Nhiệt điện than ngày càng chiếm tỷ trọng lớn và chủ yếu trong sản xuất điện năng của thế giới và của Việt Nam. Trữ lượng than còn đủ dùng trong hàng trăm năm nữa. Than dùng để sản xuất điện có xu hướng là than xấu. Việc nghiên cứu đốt than trộn được đặt ra nhằm cải thiện chế độ đốt cháy than, nâng hiệu suất nhà máy nhiệt điện, tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu, giảm giá thành sản xuất điện năng, giảm phát thải gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu đốt than trộn cần được tiến hành trên thiết bị thực tế của nhà máy nhiệt điện với các loại than đang sử dụng tại nhà máy. Việc nghiên cứu trên mô hình vật lý hay mô hình mô phỏng chỉ có ý nghĩa định hướng cho việc nghiên cứu trên thiết bị đốt thực tế và không thể thay thế việc nghiên cứu trên thiết bị thực tế. 

Nhằm làm chủ việc xác định tỷ lệ trộn hợp lý các nguồn than để cung cấp ổn định cho các nhà máy nhiệt điện đốt than, đạt hiệu quả cao theo hướng ổn định về chủng loại và chất lượng than cấp cho mỗi nhà máy nhiệt điện đốt than và đưa ra các giải pháp kỹ thuật công nghệ đốt than trộn tại các nhà máy nhiệt điện có công suất từ 200MW trở lên, nhóm nghiên cứu do PGS.TS. Trương Duy Nghĩa, Hội Khoa học Kỹ thuật Việt Nam đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu công nghệ đốt than trộn của than trong nước khó cháy với than nhập khẩu dễ cháy nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu tại các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam”. 

Sau một thời gian triển khai thực hiện, nhóm nghiên cứu đã đưa ra các kết luận như sau: 

1. Than antraxit nội địa khó cháy, cacbon còn trong tro nhiều, hiệu suất cháy than thấp, hiệu suất lò hơi nói chung thấp hơn hiệu suất thiết kế. Bản thân hiệu suất thiết kế cũng thấp. Vì vậy các NMNĐ nguyên được thiết kế đốt than antraxit cần thiết phải trộn với than á bitum dễ cháy để cải thiện quá trình đốt cháy than, nâng cao hiệu suất lò hơi. 

2. Với tỷ lệ than á bitum đưa vào than trộn ≤ 30% thì không cần cải tạo gì cơ bản hệ thống nghiền than và hệ thống đốt (vòi đốt, quạt gió, thải xỉ). Khi ấy cần trộn than trước khi nghiền. Than trộn có thể trộn tại nơi cung cấp than hay tại kho than của NMNĐ, cần trang bị hệ thống thiết bị trộn than nếu NMNĐ chưa có thiết bị trộn. Khi tỷ lệ trộn than á bitum cao (tới 50%) thì tốt nhất nên đầu tư thêm hệ thống nghiền than và hệ thống vòi đốt riêng cho than á bitum. Trong trường hợp không muốn đầu tư hệ thống nghiền than và vòi đốt riêng cho than á bitum, nghĩa là vẫn dùng hệ thống nghiền than cũ (nguyên được dùng để nghiền than antraxit) thì cần bổ sung hệ thống thiết bị phòng chống cháy nổ ở khu vực nghiền than. Những NMNĐ dùng hệ thống nghiền than có phễu bột than (hệ thống đốt gián tiếp) rất cần chú ý đến việc bốc cháy bột than ở phễu bột than và cần bổ sung việc phòng chống cháy nổ cho khu vực từ máy nghiền than đến phễu bột than. 

3. Các NMNĐ nguyên được thiết kế đốt than antraxit, khi chuyển sang đốt than trộn với than á bitum có thể chọn tỷ lệ trộn trong khoảng 5 - 30% là tỷ lệ mà đề tài đã thực hiện, song tốt nhất và bảo đảm độ an toàn phòng cháy nên chọn một tỷ lệ trộn trong phạm vi 10 - 20% và cố định tỷ lệ trộn này để vận hành trong một thời gian dài (từ vài tháng đến cả năm), không cần thiết phải nghiên cứu lại từ đầu để lựa chọn các tỷ lệ trộn. Trong thời gian đốt than trộn, cần xác lập các chế độ vận hành tối ưu và vận hành ổn định lâu dài với tỷ lệ than trộn đã chọn. Sau khi đã xây dựng được các chế độ vận hành tối ưu và tiến hành vận hành thiết bị theo các chế độ vận hành tối ưu, đồng thời tính toán được hiệu quả kinh tế của việc đốt than trộn tại tỷ lệ trộn đã chọn thì có thể chuyển sang làm việc ở một tỷ lệ trộn mới. Thực hiện với 3 - 4 tỷ lệ trộn khác nhau có thể tìm ra tỷ lệ trộn tốt nhất và lâu dài ổn định cho NMNĐ. Khi thực hiện được việc đốt than trộn như vậy thì hoàn toàn có thể đánh giá được hiệu quả của việc đốt than trộn. 

4. Những NMNĐ mới, dùng lò hơi đốt bột than như các NMNĐ có tổ máy 300 và 600MW hiện nay có chỉ tiêu KTKT khá cao (bằng hay gần bằng chỉ tiêu thiết kế), nhưng do chỉ tiêu thiết kế là chỉ tiêu được xác lập khi đốt than antraxit, nghĩa là còn chưa cao, nay chuyển sang đốt than trộn, là than có đặc điểm dễ cháy hơn than antraxit thiết kế nên cần thiết và hoàn toàn có thể đặt ra mục tiêu nâng cao ngay bản thân các chỉ tiêu thiết kế. Hơn nữa hầu như các NMNĐ này đều là các NMNĐ lớn, tiêu thụ hàng năm 3 - 4 triệu tấn than, thì việc nâng thêm hiệu suất được 1 - 2% cũng có ý nghĩa lớn. 

5. Theo tiêu chuẩn ASTM, việc phân loại than là theo hàm lượng chất bốc của than, tùy theo tỷ lệ trộn, than trộn có thể có hàm lượng chất bốc của than bán antraxit, than bitum, than á bitum, song điều đó không có nghĩa là sự bốc cháy và cháy của than trộn giống như của than bán antraxit, bitum hay á bitum cùng chất bốc, nhưng có thể lấy các tiêu chuẩn thiết kế về hàm lượng cacbon trong tro khi đốt các loại than trên để làm chỉ tiêu phân đấu khi chuyển sang đốt than trộn. Cụ thể cần chọn: 

- cho than antraxit:   Ctr = 7 - 8% 

- cho than bán antraxit:  Ctr = 4 - 5% 

- cho than bitum và á bitum: Ctr = 2 - 3% 

Nếu giảm được hàm lượng cacbon trong tro xuống dưới 5% thì tro của NMNĐ (với số lượng cực lớn, hàng chục triệu tấn) có thể dùng làm nguyên liệu tốt để sản xuất vật liệu xây dựng.

Mỗi NMNĐ có đặc điểm thiết bị và loại than sử dụng riêng, vì vậy việc nghiên cứu đốt than trộn cần thực hiện cho riêng từng NMNĐ. Đề nghị trong các năm 2016 - 2017, cần thực hiện nghiên cứu đốt than trộn ổn định cho 2 - 4 NMNĐ với việc đốt than trộn ở một tỷ lệ trộn nào đó được chọn trong một thời gian đủ dài để thực hiện được đầy đủ các chế độ thí nghiệm, đủ điều kiện để đánh giá hiệu quả kỹ thuật và kinh tế của việc đốt than trộn. Có các biện pháp và chủ trương để tất cả các NMNĐ đốt than dùng lò hơi đốt than bột, lò hơi đốt lớp sôi đang sử dụng than antraxit nội địa và các NMNĐ được thiết kế hoặc đang sử dụng than nhập khẩu cần chuyển sang nghiên cứu để đốt than trộn giữa than nội địa và than nhập khẩu, như là một loại than thiết kế mới nhằm mục đích: cải thiện chất lượng than và quá trình đốt cháy than, nâng cao hiệu suất lò hơi đối với những NMNĐ nguyên được thiết kế đốt than antraxit, giảm chi phí nhiên liệu và tăng độ an ninh năng lượng trong sản xuất điện theo hướng giảm tỷ lệ than bitum nhập khẩu và thay bằng than antraxit nội địa đối với những NMNĐ nguyên được thiết kế đốt than nhập khẩu. Từ kết quả đốt than trộn của từng NMNĐ, mỗi NMNĐ sẽ xác định ra một loại than là than sử dụng lâu dài của NMNĐ coi là than thiết kế mới, từ đó xây dựng các chỉ tiêu KTKT của NMNĐ. Từ đặc tính than đã xác định được của từng NMNĐ, sẽ xây dựng được quy hoạch cung cấp than ổn định và lâu dài ở quy mô quốc gia.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14785/2018) tại Cục Thông tin KH&CN Quốc gia.

P.T.T (NASATI)