Việt Nam đang phát triển nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) than công nghệ lò hơi đốt than tuần hoàn (CFB). Trước nhu cầu cấp thiết của thực tiễn sản xuất sử dụng than chất lượng thấp mà lò công nghệ than phun (PC) không thể chạy được, Việt Nam đã và đang thực hiện kế hoạch xây dựng 12 nhà máy chạy than sử dụng công nghệ CFB, đã có 7 nhà máy đang hoạt động. Đây là thị trường rất lớn để nghiên cứu thiết kế, chế tạo trong nước thay thế nhập ngoại.

Qua khảo sát thực tiễn tại các NMNĐ, Viện Nghiên cứu Cơ khí nhận thấy cơ hội cũng như các thách thức sau:

- Do thiếu thiết kế nên khi các thiết bị, các phụ tùng của hệ tro xỉ có yêu cầu kỹ thuật khó, như: thiết bị làm mát xỉ đáy lò, bộ truyền động xích, thiết bị vận chuyển xỉ làm việc ở nhiệt độ cao,... vẫn phải nhập ngoại. Tuy vậy, những thiết bị đang vận hành lại chính là các máy mẫu;

- Hệ thống thải tro xỉ từ lò hơi CFB không phải loại thiết bị có mức độ yêu cầu kỹ thuật cao vượt quá năng lực thiết kế, chế tạo trong nước. Đây là cơ hội mở ra khả năng tự thiết kế và chế tạo hệ thải tro xỉ từ lò CFB cho lực lượng khoa học công nghệ (KHCN) của Viện Nghiên cứu Cơ khí;

- Đặc thù của sản xuất điện phải đảm bảo liên tục. Nguyên nhân tâm lý của các NMNĐ trong nước ngại việc chạy thử nghiệm các sản phẩm trong nước chế tạo là một trở ngại rất lớn không dễ vượt qua.

Làm chủ công nghệ lò hơi CFB từng phần, tiến tới làm chủ toàn bộ theo tiến trình nội địa hóa của Nhà nước là một đòi hỏi cấp thiết chung, trong đó có đề tài: “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống thải tro xỉ cho lò hơi đốt than công nghệ CFB năng suất từ 12 tấn/giờ đến 15 tấn/giờ” nhằm nội địa hóa các thiết bị trong hệ thống thải tro, thải xỉ của lò hơi CFB – tự chủ cung cấp phụ tùng thiết bị trong toàn bộ quá trình vận hành của vòng đời dự án. 

Đề tài đã tính toán và thiết kế hoàn chỉnh các thiết bị chính trong hệ thống thải xỉ, hệ thống thải tro bay cho lò hơi CFB tổ máy 300MW. Thiết kế phần điện động lực và hệ thống điều khiển cho hệ thống thải xỉ và hệ thống thải tro bay.

Khớp giãn nở; Phễu cấp tro xỉ; Thiết bị làm mát xỉ; Van xả xỉ nóng 30 tấn/h; Băng tải cào tro xỉ nóng B680x20m; Băng tải cào tro xỉ lên silo B680x30m; Silô chứa xỉ và các thiết bị kèm theo silo: Thiết bị hút bụi silo, Hệ thống đo mức xỉ, Thiết bị đầu xuất tro xỉ; Hệ thống điện động lực và hệ thống điều khiển.

Phễu thu bụi đáy lọc bụi; Van chặn đáy lọc bụi; Thiết bị khí động; Van 2 cửa xả tro; Hệ thống đường ống vận chuyển tro bay; Hệ thống đường ống cấp khí nén; Silô chứa tro bay và các thiết bị kèm theo silo: Thiết bị hút bụi silo tro, Hệ thống đo mức tro, thiết bị đầu xuất tro bay.

Thiết bị được chế tạo hoàn chỉnh theo bản vẽ thiết kế, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Thiết bị được vận chuyển đi lắp đặt tại Công ty cổ phần Nhiệt điện Na Dương. 

Đề tài đã xây dựng xong các quy trình, tài liệu sau đây:

- Xây dựng các lưu đồ hệ thống điều khiển;

- Bộ tài liệu công nghệ chế tạo các thiết bị chính trong hệ thống thải tro xỉ đáy lò CFB và các thiết bị chính trong hệ thống thải tro bay;

- Bộ tài liệu hướng dẫn vận hành chạy không tải, chạy có tải, chạy khảo nghiệm các thiết bị chính trong hệ thống thải tro xỉ;

- Bộ tài liệu hướng dẫn vận hành chạy khảo nghiệm hệ thống thải tro bay;

- Bộ tài liệu hướng dẫn bảo trì, bảo dưỡng kỹ thuật các thiết bị chính trong hệ thống thải tro xỉ.

Thiết bị làm mát xỉ kiểu trục quay năng suất 6 tấn/h được chế tạo và xuất xưởng đạt yêu cầu. Thiết bị được lắp đặt và chạy khảo nghiệm đồng bộ với hệ thống thải xỉ của NMNĐ Na Dương từ ngày 25 tháng 3 năm 2016 đạt yêu cầu. Từ đó đến nay thiết bị được đưa vào vận hành phục vụ sản xuất.
Kết quả khảo nghiệm khẳng định thiết bị làm mát xỉ hoạt động ổn định, đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật theo thuyết minh đề tài và được Công ty Nhiệt điện Na Dương xác nhận kết quả nghiên cứu của đề tài. 
Viện Đo lường Việt Nam đã tiến hành kiểm định chỉ tiêu thông số chính của thiết bị làm mát xỉ, các chỉ tiêu cụ thể như: năng suất thiết bị, nhiệt độ nước vào, nhiệt độ tro xỉ đầu vào, nhiệt độ tro xỉ đầu ra, hàm lượng bụi xung quanh máy làm mát và đã cấp giấy chứng nhận kết quả đo ngày 19 tháng 4 năm 2016.

Ngày 08/5/2018, Thiết bị làm mát xỉ cho lò hơi đốt than tầng sôi tuần hoàn được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích, thời hạn bảo hộ 10 năm. 

Kết quả của đề tài là cơ sở cho việc nghiên cứu ứng dụng cung cấp thiết bị làm mát xỉ, các cụm chi tiết và các thiết bị chính trong hệ thống thải tro xỉ bằng nguồn lực trong nước. Đây là tiền đề cho việc nghiên cứu thiết kế, chế tạo các thiết bị hệ thống thải tro xỉ tại Việt Nam.

- Có các giải pháp kỹ thuật chủ động khắc phục một số dạng hư hỏng của hệ thống thiết bị thải xỉ hiện đang sử dụng tại Việt Nam;

- Giảm đáng kể thời gian dừng lò hơi CFB để chờ thiết bị nhập ngoại thay thế, đảm bảo sản xuất điện được liên tục, nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành nhà máy điện;

- Cải thiện môi trường làm việc cho công nhân vận hành.

- Thay thế được nhập khẩu, tăng dần tỷ lệ nội địa hóa tiến tới làm chủ toàn bộ hệ thống thải tro xỉ;

- Tạo nguồn công việc cho các cơ sở chế tạo cơ khí trong nước, làm tiền đề cho việc làm chủ công tác nghiên cứu thiết kế, chế tạo các hệ thống/ thiết bị khác trong NMNĐ.

Đề tài KC03.31/11-15 “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống thải tro xỉ cho lò hơi đốt than công nghệ CFB năng suất từ 12 tấn/h đến 15 tấn/h” là đề tài nghiên cứu và có sản phẩm ứng dụng vào thực tế sản xuất.

Kết quả đề tài đạt được đầy đủ các mục tiêu đề ra, cụ thể:

+ Làm chủ được tính toán, thiết kế một số thiết bị trong hệ thống thải tro xỉ cho lò hơi đốt than công nghệ CFB năng suất từ 12 tấn/h đến 15 tấn/h;

+ Chế tạo đưa vào sử dụng 01 tổ hợp thiết bị làm mát tro xỉ từ lò hơi CFB có các thông số đã được điều chỉnh theo quyết định của Bộ trưởng Bộ KHCN số 3897/QĐ-BKHCN ngày 29 tháng 12 năm 2015;

+ Chế tạo và đưa vào sử dụng và vận hành ổn định liên tục các cụm chi tiết chính trong thiết bị vận chuyển tro xỉ (băng tải cào tro xỉ nóng B680x20m);
Kết quả khảo nghiệm cho thấy, các sản phẩm ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài hoạt động ổn định, các chỉ tiêu kỹ thuật tương đương với thiết bị tương tự nhập ngoại đang vận hành tại nhà máy, phù hợp với yêu cầu chỉ tiêu kỹ thuật thiết kế của nhà máy, thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu trong thuyết minh đề tài.

Kết quả nghiên cứu của đề tài đảm bảo tin cậy; sản phẩm dạng I là tổ hợp thiết bị làm mát tro xỉ từ lò hơi CFB và các cụm chi tiết chính của thiết bị vận chuyển tro xỉ (băng tải cào tro xỉ nóng B680x20m) hoàn chỉnh, có chất lượng; sản phẩm dạng II của đề tài là các tài liệu thiết kế chi tiết, quy trình công nghệ chế tạo,… đủ điều kiện để cơ sở sản xuất chủ động chế tạo được; sản phẩm dạng III của đề tài là 01 bài báo được đăng tại tạp chí nước ngoài, 01 bài báo được đăng tại Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ 7 và 01 bài được đăng tại tạp chí khoa học công nghệ - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội; Kết quả của đề tài tham gia đào tạo sau đại học là 01 thạc sỹ kỹ thuật cơ khí hệ 2 năm và 01 tiến sỹ kỹ thuật cơ khí hệ tập trung 03 năm.

Sản phẩm nghiên cứu của đề tài là sản phẩm rất quan trọng trong vận hành NMNĐ đốt than tuần hoàn (CFB) tại Việt Nam, giúp nhà máy chủ động hơn trong công tác sửa chữa và thay thế thiết bị để sản xuất. 

Năm 2020, Viện Nghiên cứu Cơ khí tiếp tục cung cấp 06 tổ hợp thiết bị làm mát xỉ tại NMNĐ Mông Dương 1 – Tổng Công ty Phát điện 3. 

Do đó, muốn sản phẩm ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài trở thành sản phẩm thương mại, chất lượng cao, giá thành hợp lý đủ sức cạnh tranh sản phẩm nhập ngoại, trước mắt để chủ động cung cấp cho một số NMNĐ đốt than tầng sôi tuần hoàn tại Việt Nam và sau đó hướng đến xuất khẩu, đề nghị Văn phòng các Chương trình trọng điểm cấp Nhà nước cho phép thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm “Hoàn thiện thiết kế, công nghệ và chế tạo tổ hợp thiết bị làm mát tro xỉ từ lò hơi đốt than tầng sôi tuần hoàn (CFB) năng suất đến 18 tấn/h”.