Nhà máy điện tầng sôi tuần hoàn 460 MW Lagisza Bài viết nêu số liệu về phát triển công nghệ đốt nhiên liệu trong lò hơi tầng sôi tuần hoàn trong các tổ máy lớn, xem xét vấn đề nâng cao các thông số hơi và công suất đơn vị của các lò hơi tầng sôi tuần hoàn. Lò hơi tổ máy 460 MW ở Lagisza (Ba Lan) bảng giá máy phát điện công nghiệp cho thấy khả năng nâng cao hiệu suất các tổ máy lò hơi tầng sôi tuần hoàn nhờ tận dụng triệt để nhiệt trong khói thải và giảm tổn hao tự dùng. Liên quan tới vấn đề giảm phát thải khí nhà kính, đã phân tích các lĩnh vực mới áp dụng công nghệ tầng sôi tuần hoàn để thu giữ CO2.
Sử dụng công nghệ tầng sôi tuần hoàn để thu giữ CO2 đốt trong môi trường oxy và tái tuần hoàn khí CO2. Khó khăn trong việc thu giữ CO2 phần lớn liên quan đến thực tế là nồng độ khí này khá thấp trong khói thải. Có thể nâng cao nồng độ CO2 đồng thời tăng hiệu quả đốt nhiên liệu bằng cách sử dụng chất oxy hóa là oxy thay vì không khí. Khi đó nồng độ CO2 trong khói sẽ đạt trên 90% và lượng khí không ngưng tụ là thấp. Tuy nhiên để đảm bảo các điều kiện nhiệt độ cần thiết cần phải đưa một phần khói thải trở lại buồng đốt. Phương pháp cụ thể thực hiện công nghệ đốt nhiên liệu trong hỗn hợp O2/CO2 phụ thuộc vào sơ đồ đốt sẽ sử dụng. Nói chung, có thể sử dụng công nghệ đốt nhiên liệu trong máy phát điện 3 phamôi trường O2/CO2 cho các tổ máy sẵn có sau khi được hiện đại hóa, cũng như cho các nhà máy điện xây mới. Riêng đối với các nhà máy tuabin khí chu trình kết hợp (TBKKH), công nghệ này chỉ sử dụng được cho các thiết bị mới, được nghiên cứu triển khai một cách đặc biệt. Tuy nhiên việc áp dụng phương pháp này đang gặp trở ngại do chi phí để sản xuất oxy còn cao. Tăng công suất và nâng cao các thông số hơi của lò hơi tầng sôi tuần hoàn Trên thế giới, việc nâng cao các thông số hơi với nhiệt độ hơi mới trên 560oC và quá nhiệt trung gian trên 580oC đã được áp dụng rộng rãi từ lâu (trên 10 lò hơi). Các công ty Foster Wheeler và Alstom đã cung cấp các lò hơi tầng sôi tuần hoàn công suất lớn nhất. Việc giải quyết các vấn đề cơ bản về tăng công suất đơn vị và nâng cao thông số hơi các tổ máy lớn đã được triển khai dựa theo các giải pháp kỹ thuật của nhà sản xuất lò hơi tầng sôi tuần hoàn hàng đầu trên thị trường thế giới - công ty Foster Wheeler. Về mặt này tiêu biểu hơn cả là việc thực hiện dự án tổ máy công suất 460 MW ở Lagisza (Ba Lan). Khi lựa chọn công nghệ đốt, đã tiến hành so sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của các phương án đốt than bột (phun) có khử SOx và NOx và đốt trong lò hơi tầng sôi tuần hoàn. Kết quả so sánh cho thấy lò hơi tầng sôi tuần hoàn đắt hơn lò đốt than phun 6%, thiết bị khử NOx chọn lọc, có chất xúc tác làm tăng chi phí đối với phương án đốt than phun thêm 6%, còn đặt thiết bị khử SOx - tăng thêm 21% nữa. Chi phí vận hành cao hơn một chút đối với phương án lò hơi tầng sôi tuần hoàn, trong khi đó hiệu suất tinh của tổ máy (chưa tính đến hệ thống thu hồi triệt để nhiệt trong khói thải đối với phương án lò hơi tầng sôi tuần hoàn) là 42,4% đối với tổ máy tầng sôi tuần hoàn và 42,6% đối với phương án lò hơi đốt than phun. Giá thành ròng qui đổi đối với phương án lò hơi tầng sôi tuần hoàn là 91 triệu USD, còn đối với phương án lò hơi than phun là 81 triệu USD. Khi đánh giá so sánh lò than phun với lò hơi tầng sôi tuần hoàn, giả định giá nhiên liệu là 1,6 USD/1 GJ (gigajoule), giá điện năng là 3,5 cent/kWh và tỉ suất lợi nhuận là 7%. Hiện nay công ty Foster Wheeler đang nghiên cứu triển khai thiết bị trình diễn kiểu “đốt kép”, thiết bị này cho phép nhà máy điện hoạt động khi có cũng như không có hệ thống thu giữ CO2. Năng suất của nhà máy khi đó đương nhiên máy phát điện 3 pha cũ sẽ thay đổi. Khi khởi động, các thiết bị loại này sử dụng không khí trong khí quyển. Cách tiếp cận này tỏ ra thuận lợi khi xảy ra tình huống ngoài dự kiến trong hệ thống nói chung hoặc ở một phần tử nào đó trong hệ thống, và cũng để thực hiện biểu đồ vận hành linh hoạt: Hệ thống tự động chuyển sang chế độ đốt bằng không khí trong khí quyển mà không cần phải ngừng hoạt động và sau đó khởi động lại.
