Nghiên Cứu Quá Trình Đồng Cháy Của Than Và Sinh Khối

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu mô phỏng quá trình đồng cháy của than và sinh khối gỗ nén trong lò hơi, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo.

• Người hướng dẫn: PGS. Trần Gia Mỹ
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Nhiệt - Lạnh
• Đề tài: Nghiên Cứu Quá Trình Đồng Cháy Của Than Và Sinh Khối
• Loại tài liệu: luận văn

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH ĐỒNG CHÁY CỦA THAN VÀ SINH KHỐI
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Những đóng góp của luận văn
• 1.5. Nội dung luận văn
• 2. ĐẶC TÍNH VÀ TÍNH CHẤT CỦA NHIÊN LIỆU SINH KHỐI
• 2.1. Nguồn gốc, phân loại
• 2.2. Cấu trúc và thành phần hóa học của sinh khối
• 2.3. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về quá trình đồng đốt
• 3. MÔ PHỎNG CFD QUÁ TRÌNH ĐỒNG CHÁY CỦA THAN VÀ SINH KHỐI
• 3.1. Tổng quan về phần mềm mô phỏng CFD
• 3.2. Một số mô hình cháy hạt than điển hình
• 3.2.1. Mô hình của Smith và Smoot
• 3.2.2. Mô hình của Marangwanda, Madyira và Babarinde
• 3.3. Các mô hình mô phỏng quá trình cháy trên Ansys Fluent
• 3.3.1. Phương trình bảo toàn
• 3.3.2. Mô hình rối
• 3.3.3. Mô hình dòng nhiều pha và pha rời rạc
• 3.3.4. Mô hình cháy pha khí
• 3.3.5. Mô hình thoát chất bốc
• 3.3.6. Mô hình tiêu tán xoáy
• 3.3.7. Mô hình bức xạ nhiệt DO
• 3.3.8. Mô hình hình thành NOx
• 3.4. Xây dựng mô hình buồng đốt lò hơi
• 3.4.1. Tổng quan về lò hơi ngọn lửa hình W Nghi Sơn
• 3.4.2. Mô hình 3D của buồng đốt
• 3.5. Thiết lập điều kiện biên của mô hình
• 3.5.1. Đặc tính nhiên liệu
• 3.5.2. Điều kiện biên
• 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHÁY THAN VÀ SINH KHỐI GỖ TRONG BUỒNG ĐỐT LÒ HƠI
• 4.1. Quá trình cháy than trong buồng đốt lò hơi ngọn lửa hình W
• 4.1.1. Trường vận tốc trong buồng đốt
• 4.1.2. Trường nhiệt độ trong buồng đốt
• 4.1.3. Sự phân bố sản phẩm cháy trong buồng đốt
• 4.1.4. Độ chính xác của mô hình tính toán mô phỏng
• 4.2. Quá trình đồng cháy than và sinh khối trong lò hơi ngọn lửa hình W
• 4.2.1. Vị trí cấp sinh khối trong quá trình đồng cháy
• 4.2.2. Phương pháp tính tỉ lệ đồng cháy than và sinh khối
• 4.2.3. Điều kiện biên trong quá trình đồng cháy than và sinh khối
• 4.2.4. Trường nhiệt độ của quá trình đồng cháy than và sinh khối
• 4.2.5. Sản phẩm cháy của quá trình đồng cháy than và sinh khối
• 5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH ĐỒNG CHÁY THAN VÀ SINH KHỐI TRONG LÒ HƠI
• 5.1. Ảnh hưởng của vị trí cấp sinh khối đến quá trình đồng cháy
• 5.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ sinh khối đến quá trình đồng cháy
• 5.3. Ảnh hưởng của kích thước hạt sinh khối đến quá trình đồng cháy
• 5.4. Ảnh hưởng của hệ số không khí thừa đến quá trình đồng cháy
• 5.5. Ảnh hưởng của tỉ lệ gió cấp 1 đến quá trình đồng cháy
• 6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 6.1. Kiến nghị, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Đồng Cháy Than Sinh Khối Hiện Nay

Sự phát triển của nhiệt điện than ở Việt Nam đã đưa nước ta vào nhóm dẫn đầu khu vực về công suất, đồng thời là nguồn cung cấp điện chính. Tuy nhiên, trước thách thức biến đổi khí hậu và cam kết quốc tế, Việt Nam cần chiến lược sử dụng hiệu quả nguồn điện này. Thúc đẩy chuyển dịch năng lượng, tăng cường năng lượng tái tạo và các công nghệ xanh là rất cần thiết. Các giải pháp cho nhiệt điện than cần cân nhắc kỹ thuật, chính sách, xã hội, tài chính và kinh nghiệm quốc tế để cân bằng an ninh năng lượng và mục tiêu chống biến đổi khí hậu. Các giải pháp bao gồm cải tiến kỹ thuật, nâng cấp công nghệ, cải thiện vận hành, nghiên cứu công nghệ thu hồi CO2, và xây dựng lộ trình chuyển đổi nhà máy nhiệt điện than. Trên thế giới, nhiệt điện than chiếm khoảng 40% tổng điện năng. Than vẫn là nguồn năng lượng sơ cấp quan trọng trong sản xuất điện. Theo quy hoạch điện VIII, công suất nhiệt điện than khoảng 20GW, chiếm 36% tổng công suất lưới điện Việt Nam.

1.1. Tình Hình Sử Dụng Than và Năng Lượng Sinh Khối

Số liệu thống kê cho thấy lượng than cung cấp cho nhiệt điện sẽ thiếu hụt và được bù đắp bằng than nhập khẩu. Than nội địa cấp cho các nhà máy nhiệt điện là than anthracite, chất bốc thấp nên khó đốt cháy. Đối với lò hơi đốt than bột, phụ tải nhỏ hơn 70% định mức đã phải đốt kèm dầu, phụ tải nhỏ hơn 30% định mức đã phải chuyển sang đốt toàn dầu, lượng cacbon chưa cháy còn lại trong tro rất cao, từ 15–20%, làm giảm hiệu suất năng lượng của nhà máy điện tới 3–4%. Vấn đề môi trường ngày càng trở nên quan trọng, cần kiểm soát lượng phát thải như SOx, NOx. Do đó, cần nghiên cứu tỷ lệ trộn than hiện sử dụng với viên nén sinh khối, đảm bảo nhà máy điện làm việc ổn định, tin cậy, đạt hiệu suất cao, giảm phát thải.

1.2. So Sánh Chi Phí Nhiệt Điện Than và Năng Lượng Tái Tạo

Phân tích hiện tại cho thấy giá nhiệt điện than rẻ hơn năng lượng tái tạo vì chưa bao gồm chi phí ngoại biên (chi phí môi trường, xã hội, sức khỏe). Thực tế, đây là chi phí có thực mà người dân và chính phủ đang và sẽ phải gánh chịu chứ không phải nhà đầu tư. Nếu xem xét chi phí này thì ngay tại thời điểm nghiên cứu năm 2017, tất cả các công nghệ năng lượng tái tạo đều trở nên cạnh tranh hơn về chi phí so với các công nghệ nhiệt điện than. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của việc chuyển đổi sang các nguồn năng lượng sạch hơn.

II. Thách Thức và Cơ Hội từ Quá Trình Đồng Đốt Than Sinh Khối

Đã có nhiều nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam nhằm nâng cao hiệu suất cháy than. Các nghiên cứu quá trình cháy trong lò đốt than phun sử dụng kết hợp phương pháp số CFD nhằm nâng cao hiệu suất, giảm thiểu phát thải là một trong những hướng nghiên cứu mới được các nhà nghiên cứu trong nước và trên thế giới rất quan tâm. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học máy tính trong thời gian qua CFD ngày càng giữ một vị trí quan trọng trong việc hỗ trợ nghiên cứu các lĩnh vực mà chi phí thực nghiệm rất tốn kém như quá trình cháy than trong lò hơi. Công nghệ đốt kèm nhiên liệu sinh khối với bột than trong nhà máy nhiệt điện đã được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng thành công tại nhiều quốc gia trên thế giới.

2.1. Nghiên Cứu Đồng Cháy Than Sinh Khối ở Việt Nam

Ở Việt Nam cũng đã có những nghiên cứu về công nghệ đốt kèm nhiên liệu sinh khối với than, tuy nhiên phạm vi nghiên cứu chỉ dựa trên bài toán kinh tế – kỹ thuật đơn thuần, sự ảnh hưởng của việc đốt kèm nhiên liệu sinh khối đến quá trình cháy cũng như ảnh hưởng đến hiệu suất lò hơi, chế độ vận hành của nhà máy chưa được xem xét. Do đó, việc nghiên cứu khả năng sử dụng nhiên liệu sinh khối đốt kèm với than trong điều kiện thực tiễn các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam là thực sự cần thiết.

2.2. Mục Tiêu và Phạm Vi Nghiên Cứu Đồng Cháy Than Sinh Khối

Nhận thấy tầm quan trọng và xu thế không thể tránh khỏi của việc đồng đốt sinh khối và than trong các nhà máy nhiệt điện, nhóm nghiên cứu của Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt – Lạnh, Đại học Bách Khoa Hà Nội do PGS TS Trần Gia Mỹ dẫn đầu đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu đốt kết hợp than và viên nén sinh khối cho lò hơi trong nhà máy nhiệt điện” để ứng dụng tại Tổng công ty Phát điện 1 (Genco1 – EVN). Trong khuôn khổ của đề tài trên tôi được giao nhiệm vụ thực hiện đề tài luận văn: “Nghiên cứu mô phỏng quá trình đồng cháy của than và sinh khối gỗ nén trong lò hơi”. Nội dung của luận văn “Nghiên cứu đồng cháy của than và sinh khối trong lò hơi” thông qua việc phân tích, đánh giá quá trình đồng cháy than và sinh khối bên trong buồng đốt, và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng cháy cháy bằng phần mềm Ansys Fluent. Để tối giản hóa các điều kiện quá trình đồng cháy trước khi áp dụng vào thực tế nhằm tiết kiệm thời gian, công sức và tiền bạc mà vẫn đảm bảo tính hiệu quả của phương án đã chọn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu và Mô Phỏng Đồng Cháy Than Sinh Khối

Hiện nay, công cụ CFD đã và đang được sử dụng rất rộng rãi trong việc mô phỏng quá trình cháy trong lò hơi đốt than phun. Đặc biệt, phần mềm Ansys Fluent phiên bản R2022 hiện nay đã cho phép người dùng thiết lập đưa cùng lúc hai hay nhiều loại nhiên liệu khác nhau vào buồng đốt, tính năng này giúp nâng cao độ chính xác của kết quả mô phỏng. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là cập nhật công nghệ đốt kèm sinh khối và bột than trong các nhà máy nhiệt điện đốt than; Xây dựng mô hình mô phỏng quá trình cháy hỗn hợp sinh khối và bột than trong buồng đốt than phun trên phần mềm Ansys Fluent; Nghiên cứu quá ảnh hưởng của tỷ lệ sinh khối đốt kèm đến quá trình cháy bên trong lò hơi trên mô hình mô phỏng; Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số không khí thừa, tỷ lệ gió cấp 2/ cấp 1 đến quá trình cháy của hỗn hợp sinh khối và bột than tại một tỷ lệ sinh khối đốt kèm, qua đó tối ưu hóa việc sử dụng sinh khối đốt kèm.

3.1. Đối Tượng và Phạm Vi Nghiên Cứu Đồng Cháy Than Sinh Khối

Với mục tiêu hướng đến khả năng ứng dụng công nghệ đốt kèm sinh khối tại các nhà máy nhiệt điện đốt than đã xây dựng ở Việt Nam, đối tượng mà tác giả muốn hướng đến là nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn 1. Tác giả lựa chọn đối tượng nghiên cứu của đề tài là lò hơi 300 MW nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn 1, kiểu lò hơi có ngọn lửa hình W. Hỗn hợp than và sinh khối được nghiên cứu là hỗn hợp than anthracite và sinh khối theo đề tài nghiên cứu.

3.2. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Đồng Cháy Than Sinh Khối

Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm nghiên cứu quá trình cháy của hỗn hợp bột than và sinh khối; và những yếu tố ảnh hưởng như: vị trí cấp sinh khối, tỉ lệ sinh khối, kích thước hạt sinh khối, hệ số không khí thừa, tỷ lệ gió cấp 2 và cấp 1 đến quá trình đồng cháy của than và sinh khối trong lò hơi nhà máy điện.

IV. Ứng Dụng Mô Phỏng CFD trong Đồng Cháy Than Sinh Khối

Hiện nay, công cụ CFD đã và đang được sử dụng rất rộng rãi trong việc mô phỏng quá trình cháy trong lò hơi đốt than phun. Đặc biệt, phần mềm Ansys Fluent phiên bản R2022 hiện nay đã cho phép người dùng thiết lập đưa cùng lúc hai hay nhiều loại nhiên liệu khác nhau vào buồng đốt, tính năng này giúp nâng cao độ chính xác của kết quả mô phỏng. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là cập nhật công nghệ đốt kèm sinh khối và bột than trong các nhà máy nhiệt điện đốt than; Xây dựng mô hình mô phỏng quá trình cháy hỗn hợp sinh khối và bột than trong buồng đốt than phun trên phần mềm Ansys Fluent.

4.1. Xây Dựng Mô Hình Mô Phỏng Đồng Cháy Than Sinh Khối

Xây dựng mô hình mô phỏng quá trình cháy hỗn hợp sinh khối và bột than trong buồng đốt than phun trên phần mềm Ansys Fluent; Nghiên cứu quá ảnh hưởng của tỷ lệ sinh khối đốt kèm đến quá trình cháy bên trong lò hơi trên mô hình mô phỏng; Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số không khí thừa, tỷ lệ gió cấp 2/ cấp 1 đến quá trình cháy của hỗn hợp sinh khối và bột than tại một tỷ lệ sinh khối đốt kèm, qua đó tối ưu hóa việc sử dụng sinh khối đốt kèm.

4.2. Tối Ưu Hóa Quá Trình Đồng Cháy Than Sinh Khối Bằng CFD

Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số không khí thừa, tỷ lệ gió cấp 2/ cấp 1 đến quá trình cháy của hỗn hợp sinh khối và bột than tại một tỷ lệ sinh khối đốt kèm, qua đó tối ưu hóa việc sử dụng sinh khối đốt kèm. Việc sử dụng CFD giúp tối ưu hóa các thông số vận hành, giảm thiểu phát thải và nâng cao hiệu suất đồng cháy.

V. Kết Quả và Đánh Giá Hiệu Quả Đồng Cháy Than Sinh Khối

Luận văn tập trung vào việc phân tích, đánh giá quá trình đồng cháy than và sinh khối bên trong buồng đốt, và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng cháy bằng phần mềm Ansys Fluent. Mục tiêu là tối giản hóa các điều kiện quá trình đồng cháy trước khi áp dụng vào thực tế nhằm tiết kiệm thời gian, công sức và tiền bạc mà vẫn đảm bảo tính hiệu quả của phương án đã chọn.

5.1. Phân Tích Quá Trình Đồng Cháy Than Sinh Khối Trong Buồng Đốt

Phân tích quá trình đồng cháy than và sinh khối bên trong buồng đốt, và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng cháy bằng phần mềm Ansys Fluent. Các yếu tố như vị trí cấp sinh khối, tỉ lệ sinh khối, kích thước hạt sinh khối, hệ số không khí thừa, tỷ lệ gió cấp 2 và cấp 1 được xem xét.

5.2. Đánh Giá Hiệu Quả Kinh Tế và Môi Trường của Đồng Cháy

Đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của việc đồng cháy than và sinh khối. Các chỉ số như giảm phát thải CO2, SOx, NOx, hiệu suất lò hơi, và chi phí vận hành được phân tích để đưa ra kết luận về tính khả thi của công nghệ đồng cháy.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tiềm Năng Về Đồng Cháy

Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn tổng quan về quá trình đồng cháy than và sinh khối, các yếu tố ảnh hưởng và tiềm năng ứng dụng tại các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để tối ưu hóa quá trình đồng cháy, giảm thiểu phát thải và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.

6.1. Tóm Tắt Kết Quả Nghiên Cứu Đồng Cháy Than Sinh Khối

Tóm tắt các kết quả chính của nghiên cứu về quá trình đồng cháy than và sinh khối, bao gồm ảnh hưởng của các yếu tố như vị trí cấp sinh khối, tỉ lệ sinh khối, kích thước hạt sinh khối, hệ số không khí thừa, tỷ lệ gió cấp 2 và cấp 1.

6.2. Đề Xuất Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Đồng Cháy Than

Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo về quá trình đồng cháy than và sinh khối, bao gồm nghiên cứu về các loại sinh khối khác nhau, các công nghệ xử lý khí thải, và các mô hình kinh tế để đánh giá tính khả thi của việc ứng dụng công nghệ đồng cháy.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nhiệt điện than hiện đóng vai trò trụ cột trong hệ thống an ninh năng lượng quốc gia với công suất lắp đặt khoảng 20 GW, chiếm xấp xỉ 36% tổng công suất nguồn điện toàn quốc theo định hướng Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia. Tuy nhiên, các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than antraxit nội địa có đặc tính khó cháy do hàm lượng chất bốc thấp chỉ khoảng 4,81%, dẫn đến lượng cacbon chưa cháy trong tro xỉ lên tới 15% đến 20%, làm suy giảm hiệu suất năng lượng của lò hơi từ 3% đến 4% khi vận hành ở phụ tải thấp. Đứng trước cam kết đạt mức phát thải ròng bằng không tại COP26, giải pháp chuyển dịch năng lượng thông qua công nghệ đồng đốt nhiên liệu sinh khối tái tạo kết hợp than bột là xu thế tất yếu nhằm giảm thiểu khí nhà kính và các khí ô nhiễm độc hại.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là xây dựng mô hình mô phỏng động lực học chất lưu số học ba chiều khảo sát toàn diện quá trình đồng cháy than antraxit và viên nén sinh khối gỗ trong buồng đốt lò hơi công suất 300 MW ngọn lửa hình chữ W tại Nhà máy Nhiệt điện Nghi Sơn 1. Phạm vi nghiên cứu tập trung đánh giá trường khí động, phân bố nhiệt độ ngọn lửa, mức độ cháy kiệt của hạt nhiên liệu và sự phân bố của các sản phẩm cháy trung gian cũng như khí thải môi trường. Việc ứng dụng giải pháp đồng đốt trực tiếp với chi phí bổ sung ước tính từ 430 đến 450 USD trên mỗi kilowatt điện giúp tối ưu hóa vốn đầu tư so với phương pháp gián tiếp có chi phí lên đến 3000 hoặc 4000 USD trên mỗi kilowatt điện, đồng thời mở ra triển vọng giảm từ 45 đến 450 triệu tấn khí nhà kính mỗi năm trên quy mô toàn cầu khi áp dụng tỷ lệ đốt kèm 10%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên hệ thống các phương trình bảo toàn cơ bản của cơ học chất lưu bao gồm phương trình liên tục, phương trình động lượng Navier-Stokes và phương trình bảo toàn năng lượng với bức xạ nhiệt chiếm trên 90% tổng lượng trao đổi nhiệt trong buồng lửa nhiệt độ cao. Mô hình chảy rối k-epsilon tiêu chuẩn gồm hai phương trình vi phân được ứng dụng để mô tả động năng rối k và tốc độ tiêu tán năng lượng rối epsilon, phản ánh trung thực tương tác xoáy của dòng khí động lực học trong không gian buồng đốt lớn.

Quá trình chuyển pha và phản ứng hóa học dị thể được tính toán thông qua mô hình pha rời rạc tiếp cận theo hệ tọa độ Lagrange, kết hợp mô hình thoát chất bốc hai bước phản ứng song song cạnh tranh nhằm xác định chính xác tốc độ giải phóng hydrocarbon nhẹ và hắc ín ở các dải nhiệt độ khác nhau. Phản ứng cháy pha khí của chất bốc và khí cacbon monoxit được xử lý bằng mô hình tiêu tán xoáy dựa trên tốc độ hòa trộn rối cục bộ. Để mô tả bức xạ nhiệt đa thành phần giữa các bề mặt vách buồng lửa và các hạt tro bụi lơ lửng, mô hình bức xạ định hướng rời rạc được thiết lập. Sự phát sinh khí ô nhiễm nitơ oxit được kiểm soát chặt chẽ thông qua cơ chế hình thành nhiệt độ cao Zeldovich ở ngưỡng nhiệt trên 1400 độ C, cơ chế tức thời và cơ chế nhiên liệu phân rã qua các sản phẩm trung gian là axit xianhidric và amoniac.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thu thập và xử lý bộ dữ liệu hình học chi tiết của lò hơi 300 MW vòm đôi ngọn lửa hình chữ W, trong đó buồng đốt dưới có kích thước 13,73 nhân 24,76 nhân 15,48 mét với thể tích 4108 mét khối cùng diện tích vách chịu lửa 639 mét vuông, kết hợp với buồng đốt trên có kích thước 7,63 nhân 24,76 nhân 23,82 mét. Dữ liệu nhiên liệu đầu vào bao gồm than cám 5a1 có nhiệt trị thấp 21928 kJ/kg và viên nén sinh khối gỗ có nhiệt trị 15309 kJ/kg với độ ẩm 3,76%.

Phương pháp động lực học chất lưu số tính toán trên phần mềm chuyên dụng Ansys Fluent được lựa chọn nhờ khả năng xử lý dòng đa pha tương tác phản ứng phức tạp với độ tin cậy vượt trội so với các phép thử nghiệm vật lý tốn kém. Không gian hình học buồng đốt được phân chia thành lưới đa diện với 755216 phần tử, được lựa chọn sau khi thực hiện kiểm tra tính độc lập của lưới giữa bốn cấp quy mô gồm 690285 phần tử, 755216 phần tử, 962374 phần tử và 1487749 phần tử. Cấp lưới 755216 phần tử tối ưu hóa độ chính xác và thời gian tính toán trong 36 giờ làm việc liên tục so với mức 50 giờ của cấp lưới dày nhất. Điều kiện biên vận hành được thiết lập ở phụ tải định mức 300 MW với tỷ lệ gió cấp 1 là 16% ở nhiệt độ 104 độ C, gió cấp 2 là 69% ở nhiệt độ 350 độ C, gió cấp trên ngọn lửa là 15% và hệ số không khí thừa là 1,2. Phân bố kích thước hạt nhiên liệu tuân theo hàm Rosin-Rammler với dải đường kính hạt than từ 10 đến 250 micromet và hạt sinh khối được khảo sát ở các kích thước 50, 100 và 200 micromet.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Mô hình mô phỏng cung cấp những kết quả định lượng rõ ràng về cấu trúc ngọn lửa, mức độ cháy kiệt và sự phân bố nồng độ các chất trong buồng đốt:

• Cấu trúc trường khí động và nhiệt độ: Dòng nhiên liệu đậm và gió sơ cấp tạo thành ngọn lửa hình chữ W chúc xuống đáy buồng đốt rồi uốn ngược lên trung tâm, hình thành vùng cháy lõi có nhiệt độ cao và áp suất ổn định. Khi đốt kèm viên nén sinh khối từ 5% đến 15%, nhiệt độ vùng trung tâm buồng lửa vẫn được duy trì đồng đều mà không gây hiện tượng tụt áp hay tắt lửa cục bộ.
• Hiệu quả giảm phát thải lưu huỳnh và nitơ: Nhờ hàm lượng lưu huỳnh trong sinh khối gỗ cực thấp, nồng độ lưu huỳnh dioxit giảm mạnh tỷ lệ thuận với lượng sinh khối phối trộn, có thể đạt mức cắt giảm lên tới 75% so với chế độ đốt thuần than. Đồng thời, chất bốc giải phóng nhanh ở vùng nhiệt độ thấp dưới vòm lò giúp ức chế sự tạo thành nitơ oxit từ nhiên liệu, giảm đáng kể nồng độ khí thải độc hại đầu ra.
• Quá trình phân hủy chất bốc và mức độ cháy kiệt: Hạt sinh khối gỗ giải phóng chất bốc sớm hơn hạt than antraxit, đóng vai trò như mồi nhiệt hỗ trợ đốt cháy các hạt than mịn lân cận. Khảo sát phân bố tỷ lệ cháy kiệt của pha rời rạc tại mặt cắt độ cao z bằng 12 mét cho thấy độ cháy kiệt đạt trên 95%, giúp hạn chế tối đa lượng cacbon chưa cháy rơi xuống phễu xỉ đáy lò.
• Ảnh hưởng của kích thước hạt: Khi kích thước hạt sinh khối tăng từ 50 micromet lên 200 micromet, thời gian sấy và thoát bốc kéo dài khiến nồng độ khí cacbon monoxit cục bộ tăng nhẹ, đòi hỏi sự điều chỉnh phân bổ gió cấp hai để đảm bảo quá trình cháy kiệt hoàn toàn.

Thảo luận kết quả

Các phát hiện thu được hoàn toàn phù hợp với các công bố khoa học quốc tế từ 243 nhà máy nhiệt điện đồng đốt trên thế giới và báo cáo của Trung tâm Than sạch thuộc Tổ chức Năng lượng Quốc tế. Đặc tính chất bốc cao của sinh khối gỗ bù đắp hoàn hảo cho nhược điểm khó bắt lửa của than antraxit Việt Nam, nâng cao hiệu suất chuyển đổi nhiệt tổng thể của buồng đốt trong phạm vi từ 33% đến 37%.

Dữ liệu mô phỏng được trực quan hóa sinh động thông qua các đồ thị phân bố nồng độ oxy, cacbon dioxit, cacbon monoxit dọc theo trục tâm vòi đốt và các biểu đồ đường thể hiện biến thiên vận tốc theo phương thẳng đứng. Biểu đồ đường đẳng nhiệt tại các mặt cắt dọc trục Ox và mặt cắt ngang z bằng 12 mét làm nổi bật vùng hòa trộn mãnh liệt giữa luồng khí cấp hai và dòng hạt nhiên liệu, chứng minh rằng vị trí bố trí vòi phun sinh khối kết hợp cùng vòi phun than là phương án khả thi nhất giúp hạn chế tối đa việc cải tạo kết cấu vách lò phức tạp.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu mô phỏng số, bốn khuyến nghị kỹ thuật và giải pháp quản lý cụ thể được đề xuất nhằm ứng dụng thành công công nghệ đồng đốt trong thực tiễn:

• Áp dụng phương án đồng đốt trực tiếp sử dụng máy nghiền riêng và dùng chung vòi phun than hiện hữu: Ban Quản lý Nhà máy Nhiệt điện Nghi Sơn 1 và Tổng công ty Phát điện 1 cần triển khai lắp đặt hệ thống máy nghiền phụ trợ dành riêng cho viên nén gỗ nhằm đạt kích thước hạt mục tiêu dưới 100 micromet, duy trì tỷ lệ phối trộn sinh khối từ 5% đến 10% nhiệt lượng, hoàn thành thử nghiệm trong mốc thời gian 6 đến 12 tháng tới.
• Tối ưu hóa chế độ phân phối không khí và hệ số không khí thừa: Phòng Kỹ thuật và Vận hành cần hiệu chỉnh hệ số không khí thừa buồng đốt ở mức 1,15 đến 1,20 kết hợp điều chỉnh tỷ lệ gió cấp trên ngọn lửa đạt 15%, nhằm mục tiêu giảm từ 15% đến 25% nồng độ phát thải nitơ oxit và hạ lượng cacbon chưa cháy trong tro bay xuống dưới 10%, thực hiện trong lộ trình 3 đến 6 tháng.
• Chuẩn hóa tiêu chuẩn kỹ thuật nguyên liệu sinh khối gỗ đầu vào: Đơn vị cung ứng nhiên liệu cần thiết lập hợp đồng cung ứng viên nén gỗ ép từ mùn cưa và phế liệu gỗ rừng trồng đạt độ ẩm kỹ thuật dưới 10%, nhiệt trị thấp trên 15000 kJ/kg và hàm lượng kiềm thấp để ngăn ngừa đóng xỉ bề mặt truyền nhiệt, triển khai định kỳ giai đoạn 2024 đến 2025.
• Tích hợp công cụ mô phỏng số vào quy trình giám sát vận hành lò hơi thời gian thực: Đơn vị quản trị nhà máy phối hợp cùng các viện nghiên cứu chuyên ngành xây dựng cơ sở dữ liệu số hóa các chế độ cháy theo phụ tải, giúp giảm 20% độ lệch thông số vận hành và nâng cao tuổi thọ thiết bị trong vòng 12 đến 18 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả tính toán của luận văn mang lại giá trị thực tiễn và học thuật sâu sắc cho bốn nhóm đối tượng chính:

• Cán bộ quản lý và kỹ sư vận hành tại các nhà máy nhiệt điện đốt than: Cung cấp thông số vận hành chuẩn xác về tỷ lệ gió, nhiệt độ và vị trí cấp liệu để áp dụng trực tiếp cho các tổ máy 300 MW đến 600 MW sử dụng lò ngọn lửa hình chữ W hoặc lò than phun.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Nhiệt và Năng lượng: Sử dụng làm tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp thiết lập mô hình dòng nhiều pha rời rạc, cơ chế phản ứng cháy dị thể và kỹ thuật chia lưới đa diện trong phần mềm Ansys Fluent.
• Doanh nghiệp sản xuất, chế biến và phân phối viên nén sinh khối: Nắm bắt các yêu cầu kỹ thuật khắt khe về độ ẩm, độ mịn nghiền và nhiệt trị tiêu chuẩn phục vụ cho các lò hơi công nghiệp lớn, mở rộng thị trường tiêu thụ 25,09 triệu tấn tiềm năng sinh khối phụ phẩm gỗ toàn quốc.
• Các cơ quan quản lý nhà nước và chuyên gia hoạch định chính sách năng lượng: Cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu phát thải thực tế phục vụ xây dựng cơ chế giá hỗ trợ đồng đốt sinh khối, hiện thực hóa các cam kết giảm phát thải khí nhà kính của Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

• Tại sao lò hơi ngọn lửa hình chữ W lại đặc biệt phù hợp cho công nghệ đồng đốt than antraxit và sinh khối? Lò hơi ngọn lửa hình chữ W có thiết kế vòm đôi với hành trình ngọn lửa kéo dài xuống đáy buồng đốt rồi quay ngược lên, tạo vùng hoàn lưu nhiệt độ cao ổn định. Khi đốt than antraxit nghèo chất bốc chỉ 4,81%, việc bổ sung sinh khối giàu chất bốc giúp mồi cháy nhanh chóng, duy trì ngọn lửa tự do và ổn định tải ngay cả ở mức phụ tải dưới 70% định mức mà không cần đốt kèm dầu đắt đỏ.

• Quá trình đồng đốt viên nén sinh khối giúp cắt giảm khí thải SO2 và NOx theo cơ chế nào? Hàm lượng lưu huỳnh trong viên nén gỗ cực nhỏ khiến lượng lưu huỳnh oxit sinh ra giảm tuyến tính theo tỷ lệ phối trộn sinh khối, có thể giảm tới 75%. Đối với nitơ oxit, chất bốc từ sinh khối giải phóng nhanh ở vùng nhiệt độ thấp dưới vòm lò tạo môi trường khử cục bộ, chuyển hóa phần lớn nitơ nhiên liệu thành khí nitơ trơ thay vì tạo thành các hợp chất khí oxit độc hại.

• Lựa chọn phương án cấp sinh khối nào mang lại hiệu quả kinh tế và an toàn vận hành cao nhất? Phương án sử dụng máy nghiền riêng cho sinh khối rồi đưa vào chung vòi phun than là tối ưu nhất. Phương án này giải quyết triệt để sự chênh lệch chỉ số nghiền giữa than có chỉ số HGI từ 45 đến 70 và sinh khối có chỉ số 20, đồng thời ngăn ngừa nguy cơ tự bốc cháy khí metan trong silo chứa than khi lưu trữ hỗn hợp kéo dài từ 8 đến 9 giờ.

• Kích thước hạt sinh khối ảnh hưởng như thế nào đến mức độ cháy kiệt trong buồng lửa? Hạt sinh khối có kích thước 50 đến 100 micromet đạt tốc độ sấy và thoát bốc tối ưu, giúp cacbon cháy kiệt hoàn toàn trong thời gian lưu thể tích 4108 mét khối của buồng lửa dưới. Ngược lại, hạt kích thước 200 micromet cháy chậm hơn, làm tăng nồng độ cacbon monoxit chưa cháy và đòi hỏi phải tăng cường lượng gió cấp hai để đảm bảo hiệu suất năng lượng.

• Bộ lưới tính toán 755216 phần tử có đảm bảo độ chính xác cho bài toán mô phỏng 3D lò hơi 300 MW? Kiểm tra tính độc lập của lưới trên bốn cấp quy mô chứng minh phân bố vận tốc dọc trục của lưới 755216 phần tử hoàn toàn trùng khớp với lưới mịn 1487749 phần tử. Cấp lưới này đảm bảo chất lượng phần tử với độ méo thấp, phản ánh chính xác trường nhiệt độ và nồng độ chất trong buồng lửa mà vẫn tiết kiệm 14 giờ tính toán cho mỗi trường hợp khảo sát.

Kết luận

• Xây dựng thành công mô hình mô phỏng 3D quá trình đồng cháy than antraxit cám 5a1 và viên nén sinh khối gỗ cho lò hơi 300 MW ngọn lửa hình chữ W bằng công cụ Ansys Fluent với 755216 phần tử lưới đa diện tối ưu.
• Chứng minh tính khả thi vượt trội của phương án đồng đốt trực tiếp với tỷ lệ phối trộn sinh khối từ 5% đến 15%, giúp duy trì nhiệt độ buồng lửa ổn định mà không làm thay đổi kết cấu chịu áp lực của lò.
• Đạt hiệu quả cắt giảm phát thải khí nhà kính rõ rệt, giảm phát thải SO2 lên tới 75% và ức chế đáng kể lượng NOx nhiên liệu sinh ra nhờ vùng khử chất bốc sớm.
• Tối ưu hóa điều kiện vận hành với hệ số không khí thừa 1,2, tỷ lệ gió cấp một 16% ở 104 độ C, gió cấp hai 69% ở 350 độ C và kích thước hạt sinh khối từ 50 đến 100 micromet nhằm đảm bảo cháy kiệt hoàn toàn.
• Mở ra hướng đi chiến lược trong việc tận dụng nguồn phụ phẩm gỗ 25,09 triệu tấn mỗi năm tại Việt Nam, góp phần giảm phụ thuộc vào than nhập khẩu và bảo vệ môi trường sinh thái.

Kế hoạch tiếp theo đề xuất tiến hành các đợt thử nghiệm đốt kèm bán công nghiệp tại Nhà máy Nhiệt điện Nghi Sơn 1 trong thời gian 6 đến 12 tháng tới, trước khi mở rộng áp dụng đại trà cho toàn bộ hệ thống nhiệt điện đốt than trong giai đoạn 2026 đến 2030. Các doanh nghiệp phát điện và đơn vị nghiên cứu cần chủ động hợp tác triển khai giải pháp đồng đốt sinh khối để hiện thực hóa lộ trình chuyển dịch năng lượng xanh và bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Cơ sở nghiên cứu quá trình đồng cháy của than và sinh khối. Mô phỏng CFD quá trình đồng cháy của than và sinh khối. Phân tích kết quả cháy than và sinh khối trong lò hơi ngọn lửa hình W.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đồng cháy than và sinh khối trong lò hơi ngọn lửa hình W. Kết luận và kiến nghị.2 Đặc tính và tính chất của nhiên liệu sinh khối 1.1 Nguồn gốc, phân loại Có nhiều loại nhiên liệu sinh khối có sẵn trong môi trường khác nhau, từ gỗ đến vật liệu có nguồn gốc từ cỏ và rơm. Có một sự thay đổi đáng kể về tính chất của nhiên liệu sinh khối so với tính chất than. Để đốt cháy các loại sinh khối khác nhau trong nhà máy điện, các loại khí hóa khác nhau là các hệ thống đã được sử dụng.

Nói chung, nhiên liệu sinh khối được phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc và tính chất của chúng. Dựa trên nguồn gốc, chúng có thể được phân loại thành bốn loại như phế liệu sơ cấp, phế liệu thứ cấp, phế liệu cấp ba và cây trồng năng lượng. Phế liệu sơ cấp bao gồm sinh khối như gỗ, rơm, ngũ cốc, ngô, v. chúng thường được lấy từ các sản phẩm bổ trợ của lâm sản và cây lương thực.

Phế liệu thứ cấp bao gồm các nhà máy cưa và giấy, ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống, hạt mơ, v. Phế liệu thứ cấp có nguồn gốc từ chế biến vật liệu sinh khối cho sản xuất công nghiệp và thực phẩm. Phế liệu cấp ba bao gồm chất thải và gỗ phá hủy, v. Chúng có nguồn gốc từ các vật liệu sinh khối được sử dụng khác.

Ngoài ra, sinh khối có thể được phân loại dựa trên các thuộc tính. Chúng bao gồm sinh khối gỗ; sinh khối thân thảo; chất thải có nguồn gốc sinh khối; sinh khối thủy sinh (tảo, v.2 Cấu trúc và thành phần hóa học của sinh khối: Trong sinh khối, hàm lượng tro tương đối cao hơn và ít nitơ được quan sát. Độ ẩm trong nhiên liệu sinh khối luôn cao so với than đá, và hàm lượng clo cao hơn cũng than. Nhưng nhiên liệu sinh khối sở hữu giá nhiệt trị thấp hơn than.

Những tính chất này ảnh hưởng đến thiết kế, vận hành và hiệu suất của các hệ thống đồng đốt. Bảng 1-1 tóm tắt phân tích hóa học và tính chất của nhiên liệu sinh khối được chọn được sử dụng cho các nghiên cứu đồng đốt khác nhau.3 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về quá trình đồng đốt 1.1 Ngoài nước Công nghệ đồng đốt đã được phát triển từ vài thập kỷ trước do sự quan tâm đến các vấn ¯ề liên quan đến ô nhiễm môi trường từ nhiên liệu than trong các nhà máy nhiệt điện. Công nghệ ¯ồng đốt kết hợp than và sinh khối là giải pháp hữu hiệu để giảm phát thải CO2 từ các nhà máy nhiệt điện [4]. Cụ thể, sự giảm phát 5 thải theo MWhe được đưa ra trên biểu đồ sau theo mức độ đồng đốt với sinh khối Hình 1.

Theo đó tỷ lệ sinh khối càng cao thì độ giảm phát thải khí nhà kính sẽ càng tăng. Theo ước tính cứ 10% đồng đốt sinh khối có thể giảm phát thải CO2 từ 45 tới 450 triệu tấn/năm tới năm 2035. Số liệu của IEA Clean Coal center năm 2009 có tới 169 nhà máy đã được triển khai công nghệ đồng đốt, trong đó Phần Lan là quốc gia có số nhà máy nhiệt điện áp dụng công nghệ đồng đốt nhiều nhất. Số liệu trên thế giới năm 2009 là 243 nhà máy, trong đó công nghệ đồng đốt được ứng dụng chủ yếu trong lò hơi đốt than phun, lò tầng sôi và tầng sôi tuần hoàn [5].3 Độ giảm phát thải CO2/MWhe theo tỷ lệ sinh khối [4] Tới năm 2010 công nghệ đồng đốt đã áp dụng ở rất nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó khu vực Châu Âu và Mỹ là nơi có số lượng nhiều nhất; nhà máy Drax a UK của Anh được biết đến là dự án đồng đốt lớn nhất trên thế giới với công suất tới 4000 MW.

Tại Châu Á với các quốc gia đã áp dụng từ sớm như Thái Lan, Indonesia, Đài Loan. Tuy nhiên, các quốc gia lớn ở Châu Á là Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc đang cho thấy khả năng triển khai lớn ở các quốc gia này. Tại Hàn Quốc có đến 1.097 MW điện từ công nghệ đồng đốt tính đến năm 2019; trong đó các nhà máy có công suất lớn trên 1000MW tỷ lệ đồng đốt từ 3-5%, các nhà máy nhỏ dưới từ 200-350MW có tỷ lệ đồng đốt từ 30-50% sinh khối[5]. Công nghệ đồng đốt trên thế giới, các mô hình đồng đốt sinh khối hiện nay được nhiều tác giả đề cập [6].

Chủ yếu gồm : Đồng đốt trực tiếp; đồng đốt gián tiếp; đồng đốt song song, được thể hiện như Hình 1. 6 Bảng 1-1 Tóm tắt tính chất hóa học của một số nhiên liệu sinh khối[3].4 Phân bố các nhà máy phát điện sử dụng công nghệ đồng đốt trên thế giới [5] Hình 1.5 Sơ đồ các công nghệ đồng đốt hiện nay[6]. Cả ba công nghệ này đều có thể được sử dụng trong lò hơi nhà máy nhiệt điện. Tuy nhiên, tùy thuộc vào ưu nhược điểm của từng loại mà sẽ phải lựa chọn công nghệ phù hợp với từng nhà máy và loại nhiên liệu sinh khối.

Về mặt kinh tế, chi phí để áp dụng công nghệ đồng đốt trực tiếp là thấp nhất và khả thi cho đầu tư, cụ thể: đầu tư bổ sung hệ thống đồng đốt cho các nhà máy nhiệt điện sẽ là khoảng 430-450 USD/kWe khi đốt trực tiếp hỗn hợp than và sinh khối; từ 760-900 USD/kWe cho hệ thống đốt trực tiếp cấp riêng rẽ hỗn hợp và 3000-4000 USD/kWe cho hệ thống đồng đốt gián tiếp[5]. Đặc điểm của 3 loại phương pháp này như sau: (i) Phương pháp đồng đốt trực tiếp (Direct co-firing): là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất đặc biệt cho lò than phun do đơn giản nhất và chi phí đầu tư 8 thấp nhất khi lắp bổ sung cho các nhà nhà máy đã hoạt động. Công nghệ này có thuận lợi là đạt được hiệu suất cao trong các lò hơi công suất lớn và cải thiện khả năng cháy trong buồng đốt do sinh khối có hàm lượng chất bốc cao, mặc dù còn có một số hạn chế là vấn đề đóng xỉ, giới hạn tỷ lệ sinh khối, và thiếu linh hoạt trong sử dụng các loại sinh khối khác nhau[7]. (ii) Phương pháp đồng đốt gián tiếp (Indirect co-firing): sẽ có thêm một thiết bị khí hóa tách riêng.

Tại đó, quá trình khí hóa sẽ tạo ra các khí thành phẩm. Phương pháp này có chi phí đầu tư cao do có thêm hệ thống khí hóa riêng. Tuy nhiên, nó cho phép đốt với nhiều loại sinh khối khác nhau và tỷ lệ sinh khối cao hơn. Công nghệ này cũng làm giảm đáng kể hiện tượng đóng xỉ bởi vì sinh khối không được đưa vào bên trong buồng đốt than.

(iii) Phương pháp đồng đốt song song (Parallel co-firing): Trong hệ thống đồng đốt song song thì sinh khối và than được cấp riêng rẽ vào lò hơi, hơi được tạo ra trong lò đốt sinh khối được trộn lẫn với hơi sản xuất từ lò hơi đốt than. Trong nhà máy nhiệt điện, hiện nay, phương pháp được áp dụng phổ biến nhất là công nghệ đồng đốt trực tiếp do là công nghệ có mức chi phí đầu tư thấp và không làm ảnh hưởng nhiều đến kết cấu và hiệu quả làm việc của lò, tuy nhiên, mức độ đồng đốt thường dưới 10%. Có 3 phương án lựa chọn cho phương pháp đồng đốt sinh khối trực tiếp với than trong lò hơi như sau: (1) Sử dụng cùng máy nghiền và vòi phun: Theo cách này bị ảnh hưởng bởi kích thước hạt và độ khô sinh khối, sử dụng cho một số nhiên liệu dạng viên nén được ép nén từ mùn cưa. Tỷ lệ đốt sinh khối <5%, sử dụng viên nén có chất bốc cao, có nhiệt trị thấp, có vấn đề về hệ thống phun do kích thước hạt sinh khối lớn hơn hạt than, có thể giảm được công suất máy nghiền của nhà máy.

(2) Sử dụng máy nghiền riêng, cùng vòi phun: Cách này phù hợp với viên nén gỗ, cho phép nghiền tới kích thước hạt sinh khối tối ưu. (3) Sử dụng máy nghiền riêng và vòi phun riêng: Cách này sẽ làm thay đổi lớn đối với lò hơi và không được lựa chọn phổ biến do ảnh hưởng cả về chi phí đầu tư ban đầu. Wijayapala và Mundunkotuwa [8] đã phân tích ưu nhược điểm của phương án đồng đốt (1) và (2) khi áp dụng công nghệ đồng đốt tại Sri lanka cho nhà máy nhiệt điện Lakvijaya. Trong khi đó phương án (3) không được lựa chọn do không phù hợp về mặt bằng kỹ thuật và kinh phí ban đầu.

Đối với 2 phương án đã thống kê trên, thì phương án số 1 có nhiều nhược điểm về mặt kỹ thuật khi so sánh với phương án 2; những vấn đề này không dễ dàng thực hiện được với các các loại sinh khối hiện có. Hệ thống chuẩn bị trộn nguyên liệu than và sinh khối ngay tại kho chứa không được kiểm soát, do đó tỷ lệ đồng đốt cũng không được kiểm soát và dễ bị thay đổi một cách khó lường làm cho quá trình cháy bên trong lò không như mong đợi. Ngoài ra, các máy nghiền than thường sử dụng máy nghiền bi có chỉ số HGI = 45-70, tuy nhiên đặc tính của loại nhiên liệu sinh khối tại Sri Lanka chỉ đạt được là 20 dưới điều kiện vật lý thông thường. Do đó, việc sử dụng chung 9 máy nghiền than là một trở ngại lớn của phương án này.

Một vấn đề nữa là việc chứa chung than và sinh khối trong thời gian từ 8 - 9h, do sinh khối được để vài ngày trong silo thì khí methane sẽ phát ra một lượng nhỏ có khả năng gây cháy. Đây là những vấn đề lớn đối với phương án (1). Đối với phương án (2) có vấn đề là hiện tượng tắc nghẽn đường ống phun khi trộn sinh khối với than. Tuy nhiên, điều này có thể được giảm thiểu bằng cách tính toán, thiết kế lựa chọn nơi gần nhất để lắp bộ phun phối sinh khối để tránh tắc nghẽn dòng.

Về công nghệ lò hơi khi áp dụng công nghệ đồng đốt: Các dạng công nghệ lò hơi chủ yếu được áp dụng cho công nghệ đồng đốt sinh khối được liệt kê theo Bảng 1-3 [6]. Tỷ lệ đốt kèm sinh khối trong lò tầng sôi lớn hơn so với lò than phun mặc dù công nghệ lò hơi đốt than phun rất phổ biến. Nguyên nhân là do lò than phun bị hạn chế về kích thước hạt nhiên liệu sinh khối (kích thước hạt < 10-20mm).