CÔNG TY CP TƯ VẤN DỰ ÁN ĐIỆN LỰC DẦU KHÍBAN QUẢN LÝ KỸ THUẬT

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THẢI TRO, XỈ BÊN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VŨNG ÁNG 1

HÀ NỘI, THÁNG 6/2011

MỤC LỤC

I. TỔNG QUAN HỆ THỐNG THẢI XỈ VŨNG ÁNG 5

I.1QUY MÔ CÔNG SUẤT VÀ NGUỒN THAN SỬ DỤNG 5

I.2GIẢI PHÁP KỸ THUẬT THẢI TRO XỈ 8

I.2.1 Thải xỉ đáy lò....................................................................................8

I.2.2 Thải tro bay......................................................................................8

I.3SỐ LIỆU TRO XỈ CỤ THỂ CỦA DỰ ÁN 9

I.3.1 Lượng tro xỉ thải...............................................................................9

I.3.2 Nhu cầu nước để thải xỉ...................................................................9

II. ĐÁNH GIÁ VIỆC CHUYỂN ĐỔI NGUỒN NƯỚC THẢI XỈ10

II.1 THỰC TRẠNG HỆ THỐNG NƯỚC NGỌT 10

II.2 KHẢ NĂNG CHUYỂN ĐỔI NƯỚC VẬN CHUYỂN XỈ 11

II.2.1 Đánh giá dữ liệu thiết kế...............................................................11

II.2.2 Đánh giá khả năng chuyển đổi nước vận chuyển tro xỉ................11

III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 12

III.1 KẾT LUẬN 12

III.2 KIẾN NGHỊ 12

TỔNG QUAN HỆ THỐNG THẢI XỈ VŨNG ÁNG

QUY MÔ CÔNG SUẤT VÀ NGUỒN THAN SỬ DỤNG

Dự án nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1 do Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam làm Chủ đầu tư với quy mô công suất 1200 MW, gồm 02 tổ máy 600 MW, thông số hơi cận tới hạn. Nhà máy được xây dự tại xã Kỳ Lợi, huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh. Nhà máy sử dụng than cám 5 trong nước, khai thác từ khu vực Hòn Gai - Cẩm Phả với nhu cầu ~2,91 triệu tấn /năm.

Đặc tính than và tro xỉ của nhà máy như sau:

Bảng 1: Thành phần hóa học của than để thiết kế lò hơi

STT Thông số Ký hiệu Mẫu thiết kế      Dải giá trị Giá trị TK

1 Moisture ( as received basic )% Wlv 5.3- 11.12 8.2

    Rainning season 9.02 - 12.5 9.8

    Dry season 6.3 - 10.68 7.8

    annualy 5.3- 11.12 8.2

2 Moisture (air dry basic )% Wpt 0.59 - 2.23 1.1

3 Ash - content(air dry basic )% Apt 26.9 - 32.2 30.9

4 Volatile (air dry basic )% Vpt 4.1 - 6.2 5.1

5

Cacbon content Fixed at Dry basic % Cf

k   92.50

6

Lower Heating Value (kcal/kg) at as received basic QT

LV 4950 - 5170 5055

7

Chemical compositions of coal ( as received basic) %      

    Cpt60.09 - 65.4 61.8

    Hpt 1.7 - 2.6 2.1

    Opt 1.4 - 3.0 2.64

    Npt 0.6 - 1.1 0.8

    Spt 0.4 - 1.1 0.62Bảng 2: Đặc tính tro xỉ của than thiết kế lò hơi

STT Thông số Ký hiệu Giá trị thiết kế      Dải giá trị Giá trị thiết kếI OXIDES COMPOSITION      

1 SILICON SiO2 56.78 - 62.86 60.15

2 ALUMINIUM Al2O3 23.3 - 28.4 24.20

3 IRON Fe2O3 4.04 - 11.6 6.704 CALCIUM CaO 0.45 - 1.1 0.735 NATRIUM Na2O 0.2 - 0.4 0.306 MANGANESE MnO 0.10 - 0.17 0.11

7 TITANIUM TiO2 0.7 - 1.3 0.908 MAGNESIUM MgO 0.62 - 1.3 1.20

9 POTASSIUM K2O 3.8 - 4.6 4.30

10 SULPHUR SO3 0.42 - 1.1 0.60

11 PHOSPHORUS P2O5 0.5 - 0.9 0.80  METALL ELEMENT      12 Zinc(mg/g) Zn 0.3 - 1.8 0.813 Copper(microg/g) Cu 10.0 - 70.0 2514 Crom (mg/g) Cr 0.12 - 0.20 0.1715 Cadimi (microg/g) Cd 0.1 - 0.7 0.516 Asen (microg/g) As 39 - 53 5017 Lead (mg/g) Pb 0.7 - 1.7 1.518 Hg (microg/g) Hg 0.12 - 0.30 0.25

19Ash fusion temperatures

     

20Initial Deformation Temperature of ash (T1) T1 1200 - 1300 1220

21Hemispherical Temperature of ash (T2) T2 1280 - 1420 1300

22 Flow Temperature of ash (T3) T3 1400 - 1530 1410

Bảng Table 3: Đặc tính vật lý của than thiết kế của lò hơi

STT Thông số Ký hiệu Mẫu TK      Dải giá trị Giá trị TK1 Ignition Temperature (deg.C) Oc 320 - 410 370

2 Resistance ( om.m.106) om.m.106 0.3 - 2.7 1.563 Angle of repose (deg.) Deg 34 - 37 364 Ash Bulk Volume cm3/3g 6.4 - 10.9 8.505 Bulk Density (g/cm3) g/cm3 1.3 - 1.65 1.606 Compacted Density (g/cm3) g/cm3 1.0 - 1.1 1.10

7 Size Distribution      

  10mm< size <15mm mm, % 2.0 - 8.4 3.40  5mm< size <10mm mm, % 15.5 - 24.2 18.60

  2.5mm< size <5mm mm, % 14.3 - 35.0 22.00  size <2.5mm mm, % 45.9 - 75. 3 56.008 HGY   38-47 42.00

Bảng 4: Bốn giá trị cơ bản của than thiết kế lò hơi

STT Thông số Đơn vị Giá trị

     Air dry

BasicAs

received Dry BasicDry ash

free

I Calorific Value          

1 High Heating Value Kcal/kg 5610 5205 5707 8131

2 Lower Heating Value Kcal/kg 5449 5055 5543 7896

II Proximate Analyses          

1 Moisture %   8.2    

  Moisture (air dry basic) % 1.10      

2 Volatile % 5.10 4.73 5.19 7.50

3 Ash - content % 30.90 28.67 31.43  

III Ultimate Analyses          

1 Cacbon C % 61.80 57.34 62.87 89.67

2 Hydro H % 2.10 1.95 2.14 3.05

3 Oxiden O % 2.64 2.45 2.69 3.83

4 Nitrozen N % 0.80 0.74 0.81 1.16

5 Sulphur total % 0.62 0.58 0.63 0.90

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT THẢI TRO XỈ

Thải xỉ đáy lò

Hệ thống có chức năng làm mát, thu gom và thải tro xỉ của lò hơi. Tro xỉ rơi vào băng tải xích cào ngập nước, qua máy nghiền, băng tải và đến phễu xỉ ướt hoặc silo xỉ khô. Từ silo xỉ khô, xỉ sẽ được cấp cho các xe tải để chở đi tiêu

thụ. Trường hợp xỉ không được tiêu thụ, xỉ được đưa về phễu xỉ ướt và dùng các bơm thủy lực đẩy bùn xỉ về hố bùn xỉ và từ đó được bơm ra ngoài bãi thải.

Xỉ sau máy nghiền có kích thước nhỏ hơn 50 mm.

Nước dùng để thải xỉ là nước hồi, bổ sung từ nước biển. Nước để chèn bơm là nước dịch vụ của nhà máy.

Thông số của một số hạn mục thiết bị của hệ thống

STT Hạng mục, thiết bị Đặc điểm kỹ thuật

1 Phễu xỉ ướt Dạng W, dung tích 200m3, bằng thép cán.

2 Phễu chứa xỉ khô Dạng chữ V, 02 phễu, dung tích mỗi phễu 400 m3, làm bằng bê tông cốt thép. Tương đương 24 giờ vận hành.

3 Phễu tro bay bộ SCR 8 cái

4 Phễu tro bay bộ Eco. 8 cái

5 Bể xả tràn thuyển xỉ Nhận nước tràn thuyền xỉ và hỗ hợp bùn tro từ SCR và Eco. Công suất 460 m3 (600m3 theo bản vẽ). Làm bằng bê tông cốt thép

Thải tro bay

Nhà máy sử dụng kết hợp phương pháp chân không và khí nén để thải tro bay. Tro bay được gom từ các phễu của bộ sấy không khí, bộ lọc bụi tĩnh điện về phễu trung gian bằng phương pháp chân không về các phêu tro bay trung gian. Từ phễu trung gian tro bay sẽ được đưa về các silo tro bay bằng phương pháp khí nén. Từ các silo tro bay , tro bay được đổ lên các xe tải kín hoặc hở để đem đi tiêu thụ. Trường hợp không tiêu thụ được, tro bay ở các silo sẽ được các bơm thủy lực đẩy ra tới bể bùn và từ đây được bơm ra bãi thải.

Silo tro bay được thiết kế chứa được 1838 tấn tro cho một lò hơi, tương đương 24 giờ vận hành.

SỐ LIỆU TRO XỈ CỤ THỂ CỦA DỰ ÁN

Lượng tro xỉ thải

Lượng tro xỉ thải của một tổ máy

STT Nội dung Đơn vị Số liệu

1 Xỉ đáy lò T/h 20

2 Tro bộ hâm nước T/h 5

3 Tro bộ khử NOx T/h 5

4 Tro của Bộ sấy không khí và ESP T/h 81

Nhu cầu nước để thải xỉ

Các nhu cầu sử dụng nước của hệ thống tro xỉ của dự án VA1 như sau

STT Nội dung Đơn vị Số liệu Nước mặn Nước ngọt

1 Nước trộn xỉ m3/ca 30 x

2 Nước chèn máy nghiền m3/ca 8 x

3 Nước cao áp vận chuyển xỉ m3/ca 300 x

4 Nước bổ sung thuyền xỉ m3/ca 408 x

5 Nước để vận chuyển tro m3/ca 6036 x

6 Nước dịch vụ chèn bơm m3/ca 218 x

7 Nước cho Ec. SCR ash m3/ca 1120 x

8 Nước bổ sung m3/h 1104 x

9 Nước hồi m3/h 688 x

Tổng nhu cầu nước mặn m3/h 987,75 x

Tổng nhu cầu nước dịch vụ m3/h 27,3 x

Như vậy tổng lượng xỉ thải lớn nhất của nhà máy là 222 T/h và tổng nhu cầu nước để thải xỉ là 1015 m3/h tương ứng với tỷ lệ ~ 4.5. Trường hợp có nước hồi về cần phải bổ sung một lượng nước là 1015 – 688 = 327 m3/h.

Diện tích bãi thải xỉ của nhà máy Vũng Áng 1 là 50,3 ha, đập cao 20m. Đủ cho nhà máy vận hành 13.7 năm khi không bán tro bay, và 47,7 năm khi bán hết tro bay.

ĐÁNH GIÁ VIỆC CHUYỂN ĐỔI NGUỒN NƯỚC THẢI XỈ

THỰC TRẠNG HỆ THỐNG NƯỚC NGỌT

a) Theo báo cáo cung cấp nước ngọt giai đoạn PRE-FEED

Theo báo cáo cung cấp nước ngọt của nhà máy và các tài liệu khác về hệ thống cung cấp nước ngọt của nhà máy có thể tóm tắt như sau:

Nước ngọt từ hồ thượng của Sông Trí cách nhà máy khoảng 26 km sẽ được dẫn bằng đường ống thẳng về để cung cấp nước ngọt cho 02 nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1 và Vũng Áng 2. Nhà máy Vũng Áng 3 sẽ được cấp nước từ nguồn này nếu xây dựng một số công trình dẫn nước bổ sung cho hồ thượng Sông Trí.

Nhu cầu nước ngọt của nhà máy Vũng Áng 1 và Vũng Áng 2 là 672 m3/h/nhà máy. Nước ngọt được cung cấp để cấp nước cho các nhu cầu sau: Nước làm mát mạch kín, nước khử khoáng, nước dịch vụ, nước phóng cháy chữa cháy và các nhu cầu khác.

Trạm bơm nước ngọt được thiết kế xây dựng cấp nước cho cả 02 nhà máy Vũng Áng 1 và Vũng Áng 2. Trạm bơm được thiết kế gồm 03x100% bơm, năng suất mỗi bơm 700 m3/h và 2x100% đường ống dẫn nước (100% tương ứng với nhu cầu của 1 nhà máy). Trạm bơm được thiết kế vận hành 24 giờ/ngày. Đường kính ống dẫn 350 mm, tốc độ nước tính toán đi trong ống là 2 m/s.

Nước dùng cho việc thải xỉ là nước biển. Các tính toán nhu cầu sử dụng nước ngọt trong nhà máy chỉ khoảng 450 m3/h.

b) Theo các tài liệu thiết kế chi tiết giai đoạn EPC

Tài liệu thiết kế chi tiết của dự án nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1 chỉ tính toán nhu cầu nước ngọt trong phạm vi hàng rào nhà máy. Việc đầu tư xây dựng công trình cấp nước ngọt cho dự án do một đơn vị khác của tỉnh Hà Tĩnh thực hiện.

Theo tài liệu thiết kế chi tiết thì nhu cầu sử dụng nước ngọt của nhà máy có thể tóm tắt như sau:

Ở transmital 199, nước ngọt được cấp từ hồ Thượng sông Trí được đến hố cấp nước thô của nhà máy có dung tích 450 m3 và được 03 bơm (3x50%) công

suất 225 m3/h.bơm bơm qua các hệ thống lọc nước của nhà máy về chứa ở 04 bồn nước dịch vụ của nhà máy, mỗi bể có dung tích 3000 m3. Từ các bồn nước dịch vụ này nước được bơm đến các nơi sử dụng.

Hệ thống được thiết kế với nhu cầu nước thô trung bình của nhà máy là 432 m3/h.

Ở Transmital số 404 về hệ thống xử lý nước, Nhà thầu có tính đến việc dùng nước ngọt để cung cấp bổ sung cho phễu xỉ đáy lò với nhu cầu là từ 114 – 120 m3/h.lò. Vì vậy, nước bổ sung cho phễu xỉ đáy lò được tinh toán 240 m3/h. Hố cấp nước thô được thiết kế có dung tích 2000 m3.

Lượng nước thải của nhà máy thải ra trung bình 150 m3/h. Hố nước thải đã xủ lý có dung tích 150 m3 / 2 nửa.

KHẢ NĂNG CHUYỂN ĐỔI NƯỚC VẬN CHUYỂN XỈ

Đánh giá dữ liệu thiết kế

Dự vào các số liệu ở phần trên ta có thể nhận thấy:

Tài liệu thiết kế chi tiết của nhà máy Vũng Áng 1 vẫn còn một số nội dung chưa thống nhất.

Thiết kế đã tính đến việc cấp nước ngọt bổ sung cho phễu xỉ đáy lò nhưng hệ thống thải xỉ lại thiết kế sủ dụng hoàn toàn nước biển.

Nhà máy được thiết kế có tính đến việc thải khô cả tro lẫn xỉ và dự phòng khô của nhà máy là 24 giờ.

Ngoài việc cấp nước thô cho các nhu cầu khác của nhà máy nhà máy còn khả năng cấp khoảng 230-250 m3 cho hệ thống thải tro xỉ.

Đánh giá khả năng chuyển đổi nước vận chuyển tro xỉ

a) Khả năng chuyển đổi công nghệ thải xỉ

Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1 đã đi vào thực hiện hợp đồng EPC. Việc thiết kế mua sắm, thi công đã và đang thực hiện. Do vậy việc thay đổi thiết kế hệ thống thải xỉ để giảm nhu cầu sử dụng nước là rất khó được Chủ đầu tư chấp thuận.

b) Khả năng chuyển nguồn nước sử dụng để thải xỉ

Với thiết kế hiện tại của Nhà máy thì hoàn toàn có thể chuyển đổi việc sử dụng nước mặn để thải xỉ sang sử dụng nước ngọt vì những lý do sau đây:

Nhà máy được thiết kế để bán tro xỉ khô ngay tại trong nhà máy. Do vậy nhà máy có thể thải khô hoàn toàn và chỉ cần bổ sung nước cho thuyền xỉ đáy lò với lưu lượng 446 m3/ca (~56 m3/h).

Có thể yêu cầu Đơn vị thu gom tro xỉ bằng Hợp đồng thu gom tro xỉ có trách nhiệm bố trí khu lưu trũ tro xỉ để đảm bảo thu gom tro xỉ của nhà máy một cách liên tục.

Nhà máy có thể thải lượng xỉ lớn nhất ra bãi thải bằng việc sử dụng nguồn nước thô. Nhu cầu nước bổ sung trong trường hợp này là 301 m3/h (26 m3/h đã được thiết kế cung cấp nước chèn bơm). Nước này có thể được lấy 230 m3/h từ nguồn nước thô còn dư và bổ sung thêm nước thải đã được xử lý của nhà máy.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN

Để tận dụng nguồn tro xỉ thải quý từ nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 1, Chủ đầu tư cần xem xét việc tiêu thụ tro xỉ, đem lại lại lợi ích cho Chủ đầu tư và xã hội.

Nhà máy hoàn toàn có thể sử dụng nước ngọt để vận chuyển toàn bộ lượng tro xỉ thải của nhà máy ra bãi thải.

KIẾN NGHỊ

Chủ đầu tư cần chuyển đổi nguồn nước vận chuyển tro xỉ từ nước mặn sang nước ngọt. Bằng cách giữ nguyên cơ bản hệ thống thải tro xỉ, thay đổi vị trí các bơm cấp nước bổ sung sang nguồn nước ngọt và mở rộng hố cấp nước thô hiện hữu để đảm bảo cung cấp nước ngọt cho hệ thống thải tro xỉ.

Kiểm tra và làm việc lại với Đơn vị đầu tư xây dựng hệ thông cung cấp nước ngọt cho nhà máy để dự phòng cấp nước cho nhà máy trong trường hợp phải thải tro xỉ ra bãi thải.

Làm việc lại với Đơn vị thu gom tro xỉ để xác nhận cam kết thu gom tro xỉ khô từ nhà máy một cách liên tục.