Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ năm, 29/09/2022 | 17:50

Thứ năm, 29/09/2022 | 17:50

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 10:35 ngày 07/09/2022

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đưa vào vận hành hệ thống thải tro xỉ nhà máy nhiệt điện đốt than

1. Đặt vấn đề
Nhu cầu tiêu thụ điện năng của Việt Nam hiện đang tiếp tục tăng do nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội. Nhiệt điện đốt than chiếm khoảng 50% về công suất và sản lượng. Nhằm đáp ứng cho nhu cầu điện năng, nhiều dự án nhà máy nhiệt điện đốt than đã và đang được đầu tư xây dựng mới. Thực hiện chủ trương của Thủ tướng Chính phủ tại quyết định số 1791/QĐ-TTg ngày 29/11/2012 về việc thí điểm thiết kế, chế tạo trong nước thiết bị các nhà máy nhiệt điện trong giai đoạn 2012 ÷ 2025, Viện Nghiên cứu Cơ khí đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đưa vào vận hành hệ thống thải tro xỉ đồng bộ cho nhà máy nhiệt điện đốt than phun có công suất tổ máy đến khoảng 600 MW”, mã số 03/HĐ –ĐT/KHCN. Đề tài thuộc dự án khoa học công nghệ “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo và đưa vào vận hành một số hệ thống thiết bị phụ nhà máy nhiệt điện chạy than có công suất tổ máy đến khoảng 600 MW”, với mục tiêu là làm chủ thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành hệ thống thải tro xỉ đồng bộ cho Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1, có công suất 2x300MW, có lượng tro xỉ thải ra và các thông số kỹ thuật tương đương với các nhà máy nhiệt điện có công suất tổ máy khoảng 600 MW theo mục tiêu và nội dung của Quyết định 1791/QĐ-TTg.
Trong một nhà máy nhiệt điện than, hệ thống xử lý tro xỉ (Ash Handling System - AHS) là yếu tố quan trọng hàng đầu, hạn chế tác động tiêu cực của nhà máy tới môi trường xung quanh. Hệ thống thải tro xỉ nói chung, bao gồm: hệ thống xử lý xỉ (đáy), hệ thống xử lý tro (bay). Tùy thuộc vào công nghệ xử lý tro xỉ (ướt, khô) mà có các hệ thống khác phụ trợ đi kèm. Tro, xỉ của một nhà máy nhiệt điện than là cặn dư từ việc đốt cháy nhiên liệu than trong lò hơi. Tro xỉ được gom từ bên dưới lò hơi và các vị trí gom dọc theo đường khí thải của nhà máy, rồi vận chuyển tới các silo, sau đó đưa ra ngoài nhà máy. Xu hướng chung của công nghệ thải tro xỉ hiện nay là tiến tới ứng dụng các công nghệ mới trong quá trình loại bỏ tro xỉ nhằm hạn chế để tro xỉ ảnh hưởng tới môi trường. Tính đến thời điểm trước khi đề tài được thực hiện (tháng 1/2016), tại Việt Nam chưa có một đề tài nghiên cứu hoàn chỉnh nào về hệ thống thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than được thực hiện. Vì vậy, sự ra đời kịp thời của đề tài đã đáp ứng được nhu cầu cung cấp, sửa chữa, nội địa hóa thiết bị thải tro xỉ trong các nhà máy nhiệt điện đốt than tại Việt Nam trong tương lai gần.
2. Nội dung, kết quả thực hiện
Để đáp ứng được mục tiêu làm chủ công tác thiết kế, chế tạo, cung cấp thiết bị thải tro xỉ cho các nhà máy nhiệt điện than thay thế nhập ngoại, đề tài đã thực hiện các nội dung chính sau:
- Nghiên cứu lựa chọn công nghệ thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than. 
- Tính toán, thiết kế hệ thống thải tro xỉ nhà máy nhiệt điện đốt than có công suất tổ máy 2x300 MW, năng suất thải xỉ 62,5 t/h.
- Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo, nội địa hóa các thiết bị hệ thống thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than.
- Nghiên cứu, thiết kế quy trình lắp đặt, kiểm tra và thử nghiệm thiết bị hệ thống thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than.
- Quy trình vận hành hệ thống thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than.
- Chế tạo 01 hệ thống thải tro xỉ có năng suất thải xỉ N = 62,5 t/h ứng dụng tại Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1.
Đến nay, đề tài đã hoàn thành đầy đủ số lượng, chủng loại, chất lượng các sản phẩm khoa học và công nghệ theo đăng ký. Đặc biệt, lần đầu tiên, hệ thống thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than công suất 2x300 MW đã được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng bởi các nhà khoa học và kỹ sư Việt Nam. Đề tài đã hoàn thành các sản phẩm khoa học công nghệ theo như đăng ký là bộ tài liệu tính toán, thiết kế, chế tạo hệ thống thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than. Đề tài đã công bố 03 bài báo trên tạp chí chuyên ngành trong nước và 02 báo cáo tại hội thảo trong nước về lĩnh vực thải tro xỉ. Viện cũng đã cung cấp sản phẩm là một hệ thống thải tro xỉ hoàn chỉnh theo thiết kế của đề tài cho Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1.
     Thiết kế mô phỏng thuyền xỉThiết kế mô phỏng tuyến ống dẫn gom tro
Hình 1. Thiết kế hệ thống thải tro xỉ của đề tài
Việc làm chủ được công tác thiết kế chế tạo, kiểm soát chất lượng cho phép nâng cao được tỷ lệ nội địa hóa thiết bị thải tro xỉ, góp phần giảm giá thành sản phẩm, giảm chi ngoại tệ cho công tác nhập khẩu.
Chế tạo thuyền xỉ tại COMA2 – Bắc GiangChế tạo thiết bị tách tro ra khỏi dòng không khí vận chuyển
Hình 2. Chế tạo hệ thống thải tro xỉ do đề tài tính toán, thiết kế
Nhóm chuyên gia của Narime – UCC (Hoa Kỳ) tại dự án Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1Lắp đặt thiết bị thải tro xỉ của đề tài tại nhà dự án Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1
Hệ thống thuyền xỉ vận hành tại Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1Ống dẫn thải tro tại Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1
Hình 3. Hình ảnh tại Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 1
Việc được tham gia trực tiếp vào thực tế có sự hỗ trợ về công nghệ và quản lý của chuyên gia nước ngoài (UCC – Hoa Kỳ) đã giúp cho nhân sự khoa học công nghệ của Viện Nghiên cứu Cơ khí nâng cao được năng lực chuyên môn; chuẩn hóa được phương pháp vận hành theo trình độ chung của thế giới; khai thông được bài toán liên kết giữa lý thuyết và thực hành; bước đầu phát huy được năng lực cá nhân không chỉ trong công tác nghiên cứu giải mã công nghệ mà còn cả trong độc lập phát triển công nghệ để giải quyết bài toán của thực tế phát sinh trong quá trình sản xuất.
Việc thực hiện công tác chế tạo với khối lượng lớn tại các nhà máy trong nước giúp cho hình thành mối liên kết giữa đơn vị nghiên cứu thiết kế với đơn vị sản xuất. Cả hai đều có điều kiện học hỏi lẫn nhau, nâng cao được năng lực chuyên môn, hoạt động khoa học công nghệ có định hướng cụ thể hơn, từ đó hình thành sự tự tin trong hành nghề, gắn bó với sản xuất, cũng như tự nâng cao được trách nhiệm của từng cá nhân trong phạm vi hoạt động của mình.
Việc thực hiện công tác thiết kế, chế tạo và cung cấp thiết bị thải tro xỉ trong nhà máy nhiệt điện đốt than bằng năng lực trong nước góp phần tăng thêm việc làm cho các doanh nghiệp trong nước, bảo vệ môi trường, giảm thiểu ô nhiễm bụi do hoạt động của các nguồn thải công nghiệp lớn như các nhà máy nhiệt điện.
Bộ Công Thương đã tổ chức nghiệm thu cấp Nhà nước, đánh giá kết quả đề tài vào ngày 19/11/2021. Các kết quả đạt được của đề tài đã được hội đồng đánh giá cao.
Hình 4. Hội đồng nghiệm thu cấp Nhà nước nghiệm thu đề tài.
3. Kết luận
Qua quá trình thực hiện đề tài, trên cơ sở kết quả đạt được trong nghiên cứu, thiết kế chế tạo và cung cấp sản phẩm cho dự án Nhà máy Nhiệt điện đốt than Thái Bình và đang tiếp tục áp dụng cho Nhà máy Nhiệt điện Nghi Sơn 2 thông qua các hợp đồng kinh tế, rút ra một số kết luận sau:
- Viện Nghiên cứu Cơ khí đã làm chủ được công tác thiết kế, chế tạo và đưa vào vận hành thiết bị thải tro xỉ cho các dự án ứng dụng thực tế thông qua hợp đồng kinh tế, đã sử dụng hiệu quả kinh phí hỗ trợ từ chương trình khoa học công nghệ cấp Nhà nước của Bộ Khoa học & Công nghệ và Bộ Công Thương;
- Với sự hỗ trợ của ngân sách Nhà nước, Viện Nghiên cứu Cơ khí đã tăng cường được năng lực chế tạo một số bộ phận trọng yếu của thiết bị thải tro xỉ đòi hỏi công nghệ cao, như hệ thống thuyền xỉ... Sản phẩm đạt chất lượng tương đương, đủ tiêu chuẩn thay thế hàng ngoại nhập, giúp nâng cao tỷ lệ nội địa hóa thiết bị thải tro xỉ.
- Kết quả của đề tài đã góp phần nâng cao năng lực khoa học công nghệ, năng lực sản xuất cũng như năng lực cạnh tranh cho Viện Nghiên cứu Cơ khí với các nhà thầu nước ngoài trong lĩnh vực cung cấp thiết bị thải tro xỉ cho nhà máy nhiệt điện đốt than.  
Các kết quả của đề tài có thể đưa vào sản xuất quy mô công nghiệp; Chất lượng và giá thành thiết bị thải tro xỉ của đề tài hoàn toàn cạnh tranh được với sản phẩm tương tự có xuất xứ Châu Âu, Bắc Mỹ, Hàn Quốc và Trung Quốc. Đối với các dự án nhà máy nhiệt điện xây dựng mới do trong nước đầu tư, đề nghị các cơ quan quản lý có cơ chế tách riêng gói thải tro xỉ trực tiếp cho các đơn vị trong nước thực hiện với điều kiện giảm giá so với nhà thầu nước ngoài chào bán.
Nguyễn Hoàng Giang, Nguyễn Chí Cường
(Nguồn: Tập san "Viện Nghiên cứu Cơ khí 60 năm lớn mạnh cùng đất nước")
lên đầu trang