Tối ưu hóa quá trình đốt cháy để cải thiện suất hao nhiệt(Heat Rate) và giảm NOx

Tiếp tục kinh doanh điện than ngày nay không phải là điều dễ dàng. Việc liên tục thắt chặt các quy định về môi trường, khan hiếm nguồn cung cấp than có ảnh hưởng nghiêm trọng đến kinh tế của nhà máy. Lựa chọn duy nhất cho những cơ sở có thể duy trì hoạt động là tìm cách tăng hiệu quả. Điều này bao gồm việc giới thiệu công nghệ để giảm chi phí, giảm thiểu phát thải và cải thiện lợi nhuận.

Nhưng những thách thức trong quá trình vận hành thường được đặt ra khi nhà máy thực hiện những thay đổi lớn không nằm trong thiết kế ban đầu. Sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau, một số lớp thiết bị kiểm soát khí thải, phương sai tải để cho phép năng lượng tái tạo hoạt động trên lưới điện và thêm khả năng tăng tốc nhanh hơn là những ví dụ về một số phương pháp tiếp cận mà các nhà máy áp dụng để cải thiện chi phí. Tuy nhiên, những thay đổi này có thể gây ra căng thẳng nghiêm trọng cho quá trình vận hành và bảo trì (O&M).

Unprofitable Comfort Zone

Điều cần thiết là tối ưu hóa các quy trình nhằm giảm lượng khí thải từ lò đốt, nâng cao hiệu suất của các lò hơi đốt than, giảm thiểu chi phí vận hành và bảo dưỡng, cải thiện hiệu suất và tính khả dụng của tổ máy. Chìa khóa để đạt được điều này trên thị trường hiện tại là vận hành các nhà máy tại điểm hoạt động có lãi nhất.

Đó là nói dễ hơn làm. Nhân viên vận hành khó có thể giám sát và liên tục điều chỉnh các thông số nhiên liệu và không khí nhằm đáp ứng với sự thay đổi tải của đơn vị, đặc tính nhiên liệu và động lực học của lò hơi. Sẽ không tiết kiệm chi phí nếu chỉ định ai đó toàn thời gian để quản lý vi mô các quá trình đốt cháy. Thông thường, vận hành thường hoạt động trong “vùng thoải mái” (Comfort zone)

Vùng thoải mái là phạm vi hoạt động yêu cầu một vài điều chỉnh động. Hoạt động trong khu vực này giúp nhà máy  giảm nguy cơ cháy không hoàn toàn. Tuy nhiên, nó có tác dụng bất lợi về lâu dài. Theo thời gian, hoạt động trong vùng thoải mái làm giảm hiệu suất tổng thể, tăng lượng khí thải và giảm lợi nhuận.

Lý do: vùng thoải mái này thường là nơi giảm thiểu nguy cơ phát thải khí carbon monoxide (CO). Tuy nhiên, bằng cách duy trì một biên độ an toàn phát thải CO, các nhà máy buộc phải hoạt động với mức O2 và NOx cao hơn (Hình 1). Cách tiếp cận này có thể đã hiệu quả cách đây 5 năm, nhưng những yêu cầu khắt khe hơn về môi trường khiến nó trở thành một ván cược nguy hiểm. Việc không tuân thủ trong thời gian ngắn thậm chí có thể loại bỏ khả năng sinh lời ít ỏi có thể tồn tại.

Hình 1. Vùng thoải mái được sử dụng bởi nhiều nhà máy sẽ ảnh hưởng đến khả năng sinh lời. Vùng hoạt động tối ưu có tồn tại, nhưng nó yêu cầu kiểm soát chặt chẽ hơn các quá trình đốt cháy.

Bên cạnh vùng thoải mái và gần điểm mà lượng khí thải CO tăng đột biến là khu vực hoạt động tối ưu. Các quy trình thủ công không có khả năng duy trì ổn định trong phạm vi này trong một thời gian dài. Cách duy nhất để đạt được mục tiêu này là thông qua việc tối ưu hóa các điều kiện đốt của lò hơi thông qua tự động hóa.