CSDL Ngành điện

SEIL Energy India: Nhà máy nhiệt điện than kiểu mẫu về tính năng và tính bền vững

20/01/2025 10:01 Số lượt xem: 2713

Nhà máy Nhiệt điện SEIL Energy India Limited (Ảnh st)

SEIL Energy India Limited (Ấn Độ), nhà máy nhiệt điện duy nhất giành giải thưởng POWER Top Plant năm 2024, nổi bật với công nghệ siêu tới hạn tiên tiến, tính năng vận hành vượt trội và cam kết về tính bền vững.

Hình 1. Nhà máy điện SEIL Energy India Limited, cơ sở đốt than siêu tới hạn công suất 2,64GW tại bang Andhra Pradesh, Ấn Độ, có bốn tổ máy công suất 660MW mang lại tính năng vận hành cao, kiểm soát phát thải tiên tiến và hệ thống làm mát bằng nước biển sáng tạo (Ảnh st)

Mức tăng trưởng nhu cầu xác định theo khu vực sẽ tăng vọt, đặc biệt là ở bang Andhra Pradesh, một trong những bang phát triển nhanh nhất của Ấn Độ. Theo các tài liệu quy hoạch của bang, nhu cầu năng lượng của bang sẽ tăng với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm là 6,64%, do quá trình đô thị hóa nhanh chóng và tăng trưởng công nghiệp thúc đẩy bởi sự mở rộng của các Khu Kinh tế Đặc biệt (SEZ) như Kakinada SEZ và Sri City SEZ, cùng với các dự án cơ sở hạ tầng quy mô lớn như Hành lang Công nghiệp Vizag-Chennai. Theo Trivedi, CEO của SEIL Energy India Limited, các điều kiện này tạo ra cơ hội đáng kể cho Nhà máy điện đốt than SEIL công suất 2,64GW (Hình 1) nằm tại vị trí chiến lược trên bờ biển phía đông của quận Nellore ở bang Andhra Pradesh.

Phát huy lợi thế công nghệ để nâng cao tính năng

Nhà máy điện của SEIL Energy India Limited có bốn tổ máy đốt than siêu tới hạn công suất đơn vị 660MW (Ảnh st)

Nhà máy điện của SEIL Energy India Limited nổi bật với các tính năng tiên tiến, mang lại nhiều lợi thế hơn các nhà máy nhiệt điện than khác ở Ấn Độ. Nhà máy này đã phát triển theo hai giai đoạn: Giai đoạn 1 hoàn thành vào năm 2015 và Giai đoạn 2 hoàn thành vào năm 2016. Nhà máy tự hào có bốn tổ máy đốt than siêu tới hạn công suất đơn vị 660MW hoạt động ở nhiệt độ và áp suất cao hơn để tối đa hóa hiệu suất năng lượng.

Tại trung tâm của nhà máy này là hai lò hơi đốt than do Dongfeng Electric (Trung Quốc) cung cấp với các vòi đốt than trên các vách trước và sau. Hai lò hơi đốt than khác do Harbin (Trung Quốc) cung cấp có các vòi đốt góc. Hệ thống lò hơi này, với công nghệ luyện kim hiện đại có thiết kế để gia nhiệt lại ở 600^oC, cho phép nhà máy đốt ngay cả than phẩm cấp thấp với các điều kiện ngọn lửa ổn định. Một tính năng chính của hệ thống lò hơi là sử dụng các vòi đốt NO_x thấp, giúp cắt giảm phát thải hiệu quả để đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường. Ngoài ra, hệ thống này còn sử dụng phun quá nhiệt sau các cuộn ống tiết kiệm năng lượng, cho phép thu hồi nhiệt từ khí thải và tăng đáng kể hiệu quả năng lượng của nhà máy.

SEIL lưu ý rằng họ đã cộng tác với Đại học Quốc gia Singapore để phát triển mô hình lò hơi phức tạp của mình, bằng cách sử dụng phân tích phần tử hữu hạn để hiểu hành vi đốt than cho các cấp độ đốt than khác nhau trong quá trình pha trộn. Mô hình này bao gồm cả phân tích mô hình xói mòn, hiệu quả đốt cháy và phân tích phát thải, để nâng cấp các quy trình vận hành của SEIL nhằm đốt hiệu quả nhất.

Cấu hình tuabin hơi là một tổ hợp máy phát tuabin hơi ngưng tụ song song, gia nhiệt lại một lần, 3.000 vòng/phút. Thiết kế này tích hợp ba lớp: một tuabin áp suất cao (HP), một tuabin áp suất trung gian (IP) và hai tuabin áp suất thấp (LP) dòng chảy kép. Một cải tiến quan trọng góp phần nâng cao tính năng của nhà máy là chu trình bộ Gia nhiệt Cao hơn Áp suất Gia nhiệt lại (Heater Above Reheat Pressure, HARP). SEIL giải thích rằng: "Ưu điểm của chu trình HARP là cho phép tối ưu hóa nhiệt độ của bộ gia nhiệt nước cấp cuối cùng độc lập với áp suất của bộ gia nhiệt lại, giúp giảm độ ẩm tại ống xả hạ áp (LP)", đồng thời lưu ý rằng nhiệt độ nước cấp cuối cùng là 284^oC.

SEIL cũng đã có những bước tiến đáng kể trong số hóa bằng cách phát triển và triển khai nhiều công cụ theo dõi nội bộ, thời gian thực nhằm nâng cao hiệu suất và tính bền vững của nhà máy. Ví dụ, nhà máy triển khai Đánh giá Tính năng Thông minh (SMART), một công cụ chỉ báo tính năng chính (KPI) thời gian thực do nội bộ phát triển, phát huy lợi thế phần mềm dựa trên đám mây Microsoft Azure để theo dõi hệ số nhiệt của nhà máy. SEIL lưu ý rằng SPARK cung cấp các mục tiêu thời gian thực dựa trên các điều kiện vận hành động và tổn thất có thể kiểm soát, giúp người vận hành tối ưu hóa tính năng.

Ngoài ra, Hệ thống quản lý năng lượng do SEIL phát triển nội bộ cung cấp thông tin chi tiết ở cả cấp độ hệ thống và thiết bị để người vận hành có thể theo dõi mức tiêu thụ điện tự dùng theo thời gian thực. VISTA, một công cụ quan trọng do EPRI phát triển, mô phỏng và phân tích nhiều hỗn hợp than khác nhau và nhận dạng các vấn đề tiềm ẩn như đóng cặn, quá nhiệt và mất cân bằng nhiệt độ hơi nước/khí thải. Đáng lưu ý là SEIL cũng liên tục theo dõi và đánh giá mức chuẩn phát thải khí nhà kính của mình. Những cải tiến này đã giúp SEIL giành được Giải thưởng Quốc gia về Quản lý Năng lượng Xuất sắc năm 2024 của Liên đoàn Công nghiệp Ấn Độ (CII).

Chiến lược quản lý nhiên liệu năng động

SEIL sử dụng hệ thống băng tải đường ống hiện đại dài 15km, giúp giảm chi phí vận chuyển và giảm thiểu tác động môi trường (Ảnh st)

Nhưng độ tin cậy của SEIL cũng dựa vào chiến lược quản lý nhiên liệu động, vốn phát huy lợi thế của sự pha trộn giữa than trong nước và than nhập khẩu để đảm bảo vận hành liên tục và hiệu quả. Phương pháp này giúp tránh những biến động về chất lượng than, một tác hại ảnh hưởng đến nhiều công ty nhiệt điện than ở Ấn Độ. Một lợi thế quan trọng mà SEIL phát huy được chính là vị trí của nhà máy trên bờ biển phía nam Ấn Độ (cách Chennai khoảng 250km).

Đặc biệt là công ty này sử dụng máy bay không người lái để đo thể tích đống than và lập bản đồ bằng đo vẽ ảnh bãi than. Công ty tiên phong thực hiện thực hành này vào năm 2018, mang lại nhiều lợi thế, bao gồm thu thập dữ liệu nhanh hơn và chính xác hơn.

Để vận chuyển than nhập khẩu hiệu quả từ cảng gần đó, cơ sở điện này sử dụng hệ thống băng tải đường ống hiện đại dài 15km, giúp giảm chi phí vận chuyển và giảm thiểu tác động môi trường.

Như một chiến lược kinh tế bổ sung đáng lưu ý, SEIL đã đảm bảo cho các thỏa thuận mua điện của mình "thông qua các hợp đồng hàng năm cho các thành phần năng lượng không thể mở rộng", một động thái đảm bảo lợi nhuận ổn định và có thể tiên đoán. Chiến lược này đảm bảo dòng doanh thu của SEIL luôn bền vững, ngay cả trên một thị trường biến động.

Tập trung vào tính bền vững và an toàn của môi trường

Một cải tiến nổi bật cụ thể khác liên quan đến hệ thống làm mát bằng nước biển, giúp giảm đáng kể lượng nước ngọt tiêu thụ, một yếu tố quan trọng trong một khu vực mà tình trạng khan hiếm nước đang là mối quan ngại thường trực. Công ty lưu ý: “Nhà máy SEIL là một trong những nhà máy hiếm có ở Ấn Độ sử dụng các tháp làm mát bằng nước biển.”

Là một nhà máy nhiệt điện than lớn trong khu vực, SEIL cũng theo đuổi cam kết mạnh mẽ đối với tính bền vững môi trường. Ví dụ, nhà máy đã đạt tỷ lệ sử dụng tro bay là 100%, tái sử dụng sản phẩm phụ để sử dụng trong ngành xây dựng. Tro bay được chế biến thành nguyên liệu thô cho xi măng và các sản phẩm xây dựng khác, một hoạt động vừa giúp cắt giảm chất thải vừa giảm thiểu tác động đến môi trường. Và để tăng cường hơn nữa việc sử dụng tro bay và sản xuất "các sản phẩm có giá trị gia tăng" hướng đến xuất khẩu, SEIL lưu ý rằng họ đã triển khai cơ sở đóng bao, nhà kho và cơ sở xếp dỡ container.

Các lợi ích đã thể hiện rõ ràng: Cho đến nay, nhà máy này đã xuất khẩu tro bay sang 16 quốc gia, bao gồm Australia, Ả Rập Xê út và Sri Lanka. Ngoài ra, SEIL cho biết họ là nhà sản xuất điện đầu tiên của Ấn Độ được chấp thuận cung cấp tro bay tại Mỹ

Ngoài việc vận chuyển tro hiệu quả, SEIL còn trang bị các vòi đốt NO_x thấp và ống khói cao giúp giảm thiểu phát thải NO_x và duy trì nhà máy tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường trong nước và quốc tế. Nhà máy cũng đã lắp đặt các hệ thống theo dõi phát thải liên tục để truy vết các chất dạng hạt và các chất ô nhiễm khác theo thời gian thực.