Các Chỉ Số Quan Trọng Khi Đánh Giá Chất Lượng Than Nhiệt

Trong hoạt động mua bán và sử dụng than nhiệt, giá bán theo tấn chỉ là một phần của bài toán. Để đánh giá chính xác một nguồn than có phù hợp hay không, doanh nghiệp cần xem xét đồng thời nhiều chỉ số kỹ thuật như nhiệt trị, độ ẩm, độ tro, hàm lượng lưu huỳnh, độ bốc và kích thước hạt.

Mỗi thông số đều ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến hiệu suất đốt, mức tiêu hao nhiên liệu, khả năng vận hành của thiết bị và tổng chi phí sản xuất.

Do đó, việc hiểu đúng các chỉ số chất lượng than là bước quan trọng trước khi lựa chọn nguồn hàng, ký hợp đồng hoặc đưa than vào sử dụng thực tế.

Vì sao cần đánh giá chất lượng than nhiệt?

Than nhiệt được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cho các hệ thống cần nhiệt năng lớn như lò hơi, lò nung, nhà máy xi măng, nhà máy vật liệu xây dựng và một số ngành sản xuất công nghiệp.

Tuy nhiên, không phải tất cả các loại than đều phù hợp với mọi hệ thống.

Một loại than có nhiệt trị cao chưa chắc đã là lựa chọn tối ưu nếu độ tro quá lớn, độ ẩm cao hoặc đặc tính cháy không phù hợp với thiết kế lò.

Ngược lại, một loại than có nhiệt trị trung bình nhưng độ ẩm thấp, độ tro hợp lý và đặc tính cháy ổn định có thể mang lại hiệu quả kinh tế tốt hơn trong một số trường hợp.

Vì vậy, doanh nghiệp cần đánh giá chất lượng than trên cơ sở tổng thể thay vì chỉ nhìn vào một thông số riêng lẻ.

1. Nhiệt trị – chỉ số quan trọng hàng đầu

Nhiệt trị thể hiện lượng năng lượng được sinh ra khi một đơn vị khối lượng than được đốt cháy.

Đây là một trong những chỉ số quan trọng nhất khi đánh giá giá trị sử dụng của than nhiệt.

Thông thường, nhiệt trị càng cao thì lượng năng lượng tạo ra từ cùng một khối lượng than càng lớn.

Trong giao dịch thương mại, doanh nghiệp có thể gặp các thuật ngữ như:

• GAR – Gross As Received.
• GCV – Gross Calorific Value.
• NCV – Net Calorific Value.
• ADB – Air Dried Basis.
• AR – As Received Basis.

Các cơ sở tính khác nhau có thể tạo ra những con số nhiệt trị khác nhau cho cùng một loại than.

Do đó, khi so sánh báo giá giữa nhiều nhà cung cấp, doanh nghiệp cần kiểm tra rõ nhiệt trị được công bố theo cơ sở nào.

Việc chỉ nhìn vào con số nhiệt trị mà không xác định điều kiện tính có thể dẫn đến so sánh không chính xác.

GAR là gì?

GAR thường được hiểu là nhiệt trị toàn phần của than trong trạng thái nhận hàng thực tế.

Chỉ số này thường được sử dụng trong các giao dịch thương mại than quốc tế.

GAR có tính đến tình trạng độ ẩm của than khi giao nhận, vì vậy nó phản ánh tương đối sát chất lượng hàng hóa tại thời điểm nhận.

Ví dụ, khi thị trường nhắc đến than 5.000 GAR hoặc 5.500 GAR, đây thường là cách phân loại than theo mức nhiệt trị.

Tuy nhiên, để đánh giá chính xác, doanh nghiệp vẫn cần xem xét thêm độ tro, độ ẩm, lưu huỳnh và các chỉ tiêu khác.

GCV là gì?

GCV – Gross Calorific Value – là nhiệt trị toàn phần của nhiên liệu.

GCV thể hiện tổng lượng nhiệt sinh ra khi than cháy hoàn toàn trong những điều kiện xác định.

Trong thực tế, GCV có thể được thể hiện trên nhiều cơ sở khác nhau như AR, ADB hoặc DB.

Vì vậy, khi đọc COA hoặc bảng thông số kỹ thuật, doanh nghiệp cần chú ý cả giá trị nhiệt trị và cơ sở phân tích đi kèm.

NCV là gì?

NCV – Net Calorific Value – là nhiệt trị thực của than sau khi loại trừ một phần năng lượng liên quan tới hơi nước tạo thành trong quá trình cháy.

NCV thường thấp hơn GCV.

Trong một số trường hợp, NCV được sử dụng để đánh giá lượng nhiệt thực tế mà hệ thống có thể tận dụng.

Việc quy đổi giữa GAR, GCV và NCV cần dựa trên thành phần và độ ẩm cụ thể của từng loại than thay vì áp dụng một tỷ lệ cố định cho mọi nguồn hàng.

2. Độ ẩm của than

Độ ẩm là lượng nước tồn tại trong than.

Đây là chỉ số có ảnh hưởng đáng kể đến nhiệt trị thực tế và hiệu suất sử dụng nhiên liệu.

Khi than chứa nhiều nước, một phần nhiệt sinh ra trong quá trình đốt phải được sử dụng để làm bay hơi lượng nước này.

Điều đó có thể làm giảm hiệu quả nhiệt.

Độ ẩm cao cũng có thể làm tăng lượng than cần tiêu thụ để tạo ra cùng một mức năng lượng.

Trong thương mại than, một số khái niệm độ ẩm thường gặp gồm:

• Total Moisture – tổng độ ẩm.
• Inherent Moisture – độ ẩm nội tại.
• Surface Moisture – độ ẩm bề mặt.

Total Moisture

Total Moisture phản ánh tổng lượng nước có trong than tại trạng thái nhận hàng.

Đây là một chỉ tiêu quan trọng trong giao dịch vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng và nhiệt trị của hàng hóa.

Than lưu kho ngoài trời có thể tăng độ ẩm sau thời gian mưa hoặc điều kiện bảo quản không phù hợp.

Do đó, quá trình lấy mẫu và kiểm định cần được thực hiện theo phương pháp thống nhất để hạn chế tranh chấp giữa bên mua và bên bán.

3. Độ tro – Ash Content

Độ tro thể hiện tỷ lệ vật chất vô cơ còn lại sau khi than được đốt cháy.

Tro không tham gia tạo nhiệt.

Vì vậy, khi hàm lượng tro tăng, tỷ lệ vật chất hữu ích tham gia quá trình cháy thường giảm.

Độ tro cao có thể gây ra một số ảnh hưởng như:

• Giảm hiệu quả sử dụng nhiên liệu.
• Tăng lượng tro xỉ cần xử lý.
• Gia tăng chi phí vận chuyển đối với phần vật chất không sinh nhiệt.
• Ảnh hưởng tới hệ thống thu gom và xử lý tro.
• Có thể ảnh hưởng tới hoạt động của một số loại lò.

Tuy nhiên, mức độ tro phù hợp còn phụ thuộc vào từng ngành và từng thiết bị cụ thể.

Ví dụ, một hệ thống được thiết kế để sử dụng loại than có độ tro nhất định có thể hoạt động ổn định với nguồn than đó trong thời gian dài.

Do đó, không nên đánh giá chất lượng than chỉ dựa trên quan điểm “tro càng thấp càng tốt”, mà cần xem xét khả năng tương thích với thiết bị và chi phí nhiên liệu tổng thể.

4. Hàm lượng lưu huỳnh – Sulfur

Lưu huỳnh là một thành phần thường được kiểm soát trong than nhiệt.

Khi than cháy, lưu huỳnh có thể tạo ra các hợp chất khí như sulfur dioxide.

Điều này có liên quan trực tiếp đến yêu cầu kiểm soát khí thải và hệ thống xử lý môi trường của nhà máy.

Than có hàm lượng lưu huỳnh cao có thể làm tăng yêu cầu đối với hệ thống xử lý khí thải.

Trong một số trường hợp, lưu huỳnh còn có thể liên quan tới hiện tượng ăn mòn thiết bị.

Do đó, nhiều nhà máy đưa ra mức lưu huỳnh tối đa khi lựa chọn nhiên liệu.

Khi giao dịch, chỉ số này thường được thể hiện dưới dạng phần trăm khối lượng.

5. Độ bốc – Volatile Matter

Volatile Matter, hay độ bốc, là lượng chất dễ bay hơi được giải phóng khỏi than khi được gia nhiệt trong điều kiện tiêu chuẩn.

Độ bốc ảnh hưởng tới:

• Khả năng bắt cháy.
• Tốc độ cháy.
• Đặc tính ngọn lửa.
• Quá trình duy trì nhiệt trong lò.

Than có độ bốc cao thường dễ bắt cháy hơn.

Trong khi đó, than có độ bốc thấp có thể cần điều kiện đốt hoặc thiết bị phù hợp hơn để duy trì quá trình cháy ổn định.

Tuy nhiên, mức độ bốc tối ưu phụ thuộc vào thiết kế của từng loại lò.

Doanh nghiệp vì thế nên xác định khoảng chỉ số phù hợp với hệ thống đang vận hành thay vì chỉ lựa chọn theo mức cao hoặc thấp.

6. Fixed Carbon – hàm lượng carbon cố định

Fixed Carbon là phần carbon còn lại sau khi loại trừ độ ẩm, tro và chất bốc theo phương pháp phân tích gần đúng.

Carbon cố định đóng vai trò quan trọng trong quá trình tạo nhiệt của than.

Thông thường, than có hàm lượng carbon cố định cao có khả năng duy trì quá trình cháy lâu hơn.

Chỉ số này thường được xem xét cùng với độ bốc để đánh giá đặc tính cháy của nhiên liệu.

Một nguồn than có sự cân bằng phù hợp giữa fixed carbon và volatile matter có thể giúp hệ thống đốt vận hành ổn định hơn.

7. Kích thước hạt than

Kích thước hạt là một chỉ tiêu đôi khi bị xem nhẹ nhưng lại có ảnh hưởng đáng kể tới quá trình vận hành.

Mỗi loại lò có thể yêu cầu kích thước than khác nhau.

Ví dụ:

• Than cám có kích thước nhỏ.
• Than cục có kích thước lớn hơn.
• Một số hệ thống yêu cầu tỷ lệ hạt nằm trong khoảng nhất định.

Nếu hạt than quá lớn, than có thể cháy không hoàn toàn hoặc gây khó khăn cho hệ thống cấp liệu.

Nếu than có quá nhiều hạt mịn, bụi có thể tăng và ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển, lưu kho hoặc cấp nhiên liệu.

Vì vậy, trong những hợp đồng có yêu cầu kỹ thuật cao, kích thước hạt và tỷ lệ phần trăm theo từng dải kích thước thường được quy định rõ.

8. Hàm lượng tạp chất

Ngoài các chỉ số cơ bản, chất lượng than còn có thể bị ảnh hưởng bởi các loại tạp chất như:

• Đất.
• Đá.
• Kim loại.
• Vật liệu lạ.
• Các loại khoáng chất không mong muốn.

Tạp chất làm tăng khối lượng hàng hóa nhưng không tạo ra giá trị nhiệt tương ứng.

Một lượng tạp chất lớn có thể ảnh hưởng đến thiết bị nghiền, băng tải, hệ thống cấp liệu và hiệu suất vận hành.

Do đó, việc kiểm soát chất lượng trong quá trình khai thác, vận chuyển, lưu kho và giao nhận là rất quan trọng.

9. Ash Fusion Temperature – nhiệt độ nóng chảy của tro

Đối với một số hệ thống đốt công nghiệp, nhiệt độ nóng chảy của tro là chỉ số đáng quan tâm.

Khi tro nóng chảy ở nhiệt độ thấp, nó có thể tạo thành các khối bám hoặc xỉ trong lò.

Hiện tượng này có thể ảnh hưởng đến:

• Bề mặt truyền nhiệt.
• Hiệu suất lò.
• Chu kỳ vệ sinh thiết bị.
• Chi phí bảo dưỡng.

Do đó, một số nhà máy yêu cầu kiểm tra Ash Fusion Temperature khi đánh giá nguồn than mới.

10. Hardgrove Grindability Index – HGI

HGI là chỉ số thể hiện khả năng nghiền của than.

Chỉ số này đặc biệt quan trọng đối với những nhà máy sử dụng hệ thống nghiền than trước khi đưa vào lò.

Than dễ nghiền có thể giúp giảm mức tiêu thụ điện của hệ thống nghiền.

Ngược lại, loại than khó nghiền hơn có thể làm tăng thời gian nghiền, chi phí năng lượng và mức độ hao mòn thiết bị.

Không phải mọi khách hàng đều cần kiểm soát HGI, nhưng đây là chỉ số đáng chú ý đối với các hệ thống đốt than nghiền.

11. Thành phần tro và các nguyên tố trong than

Đối với những khách hàng có yêu cầu kỹ thuật sâu hơn, việc phân tích thành phần hóa học của tro hoặc các nguyên tố trong than cũng có thể cần thiết.

Một số thành phần có thể ảnh hưởng đến:

• Khả năng đóng xỉ.
• Hiện tượng bám bẩn.
• Ăn mòn.
• Chất lượng khí thải.
• Khả năng xử lý tro sau đốt.

Mức độ cần thiết của các chỉ tiêu này phụ thuộc vào loại thiết bị, ngành sản xuất và yêu cầu kỹ thuật của từng khách hàng.

Các chỉ số nào quan trọng nhất khi mua than?

Không có một bộ chỉ số duy nhất áp dụng cho tất cả khách hàng.

Tuy nhiên, trong giao dịch than nhiệt thông thường, doanh nghiệp thường quan tâm trước tiên đến:

• Nhiệt trị.
• Tổng độ ẩm.
• Độ tro.
• Hàm lượng lưu huỳnh.
• Độ bốc.
• Kích thước hạt.

Sau đó, tùy thuộc vào yêu cầu của nhà máy, có thể xem xét thêm:

• Fixed Carbon.
• HGI.
• Ash Fusion Temperature.
• Thành phần hóa học của tro.
• Chlorine.
• Phosphorus.
• Một số nguyên tố vi lượng khác.

Không nên chỉ so sánh giá than theo tấn

Một sai lầm phổ biến khi lựa chọn nguồn than là chỉ so sánh giá bán theo VND/tấn hoặc USD/tấn.

Giả sử hai nguồn than có giá khác nhau nhưng cũng có nhiệt trị khác nhau.

Nguồn than có đơn giá thấp hơn chưa chắc giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí nếu cần tiêu thụ nhiều than hơn để tạo ra cùng một lượng nhiệt.

Do đó, doanh nghiệp nên xem xét chi phí nhiên liệu trên cơ sở năng lượng thực tế nhận được.

Ngoài ra, cần tính đến:

• Cước vận chuyển.
• Chi phí bốc dỡ.
• Hao hụt.
• Độ ẩm.
• Tro xỉ.
• Chi phí xử lý môi trường.
• Mức tiêu hao thực tế trên thiết bị.

Việc đánh giá toàn bộ các yếu tố này sẽ cho kết quả chính xác hơn so với chỉ nhìn vào giá mua ban đầu.

COA có vai trò gì trong đánh giá chất lượng than?

COA – Certificate of Analysis – là tài liệu thể hiện kết quả phân tích chất lượng của mẫu than.

Một COA thông thường có thể thể hiện các chỉ số như:

• GCV.
• Moisture.
• Ash.
• Volatile Matter.
• Fixed Carbon.
• Sulfur.
• HGI.
• Kích thước.
• Một số chỉ tiêu bổ sung.

COA giúp bên mua có cơ sở ban đầu để đánh giá nguồn hàng.

Tuy nhiên, cần phân biệt giữa COA mẫu tham khảo và kết quả phân tích chính thức của lô hàng thực tế.

Than là nguyên liệu tự nhiên nên chất lượng có thể có sự biến động giữa các khu vực khai thác hoặc giữa các lô hàng.

Vì vậy, đối với giao dịch số lượng lớn, các bên thường cần thống nhất rõ phương pháp:

• Lấy mẫu.
• Niêm phong mẫu.
• Kiểm định.
• Xác định trọng lượng.
• Xử lý sai lệch chất lượng.

Các điều khoản này nên được thể hiện rõ trong hợp đồng thương mại.

Lấy mẫu than có quan trọng không?

Kết quả kiểm định chỉ có ý nghĩa khi mẫu than đại diện được cho toàn bộ lô hàng.

Nếu mẫu được lấy không đúng phương pháp, kết quả phân tích có thể không phản ánh chính xác chất lượng thực tế.

Ví dụ, than tại một bãi có thể không hoàn toàn đồng nhất về độ ẩm hoặc kích thước.

Nếu chỉ lấy mẫu ở một vị trí, kết quả có thể khác đáng kể so với chất lượng trung bình của toàn bộ lô.

Do đó, việc lấy mẫu cần thực hiện tại nhiều vị trí hoặc theo quy trình phù hợp với hình thức giao nhận.

Với những lô hàng có giá trị lớn, doanh nghiệp có thể cân nhắc sử dụng đơn vị kiểm định độc lập.

Chất lượng than có thể thay đổi trong quá trình vận chuyển không?

Có.

Một số thông số có thể thay đổi từ thời điểm xuất hàng đến khi giao hàng.

Đặc biệt là độ ẩm.

Nếu than được vận chuyển hoặc lưu trữ ngoài trời trong điều kiện mưa, Total Moisture có thể tăng.

Quá trình bốc dỡ nhiều lần cũng có thể làm thay đổi tỷ lệ hạt mịn và kích thước than.

Ngoài ra, việc trộn lẫn với các nguồn than khác tại kho hoặc bến bãi cũng có thể làm thay đổi chất lượng.

Vì vậy, hợp đồng cần quy định rõ thời điểm và địa điểm xác định chất lượng.

Ví dụ:

• Tại cảng xếp hàng.
• Tại cảng dỡ hàng.
• Tại kho.
• Tại nhà máy người mua.

Làm thế nào để lựa chọn loại than phù hợp?

Trước khi yêu cầu báo giá, doanh nghiệp nên xác định bộ thông số kỹ thuật mục tiêu.

Các câu hỏi cần làm rõ gồm:

• Nhà máy đang sử dụng loại than nào?
• Nhiệt trị yêu cầu bao nhiêu?
• Độ tro tối đa bao nhiêu?
• Độ ẩm chấp nhận được là bao nhiêu?
• Lưu huỳnh tối đa?
• Độ bốc phù hợp?
• Yêu cầu về kích thước?
• Sản lượng sử dụng mỗi tháng?
• Địa điểm nhận hàng?
• Phương thức giao hàng?
• Có yêu cầu kiểm định độc lập hay không?

Sau khi xác định những yếu tố trên, nhà cung cấp có thể đề xuất nguồn hàng phù hợp hơn.

Chất lượng ổn định quan trọng hơn chất lượng của một lô hàng

Trong sản xuất công nghiệp, sự ổn định của nhiên liệu có ý nghĩa rất lớn.

Nếu các lô than liên tục thay đổi về nhiệt trị, độ ẩm hoặc độ bốc, nhà máy có thể phải thường xuyên điều chỉnh chế độ vận hành.

Điều này gây khó khăn cho việc duy trì chất lượng sản phẩm và hiệu suất thiết bị.

Do đó, ngoài việc xem xét COA của một lô hàng, khách hàng cũng nên đánh giá khả năng cung cấp ổn định của đối tác trong dài hạn.

Một nguồn cung có chất lượng ổn định trong biên độ cho phép thường mang lại giá trị vận hành cao hơn một nguồn hàng có thông số tốt nhưng biến động lớn giữa các lô.

Nguyen Kim Energy – Hỗ trợ lựa chọn nguồn than phù hợp

Nguyen Kim Energy hoạt động trong lĩnh vực cung ứng than nhiệt, thương mại hàng hóa và hỗ trợ logistics cho khách hàng doanh nghiệp.

Chúng tôi hướng tới việc cung cấp các giải pháp phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế thay vì chỉ tập trung vào một thông số hoặc một loại than cố định.

Quá trình trao đổi với khách hàng thường tập trung vào các yếu tố như:

• Nhiệt trị yêu cầu.
• Độ tro.
• Độ ẩm.
• Lưu huỳnh.
• Độ bốc.
• Kích thước.
• Sản lượng.
• Địa điểm giao hàng.
• Kế hoạch sử dụng nhiên liệu.

Từ đó, Nguyen Kim Energy có thể phối hợp tìm kiếm nguồn hàng và phương án cung ứng phù hợp với từng nhu cầu cụ thể.

Ngoài nguồn hàng, chúng tôi cũng hỗ trợ các hoạt động liên quan đến thương mại, logistics, giao nhận và phối hợp chuỗi cung ứng tại Việt Nam và khu vực Đông Nam Á.

Kết luận

Đánh giá chất lượng than nhiệt không nên chỉ dựa vào nhiệt trị hoặc giá bán.

Một nguồn than phù hợp cần được xem xét trên nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất bao gồm:

• Nhiệt trị.
• Độ ẩm.
• Độ tro.
• Lưu huỳnh.
• Độ bốc.
• Carbon cố định.
• Kích thước hạt.
• Các đặc tính kỹ thuật liên quan tới thiết bị.

Mỗi ngành và mỗi nhà máy có yêu cầu nhiên liệu khác nhau.

Vì vậy, doanh nghiệp nên xác định rõ thông số kỹ thuật mục tiêu trước khi lựa chọn nguồn cung.

Việc kết hợp giữa chất lượng phù hợp, nguồn hàng ổn định và phương án logistics hiệu quả sẽ giúp doanh nghiệp kiểm soát tốt hơn chi phí nhiên liệu và duy trì hoạt động sản xuất ổn định.