Sự thay đổi các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy trong lò hơi từ các thí nghiệm đốt than trộn giữa than antraxit nội địa và than á bitum nhập khẩu tại nhà máy điện Ninh Bình

uật của lò hơi ở các chế độ nhiên liệu khác 
nhau. Các thí nghiệm được tiến hành cùng với 
công tác hiệu chỉnh chế độ vận hành phù hợp với 
nhiên liệu thay đổi. Từ các thí nghiệm trên đã xác 
định và xây dựng được các quan hệ về thay đổi 
và ảnh hưởng của tốc độ, nồng độ gió cấp 1, tỷ số 
tốc độ gió cấp 2/cấp 1, hệ số không khí thừa, tổng 
lưu lượng gió cấp vào lò đến chế độ cháy và hiệu 
suất của lò hơi. 
2.1. Ảnh hưởng của tốc độ vòi phun gió 
cấp 1 
Như chúng ta đã biết, kết quả nghiên cứu về lý 
thuyết cũng như thực nghiệm về gió cấp 1 (gió 
vận chuyển than bột) trong lò hơi đốt than phun có 
thể tóm lược đơn giản như sau: 
Lưu lượng gió cấp 1 
Nếu tỷ lệ gió cấp 1 càng cao thì nhiệt lượng 
cần thiết để đạt tới trạng thái bắt lửa sẽ càng lớn. 
Bởi vậy than càng khó cháy thì cần chọn tỷ lệ gió 
cấp 1 càng thấp. Tuy nhiên lượng gió cấp 1 cần 
phải đảm bảo các yêu cầu của sự cháy ổn định 
nên gió cấp 1 không được chọn quá thấp. Tỷ lệ 
gió cấp 1 thông thường được chọn cho than á 
bitum có thể cao gấp đôi so với than antraxit. 
Tốc độ gió cấp 1 
Nhiên liệu càng có nhiều chất bốc thì tốc độ 
dòng hỗn hợp- không khí ra khỏi vòi phun càng có 
thể chọn lớn. Khi than có chất bốc thấp thì thời 
gian cháy càng dài, chiều dài ngọn lửa càng lớn, 
nếu khi ấy chọn tốc độ của dòng ra khỏi vòi phun 
lớn thì bột than cháy có thể văng tới tường buồng 
lửa, gây nên đóng xỉ trên tường. 
Từ nhận định trên có thể thấy rằng khi đốt than 
trộn thì lưu lượng và tốc độ gió cấp 1 sẽ tăng lên 
nhưng sẽ không quá lớn so với khi đốt than 
antraxit hoàn toàn. 
Kết quả về tốc độ gió cấp 1 tối ưu trong quá 
trình thí nghiệm được trình bày ở các hình dưới 
đây (hình 1 & hình 2). 
Tốc độ gió cấp 1 tối ưu ở các tỷ lệ trộn
1
2 3
4
5
6
18
19
20
21
22
23
24
25
80 90 100 110 120 130 140
Phụ tải lò hơi (t/h)
T
ố
c
 đ
ộ
 g
ió
 c
ấ
p
 1
 (
m
/s
)
Than noi dia
Than tron 5%
Than tron 10%
Than tron 15%
Than tron 20%
Than tron 30%
1.Than noi dia
2.Than tron 5%
3.Than tron 10%
4.Than tron 15%
5.Than tron 20%
6.Than tron 30%
Hình 1: Sự thay đổi tốc độ gió cấp 1 tối ưu ở 
các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Tốc độ gió cấp 1 tối ưu phụ thuộc các tỷ lệ trộn ở phụ tải định mức
19
20
21
22
23
0 5 10 15 20 25 30
Tỷ lệ trộn (%)
T
ố
c 
đ
ộ
 g
ió
 c
ấ
p
 1
 t
ố
i 
ư
u
 (
m
/s
)
Hình 2: Tốc độ gió cấp 1 tối ưu ở phụ tải định 
mức trong các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Nhận xét: 
- Tốc độ gió cấp 1 tối ưu ở các chế độ đốt than 
trộn cao hơn so với chế độ đốt than nội địa. 
- Biến thiên tốc độ theo tỷ lệ trộn không đồng 
đều, điều này được lý giải là đối với tỷ lệ trộn 5%, 
10%, than nội địa sử dụng để trộn có chất lượng 
tốt và xấu bất thường, đối với tỷ lệ trộn 30%, khi 
tăng tốc độ gió cấp 1 lên cao, lò cháy mãnh liệt, 
nhiệt độ buồng lửa tăng cao, xuất hiện hiện tượng 
chảy xỉ lỏng nên phải điều chỉnh giảm để lò hơi 
cháy an toàn, ổn định. 
2.2. Ảnh hưởng của nồng độ than/gió vòi 
phun gió cấp 1 
Nâng cao nồng độ bột than ở đầu ra vòi phun 
sẽ làm giảm lượng nhiệt cần thiết để bắt lửa dòng 
bột than. 
Nồng độ bột than ở đầu ra vòi phun tăng lên sẽ 
tăng tốc độ phản ứng hoá học (phản ứng cháy) 
trước khi bột than bắt cháy do vậy luợng nhiệt 
phát ra do phản ứng cháy sẽ tăng lên, điều này 
thúc đẩy hạt bột than bắt cháy. 
Nồng độ bột than ở đầu ra vòi phun tăng lên 
dẫn đến nâng cao độ đen của ngọn lửa, và tăng 
lượng hấp thụ nhiệt bức xạ của ngọn lửa. 
 NLN * 124 - 7/2015 * 
 3 
 Từ các nhận định trên thấy rằng đối với than 
antraxit cần thiết phải nâng cao nồng độ bột than, 
tuy nhiên đối với than á bitum với hàm lượng chất 
bốc cao nếu nồng độ bột than quá cao, không chỉ 
làm cho luợng ô xy đưa vào bị thiếu, ảnh hưởng 
đến sự cháy kiệt của chất bốc trong than sinh ra 
khói than, mà còn ảnh hưởng đến việc nâng cao 
nhiệt độ của bản thân hạt bột than và đưa đến sự 
bắt lửa bị kéo lùi lại. 
 Do đó ta có thể thấy sẽ tồn tại một gía trị nồng 
độ có lợi nhất cho sự cháy ổn định của bột than 
(than càng có chất bốc thấp bao nhiêu, thì đòi hỏi 
nồng độ bột than trong dòng cấp 1 càng cao bấy 
nhiêu). Vì vậy, khi đốt than trộn cần phải điều 
chỉnh giá trị này cho phù hợp. 
Kết quả về nồng độ gió cấp 1 tối ưu trong quá 
trình thí nghiệm được trình bày ở các hình dưới 
đây (hình 3&hình 4). 
Nồng độ gió cấp 1 tối ưu ở các tỷ lệ trộn
1
2
3
4
56
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
80 90 100 110 120 130 140
Phụ tải lò hơi (t/h)
N
ồ
n
g
 đ
ộ
 t
h
a
n
/g
ió
 (
k
g
/k
g
) Than noi dia
Than tron 5%
Than tron 10%
Than tron 15%
Than tron 20%
Than tron 30%
1.Than noi dia
2.Than tron 5%
3.Than tron 10%
4.Than tron 15%
5.Than tron 20%
6.Than tron 30%
Hình 3: Sự thay đổi nồng độ gió cấp 1 tối ưu ở 
các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Nồng độ gió cấp 1 tối ưu ở phụ tải kinh tế phụ thuộc các tỷ lệ trộn
0.8
0.84
0.88
0.92
0.96
1
0 5 10 15 20 25 30
Tỷ lệ trộn (%)
N
ồ
n
g
 đ
ộ 
th
an
/g
ió
 (
k
g/
k
g
)
Hình 4: Nồng độ gió cấp 1 tối ưu ở phụ tải định 
mức trong các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Nhận xét: 
- Nồng độ gió cấp 1 tối ưu ở các chế độ đốt 
than trộn nhỏ hơn so với chế độ đốt than nội địa. 
- Mức độ biến thiên nồng độ phù hợp với biến 
thiên tốc độ. 
- Biến thiên bất thường ở các chế độ 5%, 10% 
và 30% phù hợp với lý giải ở trên. 
2.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ và tốc độ gió cấp 
2/cấp 1 
Theo các nghiên cứu trước đây, đối với nhiên 
nhiệu có hàm lượng chất bốc thấp, tỷ lệ gió cấp 1 
thấp và gió cấp 2 cao, khi sử dụng nhiên liệu có 
chất bốc cao hơn, tỷ lệ gió cấp 1 tăng lên và gió 
cấp 2 giảm dần. 
Kết quả về ảnh hưởng của tỉ lệ và tốc độ gió 
cấp 2/cấp 1 trong quá trình thí nghiệm là tương 
đồng nhau. 
 Đồ thị phản ánh sự ảnh hưởng của tỷ số tốc 
độ gió cấp 2/cấp 1 được thể hiện ở hình 5. 
Tốc độ gió cấp 2/cấp 1 tối ưu ở các tỷ lệ trộn
1
2 3
4
5
6
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
80 90 100 110 120 130 140
Phụ tải lò hơi (t/h)
T
ỷ
 lệ
 t
ố
c
 đ
ộ
 c
ấ
p
 2
/c
ấ
p
 1 Than noi dia
Than tron 5%
Than tron 10%
Than tron 15%
Than tron 20%
Than tron 30%
1.Than noi dia
2.Than tron 5%
3.Than tron 10%
4.Than tron 15%
5.Than tron 20%
6.Than tron 30%
Hình 5: Sự thay đổi tỷ số gió cấp 2/cấp 1 tối ưu 
ở các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Nhận xét: Tỷ số tốc độ gió cấp 2/cấp 1 tối ưu 
không thay đổi rõ ràng trong các chế độ cháy 
nhiên liệu khác nhau, điều này được lý giải là đối 
với than nhập khẩu yêu cầu lượng không khí lý 
thuyết cao hơn so với than nội địa nên lượng gió 
cấp 2 yêu cầu cũng cao hơn. 
2.4. Ảnh hưởng của hệ số không khí thừa 
Đối với than antraxit nội địa khó bắt cháy và 
khó cháy kiệt, yêu cầu về hệ số không khí thừa sẽ 
cao hơn so với than nhập khẩu. Đồ thị phản ánh 
sự ảnh hưởng được thể hiện ở hình 6 & hình 7. 
 NLN * 124 - 7/2015 * 
 4 
Hệ số không khí thừa ở các phụ tải phụ thuộc các chế độ trộn
1
2
3
5
4
6
1.14
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19
1.2
1.21
1.22
1.23
80 90 100 110 120 130 140
Phụ tải lò hơi (t/h)
H
ệ
 s
ố
 k
h
ô
n
g
 k
h
í t
h
ừ
a
Than noi dia
Than tron 5%
Than tron 10%
Than tron 15%
Than tron 20%
Than tron 30%
1.Than noi dia
2.Than tron 5%
3.Than tron 10%
5.Than tron 20%
4.Than tron 15%
6.Than tron 30%
Hình 6: Sự thay đổi hệ số không khí thừa tối ưu 
ở các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Hệ số không khí thừa tối ưu ở phụ tải kinh tế phụ thuộc các tỷ lệ trộn
1.16
1.17
1.18
1.19
1.2
1.21
0 5 10 15 20 25 30
Tỷ lệ trộn (%)
H
ệ 
số
 k
h
ôn
g 
k
h
í t
h
ừ
a
Hình 7: Hệ số không khí thừa tối ưu ở phụ tải 
kinh tế trong các chế độ cháy nhiên liệu khác 
nhau 
Nhận xét: 
- Hệ số không khí thừa tối ưu ở các chế độ đốt 
than trộn nhỏ hơn so với chế độ đốt than nội địa. 
- Biến thiên bất thường ở các chế độ 5%, 10% 
và 30% phù hợp với lý giải ở trên. 
2.5. Tổng lượng gió cấp vào lò 
Theo tính toán, lượng không khí lý thuyết cần 
thiết cung cấp cho cháy hoàn toàn nhiên liệu than 
nhập khẩu sẽ cao hơn so với nhiên liệu than nội địa. 
Thực tế, trong cả quá trình đốt than trộn ở các tỷ 
lệ, nhiệt độ gió nóng của lò luôn cao hơn khi đốt 
100% than nội địa từ 10 đến 25 oC, do vậy việc sấy 
than tốt hơn, điều này cũng góp phần lý giải cho 
hiện tượng làm việc tốt hơn của hệ thống nghiền. 
Ở cùng dải công suất của lò hơi, đối với than 
trộn, lưu lượng gió cấp cần thiết cho quá trình 
cháy cao hơn (m3/h). Khi tăng gió cấp 1 & 2 vào 
lò, nhiệt độ buồng lửa và đường khói sau quá 
nhiệt cũng tăng theo. Ở tỷ lệ trộn cao (20% và 
30%), lò cháy mãnh liệt, nhiệt độ buồng lửa tăng 
quá cao (>1500 oC), tăng hiện tượng chảy xỉ lỏng. 
Để giải quyết vấn đề này, đã giảm tốc độ gió cấp 
1 nên nhiệt độ buồng lửa và đường khói giảm 
nhưng hiệu suất lò cũng có xu hướng giảm theo. 
Cùng với việc tăng lượng gió cấp 1, cấp 2 và 
giảm lượng gió cấp 3, tổng lượng gió cấp vào lò 
đáp ứng quá trình cháy của lò hơi của các chế độ 
than trộn so sánh với đốt 100% than nội địa ở các 
phụ tải tương ứng tăng. 
 Đồ thị phản ánh sự thay đổi của tổng lượng 
gió cấp vào lò đối với nhiên liệu ở các tỷ lệ trộn 
khác nhau được thể hiện ở hình 8. 
Tổng lượng gió tiêu chuẩn cấp vào lò ở các tỷ lệ đốt than trộn
1
2
3
4
5
6
60000
70000
80000
90000
100000
110000
120000
80 90 100 110 120 130 140
Phụ tải lò hơi (t/h)
T
ổ
n
g
 l
ư
ợ
n
g
 g
ió
 v
à
o
 l
ò
 (
N
m
3
/h
)
Than noi dia
Than tron 5%
Than tron 10%
Than tron 15%
Than tron 20%
Than tron 30%
1.Than noi dia
2.Than tron 5%
3.Than tron 10%
4.Than tron 15%
5.Than tron 20%
6.Than tron 30%
Hình 8: Sự thay đổi tổng lượng gió cấp vào lò ở 
các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Nhận xét: 
- Về cơ bản, khi đốt than trộn, tổng lượng gió 
tiêu chuẩn cấp cho lò hơi cao hơn so với chế độ 
đốt than nội địa. 
- Ở các tỷ lệ trộn 15% và 20%, lượng gió cấp vào 
lò có xu hướng thấp hơn so với chế độ đốt than nội 
địa, điều này có thể lý giải là ở các chế độ trộn trên, 
lò hơi đạt được hiệu suất cao nên tiết kiệm được 
nhiên liệu dẫn đến lượng gió yêu cầu giảm đi. 
- Biến thiên bất thường ở các chế độ 5%, 10% 
và 30% phù hợp với lý giải ở trên. 
2.6. Hiệu suất lò hơi 
Trong quá trình đốt than trộn, hiệu suất lò hơi 
xác định được cao hơn khi đốt 100% than nội địa. 
So sánh với giá trị hiệu suất cao nhất xác định 
được trong thí nghiệm, giá trị cao hơn được xác 
định từ 0,6% đến 2%. Tuy nhiên, đối với các chế 
độ đốt than trộn, hiệu suất chênh lệch giữa các 
phụ tải của lò hơi ít hơn, hiệu suất ở các phụ tải 
đồng đều hơn dẫn đến hiệu suất trung bình của lò 
hơi cao hơn. 
Đồ thị so sánh biến thiên hiệu suất của lò hơi 
trong thí nghiệm đốt 100% than nội địa và các tỷ 
 NLN * 124 - 7/2015 * 
 5 
lệ trộn được thể hiện ở các hình sau (hình 9 & 
hình 10). 
Hiệu suất lò hơi ở các tỷ lệ trộn
1
2
3
4
5
6
81.0
81.5
82.0
82.5
83.0
83.5
84.0
84.5
85.0
85.5
80 90 100 110 120 130 140
Phụ tải lò hơi (t/h)
H
iệ
u
 s
u
ấ
t 
(%
)
Than noi dia
Than tron 5%
Than tron 10%
Than tron 15%
Than tron 20%
Than tron 30%
1.Than noi dia
2.Than tron 5%
3.Than tron 10%
4.Than tron 15%
5.Than tron 20%
6.Than tron 30% 
Hình 9: Sự thay đổi tổng hiệu suất lò hơi ở các 
chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
Hiệu suất lò hơi ở phụ tải kinh tế phụ thuộc các tỷ lệ trộn
82
82.5
83
83.5
84
84.5
85
85.5
86
0 5 10 15 20 25 30
Tỷ lệ trộn (%)
H
iệ
u
 s
u
ấ
t 
(%
)
Hình 10: Hiệu suất lò hơi ở phụ tải kinh tế 
trong các chế độ cháy nhiên liệu khác nhau 
3. KẾT LUẬN 
1. Công tác chuẩn bị và thí nghiệm than trộn tại 
NMNĐ Ninh Bình đã được chuẩn bị và tiến hành 
đầy đủ, chu đáo, nghiêm túc. Trong suốt quá trình 
đốt than trộn, lò vận hành an toàn, ổn định, việc 
điều chỉnh công suất, nâng, giảm tải, điều chỉnh 
thiết bị thuận lợi, dễ dàng. Các số liệu thu được 
và xử lý là đáng tin cậy. Kết quả thí nghiệm phù 
hợp với lý thuyết và các nghiên cứu trước đây. 
Các sai khác được lý giải phù hợp. 
2. Qua các đồ thị ở trên, nhận thấy hiệu suất 
của lò hơi đạt mức cao nhất khi trộn ở tỷ lệ 15% 
than nhập khẩu, 85% than nội địa. Tuy nhiên, qua 
theo dõi số liệu vận hành cũng như quá trình trộn 
than, phân tích nhiên liệu, nhận thấy giá trị chất 
bốc trong nhiên liệu tăng đều khi tăng tỷ lệ trộn 
than nhưng nhiệt trị thì lại không biến thiên (giảm 
đều) trong khi chất lượng than nhập khẩu là đồng 
đều và ổn định. Điều này được lý giải là chất 
lượng than nội địa sử dụng để trộn ở các tỷ lệ là 
không đồng đều. Mặc dù nhà máy đã cố gắng 
cung cấp than nội địa được đánh giá là ổn định 
nhất nhưng điều này là không tránh khỏi do thực 
tế lượng than nội địa sử dụng lớn, lượng than 
nhập về và tập kết từ nhiều đoàn xà lan khác 
nhau dẫn đến hiện tượng này. Vì vậy, để xác định 
chính xác hơn nữa lượng tăng hiệu suất ở các tỷ 
lệ trộn so với đốt 100% than nội địa cần phải tiếp 
tục có quy dẫn về mặt bằng nhiệt trị. 
3. Nhiệt độ buồng lửa, đường khói có xu 
hướng tăng cao khi đốt than trộn. Sau khi tiến 
hành thí nghiệm hiệu chỉnh đã khắc phục được 
hiện tượng tăng cao của nhiệt độ buồng lửa 
nhưng nhiệt độ đường khói (sau bộ quá nhiệt) vẫn 
còn cao hơn từ 40 – 70 oC, nhiệt độ khói thoát cao 
hơn từ 2 – 7 oC so với đốt than nội địa 100%. Khi 
vận hành ở tải cao nhất (130 T/h), cần phải lưu ý 
điều chỉnh lượng gió cấp vào lò hợp lý. Đây cũng 
có thể coi là là yếu tố hạn chế quyết định bởi cấu 
tạo thiết kế bản thể lò hơi của NMNĐ Ninh Bình. 
Vì vậy, để áp dụng đốt than trộn cho các lò hơi 
dạng khác đang vận hành, trước đó phải có 
chương trình nghiên cứu và thí nghiệm phù hợp. 
4. Khi tỷ lệ trộn than nhập khẩu tăng lên, lò 
cháy ngày càng tốt hơn nhưng ở tỷ lệ trộn cao lại 
dẫn đến hiện tượng chảy xỉ, vì vậy để đảm bảo 
vận hành an toàn của lò hơi, phải hiệu chỉnh giảm 
gió dẫn đến hiệu suất của lò hơi giảm. Do đó, để 
có kết luận thấu đáo và chính xác về vấn đề này 
cần phải tiếp tục tiến hành nghiên cứu, thí nghiệm 
và đánh giá. 
5. Các kết quả thể hiện ở trên cũng có thể sử 
dụng tham khảo để phục vụ cho công tác thiết kế 
các lò hơi xác định đốt nhiên liệu than trộn sau 
này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm trong 
phòng thí nghiệm để xác định các yếu tố ảnh 
hưởng đến sự bốc cháy khi đốt bột than của than 
antraxit nội địa. Báo cáo chuyên đề nội dung số 5. 
Đề tài nghiên cứu đốt than trộn tại NMNĐ đốt 
than. Ths. Nguyễn Chiến Thắng; 
2. Báo cáo sơ bộ đốt than trộn tại lò hơi số 1 
NMNĐ Ninh Bình. Đề tài nghiên cứu đốt than trộn 
tại NMNĐ đốt than. Ths. Nguyễn Chiến Thắng, 
PGS.TS. Trương Duy Nghĩa; 
3. Các kết quả thu được từ các thí nghiệm 
đốt than trộn giữa than antraxit nội địa và than á 
bitum nhập khẩu tại nhà máy nhiệt điện Ninh Bình. 
Tạp chí Năng lượng Nhiệt số 122 – 3/2015. 
PGS.TS. Trương Duy Nghĩa, . Ths. Nguyễn Chiến 
Thắng, KS. Trịnh Văn Yên, KS. Trịnh Văn Đoàn. 
 NLN * 124 - 7/2015 * 
 6