Nga lại làm được điều không tưởng: "Bẻ" đường đi của lửa, tạo ra bước đột phá trong cuộc đua toàn cầu

Một viện kỹ thuật nhiệt của Nga đã thử nghiệm thành công lò đốt than nghiền đầu tiên trên thế giới có vectơ ngọn lửa thay đổi. Đầu đốt xoáy kiểu mới có thể điều chỉnh hướng ngọn lửa theo chiều cao buồng đốt.

Thành quả này được nghiên cứu và tìm thấy bởi các chuyên gia từ bộ phận máy phát hơi nước và thiết bị đốt tại JSC VTI (Viện Kỹ thuật nhiệt Nga). Cơ quan này được thành lập vào ngày 13 tháng 7 năm 1921 “với mục đích nghiên cứu và giải quyết một cách có hệ thống các vấn đề thực tiễn quan trọng trong kỹ thuật nhiệt và giải quyết các vấn đề kỹ thuật và kinh tế liên quan, cũng như đào tạo các chuyên gia có tay nghề cao”.

Giải pháp mới này được cho là giúp giảm thiểu tác động tiêu cực của quy trình lên khí quyển, nâng cao hiệu quả kinh tế và củng cố tính độc lập về công nghệ của ngành năng lượng trong nước.

Thiết kế lò đốt than nghiền mới

Đây là phát triển đầu tiên được triển khai tại một đơn vị điện công nghiệp và là duy nhất trong lĩnh vực năng lượng toàn cầu.

Nhóm nghiên cứu khẳng định rằng thiết kế đầu đốt than nghiền mới cho phép điều chỉnh hướng ngọn lửa theo chiều dọc và chiều nga ng, do đó điều chỉnh chế độ đốt cho phù hợp với đặc tính của nhiên liệu cụ thể và các thông số vận hành lò hơi hiện tại.

Đầu đốt than nghiền là một thiết bị cơ học đốt than nghiền thành bột mịn, hay còn gọi là "than nghiền", để sưởi ấm công nghiệp ở nhiệt độ cao.

Một lợi ích bổ sung của thiết kế này là khả năng giảm sự hình thành oxit nitơ bằng cách tối ưu hóa sự phân phối chất oxy hóa và nhiên liệu dọc theo ngọn lửa. Giải pháp này mang tính đột phá trong thực tiễn năng lượng toàn cầu và là giải pháp đầu tiên được triển khai tại một đơn vị điện công nghiệp.

Khả năng mới cho các nhà máy điện đốt nhiên liệu rắn

“Sự phát triển của VTI mở ra những khả năng mới cho các nhà máy điện đốt nhiên liệu rắn. Khả năng điều chỉnh hướng ngọn lửa mang lại sự linh hoạt khi chuyển đổi giữa các cấp than khác nhau, giảm nguy cơ đóng cặn và giúp duy trì các thông số hơi nước tối ưu”, các chuyên gia thuộc dự án tiết lộ.

Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng sự phát triển này đã được thử nghiệm thí điểm tại Nhà máy Điện Khu vực Tomsk-2, một chi nhánh của Công ty Cổ phần Phát điện Tomsk. Các thử nghiệm được tiến hành dưới nhiều tải trọng và điều kiện đốt khác nhau, cho phép đánh giá tác động của vị trí ngọn lửa đến hiệu suất nhiệt và hoạt động bề mặt gia nhiệt của lò hơi.

Các chuyên gia cũng khẳng định rằng công nghệ này có thể được sử dụng trong cả việc hiện đại hóa các tổ máy điện hiện có và thiết kế các hệ thống lò hơi mới.

Vectơ ngọn lửa thay đổi giúp ổn định nhiệt độ hơi quá nhiệt

Nhìn chung, một lò đốt than nghiền thành bột mịn hoạt động bằng cách phun than nghiền với không khí sơ cấp vào buồng đốt, tại đây than được trộn với không khí thứ cấp để tạo ra ngọn lửa hỗn loạn, hiệu suất cao, phù hợp cho các ứng dụng như lò nung và nồi hơi.

Trong một năm vận hành thử nghiệm, các chuyên gia của VTI đã quan sát thấy hoạt động ổn định của các bộ phận quay ở nhiệt độ cao, không bị kẹt và hiệu suất ổn định của thiết bị. Các thử nghiệm đã xác nhận độ tin cậy của các thành phần cơ khí và hiệu quả của hệ thống điều khiển.

Nhóm nghiên cứu cũng nhấn mạnh rằng các lò đốt truyền thống được thiết kế để đốt một loại nhiên liệu được chỉ định duy nhất. Tuy nhiên, trong môi trường hiện nay, ngành công nghiệp nhiệt điện của Nga đang phải đối mặt với nhu cầu chuyển sang các loại than khác nhau, mỗi loại có hàm lượng tro và giá trị nhiệt lượng khác nhau.

Phát triển mới của viện giải quyết thách thức này: một vectơ ngọn lửa biến thiên giúp ổn định nhiệt độ hơi quá nhiệt, điều chỉnh sự hấp thụ nhiệt trong buồng đốt và đảm bảo phân phối nhiệt độ đồng đều, do đó cải thiện độ tin cậy và hiệu suất của nồi hơi.

 Trước đó, VTI đã thực hiện các công trình chuyển đổi sang công nghệ đốt than nghiền, được triển khai thương mại tại nhà máy điện khu vực Shterovskaya,các công trình về hóa học nước; các công trình về quy trình đốt than được triển khai trên diện rộng; lò hơi công nghiệp một chiều đầu tiên trên thế giới đã được đưa vào vận hành tại nhà máy điện và sưởi ấm VTI (nay là nhà máy điện và sưởi ấm MOSENERGO).