Tìm hiểu về lò hơi đốt than phun trong ngành điện Bài viết giới thiệu hai công trình nghiên cứu triển khai của Liên hiệp cổ phần “Emalians” (Liên bang Nga) trong lĩnh vực thiết kế lò hơi đốt than phun cho các tổ máy công suất lớn (330 MW và 660 MW). Mô tả ngắn gọn kết cấu, đặc tính kỹ thuật và sinh thái chủ yếu của các lò hơi. Lò hơi đốt than Lò hơi PP-1000-24,5-565KT Nhà máy chế tạo lò hơi Taganrog thuộc Liên hiệp cổ phần Emalians đang tiến hành thiết kế lò hơi PP-1000-24,5-565 KT, năng suất hơi 1.000 t/h để bán máy phát điện 3 pha vận hành trong thành phần tổ máy công suất 330 MW. Lò hơi (Hình 1) được thiết kế để đốt than đá mác D của mỏ than Kuznetsk. Lò hơi kiểu trực lưu, áp suất hơi siêu tới hạn, tái sấy hơi đơn (một lần) và thải xỉ rắn. Lò hơi đảm bảo vận hành và khởi động với các thông số trượt. Lò hơi được bố trí hình chữ Π bao gồm buồng đốt hình lăng trụ, phễu lạnh ở phần dưới, đường dẫn khói nằm ngang, buồng rẽ ngoặt, chuyển bán máy phát điện 3 pha cũ sang hầm đối lưu đi xuống. Trong đoạn đường khói nằm ngang bố trí các bề mặt đun nóng của các bộ quá nhiệt cấp 1 và cấp 2 và kể cả bộ hâm nước. Các dàn ống màn của buồng đốt và kể cả các bề mặt chắn của các đường dẫn khói đi ngang và đi xuống ở dạng panen từ những ống nhẵn thẳng đứng được hàn thành khối vách kín (không cho khói lọt ra ngoài) bằng các dải thép dẹt giữa hai ống. Không khí được sấy trong các bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt ba ngăn. Có thể đặt bộ hâm của tuabin, nhờ đó giảm được nhiệt độ khói thoát. Nhờ bố trí bộ hâm của tuabin, có thể tăng hiệu suất tổng của lò hơi từ 92,5% lên 94%. Để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về sinh thái của Liên bang Nga, thiết kế lò hơi áp dụng một số biện pháp sau: - Buồng đốt được thiết kế với tiết diện vuông. Các vòi phun và tất cả các đầu vào nhiên liệu và không khí đi vào buồng đốt đều bố trí kiểu tiếp tuyến. - Ba tầng vòi phun trực lưu kiểu khe nằm ngang được bố trí tại các góc của buồng đốt. - Bố trí tầng khử NOx thành N2 bằng cách cấp 16 - 20% than bột mịn (R90 = 7%) ở trên tầng vòi phun trên cùng với hệ số không khí thừa α ≤ 0,35. - Bố trí đốt định kỳ bằng việc cung cấp không khí cấp 2 qua các ống phun ở các vách bên của buồng đốt vào vùng của các tầng vòi phun từ phía bên ngoài của dòng xoáy trong buồng đốt. - Bố trí đưa không khí cấp 3 vào phía trên của các thiết bị khử với số lượng 20 - 23% nhằm đốt kiệt các chất cháy được của nhiên liệu đưa đến từ vùng khử. Các vòi phun chính ở mỗi tầng trong số 3 tầng được kết cấu ở dạng khối vòi phun thống nhất. Mỗi khối vòi phun (Hình 2) có hai đầu dẫn nhiên liệu vào từ các máy nghiền khác nhau và hai vòi phun madút khởi động. Các vòi phun của từng khối vòi phun có khả năng xoay trong mặt phẳng đứng, nhờ đó có thể điều chỉnh theo chiều cao vị trí ngọn đuốc trong buồng đốt. Để xoay các vòi phun, mỗi khối được ghép thêm bộ truyền động điện. Các vòi phun khử NOx được bố trí cao hơn các vòi phun chính, mỗi vòi có đường dẫn than bột riêng ở phần trung tâm của thiết bị. Khí lạnh tái tuần hoàn được đưa vào qua ống bên ngoài của vòi phun khử oxy để giảm bớt nồng độ oxy trong vùng khử và làm nguội các vòi phun khử oxy khi máy nghiền ngừng hoạt động. Để hòa trộn tốt hơn, lối vào của hỗn hợp than-không khí, khí tái tuần hoàn và không khí cấp 3 đưa vào buồng đốt được thực hiện với hướng xoáy ngược lại so với các vòi phun chính. Sơ đồ đốt nêu trên cho phép giảm phát thải NOx xuống còn 350 mg/m3, nhưng vẫn duy trì độ tin cậy vận hành các máy phát điện cummins bề mặt đun nóng trong buồng đốt và ở đầu ra từ buồng đốt và phụ tải lò hơi không bị hạn chế về điều kiện đóng xỉ các bề mặt đun nóng. Ngoài các biện pháp kể trên, nhằm hoàn thiện các đặc tính về sinh thái, cấu trúc lò hơi đã áp dụng những giải pháp thiết kế hiện đại nhất nhằm nâng cao các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật và tối ưu hóa các chỉ tiêu về khối lượng - kích thước của lò hơi.
