Lò hơi tầng sôi có áp là một phiên bản nâng cao của lò hơi tầng sôi. Nhưng liệu nó có mang lại hiệu quả vượt trội? Đâu mới là ưu điểm thực sự của hệ thống tân tiến này? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây. 

Thông tin quan trọng 

• Lò hơi tầng sôi có áp PFBC là một công nghệ mang lại hiệu quả cao hơn và lượng khí thải thấp hơn so với quá trình đốt than nghiền thành bột thông thường. 
• Công nghệ này có thể đốt cháy nhiều loại nhiên liệu và hoạt động ở nhiệt độ và áp suất cao hơn, đem đến hiệu suất tốt hơn. 
• PFBC là một công nghệ quan trọng để giảm phát thải khí nhà kính và nâng cao hiệu quả phát điện.

Lò hơi tầng sôi có áp là gì?

Lò hơi tầng sôi có áp tên tiếng Anh là PFBC Boiler. Cụm từ PFBC là viết tắt của Pressurised Fluid Bed Combustion. Gọi là “Có áp” vì đây là một dạng lò hơi tầng sôi nhưng hoạt động tại khu vực áp suất cao khoảng 16kg/cm2. 

Lò hơi tầng sôi có áp PFBC là một công nghệ được sử dụng để tạo ra điện bằng cách đốt nhiên liệu hóa thạch trong lò hơi tầng sôi áp suất cao. Nguyên lý cơ bản của PFBC tương tự như nguyên lý đốt cháy tầng sôi trong khí quyển (AFBC), nhưng quá trình đốt cháy xảy ra dưới áp suất cao, dẫn đến hiệu quả cao hơn và lượng khí thải thấp hơn.

Lò hơi tầng sôi có áp đạt được độ linh hoạt cao, khí thải chứa rất hiếm (hoặc không có) các loại khí gây ô nhiễm như nitơ oxit (NOx), sulfur dioxide (SO2) và hạt vật chất thấp. Hệ thống này thường được sử dụng trong các nhà máy điện, quy trình sản xuất công nghiệp và hệ thống nhiệt và điện kết hợp (Đồng phát).

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò hơi tầng sôi có áp 

Một lò hơi tầng sôi có áp được thiết kế với dải công suất từ 70 – 350MW. Trong nồi hơi PFBC, nhiên liệu được đốt cháy trong một lớp hạt có áp suất và sôi lơ lửng trong dòng khí tốc độ cao. Điều này tạo ra một quá trình đốt cháy ổn định và hiệu quả cao, tạo ra ít khí thải hơn so với các hệ thống đốt cháy thông thường.

Sau khi bộ phận tuabin khí trong lò hơi sẽ cung cấp khí cháy ở áp suất cao để tạo ra hơi nước trong các bó ống bên trong buồng đốt. Các luồng hơi nước này sẽ được sử dụng để làm quay tuabin hơi phát điện. 

Các luồng khí thải có áp suất từ 15 – 20 bar sẽ chạy qua các lốc xoáy đề đi vào tuabin giãn nở. Tại đây chúng tiếp tục đi qua bộ trao đổi thu hồi nhiệt thải để vào ống khỏi và tới bộ lọc bụi trước khi đi ra ngoài môi trường. 

Toàn bộ quá trình này lặp đi lặp lại theo một chu kỳ với hiệu suất lên đến 40%, cao hơn các loại lò hơi tầng sôi khác, vốn chỉ từ 33 – 35%. 

Ưu điểm của PFBC

Lò hơi tầng sôi có áp có rất nhiều ưu điểm để nhắc đến:

Đây là ưu điểm tuyệt vời nhất của PFBC mà các lò hơi khác không làm được: Sử dụng được cả các nhiên liệu khó đốt cháy. Ngay cả nhiên liệu như chất thải từ máy giặt, chất thải nông nghiệp đều có thể được đốt cháy một cách hiệu quả. Chúng có thể được nạp độc lập hoặc kết hợp với than vào cùng một lò.

Thứ 2, quá trình tạo năng lượng trong các lò hơi này tạo ra rất ít lượng oxit nitric. Điều này là do công nghệ đốt cháy nhiên liệu bên hệ thống PFBC có nhiệt độ từ 1.400 đến 1.700 °F (750-900 °C), thấp hơn nhiều so với ngưỡng hình thành oxit nitric (ở khoảng 2.500 °F / 1400 °C). Đây cũng là mức nhiệt độ đốt cháy thấp hơn các lò hơi thông thường. 

Lượng SO2 hình thành có thể được giảm thiểu đáng kể bằng cách bổ sung đá vôi hoặc đôlômit cho than có hàm lượng lưu huỳnh cao. Cần 3% đá vôi cho mỗi 1% lưu huỳnh trong nguồn cấp than. Do đó, có thể nói lò hơi tầng sôi áp suất có thể đảm bảo việc kiểm soát ô nhiễm cực kỳ tốt. 

Bên cạnh đó, các ưu điểm khác sẽ được liệt kê cụ thể như:

• Nồi hơi PFBC có thể đốt cháy nhiên liệu với hiệu suất đốt cháy trên 95% không phụ thuộc vào hàm lượng tro. Đồng thời, hệ thống này có thể hoạt động với hiệu suất tổng thể là 84% (cộng hoặc trừ 2%), đem lại hiệu suất cao. 
• Tiết kiệm không gian: Tốc độ truyền nhiệt cao trên một diện tích truyền nhiệt nhỏ giúp giảm kích thước của nồi hơi.
• Ăn mòn và xói mòn thấp:Các hiệu ứng ăn mòn và xói mòn ít hơn do nhiệt độ đốt cháy thấp hơn, độ mềm của tro và tốc độ hạt thấp (ở mức 1 m/giây).
• Cung cấp hệ thống đánh lửa tự động: Hệ thống điều khiển sử dụng vi xử lý và thiết bị đánh lửa tự động cho kết quả tuyệt vời mà ít yêu cầu nhân viên giám sát.
• Hiệu suất phát điện cao: Điều này là nhờ sự kết hợp của tuabin khí với một tuabin hơi thông thường để nâng cao hiệu quả phát điện và tiết kiệm nhiên liệu tiềm năng ở mức tối thiểu 4%.

Nhược điểm

Một nhược điểm lớn của hệ thống này có lẽ đến từ sự phức tạp trong quá trình lắp đặt. Hơn nữa, nhiên liệu được đưa vào buồng đốt thường là khí tự nhiên, có giá cao hơn nhiều so với than đá.

Chính vì vậy có khá nhiều doanh nghiệp còn phân vân khi quyết định đưa hệ thống này ứng dụng vào các hoạt động của nhà máy do chi phí đầu tư ban đầu khá cao.

Thông số kỹ thuật