I. Tổng Quan Công Nghệ Nhà Máy Điện Đốt Rác Thăng Long Hiện Đại
Nhà máy điện đốt rác Thăng Long tiên phong ứng dụng công nghệ lò đốt tầng sôi tuần hoàn, công suất 30MW, sử dụng nhiên liệu RDF (Refuse Derived Fuel) từ rác thải. RDF được tạo ra qua quá trình sấy khô, phá hủy, phân loại rác thải sinh hoạt để loại bỏ thành phần không cháy, sau đó gia công thành nhiên liệu thô. Mục tiêu của nhà máy là biến rác thải thành năng lượng tái tạo, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Công nghệ hiện đại này không chỉ giải quyết vấn đề rác thải mà còn tạo ra nguồn điện năng ổn định, góp phần vào sự phát triển bền vững. RDF là nhiên liệu nguồn gốc rác thải, một giải pháp hiệu quả để giảm phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc đốt RDF trong lò tầng sôi tuần hoàn, tạo ra nhiệt năng để đun sôi nước, sản xuất hơi nước, sau đó dẫn động tuabin phát điện. Đây là một quy trình khép kín, thân thiện với môi trường.
1.1. Nguyên Lý Hoạt Động Tổng Quan Của Nhà Máy Điện Rác
Nước cấp được bơm vào lò từ bồn chứa, qua van điều khiển, tới bộ hâm nước và vào bao hơi. Trong bao hơi, nước chảy xuống buồng đốt qua ống xuống và ống cấp, sinh hơi. Hơi sinh ra quay lại bao hơi qua bộ tách hơi, tạo chu trình tuần hoàn tự nhiên. Hơi bão hòa được tách tại bộ tách hơi thứ cấp, đi qua bộ quá nhiệt, van điều khiển và vào tuabin giãn nở sinh công quay máy phát. Tuabin ngưng tụ có trích hơi, trích hơi gia nhiệt nước cấp và sử dụng cho nhu cầu khác. Hơi sau giãn nở được đưa đến bình ngưng, trao đổi nhiệt với nước, ngưng tụ và bơm về bồn nước cấp của lò, giải nhiệt tự nhiên.
1.2. Ưu Điểm Của Công Nghệ Lò Đốt Tầng Sôi Tuần Hoàn CFB
Công nghệ CFB sử dụng RDF và cát sạch cùng tro nhiên liệu làm lớp sôi. Dòng lưu chất ngược lên giúp các hạt hoạt động như chất lỏng. Vật chất đáy lò chủ yếu là cát và tro. Môi trường lưu chất gồm không khí và khí lò tạo ra trong quá trình đốt. Ưu điểm của CFB là khả năng đốt cháy nhiên liệu đa dạng, hiệu suất cao, và giảm phát thải NOx. Tốc độ đốt cháy nhanh giúp hơi nước đầu ra tăng giảm nhanh theo lưu lượng nhiên liệu. Tường lò được phủ vật liệu chịu lửa để giảm hao mòn.
II. Hệ Thống Cấp Nhiên Liệu RDF Bí Quyết Vận Hành Nhà Máy Hiệu Quả
Hệ thống cấp nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định của nhà máy. Hệ thống bao gồm bồn chứa RDF và băng tải cấp liệu MCR (Max Continuous Rating) 1x100%. Tường bồn chứa nghiêng âm để tránh sự cố khi cấp liệu. Đường trích liệu dùng máy cào đơn, vít đường kính lớn, có biến tần kiểm soát tỉ lệ cấp liệu qua thùng nhỏ trung gian. Thùng đệm này cố định mức nạp liệu. Chức năng chính của hệ thống là cung cấp lưu lượng thích hợp cho bộ điều khiển biến tần, theo tín hiệu tải lò đốt. Hệ thống cần thiết tới lò thông qua băng tải tấm có điều khiển tốc độ, rút nhiên liệu từ thùng đệm. Tại điểm trút liệu, lô gạt đảm bảo dòng cấp liệu đồng đều.
2.1. Thiết Kế Bồn Chứa RDF Và Hệ Thống Trích Liệu Tối Ưu
Bồn chứa RDF được thiết kế với tường nghiêng âm để tránh sự cố khi cấp liệu. Máy cào đơn và vít đường kính lớn trích liệu hiệu quả. Biến tần kiểm soát tỉ lệ cấp liệu qua thùng nhỏ trung gian, đảm bảo lưu lượng ổn định. Thiết kế này giúp hệ thống hoạt động trơn tru, giảm thiểu rủi ro tắc nghẽn hoặc quá tải. Thùng đệm giúp cố định mức nạp liệu vào băng tải.
2.2. Cơ Chế Khóa Khí Ga Ngăn Chặn Rò Rỉ Và Cháy Ngược Hiệu Quả
Hỗn hợp nhiên liệu rắn đổ vào phễu cấp liệu lò, qua van khóa xoay đường kính lớn. Van này tạo thành khóa khí/ga kín giữa đường cấp liệu và đầu vào lò, có áp suất âm. Van khóa xoay ngăn chặn rò rỉ không khí vào lò và đóng vai trò như lá chắn chống cháy ngược vào hệ thống cấp liệu. Đây là biện pháp an toàn quan trọng để bảo vệ hệ thống và ngăn ngừa sự cố cháy nổ.
III. Lò Đốt Tầng Sôi Tuần Hoàn Giải Pháp Đốt Rác Ưu Việt Tại Thăng Long
Lò đốt tầng sôi tuần hoàn sử dụng RDF và cát sạch làm lớp sôi. Vận hành tạo ra dòng lưu chất ngược lên với vận tốc đủ để các hạt hoạt động như chất lỏng. Vật chất đáy lò chủ yếu là cát và tro. Môi trường lưu chất gồm không khí và khí lò sản sinh trong quá trình cháy. Tốc độ môi trường lưu chất cao khiến một phần các hạt mang theo khí ga. Có hai pha riêng biệt của chất rắn trong buồng đốt, pha đặc và pha loãng. Chất rắn trong buồng đốt được phân tách khỏi dòng khí lò trong cyclone và khí ga sạch chuyển tới buồng thứ 2. Từ Van Loop, các vật chất rắn tuần hoàn lại buồng đốt.
3.1. Quá Trình Phân Tách Và Tuần Hoàn Vật Chất Rắn Trong Lò Đốt
Cyclone phân tách chất rắn khỏi khí lò. Vật chất rắn rơi xuống đáy cyclone và đến Van Loop. Van Loop là đệm lưu chất nhỏ, làm kín tránh khí từ các phần thấp hơn của lò lên đến cyclone. Từ Van Loop, vật chất rắn được tuần hoàn lại buồng đốt. Việc tuần hoàn này giúp tối ưu hóa quá trình đốt cháy và tăng hiệu suất lò.
3.2. Đặc Điểm Của Lò Đốt Tầng Sôi Tuần Hoàn Khả Năng Ổn Định Và Linh Hoạt
Do lượng vật chất ở đáy lò lớn, đặc tính nguyên liệu có thể thay đổi trong phạm vi nhất định mà không ảnh hưởng đến quá trình đốt. Tốc độ đốt cháy nhanh nên hơi nước đầu ra có thể tăng giảm nhanh theo sự thay đổi của lưu lượng nhiên liệu theo yêu cầu của tải. Phần dưới của tường lò và các khu vực khác nơi có nguy cơ bị ăn mòn được bao phủ bởi vật liệu chịu lửa. Vận tốc chất lỏng được thiết kế ở mức vừa phải để đảm bảo tác động xói mòn thấp.
3.3. Cyclone Thiết Kế Và Chức Năng Trong Lò Đốt CFB
Cyclone có thiết kế dạng tròn, đảm bảo hiệu quả phân tách cao. Cyclone đặt giữa lò đốt và khoang thứ 2, được làm mát bằng hơi nước và là một phần của bề mặt bay hơi. Vách kín khí của cyclone là kiến trúc dạng màng. Cyclone có vật liệu chịu nhiệt, chống ăn mòn từ khí lò. Vận tốc khí đưa vào cyclone được kiểm soát.
IV. Hệ Thống Nước Cấp Và Hơi Nước Tối Ưu Hiệu Suất Nhà Máy Điện Rác
Hệ thống nước cấp được thiết kế để đảm bảo nhu cầu sử dụng của lò và loại bỏ khí không ngưng hòa tan. Nước đầu vào bồn là nước ngưng từ thiết bị và nước cấp bổ sung. Hơi nước áp suất thấp loại bỏ khí nóng, dòng tuần hoàn của bơm nước dẫn tới bồn. Hóa chất xử lý nước được đưa vào trong bồn. Nước cấp được bơm từ bồn tới lò qua van điều khiển. Trước van, có đường ống trích tới bộ điều nhiệt. Sau van, nước cấp qua bộ hâm nước và tới bao hơi. Trong bộ hâm, nước cấp được gia nhiệt bởi khói lò.
4.1. Vai Trò Của Bồn Nước Cấp Và Quá Trình Xử Lý Nước Cấp
Bồn nước cấp là nơi chứa và xử lý nước cấp cho lò. Nước ngưng và nước cấp bổ sung được đưa vào bồn. Hơi nước áp suất thấp được sử dụng để loại bỏ khí hòa tan trong nước. Hóa chất xử lý nước được thêm vào để đảm bảo chất lượng nước cấp đạt tiêu chuẩn. Quá trình này rất quan trọng để ngăn ngừa cáu cặn và ăn mòn trong lò.
4.2. Bao Hơi Steam Drum Thiết Bị Quan Trọng Trong Chu Trình Nước Hơi
Nước được hòa trộn với nước tuần hoàn bão hòa trong bao hơi và chảy tới buồng đốt qua ống xuống và ống cấp. Các vị trí như vách lò, van Loop, cyclone tạo thành bề mặt bay hơi, nơi nước một phần bay hơi và đưa trở lại bao hơi qua bộ tách hơi thứ nhất. Dòng tuần hoàn của nước là chu trình tuần hoàn tự nhiên. Hơi nước đi qua bộ tách hơi thứ cấp và rời khỏi bao hơi dưới dạng hơi bão hòa.
V. Hệ Thống Xử Lý Khói Thải Nhà Máy Điện Đốt Rác Đảm Bảo Tiêu Chuẩn
Hệ thống xử lý khói thải bán khô bao gồm buồng phản ứng, giàn túi lọc (Bag House Filter - BHF), silo chứa chất phụ gia và hệ thống nạp. Mục đích là tách các hạt mịn, khí có tính axit và kim loại nặng ra khỏi dòng khí thải. Vôi tôi (Ca(OH)2) và than hoạt tính được đưa vào trong khí thải liên tục ở buồng phản ứng trước khi vào giàn túi lọc. Vôi tôi được dùng để giảm khí có tính axit (SO2, HCl and HF). Than hoạt tính được đưa vào để hấp thụ kim loại nặng và dioxin.
5.1. Cơ Chế Hoạt Động Của Giàn Túi Lọc Bag House Filter
Giàn túi lọc BHF là một thành phần quan trọng của hệ thống xử lý khói thải. Khí thải đi qua các túi lọc, giữ lại các hạt bụi và tro bay. Túi lọc được làm sạch định kỳ bằng cách rung hoặc thổi khí ngược, đảm bảo hiệu quả lọc cao và giảm thiểu phát thải bụi.
5.2. Vôi Tôi Và Than Hoạt Tính Bí Quyết Giảm Khí Độc Và Kim Loại Nặng
Vôi tôi và than hoạt tính đóng vai trò quan trọng trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm trong khí thải. Vôi tôi trung hòa các khí có tính axit như SO2 và HCl, trong khi than hoạt tính hấp thụ kim loại nặng và dioxin. Quá trình này giúp đảm bảo khí thải đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường khắt khe.
VI. Điều Khiển Bền Vững Mức Nước Bao Hơi Yếu Tố Thành Công Nhà Máy
Trong nhà máy nhiệt điện hay nhà máy điện rác, lò hơi là khâu quan trọng để sản xuất điện. Bao hơi là thiết bị cần đặc biệt quan tâm vì môi trường làm việc khắc nghiệt, yêu cầu chính xác về cân bằng vật chất để đảm bảo hoạt động hiệu quả. Do mức độ quan trọng và yêu cầu cần thiết về môi trường hiện nay, việc nghiên cứu công nghệ và thiết kế hệ thống điều khiển bền vững mức nước bao hơi là rất quan trọng. Hệ thống điều khiển này giúp tự động hóa các quá trình trong nhà máy, giúp nhà máy hoạt động liên tục và hiệu quả.
6.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Điều Khiển Mức Nước Bao Hơi Ổn Định
Mức nước bao hơi ổn định là yếu tố then chốt để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của lò hơi. Mức nước quá thấp có thể gây quá nhiệt và hư hỏng ống sinh hơi, trong khi mức nước quá cao có thể làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt và gây ra hiện tượng cuốn hơi. Việc điều khiển mức nước bao hơi ổn định giúp duy trì áp suất hơi ổn định và bảo vệ thiết bị.
6.2. Các Phương Pháp Điều Khiển Mức Nước Bao Hơi Phổ Biến
Có nhiều phương pháp điều khiển mức nước bao hơi khác nhau, bao gồm điều khiển một tín hiệu, hai tín hiệu và ba tín hiệu. Điều khiển một tín hiệu chỉ sử dụng tín hiệu mức nước bao hơi để điều khiển van cấp nước. Điều khiển hai tín hiệu sử dụng cả tín hiệu mức nước và lưu lượng hơi. Điều khiển ba tín hiệu sử dụng cả tín hiệu mức nước, lưu lượng hơi và lưu lượng nước cấp. Việc lựa chọn phương pháp điều khiển phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của lò hơi và yêu cầu vận hành.
