Nhà máy nhiệt điện là nhà máy sử dụng nguồn nguyên liêu hóa thạch, biến đôi thành nhiệt năng sau đó thành cơ năng để làm quay máy phát điện. Nguyên liệu chủ yếu phục vụ cho nhà máy là than. Than được nghiền nhỏ, đủ tiêu chuẩn được đưa vào trong buồng đốt. Hơi nóng được dẫn tới các thiết bị để làm nóng và chuyển hóa nước cấp vào thành hơi nước bão hòa. Từ đó hơi bão hòa lại được gia nhiệt một lần nữa thành hơi quá nhiệt rồi được đưa tới turbine làm quay turbine và như vậy đã làm chạy máy phát điện. Để quay máy phát điện, người ta dùng turbine hơi nước, máy hơi nước (lô cô mô bin), động cơ đốt trong và turbine khí, turbine hơi nước có khả năng cho công suất cao và vận hành kinh tế nên được sử dụng rộng rãi nhất .
Trang 1Tác giả: Vương Vinh Hưng 12A1
NHIỆT ĐIỆN
I Khái quát:
Nhà máy nhiệt điện là nhà máy sử dụng nguồn nguyên liêu hóa thạch, biến đôi thành nhiệt năng sau đó thành cơ năng để làm quay máy phát điện Nguyên liệu chủ yếu phục vụ cho nhà máy là than Than được nghiền nhỏ, đủ tiêu chuẩn được đưa vào trong buồng đốt Hơi nóng được dẫn tới các thiết bị để làm nóng và chuyển hóa nước cấp vào thành hơi nước bão hòa Từ đó hơi bão hòa lại được gia nhiệt một lần nữa thành hơi quá nhiệt rồi được đưa tới turbine làm quay
turbine và như vậy đã làm chạy máy phát điện
Để quay máy phát điện, người ta dùng turbine hơi nước, máy hơi nước (lô cô
mô bin), động cơ đốt trong và turbine khí, turbine hơi nước có khả năng cho công suất cao và vận hành kinh tế nên được sử dụng rộng rãi nhất
Than lò hay còn được biết đến là than nhiệt được sử dụng làm nhiên liệu để tạo
ra điện.Than đá trước tiên sẽ được nghiền thành bột mịn, việc này sẽ giúp làm
tăng diện tích bề mặt và làm tốc độ cháy Trong hệ thống lò đốt than , than đá bột
sẽ được thổi vào trong buồng đốt của lò hơi, tại đây than đá cháy ở nhiệt độ cao Luồng khí nóng và nhiệt năng tạo ra sẽ chuyển nước trong đường ống nối với lò hơi thành hơi nước
Một số thiết bị chính trong nhà máy:
- Lò hơi: Trong bất kì nhà máy nhiệt điện nào cũng cần phải có lò hơi Lò hơi là nơi diến ra quá trình hâm nóng và biến chúng cơ bản thành hơi bão hòa trước khi dẫn chúng đến thiết bị gia nhiệt thành hơi qua nhiệt cung cấp, phục vụ cho quá trình chạy máy phát điện
- Turbine hơi: là động cơ biến đổi nhiệt năng của hơi thành cơ năng quay roto turbine Sự biến đổi năng luợng diễn ra trong các tầng của turbine
Trang 2- Máy phát điện: Máy phát điện có nhiệm vụ biến đổi cơ năng thành nhiệt năng phục vụ cho các quá trình sản xất và sinh hoạt
- Thiết bị ngưng hơi: Sau khi hơi quá nhiệt ra khỏi turbine được thiết bị này ngưng lại thành nước và được bơm nước bơm trở lại bể chứa Thiết bị này giúp thu hồi lại lượng nước đã sử dụng để phục vụ cho quá trình tạo hơi tiếp theo
- Bể chứa: là nơi cung cấp nước cho lò hơi và cũng là nơi chứa lượng nước được ngưng lại nhờ thiết vị ngưng hơi
Lò hơi trước khi được lắp đặt
Phân loại nhà máy nhiệt điện: Các nhà máy nhiệt điện có sự phân loại khác nhau
phụ thuộc vào nhiều yếu tố
Theo dạng năng lượng tạo thành có thể phân loại thành nhà máy điện turbine hơi với sự ngưng tụ hơi ra khỏi turbine chỉ để sản xuất điện, đó là nhà máy nhiệt điện nhưng hơi thuần túy và nhà máy nhiệt điện vừa sản xuất điện năng vưa sản xuất điện năng, đó là nhag máy điện đồng phát
Theo dạng thiết bị điện để làm quay máy phát người ta phân thành: nhà máy nhiệt điện turbine hơi và nhà máy nhiệt điện turbine khí hoặc khí kết hợp cả
turbine hơi và turbine khí gọi là nhà máy điện turbine khí hỗn hợp
Theo dạng nhiên liệu sơ cấp sẽ phân loại thành: nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí) và nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu hạt nhân (đòng vị Uran) đó là nhà máy điện nguyên tử và nhà máy điện nguyên tử có sản xuất nhiệt
Ngoài ra người ta còn phân loại các nhà máy nhiệt điện theo các đặc điểm khác: theo thông số hơi ban đầu, theo công suất đặt, theo công nghệ, theo nhu cầu
Trang 3sử dụng các nhà máy để phủ biểu đồ phụ tải (phủ đáy, bán phủ đáy, phủ đỉnh, bán phủ đỉnh,…)
II. L ch s hình thành và phát tri n: ị ử ể
Nhà máy điện đầu tiên được xây dựng năm 1862 ở Anh Đó là nhà máy thủy điện Tuy nhiên, nhà máy thủy điện có hạn chế là phải đặt ở bên cạnh những con sông Vào mùa đông, các nhà máy thủy điện thường phải đóng cửa do nước sông đóng băng Vì vậy, con người tiếp tục phải xây dựng một loại nhà máy điện khác
có thể hoạt động quanh năm
Năm 1882, Thomas Edison xây dựng tại New York nhà máy nhiệt điện đầu tiên trên thế giới Nhà máy điện đơn giản này sử dụng động cơ hơi nước do James Watt phát minh để dẫn động máy phát điện một chiều phục vụ cho mục đí ch chiếu sáng Năm 1883, Gustav de Laval (Thụy Điển) lần đầu tiên đưa turbine hơi nước vào thử nghiệm và đã nhanh chóng phát triển thay thế máy hơi nước, tạo ra cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp nhiệt điện
Trên thế giới, các nhà máy nhiệt điện lớn nhất là nhà máy Taichung của Đài Loan (công suất 5500 MW – nhiên liệu than), nhà máy Kashima của Nhật Bản (công suất 4400 MW – nhiên liệu dầu), nhà máy Surgut-2 của Nga (công suất
5597 M W – nhiên liệu khí thiên nhiên)
Ở Việt Nam, nhà máy nhiệt điện lớn nhất là Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 2 (1224 MW – nhiên liệu than) đặt ở huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận
Trang 4Nhà máy Nhiệt điện Taichung của Đài Loan.
III u đi m và nh Ư ể ượ c đi m: ể
1 Ưu điểm:
- Có khả năng xây dựng tại bất kỳ khu vực nào (thường được chọn bố trí gần các khu vực có phụ tải lớn như khu công nghiệp, thành phố, khu dân cư tập trung đông)
- Không bị giới hạn về công suất lắp đặt Các cụm nhiệt điện có thể được xây dựng với công suất rất lớn (hơn 1000MW) cái này rất hiếm đối với thủy điện
- Giá thành xây dựng nhà máy thấp hơn thủy điện có cùng công suất
- Không phụ thuộc vào yếu tố thiên nhiên: địa hình, địa chất, chế độ dòng chảy, mưa - nắng
- Chủ động trong vận hành vì không phụ thuộc mưa hay nắng
- Diện tích chiếm đất của nhà máy ít hơn nhiều so với thủy điện cùng công suất do
đó ít ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, đền bù giải tỏa
2 Khuyết điểm :
Trang 5- Dùng khối lượng lớn nhiên liệu để sản xuất điện (chiếm 60% giá thành sản xuất điện)
- Đốt cháy nguyên liệu trong quá trình sản xuất (dầu, than, khí từ mỏ dầu ) do đó phụ thuộc vào nguồn cung các nguyện liệu này Tạo ra khí thải làm ô nhiễm môi trường, tăng hiệu ứng nhà kính Trong tình hình nguồn nguyên liệu ngày càng cạn kiệt, giá thành cao sẽ ảnh hưởng lớn đến hoạt động của nhà máy (than đá, dầu mỏ sắp hết trong khoảng vài chục năm nữa) Nguyên liệu bị đốt cháy sẽ mất đi không thể tái sinh như nước của thủy điện
- Do sử dụng nguyên liệu nên giá thành sản xuất địên năng lớn hơn thủy điện (khoãng 8 - 10 cent/kWh)
- Không linh hoạt trong chế độ vận hành Khi cần thiết nâng công suất vào giờ cao điểm phải mất hàng giờ trong khi thủy điện chỉ mất khoảng 7 - 10 s Do đó nhiệt điện thường chủ yếu chạy đáy hoặc bán đỉnh
Trang 6IV.Tình hình hi n nay: ệ
1 Việt Nam:
- Hệ thống điện của Việt Nam đã phát triển lớn mạnh, đứng thứ 31 trên thế giới và thứ 2 trong khu vực Asean với công suất hệ thống đạt 40.000MW, sản lượng điện sản xuất năm 2015 đạt 162 tỷ kWh
- Sản xuất năng lượng sơ cấp có những bước phát triển khá, năm 2010 sản xuất than đạt 44 triệu tấn, đảm bảo nhu cầu trong nước và xuất khẩu, khai thác dầu thô đạt 15 triệu tấn, khí đốt trên 9 tỷ m3, sản lượng điện đạt 100 tỷ kWh, trong đó
tỷ trọng thuỷ điện 27,5%, nhiệt điện khí 44,7%, nhiệt điện than 17,5%, nhiệt điện chạy dầu 4,6%, còn lại là nhập khẩu và nguồn khác
- Nửa thế kỷ qua, với sự nỗ lực không ngừng, đến năm 2011, chúng ta mới
có tổng công suất điện khoảng 24.000 MW, trong đó khoảng 6.000 MW thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) và Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin)
- Riêng về nhiệt điện đốt than, đến 2011 chúng ta có trên chục nhà máy lớn nhỏ với tổng công suất khoảng 5.800 MW, chủ yếu tập trung ở phía Bắc
- Về công nghệ, ngoại trừ ba nhà máy cũ đã vận hành khoảng nửa thế kỷ là Ninh Bình, Uông Bí 1, Phả Lại 1 với tổng công suất khoảng 600 MW, sử dụng công nghệ đốt than bột, thông số hơi trung áp, suất tiêu hao than cao, phát thải khí nhà kính lớn
Trang 7- Các nhà máy đi vào vận hành sau năm 2000, chủ yếu sử dụng công nghệ đốt than bột, công suất tổ máy cỡ 300 MW, thông số hơi cao áp, hiệu suất khá 35-37%, như Phả Lại 2, Uông Bí 2, Hải Phòng, Quảng Ninh, Cẩm Phả, hai nhà máy
sử dụng công nghệ lò tầng sôi tuần hoàn là Na Dương và Cao Ngạn
2 Thế giới:
Tại Mỹ, việc phát triển nhiệt điện than được bắt đầu từ thế kỷ 19 và cho đến nay Mỹ vẫn đang phải đối mặt với những tác động tiêu cực tới sức khỏe con người mặc dù việc sử dụng than đã, đang giảm mạnh và các công ty nhiệt điện than lớn nhất tại nước này đều đã phá sản Tuy nhiên, không chịu rút kinh nghiệm từ Mỹ, nhu cầu sử dụng than tại các quốc gia Nam Á và Đông Á còn rất lớn
Theo ước tính, Trung Quốc, Ấn Độ, Indonesia và Việt Nam chiếm khoảng
ba phần tư số nhà máy nhiệt điện than mới dự kiến được xây dựng trên toàn thế giới trong 5 năm tới Nhu cầu xây dựng nhà máy nhiệt điện than đang tăng nhanh tại Ấn Độ khi quốc gia này hiện có tới 300 triệu người (khoảng ¼ dân số) chưa được sử dụng điện
Trên thế giới đang dần xóa sổ những nhà máy nhiệt điện vì khả năng gây hiệu ứng nhà kính, ô nhiễm môi trường, giá than đang tăng cao hiện nay… thay vào đó là sử dụng những nguồn năng lượng tự nhiên, ít ảnh hưởng đến môi trường
và bầu khí quyển như Năng lượng Mặt trời, năng lượng gió, thủy điện…
V.Tương lai và tiềm năng phát triển:
Theo Quy hoạch điện VII (QHĐVII), yêu cầu đến 2020 sản xuất điện theo kịch bản cơ sở đạt 330 tỷ kWh, cần có 75.000MW, nghĩa là trong vòng 9 năm phải xây dựng thêm 51.000 MW
Trong đó, nhiệt điện than sẽ là 32.000 MW, sản xuất 156 tỷ kWh, chiếm gần 50% tổng sản lượng điện, tiêu thụ 78 triệu tấn than; đến 2030 yêu cầu tổng sản xuất điện đạt 695-834 tỷ kWh Trong đó, nhiệt điện than theo kịch bản cơ sở sẽ là 77.000 MW, sản xuất khoảng 392 tỷ kWh (chiếm khoảng 56% sản xuất điện, tiêu thụ trên 170 triệu tấn than) Điện hạt nhân đến 2021 khoảng 2.000MW; đến 2030 khoảng 10.000 MW chiếm 10% tổng sản xuất điện
Dự kiến phát triển nguồn điện và yêu cầu than cho nhiệt điện như sau (theo QHĐVII):
Trang 8Trong đó NĐ Than:
Tuy nhiên, vì có nhược điểm lớn nhất là gây ra ô nhiểm môi trường, biến đổi khí hậu, gây bệnh cho con người nên Liên minh Năng lượng bền vững Việt Nam (VSEA) và Liên minh Phòng chống Bệnh không lây nhiễm Việt Nam
(NCDs-VN) mới đây đã có kiến nghị gửi Bộ Công thương trong việc hạn chế hoạt động các nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam
Vĩnh Tân 2 – Nhà
máy Nhiệt điện
chạy than lớn nhất
Việt Nam
Trang 9Nhà máy Surgut-2 của Nga