BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ NÂNG CAO
HIỆU SUẤT CHÁY CỦA LÒ HƠI ĐỐT THAN CÓ ĐỘ
TRO CAO, CHẤT BỐC THẤP
Giảng viên hướng dẫn

: ThS. PHÙNG ANH XUÂN

Sinh viên thực hiện

: VŨ BÌNH MINH

Mã sinh viên

: 1481910051

Ngành

: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành

: NHIỆT ĐIỆN

Lớp

: Đ9 - NHIỆT

Khóa

: 2014 - 2019

Hà Nội, tháng 12 năm 2018


BỘ CÔNG THƯƠNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Độc lập- Tự do- Hạnh phúc

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: VŨ BÌNH MINH
Lớp: Đ9 - Nhiệt

Khóa: 2014 - 2019

Chuyên ngành đào tạo: Nhiệt điện

Hệ đào tạo: Đại học chính quy

1. Đề tài đồ án:
Nghiên cứu giải pháp công nghệ nâng cao hiệu suất cháy của lò hơi đốt than có độ
tro cao, chất bốc thấp.
2. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

Tính cấp thiết của đề tài.
Nghiên cứu lý thuyết tầng sôi.
Tính toán nhiệt và thiết kế buồng lửa.
Thiết kế ghi phân phối gió.
3. Ngày giao đề tài đồ án: 01/10/2018
4. Ngày nộp quyển: 26/12/2018
Hà Nội, ngày 26 tháng 12 năm 2018
TRƯỞNG KHOA

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG

ThS. PHÙNG ANH XUÂN

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lượng không thể thiếu đối với đời sống con người
cũng như là sự phát triển kinh tế xã hội đối với mỗi quốc gia. Trong cơ cấu ngành điện
nước ta xét đến năm 2030 thì Nhiệt điện vẫn được chú trọng phát triển và chiếm tỷ
trọng cao. Trong nhà máy nhiệt điện đốt than, lò hơi là một thiết bị rất quan trọng để
sản xuất ra điện, và hiện nay thì các nhà máy nhiệt điện than chủ yếu sử dụng lò than
phun. Đối với công nghệ lò đốt này, đòi hỏi than đầu vào phải có chất lượng cao và
cần phải có những thiết bị phía đuôi lò để hấp thu một lượng phát thải lớn khí độc hại
ra môi trường.


Ngày nay, do sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, cũng như nhu cầu cuộc
sống sinh hoạt của người dân tăng cao nên việc sử dụng năng lượng điện ngày càng
tăng, đòi hỏi phải tăng nguồn nhiên liệu đầu vào cho các nhà máy nhiệt điện, nhằm
đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng trong nước. Tuy nhiên thì nguồn than chất lượng

tốt được khai thác nhiều năm từ các mỏ đang dần cạn kiệt, trong khi một lượng lớn
than chất lượng kém được khai thác chưa có những phương thức sử dụng hiệu quả.
Trên thế giới đã có các nhà máy nhiệt điện than sử dụng lò tầng sôi tuần hoàn đốt
các loại than xấu này với hiệu quả cao, cũng như là đảm bảo được các tiêu chuẩn khắt
khe về phát thải khí độc hại ra môi trường. Nhìn chung công nghệ lò hơi tầng sôi tuần
hoàn vẫn còn khá mới mẻ ở VN và chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài, nên việc
nghiên cứu về tính năng và phương thức vận hành của lò hơi tầng sôi tuần hoàn hiện
nay mang tính cấp thiết, từ đó làm tiền đề cho việc nghiên cứu tính toán để thiết kế lò
hơi tầng sôi tuần hoàn.
Đồ án tốt nghiệp “Nghiên cứu giải pháp công nghệ nâng cao hiệu suất cháy của lò
hơi đốt than có độ tro cao, chất bốc thấp” được thực hiện trong 7 chương, nhằm mục
đích nghiên cứu phương pháp đốt tầng sôi được áp dụng cho các loại nhiên liệu có độ
tro cao và chất bốc thấp giúp hiểu sâu hơn về phương pháp tính nhiệt, thiết kế và tính
ưu việt của lò hơi tầng sôi tuần hoàn.
Nội dung của luận văn được trình bày thành các chương như sau:
Chương 1: Tính cấp thiết của đề tài.
Tìm hiểu thực trạng nguồn năng lượng của Việt Nam, các công nghệ đốt, ưu điểm
của công nghệ đốt tầng sôi.
Chương 2: Giới thiệu về lò tầng sôi.
Tổng quan về lò tầng sôi, những ưu điểm, hạn chế và những loại lò tầng sôi thông
dụng.
Chương 3: Tính toán quá trình của nhiên liệu.
Tính toán nhiệt và tiêu hao nhiên liệu của lò hơi tầng sôi 180 t/h.
Chương 4: Thiết kế buồng lửa.
Thiết kế sơ bộ lò hơi tầng sôi công suất 180 t/h gồm xác định kích thước, xác định
diện tích, đặc tính giàn ống sinh hơi, tính cân bằng nhiệt buồng lửa.
Chương 5: Tính toán, thiết kế các bộ trao đổi nhiệt.
Tính toán thiết kế dàn pheston, các bộ quá nhiệt nửa bức xạ, cấp 1, cấp 2; các bộ
hâm nước cấp 1, cấp 2; các bộ sấy không khí cấp 1, cấp 2.



Chương 6: Thiết kế ghi phân phối gió.
Tính toán ghi phân phối gió cho lò hơi tầng sôi công suất 180t/h.
Chương 7: Kết quả, đánh giá và kết luận.

LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới ThS. Phùng Anh Xuân, người đã tận tình
chỉ bảo và hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Em xin cảm ơn các thầy cô, Ban Giám hiệu nhà trường đã tạo cho em những điều
kiện tốt nhất để em có thể học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Điện Lực.
Bản đồ án hoàn thành, nhưng chắc chắn còn nhiều thiếu sót về nội dung chuyên
môn cũng như trình bày. Em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của thầy cô và
các bạn. Qua đây em cũng mong rằng trong thời gian tới sẽ luôn nhận được những ý
kiến và góp ý quý báu của các thầy cô để chúng em ngày càng trưởng thành hơn trong
lĩnh vực chuyên ngành.
Em xin chân thành cảm ơn.

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án này là do em tự tính toán thiết kế và nghiên cứu dưới
sự hướng dẫn của thầy giáo ThS. Phùng Anh Xuân.
Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài
liệu tham khảo, ngoài ra em không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được
ghi.
Nếu sai, em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Sinh viên thực hiện

Vũ Bình Minh

NHẬN XÉT
(Của giảng viên hướng dẫn)

………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………


…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………
Giảng viên hướng dẫn

NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………


…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
……………………………
Giảng viên phản biện


Mục Lục
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................
CHƯƠNG I: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.......................................................1

1.1 Tình hình khai thác và sử dụng nhiên liệu ở Việt Nam........................................1
1.2 Tình trạng ô nhiễm môi trường ở nước ta............................................................6
1.3 Phân loại lò hơi....................................................................................................7
1.3.1 Lò hơi ống lửa.........................................................................................7
1.3.2 Lò hơi ống nước......................................................................................8
1.3.3 Buồng lửa đốt nhiên liệu theo tầng (buồng lửa ghi)................................9
1.3.4 Buồng lửa đốt thủ công, nhiên liệu nằm cố định trên ghi.( Buồng lửa ghi
cố định).................................................................................................................9
1.3.5 Buồng lửa ghi có lớp nhiên liệu chuyển động tương đối trên ghi..........10
1.3.6 Lò hơi buồng lửa tầng sôi......................................................................15
1.3.7 Lò hơi buồng lửa phun................................................................17
1.3.8 Buồng lửa phun đốt than bột thải xỉ khô:..............................................18
1.3.9 Lò hơi buồng lửa phun đốt than bột, thải xỉ lỏng:.................................19
CHƯƠNG 2: LÒ TẦNG SÔI................................................................................25
2.1 Giới thiệu về lò tầng sôi.....................................................................................25
2.1.1 Tổng quan về lò tầng sôi.......................................................................25
2.1.2 Cháy nhiên liệu trong lớp sôi................................................................25
2.1.3 Hệ thống phân phối gió:........................................................................28
2.1.4 Xả tro....................................................................................................29
2.1.5 Phân ly tro tuần hoàn nhiệt độ cao và hồi lưu tro về buồng đốt:...........30
2.2 Những ưu điểm và hạn chế của lò tầng sôi........................................................32
2.2.1 Ưu điểm:...............................................................................................32
2.2.2 Những hạn chế :....................................................................................35
2.3 Một số loại lò hơi tầng sôi phổ biến hiện nay....................................................36


2.3.1 Lò hơi tầng sôi tuần hoàn kiểu Lurgi Đức (Công ty Lurgi Đức)...........36
2.3.2. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn kiểu Pyroflow..............................................37
2.3.3. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn của Công ty tập đoàn Alstom điện khí thông
dụng Pháp............................................................................................................40

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU.................41
3.1. Các thông số thiết kế.........................................................................................41
3.2. Cấu tạo tổng thể của lò hơi...............................................................................41
3.3. Thể tích không khí và sản phẩm cháy...............................................................42
3.3.1. Lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg than...................43
3.3.2. Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết (Hệ số không khí thừa  = 1)..........43
3.3.3. Xác định hệ số không khí thừa.............................................................43
3.3.4. Thể tích không khí và sản phẩm cháy thực tế.......................................44
3.4. Entanpi của không khí và sản phẩm cháy.........................................................46
3.4.1. Entanpi của sản phẩm cháy lí thuyết ..................................................46
3.4.2. Entanpi không khí lí thuyết..................................................................47
3.4.3. Entanpi của khói thực tế.......................................................................47
3.5. Tính cân bằng nhiệt...........................................................................................50
3.5.1. Lượng nhiệt đưa vào lò hơi..................................................................50
3.5.2. Hiệu suất thu hồi của xyclone..............................................................50
3.5.3. Xác định các tổn thất của lò hơi...........................................................50
3.6. Lượng nhiệt sử dụng có ích..............................................................................52
3.7. Lượng tiêu hao nhiên liệu.................................................................................53
3.8. Nhiệt thế thể tích buồng lửa..............................................................................53
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ BUỒNG LỬA..............................................................57
4.1. Xác định kích thước các cạnh của tiết diện ngang buồng lửa............................57
4.2. Xác định diện tích buồng lửa............................................................................57
4.2.1. Diện tích tường bên..............................................................................57
4.2.2. Diện tích tường trước...........................................................................57


4.2.3. Diện tích tường sau..............................................................................57
4.2.4. Diện tích cửa thoát...............................................................................57
4.2.5. Diện tích toàn buồng lửa......................................................................58
4.2.6. Thể tích buồng lửa tính toán.................................................................58

4.3. Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi...............................................................58
4.3.1. Số ống sinh hơi của tường trước và tường sau.....................................59
4.3.2. Số ống sinh hơi của tường bên.............................................................59
4.3.3. Hệ số bức xạ của dàn ống.....................................................................59
4.4. Tính trao đổi nhiệt trong buồng lửa..................................................................59
4.5. Tính cân bằng nhiệt buồng lắng........................................................................62
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CÁC BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT.......................................63
5.1. Thiết kế bộ quá nhiệt nửa bức xạ......................................................................63
5.1.1. Chọn các thông số................................................................................63
5.1.2. Tính cân bằng nhiệt của BQN nửa bức xạ............................................65
5.2. Thiết kế dãy pheston.........................................................................................67
5.2.1. Chọn các thông số................................................................................67
5.2.2. Tính cân bằng nhiệt..............................................................................69
5.3. Phân phối nhiệt các bề mặt đốt.........................................................................72
5.3.1. Bộ quá nhiệt cấp 2................................................................................72
5.3.2. Bộ quá nhiệt cấp 1................................................................................73
5.3.3. Bộ hâm nước cấp 2 và cấp 1................................................................73
5.3.4. Bộ sấy không khí cấp 1, cấp 2..............................................................74
5.4. Thiết kế bộ quá nhiệt cấp 2...............................................................................75
5.4.1. Chọn các thông số................................................................................75
5.4.2. Tính cân bằng nhiệt..............................................................................76
5.5. Thiết kế bộ quá nhiệt cấp 1...............................................................................79
5.5.1. Chọn các thông số................................................................................79


5.5.2. Tính cân bằng nhiệt..............................................................................81
5.6. Thiết kế bộ hâm nước cấp 2..............................................................................84
5.6.1. Chọn các thông số................................................................................84
5.6.2. Tính cân bằng nhiệt..............................................................................85
5.7. Thiết kế bộ sấy không khí cấp 2........................................................................88

5.7.1. Chọn các thông số................................................................................88
5.7.2. Tính cân bằng nhiệt..............................................................................89
5.8. Thiết kế bộ hâm nước cấp 1..............................................................................91
5.8.1. Chọn các thông số...............................................................................91
5.8.2. Tính cân bằng nhiệt..............................................................................93
5.9. Thiết kế bộ sấy không khí cấp 1........................................................................95
5.9.1. Chọn các thông số................................................................................95
5.9.2. Tính cân bằng nhiệt..............................................................................97
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ GHI PHÂN PHỐI GIÓ................................................100
6.1. Tính vận tốc không khí...................................................................................100
6.2. Kiểm tra điều kiện tạo sôi...............................................................................100
6.3. Vận tốc giới hạn dưới......................................................................................100
6.4. Vận tốc giới hạn trên.......................................................................................101
6.5. Tính toán tốc độ làm việc tối ưu.....................................................................102
6.6. Tính toán độ rỗng của lớp sôi..........................................................................102
6.7. Tính thiết kế....................................................................................................102
6.8. Tính kiểm tra bộ phân phối khí.......................................................................104
CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN.....................................107
7.1. Kết quả............................................................................................................ 107
7.2. Đánh giá..........................................................................................................107
7.3. Kết luận........................................................................................................... 108
7.4. Đề xuất............................................................................................................ 108


PHỤ LỤC............................................................................................................110
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................135

DANH MỤC CÁC BẢNG
STT


Tên bảng

Trang

1

Bảng 1.1. Cân bằng nhu cầu năng lượng sơ cấp giai đoạn 20152030

2

2

Bảng 1.2. Tổng hợp khả năng khai thác than đến năm 2030

4

3

Bảng 3.1. Thành phần nhiên liệu

41

4

Bảng 3.2. Giá trị không khí lọt vào đường khói

44

5


Bảng 3.3. Hệ số không khí thừa

45

6

Bảng 3.4. Các thông số khói thải

45

7

Bảng 3.5. Đặc tính sản phẩm cháy

48

8

Bảng 3.6. Entanpi của sản phẩm cháy

49

9

Bảng 3.7. Cân bằng nhiệt và tính tiêu hao nhiên liệu

54

10


Bảng 4.1. Đặc tính cấu tạo dàn ống sinh hơi

58

11

Bảng 6.1. Tính kiểm tra ghi đốt

103

DANH MỤC CÁC HÌNH
STT

Tên hình

Trang

1

Hình 1.1. Lò hơi ống lửa

8

2

Hình 1.2. Lò hơi ống nước

8

3


Hình 1.3. Buồng lửa ghi thủ công

10

4

Hình 1.4. Buồng đốt có ghi nghiêng có đục lỗ

12

5

Hình 1.5. Buồng lửa ghi nghiêng dồn cấp

14

6

Hình 1.6. Buồng lửa ghi có tấm cời lửa

14

7

Hình 1.7. Sơ đồ nguyên lý buồng lửa ghi xích

15



8

Hình 1.8. Lò hơi tầng sôi bong bóng

17

9

Hình 1.9. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn khí

18

10

Hình 1.10. Lò hơi buồng lửa phun than bột, thải xỉ khô

20

11

Hình 1.11. Sơ đồ buồng lửa 1 buồng ( không hở ) thải xỉ lỏng

21

12

Hình 2.1. Buồng lửa tầng sôi

26


13

Hình 2.2. Sự thay đổi áp suất khói theo chiều cao lớp sôi

27

14

Hình 2.3. Sự thay đổi nồng độ các chất khí trong lớp sôi và nhiệt
độ theo chiều cao lớp sôi

27

15

Hình 2.4. Hộp gió kiểu ghi và các nấm gió

29

16

Hình 2.5. Phân phối gió và bố trí thải tro xỉ

30

17

Hình 2.6. Nguyên lý hoạt động của bộ phân ly tro

31


18

Hình 2.7. Sơ đồ bố trí phân ly tro nhiều cấp của lò tầng sôi
Babcock thiết kế

32

19

Hình 2.8. Bố trí các tấm chữ U của bộ phân ly tro vùng của
buồng lửa

33

20

Hình 2.9. Sơ đồ bố trí lò tầng sôi tuần hoàn với bộ phân ly tro
xyclon nhiệt độ thấp của Babcock

33

21

Hình 2.10. Van hồi nhiên liệu

34

22


Hình 2.11. Kết cấu của lò tầng sôi tuần hoàn kiểu Lurgi

37

23

Hình 2.12. Lò hơi tầng sô tuần hoàn kiểu Pyroflow

39

24

Hình 3.1. Sơ đồ tổng thể lò hơi

42

25

Hình 4.1. Kích thước buồng lửa

57

26

Hình 5.1. Cấu tạo bộ quá nhiệt nửa bức xạ

62

27


Hình 5.2. Bố trí dãy pheston

67

28

Hình 5.3. Bố trí bộ quá nhiệt cấp 2

74

29

Hình 5.4. Bố trí bộ quá nhiệt cấp 1

79

30

Hình 5.5. Bố trí bộ hâm nước cấp 2

83

31

Hình 5.6. Bố trí bộ sấy không khí cấp 2

87

32


Hình 5.7. Bố trí bộ hâm nước cấp 1

91

33

Hình 5.8. Bố trí bộ sấy không khí cấp 1

94

34

Hình 6.1. Cấu tạo ghi phân phối gió và dàn nấm gió hình mũi tên

102


KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu

Ý nghĩa

1

CFB

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn


2

PC

Lò than phun

3

Ar

Tiêu chuẩn acsimet

4

Trọng lượng riêng của hạt vật liệu

5

Trọng lượng riêng của không khí

6

BQN2

Bộ quá nhiệt cấp 2

7

BQN1


Bộ quá nhiệt cấp 1

8

BHN2

Bộ hâm nước cấp 2

9

BHN1

Bộ hâm nước cấp 1

10

BSKK2

Bộ sấy không khí cấp 2

11

BSKK1

Bộ sấy không khí cấp 1

12

NMNĐ


Nhà máy nhiệt điện

13

TKV

Tập Đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam

14

ĐBSH

Đồng Bằng Sông Hồng

15

Tr.t

Triệu tấn


CHƯƠNG I: TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.1 Tình hình khai thác và sử dụng nhiên liệu ở Việt Nam.
Tiến trình lịch sử nhân loại đã thể hiện rõ năng lượng là động lực của quá trình
phát triển kinh tế và không ngừng nâng cao chất lượng cuộc sống, nhu cầu về năng
lượng đã và đang tăng trưởng với tốc độ cao. Trong quá trình phát triển, một vấn đề
lớn mang tính quốc gia và toàn cầu đang đặt ra ngày một cấp thiết, đó là với tốc độ
khai thác như hiện nay, nó làm cho nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng trở nên cạn
kiệt, trong khi các nguồn năng lượng mới thay thế còn hạn chế.
Ngày nay mọi quốc gia đều thừa nhận, để phát triển bền vững cần tuân thủ nguyên

tắc phát triển hài hòa giữa ba yếu tố: Kinh tế - Năng lượng - Môi trường. Thực tế
khủng hoảng năng lượng 1973-74 và 1980-79 và gần đây nhất là cuộc chiến ở Irac đã
xảy ra qui mô lớn, ảnh hưởng toàn cầu. Khủng hoảng năng lượng đã tác động mạnh
mẽ đến các nước nhập năng lượng, trong đó các nước đang phát triển chịu ảnh hưởng
với tốc độ khai thác của con người. Nếu không sử dụng có hiệu quả và tiết kiệm
nguồn năng lượng này thì một thời gian không xa chúng ta sẽ không còn các dạng
năng lượng hóa thạch như dầu mỏ, khí đốt, than... để sử dụng, điều này ảnh hưởng
trực tiếp đến sự phát triển kinh tế, xã hội cũng như cuộc sống con người. Do Việt Nam
đang trong quá trình công nghiệp hóa nên nhu cầu năng lượng ngày một tăng, điều
này đồng nghĩa với tốc độ khai thác các nguồn năng lượng cũng tăng. Quá trình công
nghiệp hóa nhanh chóng khiến nguồn cung năng lượng đã không bắt kịp cầu. Tổng
tiêu thụ năng lượng sơ cấp của Việt Nam giai đoạn 2000 - 2009, tăng trung bình
6,54%/năm và đạt 57 triệu TOE vào năm 2009 (trong đó, tiêu thụ than tăng trung bình
12,12%/năm, xăng dầu tăng 8,74%/năm, khí tăng 22,53%/năm, điện tăng 4,33%/năm,
đạt 74,23 tỷ kWh năm 2009). Cân bằng nhu cầu năng lượng sơ cấp của Việt Nam đến
năm 2030 (Bảng 1.1).
Tình hình sử dụng năng lượng hóa thạch ở Việt Nam:
Từ một quốc gia xuất khẩu thô năng lượng, trong tương lai, Việt Nam sẽ chuyển
sang nhập. Nguy cơ không bảo đảm an ninh năng lượng, giảm năng lực canh tranh, tụt
hậu ngày càng cao. Nước ta có khá nhiều và đa dạng các nguồn năng lượng sơ cấp:
nhiên liệu hóa thạch, sinh khối, năng lượng gió, năng lượng mặt trời... Tuy nhiên,
nguồn năng lượng chủ yếu vẫn sử dụng từ các nhiên liệu hóa thạch: than đá, dầu thô,
khí đốt... và thủy điện. Trong thế kỷ XX và thập niên đầu của thế kỷ XXI, nguồn năng
lượng này đã cơ bản đáp ứng được nhu cầu sử dụng và sản xuất nhưng đến năm 2030,
Việt Nam sẽ không còn tiềm năng thủy điện lớn vì đã khai thác hết.

1


Bảng 1.1 : Cân bằng nhu cầu năng lượng sơ cấp giai đoạn 2015-2030

Chỉ tiêu

2015

2020

2030

129,09

169,82

Tổng tiêu thụ năng lượng sơ cấp
(Mtoe)

72,77

Năng lượng sơ cấp cho sản xuất
điện(Mtoe)

30,84

46,98

64,64

92,71

Khai thác nhiên liệu hóa thạch
( Mtoe)


69,44

86,53

115,67

132,28

Than ( Mtoe)

33,0

41,25

57,75

68,75

Dầu thô ( Mtoe)

24,58

28,87

33,53

33,53

Khí ( Mtoe)


11,86

16.41

24,39

30,0

6,92

−4,34

−12,9

−32,41

176,4

310,6

470,0

650,0

Xuất - Nhập khẩu năng lượng
( Mtoe)
Sản xuất điện ( TWh)

100,8


2025

6

1

Trữ lượng than đá cũng đang cạn dần. Năm 2015, khả năng khai thác than đá đáp
ứng từ 96%-100% nhu cầu sử dụng. Năm 2020, khả năng khai thác chỉ đáp ứng được
60% và đến năm 2035, tỉ lệ này chỉ còn 34%. Theo dự báo, khả năng khai thác và sử
dụng các nguồn năng lượng sơ cấp ở Việt Nam đến năm 2050 sẽ có các chỉ số cụ thể
như sau: Sản lượng Than đá là từ 95 – 100 triệu tấn/năm (trong đó phần lớn dành cho
phát điện); dầu thô khoảng 21 triệu tấn/ năm (chủ yếu dùng để cung cấp cho các nhà
máy lọc dầu trong nước); khí đốt khoảng 16,5 tỷ m 3/năm (trong đó có khoảng 14 – 15
tỷ m3 dành cho phát điện); thủy điện khoảng 60 tỷ kWh/năm; nguồn năng lượng tái
tạo khoảng 3500 – 4000 MW.
Theo quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020, có xét đến 2030
thì vào năm 2020, Việt Nam sẽ nhập khẩu hơn 2.300 MW điện (chiếm 3,1% tổng cơ
cấu năng lượng điện), năm 2030 sẽ nhập 7.100 MW (chiếm 4,9% tổng cơ cấu năng
lượng điện).
Hiện trạng và quy hoạch phát triển nguồn than Việt Nam là nước có tiềm năng về
tài nguyên than, bao gồm: than anthracite phân bố chủ yếu ở các bể than Quảng Ninh,
Thái Nguyên, Sông Đà, Nông Sơn, với tổng tài nguyên đạt trên 18 tỷ tấn. Bể than
Quảng Ninh là lớn nhất với tài nguyên trữ lượng đạt trên 9 tỷ tấn, trong đó hơn 4 tỷ
tấn than đã được thăm dò và đánh giá đảm bảo độ tin cậy. Bể Quảng Ninh được khai
2


thác từ hơn 100 năm nay phục vụ tốt cho các nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Than á
bitum ở phần lục địa trong bể than sông Hồng tính đến chiều sâu -1700m( dưới mực

nước biển ) có tài nguyên trữ lượng đạt 36,960 tỷ tấn. Nếu tính đến độ sâu -3500m thì
dự báo tổng tài nguyên than đạt đến 210 tỷ tấn. Than bùn ( peat coal) với trữ lượng
khoảng 7 tỷ m3 chủ yếu tập trung ở đồng bằng Sông Cửu Long ( khoảng 5 tỷ tấn).Việc
tiến hành khai thác than đảm bảo cho nhu cầu sản xuất điện hiện nay chủ yếu tập trung
ở Bể than Đông Bắc ( trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh), ngoài ra có một số mỏ than ở
các tỉnh Thái Nguyên, Lạng Sơn, Nông Sơn với sản lượng 46,98 triệu tấn; 48,28 triệu
tấn và 44,33 triệu tấn, 42,85 triệu tấn than nguyên khai tương ứng với các năm 2010,
2011 và 2012, 2013. Kế hoạch dài hạn của nghành than phấn đấu đến năm 2015 sản
lượng than thương phẩm đạt 55 triệu tấn ( thực tế điều chỉnh chỉ đạt 46 triệu tấn ) và
khoảng 60-65 triệu tấn than vào năm 2020, và 66-70 triệu tấn vào năm 2025, trên 75
triệu tấn vào năm 2030, tương đối phù hợp với mục tiêu phát triển khai thác than đã
được Chính phủ phê duyệt theo Quy Hoạch Phát Triển Ngành Than ( Quy hoạch 60)
và kế hoạch sản xuất kinh doanh và đầu tư phát triển 5 năm 2011-2015 của
VINACOMIN đáp ứng tối đa nhu cầu sử dụng than trong nước, góp phần đảm bảo an
ninh năng lượng quốc gia. Tuy nhiên trong giai đoạn 2025-2030 cho thấy khả năng
khai thác và chế biến than của VINACOMIN cũng chỉ đáp ứng được 40-50% nhu cầu
than cho sản xuất điện, thực chất sản lượng than sẽ chỉ đủ cung cấp cho khoảng
12.000 MW, nghĩa là sản xuất được không quá 72 tỷ kWh mỗi năm, kể cả đến những
năm 2025-2030. Việt Nam nằm trong top những nước tiêu thụ năng lượng tương đối
lớn so với khu vực và trên thế giới. Tăng trưởng kinh tế liên tục với tốc độ khá cao
của Việt Nam giúp cải thiện mức sống của người dân và làm tăng nhu cầu sử dụng
năng lượng. Dự báo nhu cầu điện của Quy hoạch Điện VII, tăng trưởng nhu cầu năng
lượng của Việt Nam là 8,1-8,7% giai đoạn (2001-2020), trong đó năm 2010 trên 100
tỷ kWh, năm 2020 là 330-362 tỷ kWh, năm 2030 là 695-834 tỷ kWh. Nhu cầu điện
ngày càng lớn, khả năng cân đối tài chính để khai thác và chế biến 55-58 triệu tấn than
sau năm 2015 là rất khó khăn. Nhu cầu than riêng cho ngành điện vào năm 2020 với
công suất các nhà máy điện than là 36 nghìn MW để sản xuất 154,44 tỷ kWh, sẽ tiêu
thụ 67,3 triệu tấn than. Năm 2030, công suất các nhà máy nhiệt điện than là 75.748,8
MW để sản xuất 391,980 tỷ kWh, tiêu thụ tới 171 triệu tấn than. Do đó cho thấy Việt
Nam sẽ sớm trở thành quốc gia nhập khẩu than trong giai đoạn 2020.

Thực tế hiện nay toàn bộ sản lượng than khai thác bằng 2 phương pháp: lộ thiên và
hầm lò, được phân bố chủ yếu tại tỉnh Quảng Ninh, phía Bắc Việt Nam, với tỷ lệ
50/50 và tỷ lệ khai thác than hầm lò tăng lên từ năm 2014 đến 2020 sẽ chiếm tỷ lệ hơn
70% tổng sản lượng than.

3


Theo đề án mà TKV đang xây dựng đến năm 2030 với công suất dự kiến là: 136 mỏ
trong đó 68 mỏ của TKV (gồm 54 mỏ hiện có + 9 mỏ dự kiến sẽ được xây dựng ở vùng
than chưa được giao ở bể than Quảng Ninh + 5 mỏ dự kiến sẽ được xây dựng ở vùng than
chưa được giao ở bể than ĐBSH), 68 mỏ ngoài TKV. Tổng trữ lượng địa chất huy động là
7,421 tỷ tấn, tổng trữ lượng công nghiệp (khai thác được) là 5,404 tỷ tấn, trong đó của
TKV là 5,21 tỷ tấn chiếm 96%. Tổng công suất thiết kế của ngành than Việt Nam dự kiến
khoảng 144 tr.t/năm. Trong đó 68 mỏ của TKV là 133tr.t/năm chiếm 92%, 68 mỏ của các
đơn vị ngoài TKV 11 tr.t/năm chiếm 11%. Tổng sản lượng khai thác tối đa sẽ tăng từ
50tr.t năm 2010 lên 120,6tr.t năm 2013. Trong đó các mỏ dự kiến do TKV quản lý là
110,2tr.t, các mỏ khác 10,4tr.t. Tổng sản lượng tối đa của các mỏ hiện có 64tr.t chiếm
53%, các mỏ mới chưa được bàn giao ở Quảng Ninh là 23tr.t, các mỏ mới thuộc bể
ĐBSH là 25tr.t. Như vậy có tới 56tr.t chiếm 47% phải dựa vào các mỏ hoàn toàn mới,
chưa được giao và rất cần được thăm dò sớm để xác minh trữ lượng. Với trữ lượng dự
kiến sẽ được huy động và sản lượng dự kiến đến năm 2030 thì thời gian tồn tại của
các mỏ dự kiến là: Các mỏ của TKV ở bể than Đông Bắc (đã bàn giao) đến năm
2030+8; các mỏ của TKV trong nội địa (đã bàn giao) đến năm 2030+12; các mỏ than
đá của các địa phương (chưa được giao) đến năm 2030+1; các mỏ than bùn của các
địa phương (chưa được giao) đến năm 2030+11; các mỏ than của TKV ở bể than
Đông Bắc (chưa được giao) đến năm 2030+25; các mỏ than của TKV ở bể than ĐBSH
(chưa được giao) đến năm 2030+92.
Như vậy, trên các khoáng sàng (nơi tập trung một hay một số khoáng sản có ích ở
trạng thái tự nhiên có khả năng khai thác được) hiện có đã được giao cho TKV thăm

dò và đang khai thác, với tổng sản lượng dự kiến đến năm 2030 đạt 64 triệu tấn, thì
các mỏ than sẽ đóng cửa, kết thúc tồn tại vào năm 2038 ở vùng Quảng Ninh và vào
năm 2042 ở Thái Nguyên và Lạng Sơn. Nếu huy động được cả vùng than chưa được
giao, với sản lượng tối đa sau năm 2030 là 23 tr.t/năm, bể than Đông Bắc cũng chỉ kéo
dài “tuổi thọ” đến năm 2055.
Bảng 1.2. Tổng hợp khả năng khai thác than đến năm 2030
Năm

2015

2020

2025

2030

Sản lượng (triệu tấn)

55-58

60-65

66-70

Trên 75

Các mỏ đang được đầu tư đổi mới công nghệ, thiết bị và các kỹ thuật khai thác mỏ,
đặc biệt là cơ giới hóa khai thác hầm lò đã góp phần tăng sản lượng và tiết kiệm chi
phí. Đồng thời VINACOMIN đang nghiên cứu công nghệ khí hóa than ngầm, là một
quy trình công nghệ nhằm chuyển đổi than từ dạng rắn thành dạng khí và cung cấp

cho các nhà máy nhiệt điện. Với công nghệ tiên tiến này, VINACOMIN có cơ hội mở
4


rộng công tác thăm dò và khai thác trữ lượng than nằm từ độ sâu 300m xuống tới
1.200m so với mặt nước biển tại bể than Quảng Ninh, và tại bể than Đồng bằng Sông
Hồng với sự hợp tác của các nhà đầu tư nước ngoài. Năng lượng hóa thạch ở Việt
Nam chủ yếu khai thác để xuất khẩu dưới dạng thô dẫn đến hiệu quả kinh tế không
cao. Than đá khai thác chủ yếu xuất khẩu, làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện,
các ngành công nghiệp khác ở trong nước. Dầu khí vẫn chủ yếu xuất khẩu ở dạng thô,
ở nước ta mới chỉ có 1 nhà máy lọc dầu Dung Quất với công suất 6,5 triệu tấn dầu
thô/năm đáp ứng được 30% nhu cầu tiêu thụ xăng dầu trong nước...
Than ở Việt Nam khai thác gồm 3 loại chính là than cục, than xô và than cám,
trong đó các loại than chất lượng tốt như than cục 4-6 và than cám 6-9 được xuất
khẩu sang các nước như Nhật Bản, Hàn Quốc... Và hiện nay ở Việt Nam sản lượng
than chất lượng thấp chiếm tỷ lệ lớn trong khai thác, trong khi đó dạng than này từ
trước đến nay chủ yếu xuất khẩu sang Trung Quốc để sản xuất điện, còn ở trong nước
thì ít sử dụng.
Và một số loại than chất lượng xấu như than 6a, 6b do có nhiệt lượng thấp, chỉ
dưới 4000kcal/kg nên rất khó tiêu thụ trong nước. Trước đây thì loại than này được
xuất khẩu sang thị trường Trung Quốc để đốt trong các nhà máy nhiệt điện của họ.
Tuy nhiên những năm gần đây Trung Quốc đã ngừng nhập khẩu than chất lượng thấp
này của Việt Nam vì vấn đề chất lượng than và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Bài
toán đặt ra cho tập đoàn than – khoáng sản là tìm ra một phương án mới cho một
lượng lớn than xấu này, tránh tình trạng lãng phí tài nguyên, giảm chi phí bến bãi, hay
gây ô nhiễm môi trường khi nó tồn đọng quá lâu.
Hiện nay, một số ít nhà máy nhiệt điện than sử dụng công nghệ lò hơi tầng sôi tuần
hoàn đã giúp giải quyết được vấn đề trên, tuy còn ở mức hạn chế. Với mục đích nêu
trên, nhiên liệu dùng trong các dự án điện của Vinacomin cho đến nay đều là than chất
lượng thấp (nhiệt lượng thấp, độ tro cao, độ ẩm cao, hàm lượng lưu huỳnh lớn). Đơn

cử, tại NMNĐ Na Dương sử dụng than Na Dương có nhiệt trị trung bình chỉ
3.565kcal/kg với hàm lượng lưu huỳnh lên tới 6,22%; Nhà máy điện Cao Ngạn sử
dụng than của mỏ than Núi Hồng, Khánh Hòa (Thái Nguyên) với nhiệt trị trung bình
4.500kcal/kg và hàm lượng lưu huỳnh 2,88%; NMNĐ Nông Sơn dùng than với nhiệt
trị trung bình 4.500kcal/kg và lưu huỳnh tới 2,35%; Các NMNĐ Sơn Động, Cẩm Phả,
Mạo Khê đốt than antraxit với nhiệt trị trung bình dưới 4.500kcal/kg. Riêng NMNĐ
Cẩm Phả 3 dự kiến đốt than với nhiệt trị trung bình chỉ khoảng 3.000kcal/kg (là hỗn
hợp của xít thải + bùn than và than cám) hoặc thấp hơn nữa. Trong các dự án đang
chuẩn bị đầu tư, dự án Trung tâm nhiệt điện Hải Phòng 3 có công suất tổ máy
600MW, Vinacomin dự kiến sẽ dùng loại than có chất lượng tương đương các dự án
mà Vinacomin đang triển khai với nhiệt trị khoảng 4.500kcal/kg, và như vậy khả năng
5


áp dụng lò CFB cho dự án này gần như là chắc chắn.Theo Quy hoạch điện VII (chưa
hiệu chỉnh), năm 2020, nhiệt điện than sẽ chiếm khoảng 48% về công suất và 46,8%
về sản lượng điện cả nước. Năm 2030, các tỉ lệ này dự kiến sẽ là 51,6% và 56,4%.
Như vậy nhu cầu về năng lượng để phục vụ cho cuộc sống cũng như phát triển kinh tế
càng tăng lên. Việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện đốt than xấu là vấn đề cấp thiết,
nó sẽ mở ra hướng đi mới cho loại nhiên liệu chất lượng thấp này và nhà máy nhiệt
điện than với công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn là một lựa chọn ưu việt để giải
quyết vấn đề trên.
1.2 Tình trạng ô nhiễm môi trường ở nước ta
Một vấn đề nóng bỏng, gây bức xúc trong dư luận xã hội cả nước hiện nay là
tình trạng ô nhiễm môi trường sinh thái do các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của
con người gây ra. Vấn đề này ngày càng trầm trọng, đe doạ trực tiếp sự phát triển kinh
tế - xã hội bền vững, sự tồn tại, phát triển của các thế hệ hiện tại và tương lai. Đối
tượng gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là hoạt động sản xuất của nhà máy trong các
khu công nghiệp, hoạt động làng nghề và sinh hoạt tại các đô thị lớn.
Thực trạng ô nhiễm môi trường đang diễn ra rất nghiêm trọng:

Ô nhiễm nguồn không khí: các nhà máy đã và đang thải ra môi trường không
khí một nguồn cacbonnic khổng lồ, các loại axit, các loại khí gây hiệu ứng nhà kính,
khói bụi xe hơi và các loại động cơ khác. Ô nhiễm nguồn nước: hiện nay thế giới và
đặc biệt là Việt Nam đã bị ô nhiễm nguồn nước, nhu cầu về nước uống và nước sinh
hoạt ở nhiều vùng miền đang bị thiếu nghiêm trọng, số lượng người được sử dụng
nước sạch chiếm tỉ lệ không lớn. Các nguồn nước: ao, hồ, sông, suối, biển cả đại
dương, nguồn nước ngầm, nước mưa...Ô nhiễm nguồn đất: đất đai ngày càng bị thoái
hoá, bị rửa trôi, rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt, rác thải bệnh viện. Tình trạng
ô nhiễm môi trường đang ở mức báo động , nó gây ra những hậu quả nghiêm trọng
như thủng tầng ô zôn, tăng nhiệt độ trái đất, bão lụt, thiên tai xảy ra thường xuyên với
mức độ càng mạnh và khó đoán hơn.
Từ cách hiểu trên ta thấy ô nhiễm môi trường có nhiều tác hại. Có rất nhiều ví
dụ về ô nhiễm môi trường trong những năm gần đây. Theo ước tính của những nhà khí
tượng thủy văn, hằng năm trên Biển Đông có tới 9 đến 10 cơn bão hoạt động và 3 đến
4 cơn bão ảnh hưởng trực tiếp tới Việt Nam, hiện tượng sa mạc hóa ở ven biển miền
Trung đang diễn ra ngày càng nhanh chóng đã ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống và
sản xuất của người dân. Nghiêm trọng nhất chính là việc khu vực Đồng Bằng Sông
Cửu Long của nước ta sẽ có thể chìm ngập dưới mực nước biển trong thời gian sắp
tới, một vùng đồng bằng châu thổ màu mỡ, một vựa lúa lớn nhất của nước ta có thể
mất đi nếu như ngay từ bây giờ chúng ta không có biện pháp kịp thời để khắc phục.
Và còn biết bao những ảnh hưởng khôn lường mà biến đổi khí hậu gây ra đối với
người dân Việt Nam. Qua các ví dụ trên ta thấy, ô nhiễm môi trường gây ra những tác
hại lớn về con người. Đối với sức khỏe con người: không khí ô nhiễm có thể giết chết
6


nhiều cơ thể sống trong đó có con người. Ô nhiễm ozone có thể gây bệnh đường hô
hấp, bệnh tim mạch, viêm họng, đau ngực, tức thở. Ô nhiễm nước gây ra xấp xỉ
14.000 cái chết mỗi ngày, chủ yếu do ăn uống bằng nước bẩn chưa được xử lý. Các
chất hóa học và kim loại nặng nhiễm trong thức ăn nước uống có thể gây ung thư

không thể chữa trị. Đối với hệ sinh thái: lưu huỳnh điôxít và các ôxít của nitơ có thể
gây mưa axít làm giảm độ pH của đất. Đất bị ô nhiễm có thể trở nên cằn cỗi, không
thích hợp cho cây trồng. Điều này sẽ ảnh hưởng đến các cơ thể sống khác trong lưới
thức ăn. Khói lẫn sương làm giảm ánh sáng mặt trời mà thực vật nhận được để thực
hiện quá trình quang hợp. Các loài động vật có thể xâm lấn, cạnh tranh chiếm môi
trường sống và làm nguy hại cho các loài địa phương, từ đó làm giảm đa dạng sinh
học. Khí CO2 sinh ra từ các nhà máy và các phương tiện qua lại còn làm tăng hiệu ứng
nhà kính, làm Trái Đất ngày một nóng dần lên, các khu sinh thái sẵn có dần bị phá
hủy…
Ảnh hưởng của việc đốt than:
Hạn chế lớn nhất của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch nói chung và than nói
riêng là nó gây ra ô nhiễm không khí do sự phát thải CO 2, SOx, NOx, CO. Tính trên
một đơn vị nhiệt lượng phát ra thì đốt than thải ra nhiều chất ô nhiễm hơn các nhiên
liệu hóa thạch khác (dầu, khí). Chính vì vậy, việc đốt than đã gián tiếp góp phần vào
quá trình biến đổi khí hậu làm suy thoái môi trường toàn cầu mà nổi bật là hiện tượng
hiệu ứng nhà kính và mưa axit. Vì vậy cần phải áp dụng công nghệ đốt than sạch hơn,
nghĩa là phải giảm phát thải khí độc hại nhằm đáp ứng được những yêu cầu khắt khe
về phát thải khí độc hại ra môi trường góp phần bảo vệ môi trường và sự phát triển
bền vững của nền kinh tế.
Trong các loại công nghệ lò đốt than thì công nghệ lò đốt tầng sôi có những ưu
điểm vượt trội và đáp ứng được những yêu cầu trên như đốt hiệu suất cháy cao đối với
nhiều loại than, kể cả với các loại than chất lượng thấp, có thể khống chế chỉ tiêu phát
thải SO2, NOx ngay trong quá trình đốt đảm bảo đáp ứng những tiêu chuẩn khắt khe
của môi trường hiện hành.
Để làm rõ vấn đề nêu trên chúng ta sẽ nghiên cứu các công nghệ đốt phổ biến hiện
nay.
1.3 Phân loại lò hơi
1.3.1 Lò hơi ống lửa
Với loại lò hơi này, khí nóng đi qua các ống và nước cấp cho lò hơi ở phía trên sẽ
được chuyển thành hơi. Lò hơi ống lửa (Hình 1.1) thường được sử dụng với công suất

hơi tương đối thấp cho đến áp suất hơi trung bình. Do đó, sử dụng lò hơi dạng này là
7


ưu thế với tỷ lệ hơi lên tới 12.000 kg/giờ và áp suất lên tới 18 kg/cm 2. Các lò hơi này
có thể sử dụng với dầu, ga hoặc các nhiên liệu lỏng.
1.3.2 Lò hơi ống nước
Ở lò hơi ống nước (Hình 1.2), nước cấp qua các ống đi vào tang lò hơi. Nước được
đun nóng bằng khí cháy và chuyển thành hơi ở khu vực đọng hơi trên tang lò hơi. Lò
hơi dạng này được lựa chọn khi nhu cầu hơi cao đối với nhà máy phát điện.
Phần lớn các thiết kế lò hơi ống nước hiện đại có công suất nằm trong khoảng
4.500 – 120.000 kg/giờ hơi, ở áp suất rất cao.

Hình 1.1 Lò hơi ống lửa

8


Hình 1.2 Lò hơi ống nước
Rất nhiều lò hơi dạng này nằm trong hạng mục lắp đặt “trọn gói” nếu nhà máy sử
dụng dầu hoặc ga làm nhiên liệu. Hiện cũng có loại thiết kế lò hơi ống nước sử dụng
nhiên liệu rắn nhưng với loại này, thiết kế trọn gói không thông dụng bằng.
Lò hơi ống nước có các đặc điểm sau:
- Sự thông gió cưỡng bức, cảm ứng, và cân bằng sẽ giúp nâng cao hiệu suất cháy.
- Yêu cầu chất lượng nước cao và cần phải có hệ thống xử lý nước.
- Phù hợp với công suất nhiệt cao.
1.3.3 Buồng lửa đốt nhiên liệu theo tầng (buồng lửa ghi)
Buồng lửa đốt theo tầng là loại buồng lửa đốt nhiên liệu rắn, được dùng phổ biến
trong các lò hơi công suất nhỏ và trung bình. Nhiên liệu để đốt được xếp thành lớp
trên ghi để tiến hành các giai đoạn cháy. Ghi làm nhiệm vụ đỡ nhiên liệu và cho không

khí qua, cấp cho quá trình cháy. Có nhiều loại ghi và có thể có thêm chức năng thải
tro, xỉ.
1.3.4 Buồng lửa đốt thủ công, nhiên liệu nằm cố định trên ghi.( Buồng lửa ghi cố
định)
Hình 1.3 trình bày cấu tạo một buồng đốt thủ công đơn giản nhất, lâu đời nhất,
gồm ghi lò và buồng lửa, ngoài ra còn có cửa cấp nhiên liệu, cuốn lò, ống dẫn không
khí cấp 1... Nhiên liệu cháy nằm cố định trên ghi; không khí dùng để cháy nhiên liệu
đi từ dưới, qua ghi, qua lớp nhiên liệu từ bên dưới đi lên.

9


Than được định kỳ đưa vào buồng lửa qua cửa lò 3, khoảng 5 ÷ 10 phút/lần, được
trải đều thành lớp phía trên lớp than cũ đang cháy. Sau một thời gian, do được gia
nhiệt, chất bốc thoát ra và bắt lửa cháy thành ngọn lửa bên trên lớp nhiên liệu; cốc
cháy khi nhiệt độ lớp nhiên liệu đủ cao. Tro xỉ còn lại sau khi nhiên liệu cháy nằm lại
trên mặt ghi, được định kỳ lấy ra khỏi buồng đốt. Một số hạt than, tro xỉ nhỏ lọt qua
khe ghi, sẽ được phễu tro 7 thu gom về lỗ thải tro xỉ 6. Mọi thao tác đưa than vào lò và
lấy tro xỉ ra đều thực hiện thủ công, thông qua cửa lò 3.
*Ưu nhược điểm của buồng lửa ghi cố định
-Ưu điểm:
+ Cấu tạo đơn giản, làm việc chắc chắn, ít bị hư hỏng, sự cố.
+ Vận hành đơn giản dễ dàng;
+ Các vùng cháy xảy ra từ trên xuống dưới, dưới cùng là một lớp đệm xỉ, có tác
dụng ngăn cản ghi tiếp xúc với lớp nhiên liệu đang cháy mãnh liệt, do đó ghi ít bị
hỏng; lớp đệm xỉ còn có tác dụng hạn chế than lọt. Vì vậy buồng lửa này thích hợp
cho nhiều loại nhiên liệu, nhiều loại cỡ hạt.

Hình 1.3 Buồng lửa ghi thủ
công

1. Không gian buồng lửa;
2. Cuốn lò
3. Cửa lò
4. Dầm đỡ ghi
5. Ống dẫn không khí
6. Lỗ thải xỉ
7. Phễu tro xỉ
8. Giá đỡ ghi
9. Ghi

-Nhược Điểm

10


+ Cấp nhiên liệu và lấy tro bằng sức người, cường độ lao động của công nhân vận
hành cao, tầm thao tác bị hạn chế đã hạn chế kích thước của buồng lửa cả về chiều
rộng (dưới 2,4m) và chiều sâu (dưới 2,2m), hạn chế công suất của buồng lửa.
+ Cấp nhiên liệu gián đoạn. Sản lượng hơi không ổn định.
+ Khi cấp nhiên liệu vào lò hay lấy tro xỉ khỏi lò đều cần mở rộng cửa lò, gây lọt
nhiều không khí lạnh, giảm nhiệt độ buồng lửa, ảnh hưởng sự cháy và trao đổi nhiệt
trong lò, ảnh hưởng đến ổn định nhiệt độ trên các phần tử của lò. Sự lạnh đột ngột gây
nên những ứng suất nhiệt, làm hỏng vật liệu.
+ Việc cung cấp không khí không đáp ứng được yêu cầu của quá trình cháy, nên
gây ra tổn thất rất nhiều.
1.3.5 Buồng lửa ghi có lớp nhiên liệu chuyển động tương đối trên ghi
*Buồng lửa ghi nghiêng (Hình 1.4)
Buồng lửa ghi nghiêng khác với buổng lửa ghi cố định, ghi đặt nghiêng và nhờ
trọng lượng, nhiên liệu được chuyển dần xuống cuối ghi trong quá trình cháy. Cũng
nhờ trọng lượng, nhiên liệu có thể tự chuyển từ phễu nhiên liệu vào buồng lửa.

Hình 1.4 là nguyên lý cấu tạo và các bộ phận của buồng lửa ghi
nghiêng có đục lỗ.
Các bộ phận chính gồm có:
+ Phễu kèm giếng chứa, dùng dự trữ đủ nhiên liệu để cấp liên tục
cho buồng lửa. Cần có giếng chứa khi nhiên liệu là gỗ và than bùn.
Đốt các loại than nhiệt trị cao thì không cần.
+ Ghi nghiêng là nơi giữ và đốt cháy nhiên liệu. Góc nghiêng của
ghi xác định theo tốc độ xuống của nhiên liệu, nghĩa là theo tốc độ
cháy của nhiên liệu. Nhiên liệu càng nhiều chất bốc, dễ cháy thì cần
góc nghiêng lớn.
+ Ghi đặt ngang là ghi dùng để cháy kiệt xỉ và thải xỉ.
Ghi nghiêng thích hợp để đốt các loại nhiên liệu nhiều chất bốc, cỡ
hạt nhỏ như mạt cưa, vỏ bào, bã mía... và có thể đốt cả than bùn.
Do lớp nhiên liệu không nằm cố định mà chuyển động dần từ trên
xuống, các giai đoạn của quá trình cháy cũng xảy ra dần dần từ trên
xuống. Quá trình cháy của nhiên liệu diễn ra ổn định và liên tục.
Công suất lò hơi ổn định. Nhiên liệu di động trên ghi từ trên xuống có
tốc độ chậm, 1 ÷ 2m/h, và lan truyền ngọn lửa từ dưới lên, nếu là
11


đốt than, cũng có tốc độ chậm, không quá 0,2m/h kể cả đối với than
nhiều chất bốc. Vì vậy, rất khó đốt các loại nhiên liệu khó cháy như
than antraxit trong buồng lửa ghi nghiêng.
* Buồng lửa ghi nghiêng dồn cấp (Hình 1.5)
Tương tự như buồng lửa ghi nghiêng, nhưng có cơ cấu làm chuyển
động ghi của buồng lửa, tác động đến lớp nhiên liệu trên ghi, làm lớp
nhiên liệu bị xáo động và chuyển động xuống phía dưới.
Hình 1.5 trình bày cấu tạo buồng lửa có ghi dồn cấp. Quá trình cháy
và tổ chức cấp không khí cho quá trình cháy trên ghi dồn cấp không

khác biệt quá trình trên ghi nghiêng kiểu bậc thang. Buồng lửa ghi
dồn cấp dùng tốt cho các loại nhiên liệu nhiều chất bốc, và có thể
đốt được các loại nhiên liệu nhiều tro, có độ ẩm cao như than bùn,
đá dầu. Có thể sử dụng không khí nóng để cấp cho quá trình cháy,
nhưng không nên quá 200 để đảm bảo điều kiện làm mát cho ghi.
Công suất lò hơi dùng buồng lửa ghi dồn cấp có thể tới 50t/h.
*Buồng lửa có tấm cời lửa (Hình 1.6)
Buồng lửa này thuộc buồng lửa có lớp nhiên liệu chuyển động
cưỡng bức trên mặt ghi. Mọi công việc từ đưa nhiên liệu vào ghi, vận
chuyển nhiên liệu trên ghi, trang than, gạt xỉ đều thực hiện bởi tấm
cời lửa.
Do tấm cời làm việc định kỳ, nên sự cháy và nhiệt lượng sinh ra
trong buồng đốt cũng thay đổi theo chu kỳ. Buồng đốt thích hợp để
đốt nhiên liệu nhiều chất bốc, tro xỉ xốp (than đá, than nâu) và
không thích hợp để đốt than ít chất bốc, tro xỉ dính chắc (antraxit).
Tấm cời chỉ trải than theo một phương, chịu nhiệt độ cao, dễ cháy
hỏng.

12