NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ( DÙNG NGUYÊN LIỆU THAN )
Một nhà máy nhiệt điện than gồm có hai cụm thiết bị chính là cụm lò hơi để sản xuất ra hơi nước và cụm tua bin-máy phát để biến đổi nhiệt năng của dòng hơi thành điện năng. Ngoài ra còn có thêm lò hơi phụ trợ phục vụ cho khởi động nhà máy, hệ thống nước làm mát, hệ thống chuẩn bị nhiên liệu (kho than, băng chuyền, máy nghiền than), hệ thống sản xuất khí nén, hệ thống thu hồi tro bay, gom xỉ đáy lò, lọc bụi và xử lý khói thải…
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
Mô hình nhà máy nhiệt điện than
Nguyên lý hoạt động của nhà máy điện than
Giới thiệu Dự án nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch 1
I. NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN QUẢNG TRẠCH 1.
* Thông số kỹ thuật chính của nhà máy như sau:
– Công suất tinh nhà máy : khoảng 1.200MW
– Số tổ máy : 02 tổ
– Cấu hình một tổ máy : 01 Lò hơi+01 Tuabin+01 Máy phát
– Kiểu lò hơi: Lò hơi trực lưu sử dụng công nghệ than phun(PC) đốt trực tiếp, với thông số hơi siêu tới hạn (SC)
– Thời gian vận hành tương đương công suất đặt: 6.500 giờ/năm
– Điện năng sản xuất hàng năm : khoảng 8,432 tỷ kWh
– Điện tự dùng : 7,49%
– Hiệu suất thô nhà máy : 41,09%(nhiệt trị cao)
– Nhiên liệu sử dụng
+ Nhiên liệu chính : Than Bitum/Á Bitum nhập khẩu
+ Nhiên liệu phụ : Dầu DO khởi động lò hoặc đốt kèm khi vận hành lò hơi ở phụ tải thấp
– Nước làm mát : Sử dụng nước biển
– Nước ngọt: Cấp từ hồ vực tròn cách nhà máy khoảng 17 km
– Cấp điện áp đấu nối với hệ thống điện quốc gia: 500kV
* So sánh công nghệ sử dụng cho NMNĐ Quảng Trạch I.
Nhà máy Nhiệt điện Quảng Trạch I sử dụng công nghệ lò hơi tiến tiến trên thế giới hiện nay, đó là công nghệ siêu tới hạn SC (Super Critical). So với công nghệ lò hơi dưới tới hạn Sub-SC, công nghệ lò hơi siêu tới hạn SC có các ưu điểm như bảng tổng hợp sau:
Sơ đồ khối Nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch I
II. CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG BỀN VỮNG TẠI NMNĐ Quảng trạch 1.
Báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) Dự án NMNĐ Quảng Trạch I đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường phê duyệt tại quyết định số 303/QĐ-BTNMT, ngày 29/01/2018.NMNĐ Quảng Trạch I sử dụng công nghệ tiên tiến – công nghệ siêu tới hạn (SC) giúp nhà máy đạt được được hiệu suất cao (cao hơn khoảng 3%-5% so với công nghệ cận tới hạn đang được sử dụng cho một số NMNĐ như Nghi Sơn I, Vĩnh Tân 2…) và lượng phát thải CO2, SOx và NOx thấp hơn. Đồng thời nhà máy sẽ đầu tư lắp đặt các hệ thống xử lý khói thải, nước thải và xử lý tro xỉ với công nghệ tiên tiến nhất, hạn chế tối đa sự phát thải ra môi trường, đảm bảo tuân thủ một cách nghiêm ngặt các quy định, tiêu chuẩn về bảo vệ mội trường Việt Nam hiện hành.
1. Công nghệ xử lý khói thải
Trong quá trình vận hành, khói thải của nhà máy sẽ được khử bụi, khí NOx và khí SO2 trước khi đưa ra bên ngoài.
Sơ đồ bố trí hệ thống xử lý khí thải như sau:
Bảng thông số nồng độ các chất phát thải tại NMNĐ Quảng Trạch I
a. Hệ thống khử bụi tĩnh điện
Nhà máy Nhiệt điện Quảng Trạch I lắp đặt hệ thống lọc khử bụi tĩnh điện ESP (Electrostatic Pricipitator) với hiệu suất khử bụi lớn hơn 99,2% và bảo đảm nồng độ bụi ở đầu ra bộ khử bụi <49,32mg/Nm3 đáp ứng QCVN 22:2009/BTNMT.
Cấu tạo hệ thống khử bụi tĩnh điện
Ø Nguyên lý làm việc của hệ thống ESP
Dòng khói từ lò hơi đi vào 2 bộ khử bụi tĩnh điện ghép sát nhau, mỗi bộ có 4 trường, trong mỗi trường có các cực lắng và cực phóng ion hóa các hạt bụi. Bụi được tích tụ tại các cực lắng và rơi xuống phễu chứa bên dưới nhờ hệ thống búa gõ định kỳ. Bên dưới phễu chứa có hệ thống gió sấy tầng sôi để đảm bảo chống tắc hệ thống trong quá trình gom thu bụi về phễu chứa nhà máy.
Khói ra khỏi bộ sấy không khí được đưa đến các bộ khuếch tán để đảm bảo dòng khói được phân bố đều trên toàn bộ tiết diện ngang của bộ lọc bụi, tối ưu hóa khả năng thu hồi bụi.
b. Hệ thống khử SO2 trong khói thải
Nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch I sử dụng hệ thống SWFGD (Sea Water Flue Gas Desulfurization) sử dụng nước biển để khử SOx với hiệu suất khử > 90,65% đảm bảo hàm lượng phát thải SOx dưới 229,8 mg/Nm3 đạt tiêu chuẩn QCVN 22:2009/BTNMT.
Sơ đồ công nghệ hệ thống SWFGD khử SO2 bằng nước biển
Ø Mô tả công nghệ khử SO2
Nước biển có độ kiềm tự nhiên và một số đặc tính thủy hóa nhất định nên được dùng để khử lưu huỳnh trong khói thải. Công nghệ khử lưu huỳnh bằng nước biển thích hợp cho những nhà máy điện gần biển như NMNĐ Quảng Trạch I.
Khói thải từ lò sau khi đi qua bộ lọc bụi ESP được quạt tăng áp thổi qua bộ trao đổi nhiệt khói – khói để làm nguội trước khi đi vào tháp hấp thụ.Nước biển thải ra từ hệ thống nước làm mát được dẫn đến bể chứa nước của trạm bơm nước cho tháp hấp thụ, bể sục khí và hòa trộn. Nước biển từ bể chứa nước sẽ được bơm lên đỉnh của tháp hấp thụ và được phun thành những hạt nhỏ. Các hạt nước biển sau khi đi qua tháp sẽ hấp thụ SOx và tự chảy xuống bể hòa trộn và sục khí. Tại bể sục khí, nước biển ra từ tháp hấp thụ sẽ hòa trộn thêm với một lượng nước biển mới từ hệ thống nước làm mát nhằm trung hòa lượng nước biển ra từ tháp hấp thụ. Ngoài ra, không khí được bơm vào nhằm oxid hóa các ion HSO3- và SO2- thành (SO4)2- và giúp các phân tử khí CO2 dễ thoát ra ngoài khí quyển nhằm làm tăng độ pH > 5 trước khí thải ra ngoài ( SO42- là gốc tự do không ảnh hưởng đến môi trường biển). Nước từ bể sục khí trước khi thải ra ngoài được hòa lẫn thêm với khối lượng nước thải làm mát còn lại nhằm làm tăng độ pH (5,5-9,0:QCVN 40:2011/BTNMT).
Cơ chế phản ứng được mô tả như sau:
① SO2(khí) hòa tan SO2(nước)
② SO2 + H2O = H2SO3
③ H2SO3 H+ + HSO3- 2H+ + SO32-
④ SO32- + O2 (nước) 2SO42-
- Hệ thống khử NOx
Nhà máy Nhiệt điện Quảng Trạch I áp dụng công nghệ khử NOx hiện đại đảm bảo nồng độ NOx đầu ra <231,2mg/ Nm3 đạt tiêu chuẩn QCVN 22:2009/BTNMT. Công nghệ khử NOx được chia thành biện pháp khử sơ cấp và biện pháp khử thứ cấp. Biện pháp sơ cấp là khống chế việc tạo thành NOx trong quá trình cháy của buồng đốt lò hơi và biện pháp thứ cấp là lắp đặt hệ thống khử NOx công nghệ chọn lọc xúc tác SCR (Selective Cathalytic Reduction) trên đường khói thoát.
Biện pháp xử lý sơ cấp:
Biện pháp xử lý sơ cấp là lắp đặt các vòi đốt NOx thấp (Low NOx Burner) ở buồng đốt. Trong quá trình đốt cháy nhiên liệu. Ở nhiệt độ cao (>16000C) Nitơ trong trong khí sẽ phản ứng với Oxy để tạo ra NOx nhiệt (Thermal NOx). Nhiệt độ ngọn lửa càng cao thì phản ứng tạo ra NOx nhiệt xảy ra càng mạnh. Vòi đốt NOx thấp được thiết kế để điều tiết việc hòa trộn không khí và nhiên liệu ở mỗi đầu đốt theo tỷ lệ thích hợp, tạo ra nhiều ngọn lửa nhánh và lớn hơn làm giảm nhiệt độ của ngọn lửa đỉnh giúp hạn chế đáng kể sự hình thành NOx nhiệt so với vòi đốt truyền thống.
Cơ chế hoạt động của vòi đốt NOx thấp
Ø Biện pháp xử lý thứ cấp: lắp đặt hệ thống khử NOx bằng công nghệ SCR trên đường khói thoát:
Sơ đồ bố trí bộ khử NOx công nghệ SCR
Hệ thống khử NOx công nghệ SCR dùng Amoniac để chuyển khí NOx(NO, NO2) thành khí N2 tự nhiên. Nguyên lý khử NOx theo cơ chế phản ứng như sau:
Nguyên lý khử NOx bằng công nghệ SCR
2. Công nghệ xử lý tro xỉ:
Sơ đồ công nghệ hệ thống thải xỉ thủy lực NMNĐ Quảng Trạch I
Tro xỉ của nhà máy nhiệt có thể được tận dụng làm vật liệu xây dựng, vật liệu san lấp. Hiện nay đã được các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng địa phương (Công ty xi măng Sông Gianh; Văn Hóa…) cam kết tiêu thụ.Trong trường hợp không tiêu thụ hết, phần còn lại được vận chuyển ra bãi xỉ bằng phương pháp thải tro xỉ kiểu thủy lực bằng đường ống kín, đồng thời bãi xỉ luôn trong tình trạng ẩm ướt, tránh tuyệt đối hiện tượng bụi xỉ, tro bay phát tán ra môi trường xung quanh.Tro bay và xỉ đáy lò được bơm đến bể bùn xỉ dưới dạng bùn loãng. Từ bể bùn xỉ, tro xỉ được bơm ra ngoài bãi xỉ bằng 2 đường ống (1 làm việc, 1 dự phòng). Trong trường hợp này, nước thải xỉ sẽ được thu hồi tại bãi xỉ để đưa trở lại bể nước xỉ để tiết kiệm nguồn nước ngọt. Nguồn nước thải sau xử lý của dây chuyền xử lý nước thải cũng được đưa đến bể nước xỉ.Bãi xỉ có diện tích trong lòng khoảng 32ha, được bao xung quanh được bởi đập cao 10m. Kết cấu đáy bãi xỉ và mái đập phía trong lòng bãi thải xỉ bao gồm các lớp: Lớp đất cấp phối, Lớp màng chống thấm HDPE, Lớp màng sét chống thấm GCL, Lớp đất nền đầm chặt. Do vậy đảm bảo tro xỉ được lưu chứa trong bãi xỉ cũng như không bị rò rỉ nước thải xỉ ra môi trường bên ngoài.
3. Công nghệ xử lý nước thải:
Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy
Nhà máy trang bị hệ thống xử lý nước thải với công nghệ hiện đại nhất hiện nay. Nước thải nhà máy được thu gom về hệ thống xử lý, được xử lý bằng các biện pháp cơ hóa lý (lắng, lọc, sục hóa chất, keo tụ, cân bằng PH…) sau khi đạt Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT được tái sử dụng cho mục đích khác trong nhà máy (phun dập bụi, vận chuyển tro xỉ…) phần còn lại đưa chuyển tới bể sục khí trước khi đưa ra môi trường.
Ø Đối với nước làm mát:
Nhà máy được thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống lấy và xả nước làm mát đảm bảo chênh lệch nhiệt độ nước làm mát đầu ra không quá +7,450C so với nhiệt độ nước làm mát đầu vào (đáp ứng QCVN 40:2011/BTNMT) và hàm lượng Clo dư ≤ 1mg/l, không làm tác động xấu đến hệ sinh thái thủy sinh, các hoạt động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, đời sống và sinh kế của dân cư trong khu vực dự án và dự án lân cận.
4. Công nghệ kiểm soát chất lượng phát thải của nhà máy:
NMNĐ Quảng Trạch I lắp đặt hệ thống giám sát quan trắc môi trường liên tục 24/24h để giám sát chất lượng nước thải và khí thải trong quá trình vận hành:
Ø Giám sát nước thải làm mát:
+ Vị trí giám sát: tại vị trí cửa xả nước làm mát;
+ Thông số giám sát: pH, nhiệt độ, Clo dư;
+ Tiêu chuẩn tuân thủ: QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốcgia về nước thải công nghiệp.
Ø Giám sát khí thải:
+ Vị trí giám sát: tại ống khói
+ Thông số giám sát: lưu lượng, nhiệt độ, bụi tổng, SO2, NOx (tính theoNO2), O2;
+ Tiêu chuẩn tuân thủ: QCVN 22:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia về khí thải công nghiệp nhiệt điện (với Kv= 1 và Kp=0,7).
Các thông số dữ liệu về chất lượng khí thải, nước thải được hệ thống giám sát quan trắc môi trường liên tục cập nhật liên tục và được:
* Truyền về Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Bình 24/24h để theo dõi, giám sát liên tục.
* Hiển thị trên màn hình lớn đặt tại cổng nhà máy để mọi người dân sinh sống trong khu vực lân cận nhà máy có thể theo dõi và giám sát.
* Ngoài ra nhà máy cũng sẽ thiết kế trang web cập nhật liên tục các thông số quan trắc môi trường để mọi người dân có thể truy cập, theo dõi online.
Sơ đồ hệ thống quan trắc khí thải (CEMS)
Hình minh họa: Các thông số quan trắc môi trường được cập nhật và hiển thị trên trang web
https://online-evnthaibinh.vietan-software.com/ và màn hình lớn đặt tại cổng hàng rào của NMNĐ Thái Bình I.
Kết luận: Với việc áp dụng công nghệ nhiệt điện than tiên tiến nhất hiện nay là công nghệ siêu tới hạn (SC) và các công nghệ xử lý khói thải hiện đại (công nghệ khử bụi tĩnh điện ESP, khử NOx bằng công nghệ SCR và khử SO2 bằng công nghệ SWFGD ). Thông số nồng độ chất phát thải tại NMNĐ Quảng Trạch I thấp hơn rất nhiều so với QCVN 22:2009/BTNMT. Trong quá trình vận hành các thông số dữ liệu về chất lượng khí thải, nước thải được hệ thống giám sát quan trắc môi trường online cập nhật liên tục và được truyền về Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Bình theo dõi, giám sát 24/24h.
III. HIỆU QUẢ KINH TẾ XÃ HỘI VÀ TÁC ĐỘNG TÍCH CỰC CỦA DỰ ÁN.
Việc đầu tư xây dựng Nhà máy nhiệt điện Quảng Trạch I thuộc Trung tâm Điện lực Quảng Trạch mang lại nhiều tác động tích cực như sau:
– Đảm bảo an ninh năng lượng cho nền kinh tế quốc dân, làm tăng độ an toàn và ổn định cho hệ thống lưới điện Quốc gia, đáp ứng quy hoạch điện VII điều chỉnh.
– NMNĐ Quảng Trạch I có ý nghĩ vô cùng to lớn đối với khu vực nói chung và tỉnh Quảng Bình nói riêng. Với quy mô đầu tư lớn, dự án sẽ là cơ sở thuận lợi để phát triển nhiều ngành kinh tế dịch vụ trong vùng, các ngành công nghiệp hỗ trợ, vật liệu xây dựng, cơ khí, dịch vụ… của tỉnh.
– Trong giai đoạn đầu tư xây dựng cao điểm có thể thu hút khoảng hơn 4.000 lao động trực tiếp và hàng nghìn lao động khác trong các lĩnh vực dịch vụ, vật liệu xây dựng, vận chuyển… Bên cạnh đó nhân lực để phục vụ công tác quàn lý vận hành cho cả 02 nhà máy dự kiến khoảng 1000 người, tạo điều kiện giải quyết công ăn việc làm cho lao động tại địa phương, đặc biệt là lao động có trình độ cao.
– Khi Nhà máy Nhiệt điện Quảng Trạch I đi vào vận hành sẽ đóng góp vào ngân sách của tỉnh Quảng Bình khoảng 1.200 tỷ đồng/năm (cả 02 nhà máy khoảng 2.400 tỷ đồng).
( trích lược website QB)