Lò hơi nhà máy nhiệt điện là gì? Tìm hiểu chi tiết

Lò hơi nhà máy nhiệt điện là thiết bị cốt lõi trong hệ thống sản xuất điện năng, đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng hóa học từ nhiên liệu thành nhiệt năng. Trong bài viết này, hãy cùng Kim Trường Phúc tìm hiểu về nguyên lý hoạt động cũng như tầm quan trọng của lò hơi trong ngành nhiệt điện nhé!

1. Lò hơi nhà máy nhiệt điện là gì?

Lò hơi nhà máy nhiệt điện là hệ thống thiết bị phức tạp, được thiết kế để đốt cháy nhiên liệu (chủ yếu là than đá) nhằm sinh ra nhiệt. Nhiệt lượng này được sử dụng để đun sôi nước, tạo thành hơi nước siêu nhiệt với áp suất và nhiệt độ cực cao. Hơi nước này sau đó sẽ được dẫn đến tuabin để làm quay các cánh quạt, từ đó quay máy phát điện để tạo ra điện năng.

Lò hơi nhà máy nhiệt điện là thiết bị được thiết kế để chuyển đổi
năng lượng hóa học thành nhiệt năng

Đặc điểm nổi bật của các hệ thống lò hơi tiên tiến là khả năng dễ dàng bảo trì và vận hành ổn định trong thời gian dài. Quan trọng hơn, việc ứng dụng các công nghệ xử lý khí thải hiện đại đã giúp giảm đáng kể lượng khí SOx và NOx phát thải, đáp ứng Tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường.

2. Nguyên tắc lựa chọn lò hơi nhà máy nhiệt điện

Việc lựa chọn loại lò hơi nhà máy nhiệt điện phù hợp đóng vai trò quyết định đến thành công của toàn bộ dự án đầu tư. Do đó, bạn cần tuân thủ những nguyên tắc sau:

• Hệ thống lò hơi cần đảm bảo áp dụng công nghệ kỹ thuật đạt chuẩn quốc tế tiên tiến, vận hành an toàn và liên tục với hiệu suất tối ưu. Đồng thời, thiết bị phải có khả năng tương thích tốt với nguồn nhiên liệu than được cung cấp cho nhà máy.

• Yếu tố môi trường cũng là tiêu chí quan trọng, lò hơi cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn của Tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành về bảo vệ môi trường với chi phí đầu tư hợp lý. Bên cạnh đó, công nghệ được lựa chọn phải đảm bảo hiệu suất đủ cao để mang lại hiệu quả kinh tế tối ưu, đẩy nhanh quá trình thu hồi vốn đầu tư.

• Một yếu tố quan trọng khác cần cân nhắc là khả năng tái sử dụng sản phẩm phụ. Nên ưu tiên các công nghệ lò hơi mà sau quá trình đốt, tro xỉ sinh ra có thể làm nguyên liệu phụ gia trong sản xuất bê tông, xi măng và các ứng dụng khác. Điều này không chỉ tạo thêm nguồn doanh thu từ việc tiêu thụ tro xỉ mà còn giảm thiểu chi phí lưu trữ, xử lý và ngăn ngừa ô nhiễm môi trường.

Lò hơi nhà máy nhiệt điện cần áp dụng công nghệ tiên tiến
và tuân thủ Tiêu chuẩn Việt Nam

3. Một số công nghệ lò hơi cho nhà máy nhiệt điện

Trong lĩnh vực sản xuất điện từ nhiên liệu than, có hai công nghệ lò hơi nhà máy nhiệt điện chính được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới bao gồm:

• Lò hơi đốt than phun (Pulverized Coal fired boiler – PC).

• Lò tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidized Bed – CFB).

3.1. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Ra đời sau công nghệ lò hơi than phun, lò hơi tầng sôi bắt đầu được đưa vào vận hành khoảng 30 năm trước nhưng ban đầu chưa được ứng dụng rộng rãi. Từ những năm 1990, loại lò này mới được sử dụng nhiều hơn trong các nhà máy nhiệt điện nhờ khả năng đốt được các loại nhiên liệu chất lượng thấp.

Trong buồng đốt, các hạt nhiên liệu được giữ ở trạng thái lơ lửng nhờ luồng khí thổi ngược từ lớp sàn. Về cơ bản, lò hơi tầng sôi được chia thành hai loại: tầng sôi bọt và tầng sôi tuần hoàn

Công nghệ này có thể xử lý đa dạng nhiên liệu:

• Than: antraxit, bitum, than non, than gob.

• Sinh khối (biomass): gỗ, mùn cưa, vỏ cây.

• Bùn: bùn từ quy trình sản xuất giấy.

• Chất thải.

Lò hơi tầng sôi thường được xem là phù hợp cho công suất nhỏ và trung bình nhưng vẫn có những dự án CFB đạt công suất ~ 300MW. Tuy nhiên, hiệu quả lâu dài ở quy mô rất lớn chưa được kiểm chứng rộng rãi.

3.2. Lò hơi đốt than phun

Công nghệ lò hơi đốt than phun (PC - Pulverized Coal fired boiler) là phương pháp lò hơi nhà máy nhiệt điện truyền thống được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới cũng như tại Việt Nam. Trong hệ thống này, than được xử lý qua các công đoạn sấy khô, nghiền mịn thành bột và phun trực tiếp vào buồng đốt với nhiệt độ trên 1000°C.

Công nghệ lò hơi đốt than phun là phương pháp truyền thống
được sử dụng phổ biến tại Việt Nam

Ưu điểm lớn nhất của công nghệ PC là có nhiều kinh nghiệm lâu năm trong thiết kế, chế tạo và vận hành, với dải công suất rộng từ 50 đến 1.000MW. Công nghệ này có nhiều nhà sản xuất, tạo nên sự cạnh tranh lành mạnh và giá thành tương đối hợp lý cho các dự án công suất lớn.

Đặc tính kỹ thuật của lò hơi đốt than phun (PC Boiler):

• Được thiết kế và phát triển từ lâu, có độ tin cậy cao.

• Công suất hoạt động lớn, phù hợp cho tổ máy từ 50MW đến 1.000MW.

• Thông số hơi gồm hai loại:

  • Dưới tới hạn (subcritical). 

  • Siêu tới hạn (supercritical).

• Cấu hình lò:

  • Lò hơi có bao hơi với tuần hoàn tự nhiên hoặc cưỡng bức.

  • Lò hơi trực lưu.

• Khả năng sử dụng nhiều loại nhiên liệu: than antraxit, than bitum, than bán bitum (sub-bituminous).

• Hiệu suất cao hơn so với nhiều loại lò hơi khác.

• Yêu cầu khi lắp đặt hệ thống xử lý khí thải:

  • FGD để khử SO₂.

  • SCR để khử NO₂.

• Thành phần xỉ thải:

  • 85% tro bay.

  • 15% xỉ đáy lò.

4. So sánh công nghệ lò hơi sử dụng trong nhà máy nhiệt điện

Dưới đây là bảng so sánh chi tiết giữa lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB) và lò hơi than phun (PC):

Lò hơi nhà máy nhiệt điện đóng vai trò then chốt trong hệ thống sản xuất điện năng, với hai công nghệ chính là CFB và PC. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp cần dựa trên nhiều yếu tố như quy mô dự án, chất lượng nhiên liệu, yêu cầu môi trường và khả năng đầu tư. Do đó, nếu doanh nghiệp của bạn phân vân không biết nên lựa chọn loại lò hơi nào cho nhà máy của mình, hãy liên hệ ngay với Kim Trường Phúc - Đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống lò hơi công nghiệp để được tư vấn chi tiết!