tuần hoàn hiện nay công suất đã đạt tới trên 500 MW Điểm nổi bật của lò CFB như đã trình bày đốt được nhiều loại than với khoảng biến đổi

chất lượng lớn, hạn chế sự hình thành NOx, công nghệ khử SO2 trong buồng lửa hiệu quả cao và đơn giản

Ở Việt Nam, từ năm 1999, công nghệ tầng sôi tuần hoàn (CFB) đã được sử dụng cho NMNĐ Na Dương do Tập đoàn Than Khoáng sản Việt Nam đầu tư với mục đích tận dụng than xấu để phát điện Đến đầu năm 2015, số NMNĐ sử dụng lò CFB tăng lên là 8 nhà máy với tổng công suất là 2.670 MW chiếm tỷ lệ 23,4% tổng công suất đặt của các nhà máy điện đốt than hiện có của Việt Nam

b Công nghệ đốt than phun (PC)

Công nghệ đốt than phun (PC) đã được ứng dụng trong ngành sản xuất điện gần

100 năm Tại Việt Nam, công nghệ lò hơi đốt than phun (PC) đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy nhiệt điện than và một số ngành sản xuất khác (ví

dụ Nhà máy phân đạm Hà Bắc)

Hình 1.5 biểu diễn nguyên lý lò hơi đốt than phun PC

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý lò hơi đốt than phun PC

Ghi chú: 1 Vòi phun nhiên liệu + không khí; 2 Buồng đốt; 3 Phễu tro lạnh; 4 Đáy

thải xỉ; 5 Dàn ống sinh hơi; 6 Bộ quá nhiệt bực xạ; 7 Bộ quá nhiệt nữa bức xạ; 8 Ống hơi lên; 9 Bộ quá nhiệt đối lưu; 10 Bộ hãm nước; 11 Bộ sấy không khí; 12 Bộ khử bụi; 13 Quạt khói; 14 Quạt Gió; 15 Bao hơi; 16 Ống nước xuống; 17 Ống góp nước

Trong lò hơi đốt than phun, than sẽ được nghiền mịn đến kích cỡ theo yêu cầu, sau đó được gió cấp 1 đưa vào buồng lửa qua vòi đốt, trong buồng lửa hạt than được hoà trộn với không khí và cháy trong không gian buồng lửa Nhiệt độ trong lò đốt khoảng 1.400oC – 1.600oC để gia nhiệt cho nước hóa hơi sinh áp lực để cấp cho tua bin kéo máy phát sinh công, phát điện

Để lò hơi than phun đốt than antraxit làm việc ổn định, tin cậy, hiệu suất cao thì thiết kế lò hơi cần phải đáp ứng các yêu cầu sau: Tốc độ hỗn hợp than - không khí

ra khỏi miệng vòi đốt thấp; Quãng đường chuyển dịch của hạt than phải dài; Nghiền than mịn; Cung cấp không khí theo tầng, điều này làm tăng hiệu quả sấy hạt than (trong buồng đốt) và bắt cháy; Nhiệt độ trong vùng bắt cháy cao để sấy dòng hỗn hợp nhanh; Nồng độ bột than trong hỗn hợp cao; Nhiệt độ hỗn hợp than-gió và nhiệt độ gió nóng cao; Phân bố than và gió đồng đều theo các vòi đốt để đảm bảo trường khí động trong buồng đốt ổn định, than bắt cháy sớm đồng thời ngọn lửa không bị táp tường; Lưu lượng dòng hồi lưu khói nóng đến miệng vòi đốt lớn để đảm bảo quá trình sấy hỗn hợp than - gió tốt

Hiệu suất đốt than antraxit trong các lò PC của Việt Nam nhìn chung thấp hơn

so với hiệu suất đốt than bitum trong các lò PC của các nước khác trên thế giới Do than antraxit Việt Nam là loại có hàm lượng chất bốc thấp, các bon cố định cao, khó bắt cháy và khó cháy kiệt, mới chỉ áp dụng đốt trong các lò hơi có thông số dưới tới hạn Hơn nữa, ở các lò hơi PC hiện nay, hàm lượng các bon chưa cháy hết trong tro bay còn cao là nguyên nhân làm cho hiệu quả sản xuất điện thấp, lãng phí tài nguyên than

 Hiệu suất chu trình hơi nước

Hiệu suất của một chu trình hơi nước sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như: áp suất, nhiệt độ của hơi quá nhiệt và quá nhiệt trung gian

Các nhà máy nhiệt điện tại Việt Nam đa phần đang sử dụng công nghệ cận tới hạn với thông số hơi quá nhiệt thông thường như sau: áp suất từ 150 - 180 bar và nhiệt độ trong khoảng 540oC - 565oC, hơi quá nhiệt trung gian sẽ có nhiệt độ tương

tự với nhiệt độ hơi quá nhiệt

Một số ít các nhà máy mới áp dụng công nghệ siêu tới hạn (Supercritical – SC)

sẽ có áp suất thường là 245 bar và nhiệt độ trong khoảng 540oC - 570oC, nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian giống với nhiệt độ hơi quá nhiệt Các nhà máy sử dụng công nghệ trên siêu tới hạn sẽ có nhiệt độ hơi quá nhiệt khoảng 600oC hoặc cao hơn hiện nay Trong lò hơi siêu tới hạn, môi chất ở thể một pha và lò không có hệ thống tách nước - hơi như các lò hơi sử dụng thông số cận tới hạn Lò hơi trực lưu là loại lò hơi

sử dụng các thông số hơi trên tới hạn Nhà máy sử dụng công nghệ trên siêu tới hạn

sẽ có hiệu suất cao hơn nhà máy sử dụng công nghệ cận tới hạn khoảng 4-6% Hiện nay, Việt Nam chỉ có duy nhất NMNĐ Nghi Sơn 2 là đang sở hữu lò hơi

sử dụng công nghệ trên siêu tới hạn (Ultra-Supercritical-USC) Công nghệ USC chỉ

áp dựng với sử dụng lò PC, thông số hơi trên siêu tới hạn (USC) phổ biến có áp suất hơi mới từ 25 MPa trở lên và nhiệt độ hơi mới và hơi quá nhiệt nóng khoảng 600oC

- Giữa SC và USC: USC có hiệu suất cao hơn SC khoảng 2-3%, do vậy, tiêu hao than ít hơn, phát thải CO2 ít hơn; tuy nhiên giá thành thiết bị USC đắt hơn

- Nhà máy nhiệt điện có công nghệ siêu tới hạn và trên siêu tới hạn sử dụng các loại than Bitum (than mỡ) chất lượng tốt, có độ tro thấp và được nhập khẩu từ các nước như Indonesia và Úc

Công nghệ SC và USC đã chứng minh được tính hiệu quả về mặt kỹ thuật cao hơn so với công nghệ cận tới hạn Tuy nhiên, để có thể sử dụng được công nghệ siêu tới hạn và trên siêu tới hạn đối với các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam đòi hỏi chúng

ta phải làm chủ được công nghệ, vốn đầu tư lớn và hơn nữa phải nhập khẩu than nhiệt lượng cao và có hàm lượng chất bốc cao (than nước ta có hàm lượng chất bốc thấp) Than Antraxit Việt Nam là loại than khó bắt cháy và khó cháy kiệt, thành phần các bon còn lại trong tro ở các nhà máy là khá lớn (Phả Lại: 12-18%, Ninh Bình: 15 -35%, Uông Bí: 30 - 40%, ) đồng nghĩa với tổn thất cháy không hết về mặt cơ học rất lớn, giảm hiệu suất của lò hơi

Các nhà máy mới xây dựng như Phả Lại 2, Uông Bí mở rộng 1 vẫn chưa khắc phục được các nhược điểm trên của than antraxit Việt Nam, hàm lượng C còn lại trong tro vẫn cao (>12%)

1.4 Vấn đề khí thải từ các nhà máy nhiệt điện đốt than

Các nhà máy nhiệt điện than đang gây sức ép lớn đến môi trường, đặc biệt là các nhà máy cũ sử dụng công nghệ lạc hậu từ những năm 60 của thế kỷ trước, ví dụ như NMNĐ Uông Bí, NMNĐ Ninh Bình, NMNĐ Phả Lại 1…Các nhà máy này chủ yếu là nhiệt điện ngưng hơi, sử dụng lò hơi tuần hoàn tự nhiệt, công suất thấp và không đáp ứng được yêu cầu về môi trường

Tùy vào loại nhiên liệu sử dụng mà chất ô nhiễm phát thải chủ yếu cũng khác nhau Nhà máy nhiệt điện than chủ yếu là phát thải ra SO2, NOx, CO2, thì nhà máy nhiệt điện dầu lại chủ yếu phát thải ra CO2 và bụi [7]

Bảng 1.5 trình bày khối lương chất ô nhiễm phát thải từ các nhà máy nhiệt điện, được trích dẫn từ “Báo cáo Môi trường Quốc gia năm 2013 – Môi trường không khí”

Bảng 1.5 Các chất ô nhiễm phát thải từ hoạt động của NMNĐ [8]

Đơn vị: Tấn/năm (CO 2 có đơn vị là nghìn tấn/năm)

Nhiệt điện khí – tuabin khí hỗn hợp 0 0 15.431 22.977 Bảng 1.6 trình bày số liệu phát thải theo báo cáo thiết kế kỹ thuật hoặc theo thực

tế của một số NMNĐ tại Việt Nam [5]

Bảng 1.6 Nồng độ các chất ô nhiễm phát thải từ một số NMNĐ tại Việt Nam dựa theo báo cáo thiết kế kỹ thuật các NMNĐ hoặc theo số liệu đo thực tế

Hình 1.6 thể hiện các nguồn phát thải khí SO2 và tỷ lệ phát sinh SO2 từ các nguồn này

Hình 1.6 Tỷ lệ SO 2 phát sinh trong nước [9]

Biểu đồ cho thấy nhiệt điện là ngành công nghiệp phát thải nhiều khí SO2 nhất, lên tới 43,1%

Theo Báo cáo kiểm kê quốc gia KNK của Việt Nam năm 2013 (BUR2), trong lĩnh vực năng lượng, tổng lượng chất ô nhiễm phát thải là 151,4 triệu tấn (chiếm 58,45% tổng phát thải cả nước), trong đó CO2 phát thải là 12,91 triệu tấn, chiếm 83,82% Riêng nhiệt điện phát thải 41,56 triệu tấn (chiếm 16,05% tổng phát thải cả nước), trong đó CO2 phát thải là 41,43 triệu tấn, chiếm 99,55% [10]

Theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh, dự kiến từ 2015 đến 2030, mỗi năm, các nhà máy nhiệt điện nằm trong danh sách Quy hoạch sẽ đóng góp từ 6.548 - 34.462 tấn bụi, 50.081 - 246.448 tấn SO2 và 85.152 - 198.196 tấn NOx Lượng phát thải các chất ô nhiễm này là từ quá trình hoạt động của các nhà máy điện, không bao gồm phát thải trong giai đoạn xây dựng, hoạt động ở khu vực bãi thải xỉ và quá trình xử lý nhiên liệu

1.5 Sử dụng phụ gia tại các NMNĐ đốt than

Phụ gia đốt than được xếp vào loại phụ gia nhiên liệu Phụ gia nhiên liệu là chất/sản phẩm thêm vào nhiên liệu ở một nồng độ nhất định nhỏ hơn 1% theo như

định nghĩa trong tài liệu của Ủy ban Kỹ thuật của các nhà sản xuất phụ gia dầu mỏ Châu Âu – ATC (The technical Committee of Petroleum Additive Manufacturers in Europe)

Kinh nghiệm từ các nhà máy nhiệt điện than đã sử dụng phụ gia trên thế giới cho thấy các chất phụ gia cho quá trình đốt than hiện có thể mang lại những hiệu quả sau:

- Tiết kiệm nhiên liệu: Giảm lượng than tiêu thụ từ 5%-15% tùy thuộc vào loại

lò hơi, hiệu suất lò và loại than được đốt, nhiệt động học của hệ thống

- Giảm phát thải khí ô nhiễm như SOx, NOx và giảm hàm lượng cacbon còn lại trong tro nhờ cải thiện hiệu quả cháy của than, giúp tiết kiệm chi phí vận hành

- Giảm đáng kể chi phí bảo dưỡng lò hơi: hạn chế xỉ đóng cặn trong lò gây sự

cố dừng lò nhờ cơ chế làm mềm cặn xỉ đóng cứng bề mặt đuôi lò và giúp ngăn ngừa việc đóng xỉ mới, đốt cháy được cả phần cặn xỉ ở cuối lò, giúp giảm hiệu suất hoạt động của thiết bị xử lý môi trường như ESP đồng thời giảm chi phí vệ sinh, sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị

Hiện trên thị trường thế giới đã có nhiều loại phụ gia do nhiều nước nghiên cứu

và sản xuất ở các dạng lỏng, khí hay dạng bột xốp để có thể dễ dàng vận chuyển và

sử dụng như:

- Phụ gia CC-88 của Công ty Asia Coal Catalyst, Mỹ

- Phụ gia Anaklarid của Ukraina

- Phụ gia Eplus của Đài Loan

- Phụ gia Stopshoot-C cho than đá/than nâu/gỗ của Ấn Độ Ấn Độ còn có nhiều sản phẩm phụ gia khác như: Chất làm mềm xỉ Thermomix-C; hóa chất xử lý thành lò BIOMIX, phụ gia đốt than và xử lý thành lò COALMIX; phụ gia loại bỏ xỉ đóng thành lò và ngăn ngừa ăn mòn cho các tổ máy đốt dầu nặng Economix

- Ngoài ra còn nhiều loại phụ gia của các quốc gia khác

Ở nước ta, giải pháp dùng phụ gia được đánh giá là khả thi và đã được một số đơn vị sản xuất sử dụng nhiên liệu than như ở một số nhà máy nhiệt điện đốt than (Sơn Động, Ninh Bình), một số nhà máy xi măng quan tâm và đốt thử nghiệm Danh sách các đơn vị đã sử dụng và đốt thử nghiệm được liệt kê trong bảng dưới đây Kết quả chung theo đánh giá là có cải thiện được hiệu suất cháy và giảm phát thải nhưng mức độ chưa thực sự như mong muốn, còn cần thêm các nghiên cứu chuyên sâu để nâng cao hiệu quả

Bảng 1.7 liệt kê một số nhà máy tại Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm phụ gia

Bảng 1.7 Danh sách các đơn vị đã sử dụng và đốt thử nghiệm phụ gia

xuất

Quy mô (tấn than/h) Ghi chú

1 CTCP Xi măng Yên Bái

TT Tên đơn vị Loại hình sản

xuất

Quy mô (tấn than/h) Ghi chú

3 CTCP Xi măng Sông Thao

2 năm

4 CT Nhiệt điện Sơn Động Điện - lò CFB 70 10 ngày

5 CT Giấy Bãi Bằng Giấy - Lò ghi xích 15 7 ngày

Nguồn: Thống kê của Viện Năng lượng

Hiện nay, các hướng nghiên cứu trong nước nhằm giảm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong các lò hơi nhà máy nhiệt điện đốt than tập trung vào các giải pháp kỹ thuật sau:

- Thí nghiệm trộn than: thực hiện trộn than trộn nước và than bitum/á bitum nước ngoài, hoặc trộn các loại than trong nước

- Thay thế vòi đốt than: đã áp dụng cho NMNĐ Ninh Bình nhằm chống đóng

xỉ, kéo dài thời gian vận hành, giảm số lần khởi động lò

- Tối ưu chế độ khí động buồng lửa: nghiên cứu tối ưu chế độ khí động phù hợp với đặc tính than và thiết kế buồng lửa

- Giải pháp hóa học: sử dụng chất xúc tác trong quá trình đốt cháy than

Các nhà máy cũ khó cải tiến được thì dùng biện pháp trộn than và sử dụng phụ gia là thích hợp nhất

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Phạm vi và đối tượng thực nghiệm

Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng bao gồm 4 tổ máy, công suất mỗi tổ máy là 300

MW, tổng công suất thiết kế là 1200 MW Theo khảo sát, tổ máy số 3 của NMNĐ Hải Phòng II là tổ máy đang vận hành tốt nhất về tính kinh tế và kỹ thuật Đây là lò hơi đốt than phun PC cận tới hạn, quá nhiệt trung gian 1 cấp với với 1 bao hơi, tuần hoàn tự nhiên, thông gió cân bằng và buồng lửa thải xỉ khô

 Đặc điểm lò hơi số 3

Bảng 2.1 trình bày đặc tính thiết kế của lò hơi số 3 của NMNĐ Hải Phòng

Bảng 2.1 Đặc tính thiết kế lò hơi số 3

Fang Trung Quốc

3 Dạng lò hơi (phương pháp đốt) - Phương pháp đốt cháy

với ngọn lửa dạng “W”

10 Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian oC 541

11 Áp suất hơi quá nhiệt trung gian MPa 4,18

13 Áp suất làm việc lớn nhất của bao hơi MPa 19,76

16 Nhiệt độ gió nóng cấp 1 oC 352 (BMCR); 347 (RO)

17 Nhiệt độ gió nóng cấp 2 oC 342 (BMCR); 338 (RO)

TT Hạng mục Đơn vị Giá trị

Phụ gia được sử dụng trong thử nghiệm là loại Reduxco (Ba Lan) và Eplus (Đài Loan) có dạng dung dịch lỏng Trước khi thử nghiệm, hệ thống phun phụ gia được lắp đặt vào 20 đường ống gió cấp I (trước điểm hỗn hợp gió than) Lưu lượng phun phụ gia được điều khiển bằng bơm định lượng, được hóa hơi nhờ khí nén áp lực cao kết hợp với đặc tính cấu tạo vòi phun và nhiệt độ cao của gió cấp I Lưu lượng phun phụ gia qua các vòi cũng được cân bằng giữa các vòi đốt để đảm bảo độ đồng đều

 Đặc tính nhiên liệu than sử dụng

Lò hơi được thiết kế để đốt than bột Antraxit có kho than bột trung gian và cung cấp than vào lò bởi các máy cấp than bột Dầu nặng (HFO) sẽ được dùng để mồi lửa, sấy nhiên liệu, khởi động, đốt kèm khi phụ tải lò thấp, khoảng 30% (Công suất vận hành liên tục lớn nhất của lò hơi BMCR) và ổn định ngọn lửa khi đạt đến 65% (BMCR)

Theo thiết kế ban đầu, nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng sử dụng than cám 5a cho quá trình đốt cháy trong buồng lửa với công suất tiêu thụ thiết kế là 120 tấn/giờ/tổ máy Tuy nhiên, theo khảo sát tổ máy số 3 NMNĐ Hải Phòng, than sử dụng cho quá trình đốt được trộn giữa than cám 5a và than cám 6a với tỉ lệ 70-30, công suất tiêu thụ than của tổ máy là khoảng 130-135 tấn/giờ

Than được sấy khô và nghiền trong máy nghiền thành dạng bột Sau đó, than bột được vận chuyển bằng gió nóng cấp 1 tới thiết bị phân ly, xyclon, và phân loại Sau quá trình phân ly, than đạt yêu cầu sẽ được vận chuyển tới kho than bột, than thô

sẽ được vận chuyển quay trở lại máy nghiền để tiếp tục nghiền Than bột được vận chuyển thông qua các máy cấp và hòa trộn với gió nóng cấp 1 trong máy hòa trộn để tới buồng lửa trong 20 đường ống đặt phía trước và sau của lò hơi

Kết quả phân tích đặc tính nhiên liệu than trộn được sử dụng cho tổ máy số 3 được đề cập tại chương 3

2.2.2 Đối tượng thực nghiệm

Đối tượng nghiệm bao gồm phụ gia (Reduxco và Eplus) và nhiên liệu than đang được sử dụng tại tổ máy số 3, Nhà máy Nhiệt điện Hải Phòng

a Phụ gia Reduxco

 Thông tin về phụ gia Reduxco theo công bố của nhà sản xuất

Phụ gia xúc tác Reduxco là sản phẩm của Công ty Trách nhiệm hữu hạn Dagas, trụ sở tại Gośniewska 46 Str., 05-660 Warka, Ba Lan Sản phẩm được đăng ký số REACH của ECHA (Cơ quan Hóa chất Châu Âu) số 01-2119406877-30-0000 Các sáng chế liên quan: PatenT số P209478, 209480, EP 2 287 276A1, US 13/203,556 Phụ gia là sản phẩm hữu cơ, không độc hại và không được xếp loại là chất nguy hại cho sức khỏe con người và môi trường, được chứng nhận bởi Viện nghiên cứu sức khỏe cộng đồng Balan số PZH/HT-2265/2009

Theo MSDS của nhà cung cấp Reduxco, thành phần chính của phụ gia này bao gồm hợp chất bí mật công nghệ của nhà sản xuất hỗn hợp dung môi (n-butanol, 2-methylpropane-1-ol, n-propanol và isopropanol) Các tính chất cơ bản của phụ gia theo MSDS như sau:

- Ngoại quan: chất lỏng trong suốt

- Hệ số phân chia n-octanol/nước: 135 – 150 g/l (20oC) – tách tốt

- Độc tính: EC50 > 100 mg/l (48 giờ, đối với động vật không xương sống, Daphnia magna) và > 100 mg/l (72 giờ, đối với tảo)

- Khả năng phân hủy sinh học: 28 ngày phân hủy sinh học 46,12%

 Tác dụng của phụ gia Reduxco theo công bố của nhà sản xuất

Phụ gia xúc tác Reduxco là phụ gia có khả năng làm giảm sức căng trên bề mặt than và làm cháy hoàn toàn muội Phụ gia Reduxco không làm ảnh hưởng đến các tính chất vật lý và hóa học của nhiên liệu, làm giảm rõ rệt phát thải muội, hydro carbon và carbon oxit Phụ gia giúp duy trì bề mặt bên trong lò trong tình trạng công nghệ tốt Hiệu quả của phụ gia đã được nhà sản xuất công bố như sau:

- Đối với than: giảm tiêu hao nhiên liệu từ 2-8%

- Đối với DO/FO: giảm tiêu hao nhiên liệu 8-15%

- Đối với khí gas: giảm tiêu hao nhiên liệu từ 8-15%

- 30 - 40 ml cho 1 tấn than cứng, bơm vào theo đường khí chính hoặc thứ cấp

- 20 - 40 ml cho 1 tấn than nâu, bơm vào theo đường khí chính hoặc thứ cấp

- 10 - 40 ml cho 1000 m3 khí tự nhiên

- 5 - 40 ml cho 1000 lít dầu nhiên liệu, phối trộn trực tiếp với nhiên liệu

 Cơ chế xúc tác của phụ gia Reduxco

Chất xúc tác có trong phụ gia khi phản ứng trong buồng đốt sinh ra nhiều ôxy hơn, phản ứng cháy xảy ra nhanh hơn, có tác dụng thúc đẩy phản ứng cháy kiệt carbon Các lò hơi thường có sự khác biệt giữa thiết kế và thực tế sản xuất (loại than sử dụng, thiết bị chính, phụ trợ…) dẫn đến hiệu suất kém hơn so với thiết kế;

Các loại lò thế hệ cũ có tác dụng nhiều hơn các lò thế hệ mới nhưng kể cả lò hơi mới (siêu tới hạn) thì khi hoạt động một thời gian hiệu quả cũng trở nên kém hơn không như ban đầu

Tro xỉ bám dính và lượng carbon chưa cháy hết cũng làm hiệu suất lò giảm dần sau khi sử dụng

Cơ chế xúc tác của phụ gia Reduxco được mô tả tại hình 2.1

Hình 2.1 Cơ chế xúc tác của phụ gia Reduxco

Reduxco được thêm vào không khí (theo dòng chính hoặc dòng phụ) và đi tới buồng đốt Nồng độ các gốc tự do trong ngọn lửa rất nhỏ 10-5 - 10-12 mol/m3 Reduxco sau khi đi vào buồng đốt sẽ phản ứng với hơi nước và sản sinh ra một lượng lớn các

gốc tự do OH và H khiến những phản ứng oxy hóa khử với carbon giúp quá trình

cháy diễn ra nhanh hơn, mạnh hơn và than cháy kiệt hơn Reduxco cũng tác dụng với lưu huỳnh trong than và nito trong không khí theo cơ chế tương tự

Do đó, nó làm giảm phát sinh những sản phẩm phụ của quá trình đốt như NOx, giảm hàm lượng C trong tro Hàm lượng carbon còn lại trong tro <6% sẽ đủ điều kiện làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng như sản xuất xi măng, gạch không nung…

b Phụ gia Eplus

 Thông tin về phụ gia Eplus theo công bố của nhà sản xuất

Phụ gia Eplus có xuất xứ từ Đài Loan, là một sản phẩm công nghệ mới, sử dụng chất xúc tác nano Titan Dioxit (TiO2) hòa trong dung môi hữu cơ ở dạng lỏng (không được công bố)

Theo công bố của nhà sản xuất, Eplus phù hợp với các tiêu chuẩn Quốc tế như RoHS (2011-65-EU) (không chứa kim loại nặng Cd, Sr, Pd, Cr) và EN 71-11-9

(Không chứa hợp chất hữu cơ độc hại) Sản phẩm hòa tan trong nước và được kiểm định chất lượng và thử nghiệm tại SGS Đài Loan

 Hiệu quả của phụ gia theo công bố của nhà sản xuất

- Đối với than: giảm tiêu hao nhiên liệu từ 2-8%

- Đối với DO/FO: giảm tiêu hao nhiên liệu 8-15%

- Đối với khí gas: giảm tiêu hao nhiên liệu từ 8-15%

- Về khí thải:

+ Khí CO giảm 10-15%

+ Khí SOx giảm 10-30%

+ Khí NOx giảm 10-30%

 Cơ chế xúc tác của phụ gia Eplus

Cơ chế quang xúc tác của phụ gia Eplus được mô tả tại hình 2.2:

Hình 2.2 Quá trình quang xúc tác của phụ gia Eplus

h: hằng số, υ: tần số, e-: electron, h+: lỗ trống

Thành phần chủ yếu của phụ gia Eplus là Titan Dioxide (TiO2) Đơn thể TiO2

trước khi kết tinh không phản ứng trong điều kiện bình thường Khi được làm nóng tại 300oC, lúc này các đơn thể TiO2 sẽ kết tinh thành dạng anatase (một dạng khoáng của TiO2) có khả năng phản ứng mạnh

Khi TiO2 hấp thụ ánh sáng sẽ xảy ra quá trình quang xúc tác như sau:

h+ + OH- → .OH

Như vậy, việc bổ sung TiO2 đã giúp sản sinh ra một lượng lớn các gốc tự do

.OH, .O2-, đây là các tác nhân oxy hóa rất mạnh và không chọn lọc Hay nói cách khác, TiO2 đã xúc tác tạo môi trường giàu oxy cho quá trình cháy Ở cùng nhiệt độ cháy, nồng độ O2 cao hơn đồng nghĩa với hiệu suất năng lượng cũng tăng, nhiên liệu được đốt cháy kiệt hơn

Các eletron được hấp thụ bởi N và S trong quá trình đốt Các phân tử Nitơ và Sunfua tích điện không thể dễ dàng phản ứng với O2 xung quanh để tạo thành NOx

và SO2 mà sẽ tác dụng với kim loại trong than như Ca, Mg, Ba…tạo thành các muối sunfat và nitrat trơ, không ăn mòn và rơi xuống cùng xỉ, từ đó giảm lượng khí thải

NOx và SO2, giảm ăn mòn do các khí axit này

 Ứng dụng phụ gia Eplus

Hiệp hội Công nghiệp môi trường Việt Nam đã phối hợp Công ty Cổ phần Nhiệt điện Ninh Bình, Công ty Cổ phần Năng lượng GESTECK Việt Nam đưa Eplus vào thử nghiệm tại 4 lò hơi công suất 4×130 tấn hơi/h của Nhà máy Nhiệt điện Ninh Bình Qua quá trình đốt thử nghiệm cho thấy hàm lượng cacbon còn trong tro bay và

xỉ được khoảng trên 1 - 2% Đặc biệt, hiệu suất của 4 lò hơi có thể tăng được trên 1%

2.2 Phương pháp xác định hiệu suất cháy

Phương pháp tính toán hiệu suất cháy được thực hiện dựa theo Quyết định số 52/QĐ-ĐTĐL của Bộ Công thương, Cục Điều tiết điện lực: Quyết định Ban hành Quy trình hướng dẫn thực hiện thí nghiệm đo đặc tuyến tổ máy phát điện của nhà máy nhiệt điện đốt than tham gia thị trường điện lực cạnh tranh

Hiệu suất lò hơi được xác định theo công thức [11]:

EF (%) = 100 + QpB - QpL

Trong đó:

- EF: Hiệu suất nhiên liệu của lò hơi (%)

- QpB: Tổng nhiệt vật lý đưa vào đường bao thí nghiệm lò hơi (%)

- QpL: Tổng các tổn thất nhiệt ra khỏi đường bao thí nghiệm lò hơi (%)

a Tính tổng các tổn thất nhiệt Q pL

Công thức xác định tổng các tổn thất nhiệt:

QpL =QpLDFg+ QpLH2F + QpLWF + QpLWA + QpLUbC + QpLCO + QpLRs + QpLSrc

Các tổn thất thành phần được xác định như sau:

 QpLDFg là tổn thất do khói khô, được tính theo công thức sau:

QpLDFg=100 × MqDFg × HDFgLv (%) Trong đó:

- MqDFg là lưu lượng khói khô ra khỏi lò căn cứ trên hệ số không khí thừa ra khỏi buồng lửa (kg/J)

- HDFgLv: Entanpi của khói khô tại nhiệt độ rời khỏi đường bao thí nghiệm lò hơi (J/kg)

 QpLH2F là tổn thất do hình thành nước từ quá trình cháy H2 trong nhiên liệu, được xác định theo công thức sau:

QpLH2F=100 × MqWH2F × (HStLv - HWRe) (%) Trong đó:

- MqWH2F: Lượng nước hình thành (kg/J)

- HStLv: Entanpi của hơi nước ở áp suất, nhiệt độ khí thải rời khỏi đường bao thí nghiệm lò hơi (J/kg)

- HWRe: Entanpi của nước ở nhiệt độ tham chiếu TRe

 QpLWF là tổn thất từ nước trong nhiên liệu, được xác định theo công thức sau:

QpLWF=100 x MqWF x (HStLv - HWRe) (%) Trong đó:

- MqWH2F: Lượng nước trong nhiên liệu (kg/J)

- HStLv: Entanpi của hơi nước ở áp suất, nhiệt độ khí thải ra khỏi đường bao thí nghiệm lò hơi (J/kg)

- HWRe: Entanpi của nước ở nhiệt độ tham chiếu TRe

 QpLWA là tổn thất do độ ẩm trong không khí, được xác định theo công thức

- MfrWA: Tỷ lệ khối lượng của hơi nước trong không khí (kg/kg)

- HWLv: Entanpi của hơi nước tại nhiệt độ khí thải TFgLv

 QpLUbC là tổn thất từ cacbon chưa cháy trong tro, được xác định theo công thức

sau:

𝑄𝑝𝐿𝑈𝑏𝐶=𝑀 𝑝𝑈𝑏𝐶𝑥 𝐻𝐻𝐻𝑉𝐶𝑅𝑠

𝐻𝑉𝐹 %Trong đó:

- HHVCRs: Nhiệt trị của cacbon trong chất thải (kJ/kg)

- HHVF: Nhiệt trị cac làm việc của nhiên liệu (kJ/kg)

- M : Phần trăm khối lượng cacbon chưa cháy hết (%)