Chương 3: hệ thống quản lý năng lượng và tổn thất 3.1.Tổng quan về hệ thống năng lượng 3.1.1. Chức năng: Hệ thống quản lý năng lượng được thiết lập để kiểm soát quá trình sản xuất và góp phần nâng cao hiệu quả sản xuấ, kinh doanh của nhà máy lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR). Sổ tay ELMS đưa ra các hướng dẫn để thiết lập và duy trì hệ thống quản lý, sử dụng năng lượng có hiệu quả và giảm thiểu sự tổn thất hydrocacbon (HC) trong nhà máy. Công Việc hoàn thiện và sử dụng hiệu quả hệ thống quản lý năng lượng và tổn thất sẽ hộ trợ nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của các phân xưởng công nghệ nói riêng và toàn Nhà máy nói chung, giảm thiểu được lượng phát thải CO2, hydrocacbon và đồng thời giảm lượng khí phát thải làm tăng nhiệt độ trái đất vào môi trường. ELMS là hệ thống được kiểm soát và cập nnhật liên tục nhằm duy trì các thành quả của BSR đã đạt được liên quan đến việc sử dụng năng lượng có hiệu quả, giảm thiểu tổn thất hydrocacbon và giảm thiểu phát thải CO 2 , nhiệt mang ra môi trường, đồng thời nhằm nhận biết và quản lý các cơ hội, thách thức mới để góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh của công ty. Hệ thống ELMS được mô tả theo sơ đồ dưới đây: LÃNH ĐẠO & COMMITMENT HÀNH ĐỘNG KHẮC PHỤC/SÁNG KIẾN CẢI TIẾN Mục đích, chính sách, KẾ HOẠCH phạm vi ứng dụng Vai trò và trách nhiệm Quá trình quản lý năng HÀNH ĐỘNG KHẮC PHỤC THỰC HIỆN lượng và tổn thất Tiến hành thực hiện GIÁM SÁT Đánh giá ELMS KIỂM TRA xem xét Tổ chức thực hiện A. Vai trò và tránh nhiệm Đứng đầu hệ thống năng lượng và tổn thất là Ban chỉ đạo thực hiện thuộc Ban quản lý năng lượng và tổn thất do Phó Tổng giám đốc phụ trách kỹ thuật làm trưởng ban. Một điều phối viên có trách nhiệm điều phối tất cả các hoạt động liên quan của hệ thống ELMS. a. Ban chỉ đạo Đứng đầu hệ thống ELM là Ban chỉ đạo thực hiện thuộc Ban quản lý năng lượng và tổn thất do Phó Tổng giám đốc phụ trách kỹ thuật làm trưởng ban. Đây là người trực tiếp quản lý và chỉ đạo thực hiện hệ thống ELM theo các mục tiêu và tiến độ đã đề ra. Trách nhiệm của Ban chỉ đạo gồm: - Thiết lập các mục tiêu về năng lượng và tổn thất trong quá trình sản xuất cho BSR - Xây dựng chiến lược tối ưu hóa năng lượng và giảm thiểu tổn thất. - Phát triển văn hóa tiết kiệm năng lượng nhằm duy trì việc liên tục nâng cao khả năng tối ưu hóa năng lượng trong quá trình sản xuất cho BSR. c. ban thư ký đứng đầu Ban thư ký là điều phối viên ELM (là trưởng nhóm ELM hoặc người được trưởng nhóm ELM đề cử và được người đứng đầu hệ thống ELM chấp thuận) đóng vai trò chủ chốt trong hệ thống ELM. Trách nhiệm của Ban thư ký gồm nhưng không giới hạn các việc sau: - Bảo dảm việc thực hiện hiệu quả các công việc của hệ thống ELM. - Tổ chức đánh giá các kết quả thực hiện các công việc được đề ra. - Tổng kết và báo cáo các đầu việc đã hoàn thành. - Qui chuẩn hóa các sang kiến,cải tiến trong lĩnh vựcquản lý năng lượng và tổn thất. Điều phối viên ELM phối hợp với các kĩ sư liên qua trong hệ thống đề ra mục tiêu cải tiến năng lương và tổn thất vào đầu mỗi năm,các mục tiêu này sau đó được phê chuẩn bởi các thành viên trong ban chỉ đạo và được tong giám đốc phê duyệt. d. Các ban quản lý, giám sát: mỗi ban được chia làm hai nhóm: Nhóm quản lý, giám sát và nhóm tối ưu. Nhóm quản lý giám sát trực tiếp trợ giúp ban thư kí thực hiện các nhiệm vụ được giao, bao gồm nhưng không giới hạn các công việc như sau: - Thưc hiện các nhiệm vụ được nêu trong mục III.5.1.1 trong thời gian giưa hai kì họp liên tiếp; - Đầu mối tiếp nhận tổng hợp và xử lý thong tin, báo cáo từ các thanh viên trong ban ELM và thôngtin từ hệ thống MIS. Chuẩn bị các tài liệu cần thiết cho các cuộc họp đánh giá và chuẩn bị các báo cáo liên quan; - Xây dựng các công cụ báo cáo cần thiết; - Phối hơp với các cá nhân/nhóm/bộ phận /phòng liên quan để xác định và đưa ra các chỉ số KPIs ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tối ưu năng lượng và tổn thất. - Tổ chức tốt hệ thống các tài liệu liên quan đến ELMS. Nhóm tối ưu gồm các đầu mối quan trọng, phối hợp với các trưởng khu vực, kỹ sư vận hành và kỹ sư công nghệ thực hiện các nhiệm vụ: - Đảm bảo các mục tiêu E&L được hoàn thành đúng tiến độ; - Tham gia các cuộc họp liên quan đến ELM khi có thong báo; - Đưa ra các yêu cầu về lắp đặt và hiệu chuẩn thiết bị và tổ chức thực hiện, đảm bảo đồng hồ đo hoạt động với độ chính xác phù hợp; - Thực hiện đo lường và giám sát các số liệu vận hành; - Theo dõi các chỉ số vận hành KPI; - Khuyến khích người vận hành tham gia thực hiện các giải pháp E&L; - Đảm bảo trưởng khu vực là đầu mối đề xuất và thực hiện các sáng kiến tối ưu hóa năng lượng và tổn thất trong khu vực chịu tránh nhiệm; e. ban hỗ trợ tinh chỉnh, tối ưu hóa thiết bị đo - Thúc đẩy tiến trình thực hiện hiệu chuẩn, hiệu chỉnh, sữa chữa và nâng cao độ chính xác của các thiết bị đo; - Ghi nhận danh mục các thiết bị cần hiệu chỉnh, hiệu chuẩn và có ý kiến chuyên môn về vấn đề cân chỉnh, chỉnh sửa hoặc thay thế các thiết bị đo phù hợp; - Tham gia các cuộc họp đánh giá năng lượng và tổn thất của nhà máy; B qui trình quản lý năng lượng và tổn thất Qui trình quản lý năng lượng và tổn thất bao gồm bốn bước khác nhau, được mô tả như sau: - Xác định và tính toán tổng năng lượng tiêu thụ và tổn thất trong từng khu vựa và trong toàn nhà máy; - Phân tích độ chênh lệch và đối chiếu so sánh; + So sánh, đối chiếu số liệu giữa các thời điểm vận hành với nhau; + Benchmarking bởi đơn vị thứ 3 ví dụ như tổ chức Solomo hoặc Shell Globle Solution; - Đánh giá vận hành hiện tại; - Thực hiện các cải tiến và theo dõi các kết quả của việc cải tiến. a. Xác định và tính toán tổng năng lượng tiêu thụ và hydrocarbon tổn thất Quản lý năng lượng và tổn thất được thực hiện thong qua các tính toán năng lượng tiêu thụ và hydrocarbon bị tổn thất trong hà máy. Các đối tượng chính của công ty quản lý bao gồm: hệ thống khí đốt, hệ thống hơi nước, hệ thống điện và cân bằng vật chất của nhà máy.  Hàng rào nhà máy Để nâng cao độ chính xác khi xác định, tính toán năng lượng và tổn thất, phạm vi hàng rào nhà máy cần được xác định rõ ràng. Hàng rào nhà máy được định vị dựa vào các phân xưởng, khu vực 1A, khu vực 1B, khu vực 2, khu vực 3, khu vực phụ trợ nóng cũng như dựa vào các phân xưởng công nghệ, phụ trợ, khu vực bể chứa riêng biệt.  Cân bằng phụ trợ Trước khi tính toán cân bằng phụ trợ, yêu cầu quan trọng nhất là hệ thống đo lường của các đồng hồ chỉ lưu lượng, thiết bị phân tích, đồng hồ điện năng tại các vị trí thích hợp phải chính xác. Các kỹ sư công nghệ có trách nhiêm xác định và phối hợp lắp đặt và hiệu chỉnh các loại thiết bị này. Trong điều kiện cho phép, tính toán cân bằng có thể được sử dụng làm công cụ kiểm tra chéo độ tin cậy của thiết bi đo; Kỹ sư chuyên trách phối hợp với các kỹ sư nhóm phụ trợ có trách nhiệm duy trì sự cân bằng phụ trợ trong toàn nhà máy và thường xuyên cập nhật khi có sự thay đổi.  Cân bằng vật chất Cân bằng vật chất là công cụ quản lý chính để giám sát hiệu suất, kiểm soát tổn thất trong nhà máy. Vấn đề then chốt của quá trình tính toán cân bằng vật chất chính là việc xác định cơ sở tính toán. Cơ sở của tính toán cân bằng vật chất cần được xác định sao cho kết quả tính toán có cung mặt bằng so sánh với các nhà máy lọc dầu khác. Trước khi thực hiện tính toán cân bằng, các lưu lượng vào và ra của nhà máy lọc dầu và điểm đo của các dòng này cần phải xác định rõ. Đơn vị đo lường của các dòng vào và ra cần được chuyển đổi thống nhất trên cơ sở khối lượng. Chuyên viên tính toán hiệu suất (Yield Accounting) có trách nhiệm tính toán cân bằng vật chất trong toàn nhà máy lọc dầu.  Định mức năng lượng Định mức năng lượng là năng lượng mà các phân xưởng công nghệ “được phép” sử dụng với một tổ hợp các thông số sản xuất, bao gồm: - Khối lượng đầu vào của nguyên liệu (hay khối lượng chế biến); - Tính chất nguyên liệu; - Tính chất/chất lượng sản phẩm; - Điều kiện vận hành; Định mức năng lượng dùng để chuẩn hóa các chỉ số, loại bỏ các yếu tố ảnh hưởng tới tổng năng lượng tiêu thụ mà không phụ thuộc vào hiệu suất.  Tổng năng lượng tiêu thụ thực tế - Thực tế, tổng tiêu thụ năng lượng của nhà náy gồm có: + Nguồn nhiên liệu tự sản xuất của nhà máy (khí đốt, dầu đốt, cốc); + điện năng nhập từ mạng lưới điện quốc gia - Tổng tiêu thị cho từng phân xưởng công nghệ bao gồm: + Tổng tiêu thụ nhiên liệu (các loại khí đốt, dầu đốt, cốc) + Tổng tiêu thụ hơi nước; + Tổng tiêu thụ điện; + nhiệt lượng trao đổi giữa các phân xưởng công nghệ qua các thiết bị trao đổi nhiệt.  Chỉ số năng lượng Việc kiểm soát năng lượng được đánh giá qua việc so sánh tổng năng lượng tiêu thụ thực tế với năng lượng lý thuyết tương ứng. Việc sử dụng các chỉ số năng lượng để đánh giá hiệu quả hoạt động sẽ được áp dụng đối với từng phân xưởng công nghệ cụ thể và toàn bộ nhà máy.  Hộ tiêu thụ năng lượng chính Các thiết bị tiêu thụ năng lượng chính cần được xác định và có vị trí ưu tiên trong quá trình tối ưu hóa vận hành để giảm thiểu năng lượng tiêu thụ trong toàn nhà máy.  Các chỉ số vận hành KPIs Ban thư ký ELM phối hợp với các cá nhân/nhóm/bộ phận/phòng liên quan để xác định và đưa ra các chỉ số KPIs có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tối ưu năng lượng và tổn thất. Các kỹ sư vận hành phối hợp với các kỹ sư công nghệ có trách nhiệm giám sát và duy trì những chỉ số này đạt được các mục tiêu đề ra. b. Phân tích độ c2 hênh lệch và đối chiếu so sánh Việc phân tích độ chênh lẹch và đối chiếu so sánh được thực hiện dựa trên số liệu thực tế. Việc so sánh được tiến hành tại các thời điểm vận hành khác nhau. Cách tiếp cận six sigmar nên được áp dụng để tìm ra các tập hợp có thong số vận hành tối ưu áp dụng trong quá trình tối ưu hóa vận hành. Trong điều kiên cho phép, việc so sánh còn được thực hiện với các nhà máy có quy mô tương khác trong khu vực và trên thế giới. Đề xuất BSR tham gia vào một trong những hệ thống Benchmarking sau: - Solômn Benchmarking – chỉ số cường độ tiêu thụ năng lượng (EII) - Shell Benchmarking – năng lượng và tổn thất hiệu chỉnh (CEL) Các chỉ số này là cơ sở thống nhất chung cho việc so sánh tiêu thụ năng lượng và tổn thất giữa các nhà máy lọc dầu. c. Đánh giá hiệu suất vận hành  Thiết lập mục tiêu Người đứng đầu Ban quản lý năng lượng và tổn thất chịu trách nhiệm thiết lập các mục tiêu tối ưu hóa năng lượng và tổn thất dài hạn trên cơ sở kế hoạch thương mại tổng thể của nhà máy. Các mục tiêu tối ưu hóa năng lượng và tổn thất được thiết lập thong qua việc thảo luận với các phòng chức năng vào cuối mỗi năm, được phê chuẩn bởi lãnh đạo Công ty và được đưa vào kế hoạch chiến lược và dự đoán ngân sách của năm kế tiếp. Các mục tiêu của việc tối ưu hóa năng lượng và tổn thất được coi là một phần của chỉ số KPIs của nhà máy và được thực hiện bởi mọi cấp trong công ty từ kỹ thuật viên đến các cấp lãnh đạo công ty. Sơ đồ thiết lập mục tiêu hàng năm về việc tối ưu hóa năng lượng và tổn thất  Đánh giá kết quả thực hiện hàng tháng Tất cả các kết quả tối ưu hóa năng lượng và tổn thất sẽ được báo cáo tới Hội đồng thành viên và Ban giám đốc. Các cuộc họp đánh giá thực hiện tối ưu hóa năng lượng và tổn thất được tổ chức hàng tháng với các thành viên liên quan. Trưởng nhóm E&L tham gia các cuộc họp để cập nhật các vấn để ELM phát sinh cần giải quyết. Các cuộc họp đánh giá quá trình quản lý và tối ưu hóa năng lượng sẽ được tổ chức hàng tháng do điều phối viên chủ trì với sự tham gia của các cá nhân liên quan có tên trong danh sách Ban quản lý năng lượng bà tổn thất. - Tổng kết kết quả thực hiện các giải pháp E&L trong tháng. - So sánh/đối chiếu kết quả theo dõi và/hoặc chỉ số CEL hàng tháng của từng phân xưởng công nghệ. - Các chỉ số vận hành KPIs; - Các khó khăn, vướng mắc trong quá trình thực hiện; Vấn đề tổn thất sẽ được họp riêng, tập trung thảo luận kết quả theo dõi tổn thất của nhà máy lọc dầu. Vấn đề tổn thất trên biển cũng được thảo luận trong cuộc họp này sau khi Qui trình quản lý tổn thất trên biển được hoàn tât.  Đánh giá kết quả thực hiện giữa năm Các mục tiêu E&L của năm sẽ được đánh giá lại dựa trên thực tế thực hiện trong 6 tháng đầu năm tại cuộc họp E&L giữa năm. Trưởng nhóm E&L có trách nhiệm chuẩn bị các báo cáo phân tích thực tế thực hiện kế hoạch E&L nữa năm đầu và kế hoạch thực hiện và các điều chỉnh nếu cần thiết cho nữa năm tiếp theo.  Lưu hồ sơ Các hướng dẫn và qui trình E&L sẽ được phát hành theo yêu cầu thực tế. Hồ sơ, tài liệu của ELMS bao gồm cả bản cứng và bản mềm sẽ được lưu trữ ít nhất 5 năm. Hồ sơ lưu trữ bao gồm (nhưng không giới hạn) các tài liệu sau đây: - Dữ liệu theo dõi vận hành của các thiết bị tiêu thụ năng lượng chính; - Báo cáo đánh giá ELMS và các báo cáo đánh giá tổng kết; - Bài học kinh nghiệm; - Các kinh nghiệm thực tế có giá trị học hỏi; - Thẩm tra năng lượng và vật chất tổn thất; - Hồ sơ đào tạo và các nhu cầu đào tạo; - Biên bản họp và trao đổi thông tin; - Sáng kiến giảm thiểu tổn thất và tối ưu hóa năng lượng. d. Thực hiện quản lý cải tiến và giám sát cải tiến Các trưởng nhóm quản lý giám sát sẽ xem xét và đánh giá các kết quả KPIs đạt được, hiệu quả vận hành và xác định độ chênh lệch giữa mục tiêu và thực tế thực hiện. Trưởng Ban thư ký sẽ xúc tiến thực hiện những sáng kiến cải tiến nhằm tối ưu hóa năng lượng và giảm thiểu tổn thất. Những sáng kiến về tối ưu hóa năng lượng và tổn thất được đề ra sè được phân loại theo thứ tự ưu tiên để thực hiện dựa trên các tiêu chí lợi ích, mức chi phí đầu tư, thời gian thực hiện, mức độ phức tạp, khả năng thực hiện (từ dễ đến khó, căn cứ vào tình trạng thiết bị, nhân lực… tại thời điểm đề xuất hoặc trong kế hoạch thực hiện) và ảnh hưởng của nó đến các vấn đề khác như độ tin cậy vận hành, an toàn vận hành… thông qua sự thảo luận với những chuyên gia và/hoặc đội ngũ cán bộ giàu kinh nghiệm trong nhà máy có liên quan vào cuối mỗi năm để thiết lập kế hoạch cho năm kế tiếp. Trong thời gian đầu thực hiện hệ thống, việc thảo luận, đánh giá mức độ ưu tiên có thể được thực hiện theo tuần, tháng, quý hoặc khi được Ban chỉ đạo yêu cầu để đảm bảo các hạng mục có thể tổ chức ngay, không bị tồn đọng.  Quản lý tổn thất trên biển Các tổn thất trên biển được tính toán cho việc tiếp nhận dầu thô và quá trình xuất sản phẩm. Tổn thất được xác định là sự chênh lệch giữa vận đơn và hóa đơn tiếp nhận dầu thô hoặc xuất bán sản phẩm. Khi độ chênh lệch này đối với mỗi chuyến tàu lớn hơn 0,5% về thể tích, các thủ tục yêu cầu nhà cung cấp dầu thô đền bù hợp đồng cần được tiến hành.  Quản lý tổn thất ở đốt đuốc (Flare) Hệ thống Flare là một phần không thể thiếu trong hệ thống an toàn của nhà máy lọc dầu. Flare được dùng để đốt hơi Hydrocarbon thừa khi các phân xưởng bị sự cố bất thường hay các thiết bị ở các phân xưởng được yêu cầu giảm áp để cô lập. Flare là nguồn tổn thất lớn nhất của nhà máy lọc dầu. Đây là khu vực dễ nhận thấy nhất cũng là khu vực dễ thực hiện nhất trong việc giảm thiểu tổn thất thực tế của nhà máy. Khí thoát Flare được đo bằng đồng hồ đo lưu lượng tại đàu gom khí của Flare và đồng thời cũng được tính toán từ độ mở của van điều khiển tới Flare từ các phân xưởng công nghệ. Ngoài ra, thiết bị cầm tay dò rò rỉ bằng sóng âm có thể được sử dụng để nhận biết sự rò rỉ Hydrocarbon tới Flare qua loại van xả và van điều khiển khi các loại van này đang đóng. Kỹ thuật này dựa trên độ đo âm lượng trên thân của van cũng như trên đường ống trước và sau van.  Quản lý cân bằng hơi Việc quản lý cân bằng hơi được thực hiện băng cách điều chỉnh lượng hơi giảm áp và cân bằng phụ tải hơi. Việc điều chỉnh này được hỗ trợ bằng các tính toán cân bằng hơi và kế hoạch/hành động tối ưu hóa. Các cán bộ quản lý khu vực của nhà máy chịu trach nhiệm quản lý việc xả hơi thừa và điều tiết lượng giảm áp hơi cao áp trong khu vực mình quản lý. Hệ thống Steam Trap của nhà máy cũng cần được quản lý hiệu quả để không làm tổn thất hơi nước. Quy trình quản lý Steam Trap sẽ được quản lý như là một phần của qui trình quản lý cân bằng hơi sau khi được chính thức phê duyệt.  Tối ưu hóa lò đốt Lò đốt là thiết bị tiêu thụ năng lượng chính của nhà máy lọc dầu. Quá trình đốt cháy là một phản ứng tỏa nhiệt từ sự kết hợp của oxy với nhiên liệu đốt. Để đảm bảo nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn, lượng oxy được cung cấp vào lò đốt phải nhiều hơn lượng oxy tham gia phản ứng cháy do nhiên liệu và oxy không được phối trộn hoàn toaàn trên thực tế. Việc giảm thiểu lượng O 2 dư sẽ giảm thiểu được nhiệt năng tổn thất trong lò đốt. Lượng Oxy dư càng cao thì hiệu suất của lò đốt càng thấp. Chỉ tiêu oxy dư phải được khống chế trên cơ sở cân nhắc giữa hiệu suất năng lượng với mức độ an toàn, ổn định vận hành của lò đốt. Các yếu tố kiểm soát hiệu suất của lò đốt: - Đầu đốt (burners) - Độ sạch của khí đốt và sự biến động tỷ trọng; - Loại lò đốt; - Công suất tương đối của lò đốt; - Thiết bị điều khiển; - Sự tinh chỉnh draft của lò đốt. . Chương 3: hệ thống quản lý năng lượng và tổn thất 3.1 .Tổng quan về hệ thống năng lượng 3.1.1. Chức năng: Hệ thống quản lý năng lượng được thiết lập để. hoạt động liên quan của hệ thống ELMS. a. Ban chỉ đạo Đứng đầu hệ thống ELM là Ban chỉ đạo thực hiện thuộc Ban quản lý năng lượng và tổn thất do Phó Tổng giám đốc. gồm: hệ thống khí đốt, hệ thống hơi nước, hệ thống điện và cân bằng vật chất của nhà máy.  Hàng rào nhà máy Để nâng cao độ chính xác khi xác định, tính toán năng lượng