Nghiên cứu, đánh giá việc sử dụng nước khử khoáng tại các nhà máy nhiệt điện

g trên sơ đồ 4 x 3. Bởi vì 
mục đích của thực nghiệm là để xác 
định giá trị nhỏ nhất của lượng nước 
Demin tiêu thụ nên sẽ chọn tỷ số S/N 
(the signal to noise ratio) là nhỏ nhất 
(the smaller is better). Thêm vào đó khi 
xử lý phân tích, kiểm tra mối quan hệ 
phụ thuộc giữa các yếu tố A, B, C, D lẫn 
nhau (biểu diễn dưới dạng AB, AC, AD, 
BC, BD và CD) cũng được tiến hành.
3. Kết quả và thảo luận 
Kết quả phân tích quy hoạch thực 
nghiệm theo phương pháp Taguchi cho 
thấy không có sự ảnh hưởng chung của 
các yếu tố A, B, C, D mà cụ thể là AB, 
AC, AD, BC, BD và CD đến lượng nước 
Demin tiêu thụ. 
Để đánh giá sự ảnh hưởng của các 
yếu tố đến lượng nước Demin tiêu thụ, 
sử dụng 2 giá trị phản hồi đó là giá trị kỳ 
vọng toán và tỷ số S/N. Giá trị P-values 
được dùng để xác định độ ảnh hưởng 
của các yếu tố có mang ý nghĩa thống 
kê hay không và theo mức độ nào và 
dùng các hệ số để xác định mức độ ảnh 
hưởng.
Với số liệu thu được từ Nhà máy 
Điện Nhơn Trạch 2 trích xuất ra tương 
ứng với ma trận thực nghiệm cho thấy 
giá trị của các P-value < 1. Cụ thể là đối 
với tỷ số S/N, chỉ có giá trị P-value của 
(a)
(b)
54 DẦU KHÍ - SỐ 3/2020 
CÔNG NGHIỆP ĐIỆN
Bảng 5. Kết quả phân tích ANOVA cho kỳ vọng toán học của các ảnh hưởng
TT A B C D 
1 1 1 1 1 
2 1 2 2 2 
3 1 3 3 3 
4 2 1 1 2 
5 2 2 2 3 
6 2 3 3 1 
7 3 1 2 1 
8 3 2 3 2 
9 3 3 1 3 
10 4 1 3 3 
11 4 2 1 1 
12 4 3 2 2 
13 5 1 2 3 
14 5 2 3 1 
15 5 3 1 2 
16 6 1 3 2 
17 6 2 1 3 
18 6 3 2 1 
Bảng 3. Ma trận thực nghiệm Taguchi
Bảng 4. Kết quả phân tích ANOVA cho tỷ số S/N
Nguồn DF Seq SS Adj SS Adj MS F P S R-Sq R-Sq(adj)
A 5 2,6247 2,6247 0,5249 0,51 0,761 1,0140 81,40% 80,13%
B 2 0,4036 0,4036 0,2018 0,20 0,827
C 2 0,5763 0,5763 0,2881 0,28 0,765
D 2 23,3966 23,3966 11,6983 11,38 0,009
Sai số dư 6 6,1690 6,1690 1,0282
Tổng 17 33,1702
Nguồn DF Seq SS Adj SS Adj MS F P S R-Sq R-Sq(adj)
A 5 136,28 136,28 27,26 0,57 0,724 6,9229 81,61% 80,90%
B 2 20,46 20,46 10,23 0,21 0,814
C 2 36,72 36,72 18,36 0,38 0,697
D 2 1082,90 1082,90 541,45 11,30 0,009
Sai số dư 6 287,56 287,56 47,93
Tổng 17 1563,92
D là 0,009 < 0,05 thể hiện mức độ ảnh hưởng mang tính 
thống kê, điều này dễ hiểu bởi thất thoát do bay hơi là 
không thể tính được và do đó là phần trừ đi của lượng 
nước xả blowdown, lượng nước phân tích mẫu từ lượng 
nước Demin tiêu thụ. 
Giá trị tuyệt đối của hệ số lấy từ Bảng 5 cho thấy giá trị 
trung bình của các đặc trưng phản hồi từ các yếu tố. Trong 
bảng cũng có xếp bậc dựa trên trị số thống kê Delta dùng 
để thể hiện độ lớn của sự ảnh hưởng. Trị số thống kê Delta 
được lấy bằng giá trị ảnh hưởng lớn nhất trừ đi giá trị nhỏ 
nhất của các bậc giá trị. Ngoài ra các hệ số mô hình chỉ rõ 
hơn mức độ ảnh hưởng của từng bậc giá trị. Kết quả thực 
nghiệm cho thấy đối với cả chỉ số S/N và giá trị trung bình 
thất thoát hơi luôn gây ra ảnh hưởng lớn nhất, tiếp theo 
đó là ảnh hưởng của nhiệt độ rồi đến lượng xả blowdown 
và cuối cùng ít ảnh hưởng nhất trong 4 yếu tố trên là sản 
lượng điện.
55DẦU KHÍ - SỐ 3/2020 
PETROVIETNAM
363534333231
70
65
60
55
50
750640530 3.02.52.0 605040
A B C D
363534333231
-34.0
-34.5
-35.0
-35.5
-36.0
-36.5
750640530 3.02.52.0 605040
A
Tr
ị t
ru
ng
 b
ìn
h
Tr
ị t
ru
ng
 b
ìn
h
B C D
Sơ đồ các ảnh hưởng chính của các yếu tố đến lượng Demin cấp bù
Trị phân bố của các yếu tố
Sơ đồ các ảnh hưởng chính của các SNR của các yếu tố đến lượng Demin cấp bù
Trị phân bố của các SNR của các yếu tố
 SNR: nhỏ nhất là tốt nhất; SNR - tỷ lệ tín hiệu/nhiễu
363534333231
70
65
60
55
50
750640530 3.02.52.0 605040
A B C D
363534333231
-34.0
-34.5
-35.0
-35.5
-36.0
-36.5
750640530 3.02.52.0 605040
A
Tr
ị t
ru
ng
 b
ìn
h
Tr
ị t
ru
ng
 b
ìn
h
B C D
Sơ đồ các ảnh hưởng chính của các yếu tố đến lượng Demin cấp bù
Trị phân bố của các yếu tố
Sơ đồ các ảnh hưởng chính của các SNR của các yếu tố đến lượng Demin cấp bù
Trị phân bố của các SNR của các yếu tố
 SNR: nhỏ nhất là tốt nhất; SNR - tỷ lệ tín hiệu/nhiễu
Hình 6. Các ảnh hưởng chính đến lượng nước Demin bù
Trong thực nghiệm này mục đích mong muốn đạt được thất thoát 
lượng nước Demin là thấp nhất tương ứng với việc giá trị kỳ vọng toán là 
nhỏ nhất. Quan sát Hình 6 cho thấy giá trị nhỏ nhất của kỳ vọng toán đạt 
được ở: A - bậc 5 (35oC); B - bậc 3 (750); C - bậc 3 (3,0); D - bậc 1 (40) và cũng 
tương tự như vậy đối với tỷ số S/N, giá trị nhỏ nhất tìm thấy được ở điểm 
trên. Có thể dễ dàng thấy được mối quan hệ này trên đồ thị các ảnh hưởng 
chính đến kỳ vọng toán và tỷ số S/N. 
Sử dụng module quy hoạch thực nghiệm trong DOE có thể dự đoán về 
chỉ số S/N và giá trị trung bình của lượng nước Demin tiêu thụ tại những bậc 
giá trị cụ thể của các yếu tố. Bảng 6 là kết quả từ việc dự đoán tại các bậc giá 
trị ghi nhận giá trị nhỏ nhất của kỳ vọng toán và tỷ số S/N.
Có thể kết luận ở điều kiện nhiệt độ 35oC, để đạt được công suất tối 
đa là 750MW, với lượng nước xả về blowdown là 3m3/ngày và lượng thất 
thoát hơi trong chu trình nước - hơi nước là 40m3 thì lượng nước Demin 
tiêu thụ của nhà máy sẽ là thấp nhất và đạt giá trị là 43,8m3. Với giá trị này 
thì lượng nước thất thoát do lấy mẫu 
được nhà máy cung cấp là 2,88m3 chiếm 
6,5% lượng nước Demin tiêu thụ. Trong 
khi đó lượng nước thất thoát do lấy mẫu 
đo đạt được từ Nhà máy Điện Cà Mau 
1 là 13,84m3 chiếm 27,7% lượng Demin 
tiêu thụ trung bình của nhà máy (50m3). 
Lượng nước thất thoát do lấy mẫu ở 
Nhà máy Điện Nhơn Trạch 1, Nhà máy 
Điện Cà Mau 2 và Nhà máy Nhiệt điện 
Vũng Áng 1 cũng lần lượt là 13,42m3, 
13,84m3, 24m3 cho thấy có sự dao động 
và chiếm tỷ trọng lớn trong lượng nước 
Demin tiêu thụ. Các kết quả phân tích 
quy hoạch thực nghiệm tại các nhà máy 
nhiệt điện được tổng hợp trong Bảng 7.
Có thể thấy là với cùng công nghệ 
turbine hơi SST5-5000, chu trình nước 
và hơi nước của Siemens thì lượng nước 
khử khoáng tiêu thụ ở Nhà máy Điện 
Cà Mau 1 & 2 và Nhà máy Điện Nhơn 
Trạch 2 theo thiết kế lần lượt là 50 và 
60m3/ngày ứng với sản lượng điện là 
750MW. Nhà máy Điện Nhơn Trạch 2 
đi vào vận hành từ năm 2010 với công 
nghệ điều khiển tiên tiến giúp cho việc 
vận hành của nhà máy luôn ở trạng thái 
vận hành ổn định. Kết quả thu được từ 
quy hoạch thực nghiệm cũng cho thấy 
với sản lượng điện vận hành ổn định là 
750MW thì lượng Demin tiêu thụ thực tế 
là 43,8m3/ngày. Trong khi đó, Nhà máy 
Điện Cà Mau 1 - 2 với sản lượng điện vận 
hành ở mức thấp hơn so với thiết kế là 
300 và 400MW, lượng Demin tiêu thụ 
tương ứng là 21,3 và 22,9m3/ngày. Công 
nghệ được sử dụng ở Nhà máy Nhiệt 
điện Vũng Áng 1 cũng cho thấy với sản 
lượng điện là 1.000MW thì lượng Demin 
tiêu thụ nhỏ nhất, hay nói cách khác 
là lượng Demin tiêu thụ khi hệ thống 
vận hành ổn định không xảy ra sự cố là 
937,7m3/ngày. Trong khi đó với số liệu 
thiết kế 1.200MW thì lượng Demin tính 
toán được từ chu trình nước - hơi nước 
là 1.200m3/ngày. Nhà máy Nhiệt điện 
Vũng Áng 1 sử dụng turbine hơi TC4F-36 
của Toshiba vận hành ở áp suất hơi 167 
56 DẦU KHÍ - SỐ 3/2020 
CÔNG NGHIỆP ĐIỆN
Hình 7. Mô tả phần dư của mô hình hồi quy
Tỷ số S/N
Giá trị 
trung bình
Giá trị thiết lập
A B C D
-33,0223 43,7833 35 750 3 40
Bảng 6. Giá trị dự đoán tại các bậc giá trị
Sơ đồ phần dư của các trị trung bình
Sơ đồ phân bố chuẩn
Phần dư
Phần dư
Biểu đồ tần số
%
Tầ
n 
số
Ph
ần
 d
ư
Ph
ần
 d
ư
Phân bố giá trị
Giá trị được lựa chọn
Bậc quan sát
Phân bố bậc
10- 1
99
90
50
10
1
- 33- 34- 35- 36- 37
1.0
0.5
0.0
- 0.5
- 1.0
1.00.50.0- 0.5
4.8
3.6
2.4
1.2
0.0
18161412108642
1.0
0.5
0.0
- 0.5
- 1.0
Sơ đồ phần dư của các SNR
Sơ đồ phân bố chuẩn
Phần dư
Phần dư
Biểu đồ tần số
%
Tầ
n 
số
Ph
ần
 d
ư
Ph
ần
 d
ư
Phân bố giá trị
Giá trị được lựa chọn
Bậc quan sát
Phân bố bậc
57DẦU KHÍ - SỐ 3/2020 
PETROVIETNAM
Bảng 7. Kết quả quy hoạch thực nghiệm tại các nhà máy nhiệt điện
bar và nhiệt độ hơi là 538oC. Nhà máy Điện Nhơn Trạch 1 
sử dụng công nghệ turbine hơi của GE tiêu thụ một lượng 
lớn nước Demin theo thiết kế là 400 m3/ngày, sản lượng 
điện thiết kế là 450MW. Với sản lượng điện là 235MW theo 
tính toán của phương pháp quy hoạch thực nghiệm dựa 
trên số liệu vận hành thực tế của nhà máy thì lượng Demin 
tiêu thụ là 342,1m3/ngày. So sánh với Nhà máy Ashuganj 
400MW (nằm ở phía Đông của Bangladesh) chu trình hỗn 
hợp, cùng công nghệ của GE, với lượng Demin tiêu thụ là 
11 m3/giờ cho công suất 225MW tương đương với 264 m3/
ngày [13]. Các tính toán của quy hoạch thực nghiệm cho 
ra con số chính xác của lượng Demin tiêu thụ ứng với thời 
điểm vận hành ổn định và không xảy ra sự cố, đồng thời 
cũng chỉ ra được yếu tố ảnh hưởng về mặt công nghệ đến 
lượng Demin tiêu thụ này.
4. Kết luận
Quá trình phân tích quy hoạch thực nghiệm theo dữ 
liệu vận hành của Nhà máy Điện Nhơn Trạch 2 rút ra kết 
luận như sau:
- Kết quả trích xuất từ ảnh hưởng của các biến khảo 
sát chính đến lượng nước Demin (Hình 6) cho thấy sự ảnh 
hưởng của nhiệt độ là đáng kể. Mức ảnh hưởng từ 55 - 
63%. Nhiệt độ trên 36oC có ảnh hưởng rất lớn đến lượng 
nước Demin tiêu thụ.
- Lượng nước Demin tiêu thụ trên sản lượng điện có 
sự phụ thuộc vào sản lượng điện và phân bố theo tháng đạt 
giá trị lớn nhất từ tháng 2 - 4 và thấp nhất là vào tháng 7.
- Lượng nước Demin nhỏ nhất có thể đạt được dựa 
trên số liệu từ nhà máy là 43,8m3/ngày, số này khá sát với 
giá trị thiết kế của nhà máy (50m3/ngày) với cùng công 
suất là 750MW.
- Ảnh hưởng đến lượng nước Demin tiêu thụ xếp 
theo thứ tự: thất thoát hơi → nhiệt độ → xả blowdown → 
sản lượng điện.
Từ kết luận trên, cần chú ý trong công tác vận hành 
nhà máy theo các phương án sau:
- Tổn thất do khởi động lò hơi: Tối ưu hóa quá trình 
vận hành, hạn chế thấp nhất số lần phải khởi động lò hơi; 
huấn luyện, nâng cao tay nghề kỹ sư vận hành quá trình 
khởi động lò hơi.
- Giảm tổn thất nước - hơi nước từ hệ thống phân 
tích (SWAS): Huấn luyện đội ngũ kỹ thuật viên định kỳ về 
công tác phân tích mẫu và tầm quan trọng của nước khử 
khoáng; cân nhắc việc đóng hệ thống lẫy mẫu nước sau 
khi lấy mẫu xác định thời gian mở van trước khi lấy mẫu 
nước lần kế tiếp để bảo đảm độ chính xác và tránh tổn 
thất nước khử khoáng.
- Giảm tổn thất nước - hơi nước qua hệ thống van 
(bình chứa và đường ống): Sử dụng kết hợp hệ thống van 
tự động với các điều khiển mức trong bình chứa; tổng 
kiểm tra định kỳ hệ thống van và bình chứa ít nhất 4 lần/
năm; kiểm tra và phát hiện sớm các bất thường trong báo 
cáo hao hụt nước khử khoáng hằng ngày để xử lý kịp thời 
nếu có sự cố; kiểm tra định kỳ hệ thống đường ống; đối với 
các đường ống hơi cao áp, công ty cần phải có kế hoạch 
bảo trì hằng năm. 
- Hệ thống blowdown: Thiết kế tái sử dụng nước từ 
bồn blowdown.
- Hệ thống bơm: Kiểm tra định kỳ, gia cố các đầu 
nối, đầu xả và điểm có nguy cơ rò rỉ nước khử khoáng trên 
bơm. 
Tài liệu tham khảo
1. Gary J.Stiege, James R.Longanbach, Michael 
D.Rutkowski. Power plant water usage and loss study. The 
United States Department of Energy National Energy 
Technology Laboratory. 2007.
2. Tạp chí Năng lượng Việt Nam. Nước tuần hoàn trực 
lưu nhà máy nhiệt điện: “Đóng thuế môi trường là vô lý”. 
28/11/2012.
Tính chất Cà Mau 1 Cà Mau 2 Nhơn Trạch 1 Nhơn Trạch 2 Vũng Áng 1 
Nhiệt độ (oC) 27 29 33 35 31 
Sản lượng điện (MW) 300 400 235 750 1.000 
Xả blowdown (m3/ngày) 4 2 85 3 200 
Thất thoát hơi (m3/ngày) 6 30 310 40 900 
Lượng Demin tiêu thụ nhỏ nhất 
(m3/ngày) 21,3 22,9 342,1 43,8 937,7 
Sản lượng điện thiết kế (MW) 750 750 450 750 2 × 600 
Lượng Demin tiêu thụ theo thiết kế 
(m3/ngày) 50 50 400 60 2 × 600 
58 DẦU KHÍ - SỐ 3/2020 
CÔNG NGHIỆP ĐIỆN
3. Ana Delgado, Howard J.Herzog. A simple model to 
help understand water use at power plants. Massachusetts 
Institute of Technology. 2012.
4. R.Ramkumar, A.Ragupathy. Optimization of cooling 
tower performance with different types of packings using 
Taguchi approach. Journal of the Brazilian Society of 
Mechanical Sciences and Engineering. 2015; 37: p. 929 - 
936.
5. Ramkumar Ramakrishnan, Ragupathy Arumugam. 
Optimization of operating parameters and performance 
evaluation of forced draft cooling tower using response 
surface methodology (RSM) and artificial neural network 
(ANN). Journal of Mechanical Science and Technology. 
2012; 26(5): p. 1643 - 1650.
6. Mustafa Bahadır Özdemir. Optimization of process 
parameters of ground source heat pumps for space heating 
applications with Taguchi method. Journal of Polytechnic. 
2018; 21(4): p. 991 - 998.
7. M.Muthuraman. Reduction in power plant specific 
water consumption. International Power Plant O & M 
Conference. 2016.
8. Ram Kumar, Ragupathy Arumugam. Optimization 
of cooling tower performance analysis using Taguchi 
method. Thermal Science. 2013. 
9. Central Electricity Authority New Delhi. Report on 
minimisation of water requirement in coal based thermal 
power stations. 2012.
10. T.Sudhakar, B.Anjaneya prasad, K.Prahladarao. 
Implementation of Six Sigma for improved performance in 
power plants. Journal of Mechanical and Civil Engineering. 
2015; 12(5), p. 15 - 23.
11. Himanshu Kumar, Anurag Singh. DM make up 
water reduction in power plants using DMAIC methodology 
a Six Sigma approach. International Journal of Scientific 
and Research Publications. 2014; 4(2).
12. Prabhakar Kaushik, Dinesh Khanduja. Application 
of Six Sigma DMAIC methodology in thermal power plants: A 
case study. Total Quality Management. 2009; 20(2): p. 197 
- 207.
13. Environmental Impact Assessment. Bangladesh: 
Power system expansion and efficiency improvement 
investment program (Tranche 3). Ashuganj 400MW 
Combined Cycle Power Plant (East). 2016.
Summary
Demineralised water directly affects the cost of electricity production and the efficiency of the thermal power plant and depends 
on a lot of technological parameters and plant operation process. Researching and evaluating the use of demineralised water help save 
production costs and improve the efficiency of thermal power plants’ operation. In this paper, the operational parameters affecting 
the amount of demineralised water were studied and analysed as the basis for the DOE analysis. The data input was investigated at 
the thermal power plants in Vietnam. The results of empirical statistical analysis identify the factors that influence the consumption of 
demineralised water, from which recommendations are made for measures to optimise the amount of demineralised water used in each 
plant. . 
Key words: Demineralised water, DOE, thermal power plant, water consumption, water environment.
STUDYING AND EVALUATING THE USE OF DEMINERALISED WATER IN 
THERMAL POWER PLANTS
Le Van Sy1, Nguyen Phan Anh1, Vu Minh Hung1, Nguyen Ha Trung2
1Petrovietnam University
2Hanoi University of Science and Technology
Email: sylv@pvu.edu.vn