• Khoa học - Công nghệ

    • Nâng cấp Hệ thống xử lý khí thải tại các Nhà máy Nhiệt điện thuộc EVN

    10:37, 20/07/2026

    Bài báo trình bày giải pháp tối ưu hóa công tác điều phối và tiếp nhận than tại Trung tâm Điện lực Duyên Hải trong bối cảnh nhu cầu tiêu thụ than ngày càng tăng và yêu cầu kiểm soát chặt chẽ chất lượng than đầu vào. Thông qua việc phát triển phần mềm điều độ tàu than chuyên dụng, nhóm nghiên cứu đã tích hợp các thuật toán hiện đại như dự báo thời gian trao NOR, phân loại kỹ thuật tàu, cảnh báo sai lệch hải trình, tính toán thưởng phạt dôi nhật và quản lý nhật ký làm hàng. Kết quả triển khai thực tế cho thấy phần mềm đã hỗ trợ đắc lực trong việc rút ngắn thời gian lập kế hoạch, tăng năng suất bốc dỡ và giảm thiểu các sai sót chủ quan. Bài báo cũng phân tích chi tiết các điều kiện ưu tiên trong xếp tàu, mô hình 3D mô phỏng tiến trình làm hàng và đề xuất 512 trường hợp xếp tàu tối ưu dựa trên tồn kho, đặc tính thiết bị và loại than. Đây là một giải pháp hiệu quả nhằm hiện đại hóa công tác quản lý chuỗi cung ứng than tại các trung tâm điện lực quy mô lớn.

    1. Giới thiệu

    Trung tâm Điện lực Duyên Hải (TTĐL Duyên Hải) là một trong những khu phức hợp nhiệt điện có quy mô lớn nhất tại khu vực phía Nam Việt Nam, với tổng công suất hàng nghìn MW, bao gồm các nhà máy Duyên Hải 1, Duyên Hải 3 và Duyên Hải 3 Mở Rộng. Trong đó, các nhà máy đều sử dụng nhiên liệu chính là than, với sản lượng tiêu thụ lên tới hàng triệu tấn mỗi năm.

    Nguồn than cấp cho TTĐL Duyên Hải đến từ nhiều đầu mối, bao gồm cả than nhập khẩu (Indonesian, Australian...) và than nội địa. Hoạt động tiếp nhận chủ yếu thực hiện tại hai cầu cảng chuyên dụng với hệ thống băng tải và tháp chuyển tiếp nối dài đến từng nhà máy. Trong đó:

    - Cầu cảng số 1 trang bị CSU1, CSU2 (gầu múc liên tục), phục vụ bốc dỡ cho NMNĐ Duyên Hải 1 và 3, năng suất thiết kế 1.500 tấn/giờ/máy. Cảng còn có cầu phụ phục vụ tàu trọng tải nhỏ (5.000 DWT).

    - Cầu cảng số 2 trang bị GSU01, GSU02 (gầu ngoạm), bốc dỡ cho NMNĐ Duyên Hải 3 và 3 MR, năng suất tương đương.

    Cùng với đặc thù hạ tầng là nhu cầu vận hành liên tục, đảm bảo cấp đủ nhiên liệu cho các tổ máy chạy nền theo yêu cầu điều độ của A0 và EVN. Do đó, công tác lập kế hoạch điều độ tàu, phối hợp tiếp nhận, bốc dỡ than và điều phối băng tải trở thành mắt xích sống còn trong chuỗi cung ứng nhiên liệu.

    Thực tế vận hành trong giai đoạn 2020-2023 ghi nhận nhiều khó khăn:

    - Thời gian chờ tàu kéo dài, gây ra chi phí dôi nhật cao.

    - Thiếu hệ thống hỗ trợ lập kế hoạch điều độ theo thời gian thực.

    - Khó phối hợp liên thông các tuyến cấp than giữa nhiều nhà máy khi xảy ra sự cố thiết bị.

    - Phương thức bốc dỡ đa dạng, không đồng nhất về thiết bị và quy trình, gây khó khăn trong tiêu chuẩn hóa và đánh giá hiệu quả.

    Ngoài ra, các công cụ quản lý hiện tại chưa hỗ trợ đầy đủ các chức năng thiết yếu như: giám sát AIS hành trình tàu, đánh giá trạng thái NOR, cảnh báo chậm trễ, mô phỏng 3D quá trình xếp dỡ và phân tích hiệu suất sử dụng cầu cảng - băng tải theo từng kịch bản vận hành.

    Trước thực trạng trên, Tổng công ty Phát điện 1 đã chỉ đạo Ban Kỹ thuật sản xuất phối hợp cùng Công ty Nhiệt điện Duyên Hải và các đơn vị nghiên cứu xây dựng giải pháp số hóa và tối ưu hóa điều độ tàu than tại TTĐL Duyên Hải. Giải pháp bao gồm: phát triển phần mềm chuyên dụng, xây dựng thuật toán xếp tàu ưu tiên, mô hình mô phỏng hệ thống tiếp nhận than, và tích hợp chức năng cảnh báo sớm giúp nhà quản lý chủ động hơn trong điều hành.

    Bài báo này trình bày chi tiết:

    - Cơ sở hạ tầng cảng than và các phương thức bốc dỡ hiện có;

    - Phương pháp xây dựng phần mềm điều độ và các mô-đun chức năng chính;

    - Kết quả áp dụng thực tế tại TTĐL Duyên Hải;

    2.CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

    2.1. Phân tích hiện trạng và yêu cầu bài toán điều độ tàu than tại TTĐL Duyên Hải

    Trung tâm Điện lực Duyên Hải có đặc thù tiếp nhận khối lượng lớn than nhập khẩu theo kế hoạch sản xuất hàng tháng, đồng thời phải đảm bảo tiến độ giao nhận, chất lượng than và hiệu suất sử dụng thiết bị bốc dỡ.

    Trong thực tế, công tác điều độ tàu than phải xử lý đồng thời các yếu tố phức tạp sau:

    - Sự đa dạng về nguồn than và yêu cầu cấp phát riêng biệt: Mỗi nhà máy sử dụng loại than khác nhau (bitum, sub-bitum, than pha trộn).Việc cấp phát phải đảm bảo đúng loại than theo tiêu chuẩn kỹ thuật, không để lẫn than khác chủng loại. Lượng tồn kho tối thiểu và tối đa tại mỗi kho được quy định nghiêm ngặt nhằm đảm bảo vận hành.

    - Hạn chế trong khả năng luân chuyển và chia sẻ thiết bị bốc dỡ: Hệ thống băng tải, tháp chuyển tiếp được thiết kế phục vụ độc lập cho từng tuyến tiếp nhận (Duyên Hải 1/3 và 3 MR), chỉ có khả năng hoán đổi tuyến trong các tình huống đặc biệt. Điều này tạo ra các ràng buộc cứng trong bài toán lập kế hoạch xếp tàu.

    - Thiết bị bốc dỡ khác biệt theo từng cầu cảng: CSU1–2 (gầu múc liên tục) chỉ hoạt động tại cầu cảng số 1, phục vụ Duyên Hải 1, 3. GSU1–2 (gầu ngoạm) hoạt động tại cầu cảng số 2, phục vụ Duyên Hải 3 và 3 MR. Khả năng tiếp nhận đồng thời nhiều tàu phụ thuộc vào loại tàu, tải trọng và trạng thái cầu cảng.

    - Tình trạng trễ NOR và dôi nhật kéo dài:  Thống kê trong các năm 2021-2023 cho thấy trung bình có trên 10 tàu/năm gặp tình trạng trễ NOR hoặc vượt quá thời gian làm hàng theo hợp đồng. Việc đánh giá sai thời điểm tàu đến, năng lực bốc dỡ và tồn kho thực tế dẫn đến phát sinh chi phí thưởng phạt lớn và ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch phát điện.

    - Thiếu công cụ hỗ trợ ra quyết định thời gian thực: Công tác điều độ chủ yếu dựa trên bảng tính Excel thủ công, mất nhiều thời gian và không có khả năng mô phỏng các kịch bản dự phòng. Việc đánh giá, chọn cầu cảng, chọn thiết bị bốc dỡ, phân tuyến cấp than vẫn dựa vào kinh nghiệm và xử lý tình huống thủ công

    2.2. Các điều kiện ưu tiên trong sắp xếp kế hoạch điều độ tàu than

    Trong quá trình điều độ và xếp tàu tiếp nhận than tại TTĐL Duyên Hải, các điều kiện ưu tiên được chia thành hai nhóm chính: ưu tiên thường xuyên và ưu tiên đặc biệt, tùy thuộc vào mức độ ảnh hưởng đến tiến độ tiếp nhận, tồn kho và khả năng vận hành ổn định của nhà máy.

    2.2.1. Ưu tiên thường xuyên

    Nhóm điều kiện này luôn được xét đến trong mọi tình huống điều độ tàu, cụ thể bao gồm:

    (a) Thời điểm trao NOR (Notice of Readiness): Tàu nào trao NOR sớm hơn sẽ được ưu tiên xếp tàu trước, với điều kiện đủ năng lực tiếp nhận.

    (b) Loại tàu và khả năng tự bốc dỡ: Tàu có thiết bị tự bốc dỡ hoặc phù hợp với thiết bị hiện có tại cầu cảng sẽ được ưu tiên hơn tàu cần hỗ trợ đặc biệt.

    (c) Mức tồn kho than tại các nhà máy: Các nhà máy có mức tồn kho dưới ngưỡng tối thiểu sẽ được ưu tiên cấp than để đảm bảo không gián đoạn vận hành tổ máy.

    (d) Loại than và tính đồng bộ trong pha trộn: Các tàu chở loại than đang cấp cho tổ máy đang vận hành sẽ được ưu tiên, tránh pha trộn không kiểm soát gây ảnh hưởng hiệu suất cháy.

    (e) Trạng thái thiết bị bốc dỡ (CSU/GSU): Cầu cảng hoặc tuyến có thiết bị hoạt động ổn định, đang sẵn sàng sẽ được ưu tiên sử dụng để tránh chờ đợi, nghẽn cổ chai.

    2.2.2. Ưu tiên đặc biệt

    Nhóm điều kiện này chỉ phát sinh trong một số tình huống đặc biệt, cần xử lý linh hoạt và thường gắn với yếu tố chi phí - thời gian:

    (a) Tàu sắp hết thời gian chờ NOR hoặc có khả năng phát sinh dôi nhật: Được ưu tiên để tránh chi phí phát sinh theo hợp đồng thuê tàu.

    (b) Tàu có khối lượng nhỏ hơn hoặc đã từng bị trì hoãn: Được xếp trước nhằm đẩy nhanh vòng quay cầu cảng và tạo độ thông thoáng trong điều độ.

    (c) Trường hợp có yêu cầu khẩn cấp: Ưu tiên cấp than cho tổ máy được lệnh chạy nền trong cao điểm, đảm bảo an ninh hệ thống.

    (d) Điều kiện thời tiết hoặc nguy cơ thiên tai: Nếu có dự báo bão, sóng lớn, thì tàu neo ngoài cần vào bốc dỡ sớm để tránh rủi ro trôi dạt, mất an toàn hàng hải.

    (e) Các yếu tố liên quan đến an toàn phòng cháy, nổ hoặc nguy cơ ùn tắc tuyến băng tải nội bộ.

    Tổng hợp các điều kiện trên, hệ thống sẽ chấm điểm từng tàu theo mô hình trọng số ưu tiên, cho phép sắp xếp tự động bằng thuật toán tối ưu hóa trong thời gian thực, giảm thiểu tối đa yếu tố chủ quan trong quyết định điều độ.

    2.3. Thuật toán tự động xếp tàu ưu tiên từ thời điểm trao NOR

    Để hỗ trợ quá trình điều độ tàu than tại TTĐL Duyên Hải một cách khách quan, kịp thời và hiệu quả, nhóm nghiên cứu đã xây dựng thuật toán xếp tàu ưu tiên, sử dụng hệ thống chấm điểm linh hoạt dựa trên dữ liệu thực tế từ nhiều nguồn: NOR, AIS, tồn kho, tuyến băng tải, loại than, trạng thái thiết bị...

    Thuật toán chính được chia thành 4 bước:

    - Bước 1: Chuẩn hóa danh sách tàu đủ điều kiện

    - Bước 2: Tính điểm ưu tiên cho từng tàu

    - Bước 3: Kiểm tra tính khả thi điều độ

    - Bước 4: Sắp xếp thứ tự điều độ.

    Hệ thống cho phép mô phỏng kịch bản xếp tàu trong tương lai gần (3-7 ngày), hỗ trợ nhà điều độ lựa chọn phương án tối ưu và ứng phó nhanh khi xảy ra sự cố kỹ thuật hoặc trễ tàu bất thường.

    2.4. Phương pháp luận xây dựng kế hoạch tàu xa

    Việc lập kế hoạch tàu xa thông qua dữ liệu AIS là yếu tố then chốt giúp TTĐL Duyên Hải chủ động tiếp nhận nguồn than ổn định, phân bổ đều theo thời gian và tránh dồn ứ tại cầu cảng. Tàu xa ở đây được hiểu là các chuyến tàu dự kiến đến trong vòng 30-45 ngày tới, thường là tàu nhập khẩu từ Indonesia, Australia hoặc các nguồn than nội địa di chuyển từ Bắc vào Nam.

    Mục tiêu của kế hoạch tàu xa là đảm bảo đủ tồn kho cho từng nhà máy theo từng chu kỳ chạy máy và bảo dưỡng; tránh tình trạng trùng lặp tàu, gây quá tải cầu cảng hoặc thiết bị; tối ưu hóa luồng vận chuyển than, đồng bộ với năng lực bốc dỡ hiện hữu; cân đối khối lượng than từng loại (bitum, sub-bitum, pha trộn), theo nhu cầu kỹ thuật của từng tổ máy.

    Phương pháp lập kế hoạch tàu xa sử dụng mô hình dự báo dựa trên các yếu tố chính sau: Lịch chạy tổ máy, dự báo tiêu thụ than, tồn kho hiện tại, dự kiến nguồn cung, thông số hành trình tính toán ETA từ AIS kết hợp với tốc độ tàu và điều kiện thời tiết hàng hải.

    Công cụ mô phỏng kế hoạch

    Nhóm nghiên cứu xây dựng một bảng dự báo luồng tàu nhập than, kết hợp dữ liệu động (AIS) và dữ liệu tĩnh (hợp đồng, lịch trình hàng hải). Phần mềm cung cấp:

    - Sơ đồ Gantt kế hoạch tàu: thể hiện thời điểm đến - thời gian bốc dỡ - cầu cảng sử dụng.

    - Biểu đồ tồn kho dự báo theo tuần: Cảnh báo thiếu than hoặc quá tải kho.

    - Cân bằng tuyến bốc dỡ: Xác định năng lực từng cầu cảng và luồng tiếp nhận.

    Kế hoạch tàu xa còn hỗ trợ xây dựng các phương án dự phòng trong trường hợp:

    - Tàu chậm do thời tiết.

    - Sự cố tuyến băng tải.

    - Cầu cảng không khả dụng do bảo dưỡng.

    Các điều kiện ưu phục vụ xếp thứ tự trong từng cảng không có sự thay đổi so với quy trình hiện hữu, bao gồm các điều kiện sau: (1) Giải phóng tàu mẹ; (2) Kỹ thuật tàu; (3) Ghép tàu; (4) Than trộn; (5) Thời gian trao NOR theo từng nhà máy.

    Mục tiêu mô phỏng ma trận 512 trường hợp điều độ tàu than tại TTĐL Duyên Hải giúp:  Đánh giá tính linh hoạt của thuật toán trong các điều kiện thay đổi về số lượng tàu, chủng loại than, mức tồn kho, trạng thái thiết bị và thời tiết. Xác định mức độ đáp ứng yêu cầu cấp than của từng nhà máy theo từng kịch bản cụ thể. So sánh giữa phương án điều độ bằng thuật toán và phương án thủ công theo kinh nghiệm trước đó.

    Kết quả mô phỏng ma trận 512 trường hợp điều độ tàu than

    - Tỷ lệ phương án khả thi đạt 100% với điều kiện ≥2 cầu cảng còn hoạt động.

    - Thời gian điều độ trung bình rút ngắn 40–60% so với cách thủ công.

    - Giảm thiểu trễ NOR và dôi nhật ước tính ~1,8 ngày/tàu, tương đương chi phí tiết kiệm từ 30–50 triệu đồng/tàu.

    - Đáp ứng kịch bản khẩn cấp (tồn kho thấp + bão) với hiệu quả phân phối than ưu tiên chính xác ≥92%.

    Mô hình ma trận cũng giúp giúp đội ngũ vận hành đánh giá hiệu suất hệ thống trong giai đoạn chạy thử phần mềm, đồng thời phục vụ đào tạo nhân sự điều độ mới thông qua các tình huống mô phỏng sát thực tế. Từ kết quả thử nghiệm, phần mềm tiếp tục được tinh chỉnh trọng số ưu tiên, cải thiện thuật toán tối ưu và tích hợp thêm tính năng mô phỏng theo chuỗi thời gian.

    2.5. Các chức năng phụ trợ trong hệ thống điều độ tàu than

    Bên cạnh lõi thuật toán điều độ tự động và kế hoạch tàu xa, hệ thống phần mềm còn tích hợp nhiều chức năng phụ trợ quan trọng, nhằm nâng cao hiệu quả giám sát, tính toán chi phí và quản lý tổng thể quá trình tiếp nhận than. Các chức năng này đóng vai trò hỗ trợ ra quyết định nhanh, minh bạch và có căn cứ định lượng rõ ràng. Bao gồm:

    Tính toán chi phí tàu than và cơ chế thưởng, phạt dôi nhật.

    - Quản lý thời gian làm hàng theo thời gian thực.

    - Quản lý thông tin tàu mẹ - tàu con.

    - Cảnh báo rủi ro dồn tàu hoặc tắc nghẽn tuyến băng tải.

    - Ghi nhận đầy đủ lịch sử NOR, thời gian làm hàng, tình trạng thiết bị, thời tiết, chi phí, hiệu suất thực tế...

    - Cho phép xuất báo cáo, phân tích theo ngày/tháng/quý/năm để đánh giá chất lượng điều độ, hỗ trợ cải tiến liên tục.

    3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

    3.1. Phát triển phần mềm điều độ tàu than tại TTĐL Duyên Hải

    Dựa trên toàn bộ quy trình logic và mô hình thuật toán trình bày trong mục 2, nhóm nghiên cứu đã phát triển và đưa vào vận hành thử nghiệm phần mềm tin học hỗ trợ điều độ tàu than, hoạt động như một công cụ quản lý = điều phối trung tâm, phục vụ giám sát, phân tích và ra quyết định.

    Phần mềm bao gồm 4 phân hệ chức năng chính:

    - Phân hệ quản lý danh mục tàu và hợp đồng than: Lưu trữ thông tin kỹ thuật của từng tàu (LOA, draft, số hầm, thiết bị tự bốc...); Kết nối với cơ sở dữ liệu hợp đồng than để truy vết lịch sử cung ứng, loại than và tuyến nhận.

    - Phân hệ giám sát tiếp nhận tàu than theo thời gian thực: Kết nối với hệ thống AIS để theo dõi vị trí tàu đang đến; Hiển thị thời điểm trao NOR, thời gian làm hàng từng khoang; Cảnh báo sớm khi có nguy cơ chậm tiến độ hoặc trùng lặp cầu cảng.

    - Phân hệ điều độ tự động: Áp dụng mô hình chấm điểm ưu tiên để xếp tàu từ thời điểm trao NOR; Tích hợp ma trận 512 kịch bản để kiểm thử các phương án điều độ; Hỗ trợ giả lập điều độ tàu xa và điều chỉnh theo lịch tổ máy.

    - Phân hệ  Phân tích hiệu quả và xuất báo cáo: Tự động tính chi phí dôi nhật, thưởng phạt theo hợp đồng. Xuất báo cáo Gantt, tồn kho dự báo, thống kê lượng than giao nhận. Hỗ trợ phân tích lịch sử điều độ, truy vết nguyên nhân chậm trễ.

    Phần mềm quản lý điều độ tàu than tại TTĐL Duyên Hải

    Minh họa giám sát tàu biển sau khi xử lý dữ liệu AIS

    3.2. Hiệu quả bước đầu ghi nhận

    Qua giai đoạn chạy thử phần mềm tại TTĐL Duyên Hải với dữ liệu thực tế trong năm 2023-2024, nhóm nghiên cứu ghi nhận các kết quả nổi bật:

    - Giảm thời gian ra quyết định điều độ ~50% so với phương pháp thủ công.

    - Giảm chi phí dôi nhật trung bình 1–2 ngày/tàu, tiết kiệm hàng tỷ đồng mỗi năm.

    - Cân bằng tốt hơn luồng tiếp nhận than giữa các NMNĐ Duyên Hải 1, 3 và 3 Mở Rộng.

    - Hạn chế tối đa sự cố dồn tàu, trễ NOR, nhất là trong mùa cao điểm (tháng 4–7).

    4.KẾT LUẬN

    Bài báo đã trình bày hệ thống giải pháp toàn diện nhằm tối ưu hóa công tác điều phối và tiếp nhận than tại Trung tâm Điện lực (TTĐL) Duyên Hải, trong đó nhấn mạnh ba trọng tâm chính: (1) Thiết kế thuật toán điều độ tàu từ thời điểm trao NOR; (2) Xây dựng mô hình kế hoạch tàu xa dự báo luồng hàng 30-45 ngày và (3) Triển khai phần mềm tin học hỗ trợ ra quyết định.

    Kết quả kiểm chứng với ma trận 512 kịch bản thực tế và triển khai thử nghiệm tại hiện trường đã cho thấy hiệu quả rõ rệt, giúp:

    - Rút ngắn thời gian điều độ, giảm phụ thuộc kinh nghiệm cá nhân.

    - Giảm chi phí do dôi nhật và tăng năng suất cầu cảng.

    - Nâng cao khả năng phối hợp liên thông giữa các nhà máy trong TTĐL.

    - Hạn chế rủi ro khi xảy ra sự cố thiết bị, thời tiết hoặc thay đổi kế hoạch.

    5.LỜI CẢM ƠN

    Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn Tổng công ty Phát điện 1 đã tài trợ, tạo điều kiện và hỗ trợ dữ liệu để thực hiện dự án nghiên cứu và ứng dụng phần mềm tối ưu hóa công tác điều độ - tiếp nhận than tại TTĐL Duyên Hải.

    6.TÀI LIỆU THAM KHẢO

    1. Tổng công ty Phát điện 1 – Ban Kỹ thuật Sản xuất, Báo cáo tổng kết – Điều tàu Giai đoạn 1, tháng 01/2022.
    2. Tổng công ty Phát điện 1 – Ban Kỹ thuật Sản xuất, Báo cáo tổng kết – Điều tàu Giai đoạn 2, tháng 01/2024.
    3. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), Quy định về quản lý và cấp than cho các nhà máy nhiệt điện thuộc EVN, năm 2020.
    4. Bộ Công Thương, Thông tư số 43/2015/TT-BCT ngày 08/12/2015 quy định về quản lý tiêu hao và định mức năng lượng trong sản xuất điện.
    5. IMO (International Maritime Organization), AIS Vessel Tracking Guidelines, 2018.
    6. Gurobi Optimization Inc., Mathematical Programming for Port Logistics, 2022.

    Nguyễn Tiến Sáng, Lê Thành Long, Trần Nguyên Lượng

    Share