CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯNG CHO CÁC NGÀNH CÔNG NGHIỆP Hệ thống thiết bò nhà máy: • Hệ thống quạt thông gió, quạt tháp giải nhiệt • Bơm nước giải nhiệt • Hệ bơm điều áp • Hệ thống xử lý nước thải • Hệ thống nồi • Máy thổi khí, máy nén khí …v.v NGUYÊN LÝ TIẾT KIỆM NĂNG LƯNG Nguyên tắt Bơm Quạt ly tâm Q1 Lưu Lượng: Q p suất: H1 H2 P1 Công suất: P n1 = n2 = n1 n2 = n1 n2 Quy luật tỷ lệ thức Lưu lượng Q tỷ lệ thuận với tốc độ p suất H tỷ lệ với bình phương tốc độ Công suất P tỷ lệ với lập phương tốc độ Flow speed α Pressure α speed Power α speed Thí dụ: Tại 80% tốc độ, Công suất sử dụng = 0.8 x 0.8 x 0.8 = 0.51hay 51% ∴ Năng lượng tiết kiệm = 100% – 51% = 49% Chi phí vận hành – Chi phí trọn vòng đời động bơm 5% 95% • Được thống kê sau: - Chi phí đầu tư ban đầu + chi phí bảo hành trọn đời bơm chiếm khoảng 5% tổng chi phí - 95% chi phí lại chi phí lượng điện vận hành • Theo thống kê British Pump Manufacturers Association (BPMA) nói 20% lượng giới sử dụng cho bơm 95% số bơm có công suất lớn thực tế Các phương pháp điều khiển lưu lượng • Chất khí – Dampers – Inlet guide vanes – Variable pitch fan – Variable Speed Drive (VSD) • Bơm ly tâm chất lỏng – Bypass valve (three way) – Throttling valve (two way) – Variable Speed Drive (VSD) Hay nói cách khác… Khi thấy phương pháp điều khiển bên hệ thống (ngoại trừ Biến tần - Variable Speed Drive), chúng có tiềm tiết kiệm lượng!!! Pressure Yêu cầu lượng Power ∝ Flow x Pressure 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0 100 200 300 Flow 400 500 600 Energy Requirements Pressure Lưu Lượng mong muốn 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0 100 200 300 Flow 400 500 600 Yêu cầu lượng Van Tiết Lưu (Throttling) Pressure Công Suất 50 45 40 35 30 25 20 15 10 0 100 200 300 Flow 400 500 600 Yêu cầu điều khiển khí nén, sao? • 10% lượng điện sử dụng công nghiệp dùng cho máy nén khí • Trò giá khí nén cao gấp 10 lần giá trò tiền điện • Thông thường nhà đầu tư đặt mục tiêu chi phí đầu tư ban đầu cho thấp • Đặc tính tải: thường 70 – 80% tải đònh mức • Thiếu khả điều khiển áp lực điều khiển không xác Các loại máy nén khí • Reciprocating (Loại Pítton) – Plant and process air – ½ - 500 HP – 25-2,000 CFM / 50,000 PSI • Chi phí lắp đặt bảo trì cao • Hiệu suất cao chạy non tải Air Compressor Types • Rotary screw (Loại Trục Vít) – Plant and process air – 20 – 500 HP – 20-13,000 CFM / 250 PSI • Chi phí lắp đặt bảo trì thấp Air Compressor Types • Centrifugal (Loại Ly Tâm) – Refrigeration/heavy chemical – 100 – 20,000 HP – to 200,000 CFM / 5,000 PSI – Chi phí thấp cho khách hàng sử dụng khối lượng lớn Các phương pháp điều áp • Điều khiển Tắt – Mở (On-off control) • Điều khiển Có tải-Không taiû (Load-No Load control) • Sự điều biến – Van tiết lưu - Throttle valve – Van tự động - Slide valve • Hybrid L-NL / Modulation • Biến tần Lợi ích điều khiển biến tần • Tiết kiệm lượng ổn đònh áp suất – Chi phí tăng thêm 1.5% cho PSI áp lực tăng Năng lượng tiêu thụ cho máy nén Power (%) 100 Energy = Power x time Năng lượng tiêu thụ suốt trình không tải 40 Time Năng lượng tiêu thụ suốt trình có tải Tiềm tiết kiệm lượng • Điều khiển truyền thống – 11% Giá mua thiết bò – 5% Phí bảo trì – 84% chi phí lượng điện Energy 84% Purchase Price 11% Maintenance 5% Tiềm tiết kiệm lượng • Điều khiển biến tần – 12% Giá mua thiết bòAFD Savings 30% – 7% Phí bảo trí – 51% chi phí lượng điện – 30% Tiết kiệm Purchase Price 12% Maintenance 7% Energy 51% Data provided by Ingersoll Rand MÁY THỔI KHÍ Air is free but compressed air cost! Danfoss VLT Frequency Inverter help to reduce cost of energy per psi Closed Loop control system Danfoss Pressure transmitter ( feedback pressure signal 4-20mA) Danfoss VLT5042 ( Regulate speed of a/c motor ) IR M37 air compressor (Variable speed controlled ) Motor name-plate THÔNG SỐ MÁY THỔI KHÍ Eq Ref Motor Rating SAN YO – TEC O 55KW 108FLA / Measured KW Measured RLA Design Actual Head/Flow Head/Flo w 37 KW 70 A 0.6Kg/cm2 – 40 m3/ph 0.42Kg/c m2 – 27 m3/ph Giảm chi phí vận hành máy thổi khí Các thông số Tốc độ cố đònh Chạy với Biến tần Dòng điện có tải (A) 70 56 (dự kiến) Avg/Hr/KWH 37 29.6 Số chạy/Năm 24x300=7200 24x335=7200 KWH/Năm 266,400 213,120 Tiết kiệm KWH/Năm 53,280 Giá thành 1KWH 1,000 vnđ (0.062USD) Tiết kiệm chi phí ( USD) 53,280 x 0.062 = 3,303 Tổng chi phí đầu tư (USD) 5,500 Thời gian hoàn vốn 1.66 năm (20 tháng) Tính toán dựa thời gian hoạt động 24g/ngày, 10 tháng (300ngày)/năm Benefits of Air Control By VLT • Reduced wear & tear for mechanical part • Reduced the physical noise • Improve the power factor • Reduced the starting current • Most important… Save Electricity bill-Money!!! [...]... PSI áp lực tăng Năng lượng tiêu thụ cho máy nén Power (%) 100 Energy = Power x time Năng lượng tiêu thụ trong suốt quá trình không tải 40 Time Năng lượng tiêu thụ trong suốt quá trình có tải Tiềm năng tiết kiệm năng lượng • Điều khiển truyền thống – 11% Giá mua thiết bò – 5% Phí bảo trì – 84% chi phí năng lượng điện Energy 84% Purchase Price 11% Maintenance 5% Tiềm năng tiết kiệm năng lượng • Điều khiển... lưu lượng trong đường ống nên lãng phí điện • Nếu Sensor áp lực hồi tiếp về biến tần, tốc độ bơm sẽ tăng giảm và khi đó sẽ tiết kiệm điện Bể sục khí trong xử lý nước thải Dùng biến tần điều khiển tốc độ •Bể sục khí được quản lý bằng cách đo lượng DO trong bể và đáp ứng yêu cầu sục khí trong bể bằng cách thay đổi tốc độ các thiết bò như máy thổi khí, máy khuấy, máy bơm… cho phù hợp – Tiết kiệm năng lượng. .. thấp nhất cho những khách hàng sử dụng khối lượng lớn Các phương pháp điều áp • Điều khiển Tắt – Mở (On-off control) • Điều khiển Có tải-Không taiû (Load-No Load control) • Sự điều biến – Van tiết lưu - Throttle valve – Van tự động - Slide valve • Hybrid L-NL / Modulation • Biến tần Lợi ích của điều khiển bằng biến tần • Tiết kiệm năng lượng và ổn đònh áp suất – Chi phí sẽ tăng thêm 1.5% cho mỗi PSI...Pressure Yêu cầu năng lượng Three-Way Valve (Bypass) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Power 0 100 200 300 Flow Balancing Valve 400 500 600 Pressure Yêu cầu năng lượng Biến Tần 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 100 200 300 Flow 400 500 600 Power Chức năng của tháp giải nhiệt • Được dùng để loại bỏ nhiệt từ các nguồn khác nhau như máy móc thiết bò hay các quy trình phát sinh nhiệt • Một lượng nước đã bay... cầu điều khiển khí nén, vì sao? • 10% năng lượng điện sử dụng trong công nghiệp là dùng cho máy nén khí • Trò giá khí đã được nén cao gấp 10 lần giá trò tiền điện • Thông thường các nhà đầu tư đặt mục tiêu chi phí đầu tư ban đầu sao cho thấp nhất • Đặc tính tải: thường là 70 – 80% tải đònh mức • Thiếu khả năng điều khiển áp lực hoặc điều khiển không chính xác Các loại máy nén khí • Reciprocating (Loại... như máy thổi khí, máy khuấy, máy bơm… cho phù hợp – Tiết kiệm năng lượng – Quy trình xử lý được cải tiến tốt hơn do quản lý được lượng DO – Giảm hao mòn cơ cho các thiết bò – Tăng hiệu suất các thiết bò Ưu điểm khi sử dụng biến tần điều khiển tốc độ bơm • Tiết kiệm năng lượng • Giảm độ ồn • Giảm hao mòn cơ • Giảm va đập thủy lực Dùng Biến Tần Điều Khiển Máy Nén Khí Trục Vít ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG Air Treatment... lượng nước đã bay hơi trong tháp giải nhiệt, và phần nước lạnh thì tồn tại Quạt tháp giải nhiệt Điều khiển quạt tháp giải nhiệt • Vì có sự khác biệt về nhiệt độ khá lớn giữa ngày và đêm nên tốc độ quạt có thể giảm tùy thuộc vào nhiệt độ Cooling Tower Cells • Vò trí của Sensor nhiệt độ nằm trên đường hồi lưu của các chậu tháp • Yêu cầu bảo vệ quá tải, quá nhiệt cho tất cả các quạt Load Chiller Temperature... • Yêu cầu bảo vệ quá tải, quá nhiệt cho tất cả các quạt Load Chiller Temperature Sensor Cooling Tower Fan Drive Condenser Water Pump Những ưu điểm khi sử dụng biến tần điều khiển tốc độ quạt • Tiết kiệm năng lượng • Giảm đáng kể độ ồn • Giảm hao mòn cơ khí • Nhiệt độ nước trở nên ổn đònh Condenser Water Pump Basics • Provides water flow for the heat exchanger and Cooling Tower • Traditional Control... năng lượng điện Energy 84% Purchase Price 11% Maintenance 5% Tiềm năng tiết kiệm năng lượng • Điều khiển bằng biến tần – 12% Giá mua thiết bòAFD Savings 30% – 7% Phí bảo trí – 51% chi phí năng lượng điện – 30% Tiết kiệm Purchase Price 12% Maintenance 7% Energy 51% Data provided by Ingersoll Rand MÁY THỔI KHÍ Air is free but compressed air cost! Danfoss VLT Frequency Inverter help to reduce cost of energy