i
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo: PGS.TS
Nguyễn Cảnh Nam – người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận
văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Đào tạo Sau
đại học – Trường Đại học Điện lực đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong
quá trình học tập và làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo, các kỹ thuật viên, các đồng
nghiệp tại Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại đã cung cấp tài liệu, nhiệt tình
hướng dẫn tôi trong quá trình khảo sát thực tế.
Sau cùng tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn tạo điều
kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn.
Trong quá trình làm luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót, tôi rất
mong nhận được sự đóng góp, bổ sung của hội đồng chấm luận văn tốt
nghiệp, ý kiến của bạn bè và đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 29 tháng 8 năm 2014
Tác giả

Nguyễn Minh Đức


ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới
sự hướng dẫn của thầy giáo: PGS.TS Nguyễn Cảnh Nam. Tôi cũng xin cam
đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn và
các trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc.


iii


: Tải liên tục cực đại

DC1

: Dây chuyền 1

DC2

: Dây chuyền 2

ESP

: Bộ lọc bụi tĩnh điện

FGD

: Bộ khử lưu huỳnh khói thải

GNC

: Gia nhiệt cao áp

GNH

: Gia nhiệt hạ áp

HGT

: Hộp giảm tốc


: Quạt gió cấp 1

RO

: Tải định mức

TB

: Tuabin


v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Quy đổi năng lượng.........................................................................................................16
Bảng 2.1: Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của Công ty từ năm 2010 tới 2014......................................37
Bảng 2.2: Đặc tính kỹ thuật của lò hơi.............................................................................................40
Bảng 2.3: Đặc tính kỹ thuật của than ..............................................................................................41
Bảng 2.4: Đặc tính kỹ thuật của dầu FO...........................................................................................42
Bảng 2.5: Thông số chính của Tuabin..............................................................................................49
Bảng 2.6: Thông số hơi trích tuabin.................................................................................................53
Bảng 2.7: Thông số kỹ thuật của bình ngưng...................................................................................54
Bảng 2.8: Thông số các thiết bị chính trong hệ thống khói gió........................................................56
Bảng 2.9: Thông số của máy nghiền than........................................................................................61
Bảng 2.10: Thông số vận hành của bộ sấy không khí.......................................................................74
Bảng 3.1: Thông số nước cấp trung bình cả 2 tổ máy dây chuyền 2 ...............................................82
(năm 2003 và 2015).........................................................................................................................82
Bảng 3.2: Số liệu sản lượng tro bay trong 1 ngày............................................................................84




vii


1
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, điện năng là một trong những yếu tố đầu vào
quan trọng của nhiều quá trình sản xuất, là một trong những nguồn lực then
chốt thúc đẩy sự phát triển của xã hội đối với mọi quốc gia. Theo “Quy hoạch
phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030” (gọi
tắt là “Quy hoạch điện VII”) phê duyệt theo Quyết định số 1208/QĐ-TTg
ngày 21/7/2011 của Thủ tướng Chính phủ, tỷ trọng nguồn nhiệt điện than
ngày càng gia tăng.
Định hướng đến năm 2020: công suất các nhà máy nhiệt điện than là
36.000 MW, chiếm 48% công suất nguồn, sản lượng điện sản xuất 156 tỷ
kWh chiếm 46,8% tổng sản lượng điện sản xuất, nhu cầu than 67,3 triệu tấn.
Triển vọng đến năm 2030: công suất các nhà máy nhiệt điện than là
75.748,8 MW chiếm 51,6% công suất nguồn, sản lượng điện sản xuất 391,98
tỷ kWh chiếm 56,4% cơ cấu nguồn, nhu cầu than lên tới 171 triệu tấn.
Mặc dù chi phí nhiên liệu than cao hơn thuỷ điện, nhưng xét về tính ổn
định nhiệt điện chạy than vẫn được lựa chọn. So với các nguồn năng lượng
khác thì với nguồn dự trữ lớn và chi phí nhiên liệu thấp, than vẫn giữ vai trò
chính, bởi vậy nhu cầu sử dụng than để đáp ứng cho công cuộc tăng trưởng
kinh tế ngày càng tăng. Nhưng cũng không thể phủ nhận vấn đề là: việc sử
dụng năng lượng, nhất là than đá trong các nhà máy nhiệt điện đốt than chưa
tiết kiệm, hiệu quả còn thấp và những hậu quả khi sử dụng than để sản xuất ra
điện năng, đặc biệt là trong hoàn cảnh cả nhân loại đang phải gồng mình khắc
phục những hậu quả của biến đổi khí hậu mà nguyên nhân chiếm tỉ trong lớn
là do sự phát thải CO2, SOx, NOx từ các nhà máy nhiệt điện than. Chưa kể để

- Đề xuất một số giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm cho
dây chuyền 2 Công ty CP nhiệt điện Phả Lại.
4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu


3
- Đối tượng nghiên cứu: Sử dụng năng lượng và giải pháp nâng cao hiệu
quả sử dụng năng lượng trong nhà máy nhiệt điện than.
- Phạm vi nghiên cứu:
o Về không gian: trong Dây chuyền 2 Nhà máy nhiệt điện Phả Lại.
o Về thời gian: Số liệu về tình hình sử dụng năng lượng tại dây chuyền
2 Nhà máy nhiệt điện Phả Lại từ năm ... đến năm 2014.
5. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài luận văn được nghiên cứu giải quyết trên cơ sở kết hợp nghiên
cứu lý thuyết và khảo sát thực tế, đồng thời sử dụng các phương pháp chuyên
môn sau:
- Phương pháp thống kê, phân tích, so sánh.
- Phương pháp thu thập số liệu trực tiếp: Thu thập tài liệu, số liệu về dây chuyền máy nghiền
than.

- Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu gián tiếp: Những số liệu gián tiếp là những số liệu thu
thập từ những nguồn khác nhau như số liệu của các đơn vị tư vấn, các cơ quan nghiên cứu và
tài liệu liên quan khác.
- Trên cơ sở các số liệu thu thập đó tính toán các chỉ tiêu phục vụ cho mục đích nghiên
cứu.

- Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia.
6. Kết quả và đóng góp mới của luận văn
Luận văn đã đạt được những kết quả và đóng góp mới sau đây:
• Hệ thống hóa cơ sở lý luận và kinh nghiệm thực tế về sử dụng năng

Qua quá trình hình thành và lịch sử phát triển của nhân loại có thể thấy
năng lượng có vai trò vô cùng quan trọng. Đối với đời sống con người và sự
phát triển xã hội nói chung.
Từ thời sơ khai khi mới tiến hóa từ vượn người, tổ tiên loài người đã
biết sử dụng lửa để nấu chín thức ăn, sưởi ấm ; rồi tiến tới sử dụng năng
lượng để rèn đúc công cụ lao động. Đặc biệt khi con người bước vào cuộc
cách mạng công nghiệp thì nhu cầu tiêu thụ năng lượng tăng đột biến cả về số
lượng cũng như các dạng và nguồn năng lượng.
Có thể nói năng lượng không thể thiếu trong nhu cầu sinh hoạt của con
người hiện nay và năng lượng là đầu vào của mọi nền kinh tế.
1.1.1. Khái niệm năng lượng
Dưới các góc độ khác nhau có các khái niệm khác nhau về năng lượng.
Ví dụ như:
- Năng lượng là đại lượng vật lý đặc trưng cho khả năng sinh công của
một vật.
- Năng lượng là đại lượng có thể làm thay đổi trạng thái của một vật,
có thể sinh công hoặc thay đổi nhiệt độ của vật đó.
- Năng lượng là độ đo định lượng chung cho mọi dạng vận động khác
nhau của vật chất.
- Năng lượng là một phạm trù vật chất mà ứng với một quá trình nào đó
có thể sinh công. Quá trình ở đây là một quá trình biến đổi năng lượng một cách
tự nhiên hay nhân tạo (theo Nghị định số 102/2003/NĐ-CP ngày 03 tháng 9 năm
2003 của Chính Phủ về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả).
Theo “Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả số 50/2010/QH12”:


6
- “Năng lượng bao gồm nhiên liệu, điện năng, nhiệt năng thu được trực
tiếp hoặc thông qua chế biến từ các nguồn tài nguyên năng lượng không tái tạo
và tái tạo”.

tử, thủy năng, củi gỗ.


7
- Năng lượng thứ cấp: là năng lượng được chuyển đổi từ nguyền
năng lượng khác. Ví dụ: điện năng là năng lượng thứ cấp khi
được chuyển đổi từ nhiệt năng, thủy năng hoặc năng lượng hạt
nhân. Xăng là sản phẩm từ quá trình cracking dầu mỏ…
- Năng lượng cuối cùng: là năng lượng sau khâu truyền tải, vận
chuyển tới nơi tiêu thụ, người sử dụng.
- Năng lượng hữu ích: là năng lượng sử dụng sau khi loại bỏ các
c.

tổn thất của thiết bị tiêu thụ.
Theo khả năng tái tạo
- Năng lượng không có khả năng tái tạo: là những loại năng lượng
không có khả năng tái tạo hoặc có thời gian tái tạo quá dài sau
khi đã khai thác và sử dụng. Ví dụ: nhiên liệu hóa thạch (than đá,
dầu mỏ, khí thiên nhiên), năng lượng hạt nhân.
- Năng lượng tái tạo là năng lượng có thể phục hồi theo chu trình
của tự nhiên và có thể coi như vô hạn đối với con người. Ví dụ:
năng lượng mặt trời, năng lượng gió, địa nhiệt, sinh khối, thủy

d.

triều, thế năng của nước.
Theo đặc tính thương mại
- Năng lượng thương mại: là dạng năng lượng đến tận nơi hộ sử
dụng chủ yếu thông qua thị trường.
- Năng lượng phí thương mại: là các dạng năng lượng không được

trình sản xuất và đời sống”.
Theo khái niệm nêu trên có thể hiểu:
- Sử dụng năng lượng tiết kiệm nghĩa là sử dụng năng lượng không
lãng phí, sử dụng những thiết bị ít tiêu hao năng lượng, hạn chế tối đa việc
tiêu thụ năng lượng không cần thiết, không đúng cách (ví dụ: tắt thiết bị điện
khi không có nhu cầu sử dụng, tắt bớt đèn chiếu sáng khi không cần thiết,
không để nhiệt độ điều hòa dưới 25oC khi không cần thiết...).
- Sử dụng năng lượng hiệu quả là: sử dụng phù hợp với mục đích,
giảm mức tiêu thụ năng lượng cho cùng một nhu cầu, một công việc hoặc một
đơn vị sản phẩm song vẫn đạt mục đích sử dụng (ví dụ: để chiếu sáng, dùng 1
bóng đèn huỳnh quang Compact công suất 20W thay cho 1 bóng đèn sợi đốt
có công suất 100 W đã giảm được 80% điện năng mà vẫn đảm bảo độ chiếu
sáng như nhau, ...).
1.2.2. Lợi ích của sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả


9
Năng lượng là nguồn động lực duy trì sự tồn tại và phát triển của tất cả
các ngành kinh tế và nhu cầu thiết yếu của con người. Do đó sự khan hiếm và
thiếu hụt năng lượng là một trong những nguyên nhân lớn làm hạn chế việc
nâng cao chất lượng cuộc sống và kìm hãm sự phát triển kinh tế xã hội.
Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ngày nay đang là xu hướng
chung của tất cả các quốc gia trên thế giới. Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả vừa là yêu cầu cấp thiết, vừa là một trong những giải pháp quan
trọng của mỗi quốc gia để góp phần giải quyết các vấn đề có tính toàn cầu
hiện nay
-

Đối với nhân loại: việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả


- Đào tạo nâng cao trình độ cán bộ vận hành trong dây chuyền sản
xuất. Người vận hành phải nắm vững cơ sở lý thuyết và thực tiễn
của các quá trình công nghệ phức tạp xảy ra trong thiết bị và điều
khiển thành thạo các hệ thống thiết bị đúng quy trình vận hành
- Tổ chức kiểm tra giám sát các chỉ tiêu kỹ thuật vận hành kịp thời
phát hiện những biến động và xác định nguyên nhân gây ra các
biến động bất thường chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị để có giải pháp
khắc phục kịp thời.
- Xây dựng kế hoạch và đảm bảo việc thực hiện nghiêm túc quy
trình duy tu bảo dưỡng thiết bị công nghệ nhằm đảm bảo bảo
tuổi thọ và hiệu suất của thiết bị công nghệ.
- Xây dựng hoàn chỉnh các quy trình về nhập nhiên liệu để tránh
thất thoát, tiêu cực.
- Lập dự toán về nhập, trữ thiết bị vật tư cho hợp lý để khi cần
luôn sẵn có thiết bị thay thế cũng như tránh tồn kho quá nhiều.
- Tính toán và xây dựng mức tiêu hao năng lượng cho mỗi đơn vị sản
phẩm, mỗi tổ làm việc, mỗi công đoạn sản xuất. Xây dựng phương
án để giảm mức tiêu hao năng lượng cho những năm tiếp theo.


11
- Thành lập bộ máy quản lý năng lượng, các tổ an toàn viên để
thường xuyên kiểm tra chéo, đôn đốc nhân viên thực hiện việc sử
dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả.
- Tổ chức đào tạo, nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả cho cán bộ nhân viên.
• Nhóm giải pháp công nghệ - kỹ thuật
- Nâng cấp, cải tiến thiết bị cũ công nghệ lạc hậu, điều khiển tự
động dây chuyền sản xuất, lắp đặt các thiết bị tiết kiệm năng
lượng cho động cơ.


Hình 1.1: Các bước phân tích kinh tế - kỹ thuật giải pháp sử dụng năng lượng
hiệu quả
Phân tích tài chính:
Các chỉ tiêu phân tích tài chính cho các giải pháp sử dụng năng lượng
tiết kiệm và hiệu quả như sau:


13
Thời gian hoàn vốn giản đơn
Chi phí vốn đầu tư (ngàn đồng)
[năm]

Thời gian hoàn vốn =
Tiết kiệm chi phí hàng năm (ngàn đồng/năm)

Giá trị hiện tại thuần (NPV): NPV là toàn bộ thu nhập và chi phí của
phương án trong suốt thời kỳ phân tích được qui đổi thành một giá trị tương
đương ở thời điểm hiện tại.
i

NPV =

At

∑ (1 + r )
n =0

n



15
Xác định các số liệu đầu vào:
Chi phí sử dụng năng lượng được thu thập từ các chứng từ, hóa đơn và
hệ thống đo đếm, theo dõi của doanh nghiệp. Các giá trị sau đây được xác
định để phân tích hiệu quả tài chính các giải pháp tiết kiệm năng lượng:
- Tiết kiệm năng lượng theo đơn vị nhiệt (kJ hoặc kWh);
- Tiết kiệm năng lượng theo đơn vị tự nhiên (tấn, lít, m3);
- Các chi phí được tính bằng tiền Việt Nam, các loại giá và các chi phí
được dựa trên cơ sở tỷ giá giữa Việt Nam Đồng và USD tại thời điểm tính toán.
- Chi phí tiết kiệm năng lượng hàng năm (1.000 VNĐ/năm) được tính
trên đơn giá năng lượng được sử dụng tại doanh nghiệp và lượng năng lượng
tiết kiệm.
- Chi phí thiết bị được tính trên chi phí được báo giá từ các công ty
cung cấp thiết bị, giá thiết bị được tính tại thời điểm lập dự án.
- Chi phí đầu tư thực hiện giải pháp tiết kiệm năng lượng gồm: chi phí
thiết bị, chi phí nhân công lắp đặt, chi phí dự phòng…
- Chi phí vận hành của dự án gồm chi phí tiền lương, nguyên vật liệu,
v.v. tính theo đơn giá và định mức theo quy định.
- Lãi suất được dùng làm tỉ suất chiết khấu để tính NPV được xác định
căn cứ vào chi phí huy động vốn: nếu là vốn vay thì lấy theo lãi suất vay, nếu
là vốn chủ sở hữu thì lấy theo chi phí cơ hội của vốn, nếu sử dụng cả 2 nguồn
vốn thì lấy bằng bình quân gia quyền chi phí vốn của từng nguồn vốn.
- Đời dự án lấy theo thời gian hoạt động của dự án kể từ lúc bắt đầu
khởi công đến khi kết thúc hoạt động của dự án. Nếu tuổi thọ thiết bị tiết kiệm
năng lượng dưới 5 năm thì sẽ tính theo thời gian tuổi thọ thiết bị. Tuy nhiên,
đối với các thiết bị có tuổi thọ cao, sẽ tính vòng đời dự án tùy theo tuổi thọ
thiết bị.



28,22

0,6-0,7

3

Dầu FO

Kg

42,65

0,99

4

Dầu DO

Kg

43,33

1,02

5

Nhiên liệu Gas

Tấn


- Nhà máy nhiệt điện thông số cận tới hạn


17
- Nhà máy nhiệt điện thông số siêu cao (trên tới hạn)
o Phân loại theo nguồn nhiên liệu sản xuất điện:
- Nhà máy nhiệt điện chỉ sử dụng nhiên liệu hóa thạch (than,
dầu, khí)
- Nhà máy nhiệt điện lai hóa: ngoài nhiên liệu hóa thạch nhà
máy còn sử dụng các dạng năng lượng tái tạo.
1.3.2. Công nghệ sản xuất điện trong nhà máy nhiệt điện than
Công nghệ lò hơi:
Công nghệ lò hơi phải đáp ứng yêu cầu cơ bản là hiệu suất cao, thân
thiện với môi trường và có chi phí đầu tư hợp lý. Hiệu suất cao một mặt làm
giảm tiêu hao nhiên liệu, mặt khác làm giảm lượng phát thải các chất ô nhiễm
ra môi trường. Vấn đề môi trường đang đòi hỏi các nhà máy điện đốt than
phải áp dụng các kỹ thuật và thiết bị nhằm hạn chế các chất phát thải độc hại
như NOx, SO2, bụi. Hiện nay, nhà máy điện đốt than đang áp dụng các công
nghệ sau: Lò than phun, lò than tầng sôi tuần hoàn, lò than tầng sôi áp lực và
khí hóa than.
Ở Việt Nam, nguồn than chủ yếu cung cấp cho các nhà máy nhiệt điện
là than antraxit, đây là loại than tương đối khó cháy. Để đốt loại than này,
thực tế các nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam đang sử dụng phổ biến 2
công nghệ lò: lò đốt than phun (NMNĐ Phả Lại, NMNĐ Uông Bí, NMNĐ
Vũng Áng, NMNĐ Nghi Sơn, NMNĐ Hải Phòng, NMNĐ Quảng Ninh…) và
lò than tầng sôi tuần hoàn (NMNĐ Mông Dương 1, NMNĐ Mạo Khê,
NMNĐ Cẩm Phả…)
Công nghệ thiết bị Tuabin:
Thiết bị Tuabin là thuật ngữ bao gồm Tuabin và các hệ thống đi kèm.
Các NMNĐ than hiện nay ngày càng được cải tiến theo hướng hiện đại hơn,

7

•

1. Lò hơi
2. Bao hơi
3. Bộ quá nhiệt
4. Tuabin
5. Máy phát điện
6. Bình ngưng
7. Bơm cấp
Nguyên lý hoạt động:
- Trước khi đưa than vào buồng lửa, than được sấy khô và nghiền
thành bột cho đến khi đạt kích thước tiêu chuẩn nhờ hệ thống
nghiền. Than khi đã đạt kích thước tiêu chuẩn được phun vào
trong buồng lửa cùng với không khí qua hệ thống các vòi phun
tạo thành hỗn hợp cháy và được đốt cháy trong buồng lửa, nhiệt
độ ngọn lửa có thể đạt tới 1900 0C. Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên
liệu cháy truyền cho nước trong dàn ống sinh hơi được bố trí
trong lò hơi, nước tăng dần nhiệt độ đến sôi, biến thành hơi bão
hoà. Hỗn hợp hơi bão hòa và nước theo các đường ống sinh hơi
đi lên và tập trung ở bao hơi.