Các giải pháp TKNL cho công ty Việt Vương Qua việc thực tế kiểm tra đo các thông số đầu vào và ra các thiết bị chính hoạt động trong nhà máy,chúng tôi xin đưa ra một số giải pháp chính cho công ty,để từ đó lãnh đạo công ty đưa ra những lựa chọn phương án đầu tư cho phù hợp nhằm mang lại lợi ích chính cho công ty A.Nhóm các giải pháp kỹ thuật Trong công ty thiết bị chính tiêu thụ năng lượng điện là các loại máy nén khí píttông có thông số định mức ban đầu 132 kw và một số hệ thống bơm, trong quá trình hoạt động khi đo công suất thực tế của máy thì công suất luôn thấp hơn một lượng so với thực tế,lý do chủ yếu của vấn đề chính là do hệ số công suất của máy thấp Các hệ số công suất (Cosφ) các máy nén và bơm khi đo được đều thấp hơn 0,8 do vậy để nâng cao công suất các máy nén thì giải pháp tốt nhất chính là việc nâng cao hệ số Cosφ. Hệ số công suất là tỷ số giữa công suất hữu dụng (kW) và công suất toàn phần (kVA), hoặc là cosin của góc giữa công suất hữu dụng và công suất toàn phần. Công suất phản kháng cao,góc này sẽ tăng và hệ số công suất sẽ giảm xuống 1 - Hình 1:Hệ số công suất của mạch điện Cosφ = P/S Hệ số công suất luôn nhỏ hơn hoặc bằng 1. Về mặt lý thuyết, nếu tất cả các phụ tải điện do công ty điện cung cấp đều có hệ số công suất bằng 1, điện tối đa chuyển giao sẽ bằng công suất của hệ thống phân phối. Tuy nhiên, vì phụ tải là cảm ứng và nếu hệ số công suất dao động trong khoảng từ 0,2 tới 0,3, công suất của lưới phân phối điện sẽ bị quá tải. Vì vậy,công suất phản kháng (kVAR) nên càng thấp càng tốt đối với sản lượng kW tương tự để giảm thiểu công suất toàn phần (kVA). - Có thể cải thiện hệ số công suất bằng cách lắp đặt tụ bù để điều chỉnh hệ số công suất vào hệ thống phân phối điện của nhà máy. Những tụ bù này hoạt động như là máy phát công suất phản kháng và nhờ vậy giảm được lượng công suất phản kháng, và công suất cosφ Q phản kháng (KVAr) S toàn phần (KVA) P hữu ích(KW) 2 toàn phần được tạo ra bởi phía cung cấp điện. Ví dụ cụ thể một nhà máy sử dụng tụ bù công suất phản kháng Lợi ích của việc cải thiện Hệ số công suất nhờ lắp thêm tụ bù là: Đối với công ty: - Cần đầu tư một lần để mua và lắp đặt tụ bù nhưng không tốn chi phí vận hành. - Giảm chi phí sử dụng điện của công ty vì (a) công suất phản kháng (kVAR) không do công ty sử dụng tạo ra và nhờ vậy, công suất toàn phần (kVA) giảm và (b) không bị phạt do vận hành với hệ số công suất quá thấp. - Giảm tổn thất phân phối (kWh) trong mạng lưới của nhà máy - Mức độ điện áp ở cuối phụ tải tăng, giúp cải thiện hoạt động của động cơ Đối với nhà cung cấp điện - Thành phần phản kháng trong mạng lưới và cường độ tổng của dòng điện trong hệ thống từ cuối nguồn giảm - Giảm tổn thất I 2 R trong hệ thống vì cường độ dòng điện giảm 3 Một nhà máy hóa chất lắp đặt TBA 1500KVA.Công suất toàn phần ban đầu của nhà máy là 1160kVA,hệ số công suất 0,7,phần trăm tải là khoảng 78%(1160/1500=77,33%).Để cải thiện công suất nhà máy bù thêm 410 kvar vào tải động cơ nhờ vậy hệ số công suất nâng lên 0,89 và giảm mức KVA xuống 913 là vec tơ tổng của kw và kvar Máy biến áp tải 1500KVA hiện chỉ tải 60% công suất.Vậy tương lai có thể bổ xung phụ tải cho nhà máy - Tăng công suất đáp ứng của lưới điện, giảm nhu cầu lắp đặt để tăng thêm công suất Việc tính toán cụ thể từng giá trị cụ thể của tụ để bù và giá thành đầu tư theo công thức Q=α.P(tg φ1-tg φ2) và khi đó điện năng tiết kiệm được sau bù sẽ là E = Q.(k1-k2/2) Trong đó α = 0,8 k1 = 0,05 k2 = 0,0025 - Cụ thể đối với máy nén khí píttông số 1 P=132kW cosφ1 = 0.75 Khi cần nâng Cosφ2 = 0.95 thì ta có thể tính công suất cảm kháng Q = 0,8.132(0,88-0,33)=58 (KVAr) Vậy ta có thể chọn 2 tụ mỗi tụ bù 30 KVAr Và điện năng tiết kiệm được E = 2,83 (KW) Nếu doanh nghiệp sản xuất hoạt động liên tục 3ca/ngày và kể cả chủ nhật thời gian hoạt động trong năm là 340 ngày,tính theo giá điện sản xuất hiện tại Trong giờ cao điểm( từ 9h30-11h30, 17h-20h) có giá 2940 VNĐ Giờ bình thường (4h00-9h30, 11h30-17h, 20h-22h, riêng ngày chủ nhật 22h-4h) 1,650 VNĐ Giờ thấp điểm 22h00-04h00 960 VNĐ Làm phép tính ( 2,83.5.2940+2,83.13.1650+2,83.6.960)/24= 4 941, 8875 (VNĐ/h) Số tiền tiết kiệm được là 4 941,8875 VNĐ/h 4 Do đó một ngày công ty sẽ thu về trung bình 1 giờ 118 605, 3 (VNĐ) và một tháng công ty làm việc 30 ngày công ty sẽ tiết kiệm được số tiền 3,558,159 VNĐ và trong 1 năm số tiền tiết kiệm được 42 697 908 VNĐ Với giá tụ bù trên thị trường của Công Ty cổ phẩn và Cơ Điện Tân Phong tụ bù 3P-415V-30KVAr có giá 1,260,000 VNĐ Cộng thêm chi phí lắp đặt bảo dưỡng việc lắp đặt tụ bù có giá vào cỡ 8 triệu đồng So với số tiền thu được sau khi lắp tụ ta thấy chỉ 2,3 tháng là nhà máy bắt đầu có lãi -Máy nén khí số 2 khi cosφ1 = 0.76 ta tính ra Q = 54,912 (KVAr). Ta có thể chọn 2 tụ bù mỗi tụ bù 30 KVAr E = 2,677 (KW) Số tiền tiết kiệm được trung bình trong 1 giờ 4 674,7112 VNĐ/h Số tiền tiết kiệm được trong 1 ngày 112 193,0688 VNĐ/ngày Số tiền tiết kiệm được trong 1 tháng 3 365 792,064 VNĐ/tháng Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm 40 389 504,77 VNĐ /năm Số tiền đầu tư mua và lắp tụ ban đầu là 8 000 000 VNĐ Thời gian công ty bắt đầu có lãi là sau 2,4 tháng - Bơm nước cầp P=22 kW cosφ1 = 0.56 nâng Cosφ2 = 0.95 thì cần Q = 20,224 KVAr Trong công ty có 2 máy vậy ta có thể chọn 2 tụ mỗi tụ bù 25 KVAr Điện năng tiết kiệm E = 0,986 (KW) Chi phí đầu tư và lắp đặt tụ vào cỡ 7,5 000 000 VNĐ Số tiền tiết kiệm được trung bình trong 1 giờ 1 721,8025 VNĐ/h Số tiền tiết kiệm được trong 1 ngày 41 323,26 VNĐ/ngày 5 Số tiền tiết kiệm được trong 1 tháng 1 239 697,8 VNĐ/tháng Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm 14 876 373,6 VNĐ /năm Số tiền đầu tư mua và lắp tụ ban đầu là 7,5 000 000 VNĐ Thời gian công ty bắt đầu có lãi là sau 6,3 tháng - Bơm nước tháp giải nhiệt P=11 kW cosφ1 = 0.56 Nâng Cosφ2 = 0.95 thì cần bù Q = 10,08 KVAr Chọn tụ bù 15KVAr Với chi phí mua và lắp đặt vào cỡ 7 000 000 VNĐ Điện năng tiết kiệm được E = 0,4914 (KW) Số tiền tiết kiệm được trung bình trong 1 giờ 858,1073 VNĐ/h Số tiền tiết kiệm được trong 1 ngày 20 594,574 VNĐ/ngày Số tiền tiết kiệm được trong 1 tháng 617 837,22 VNĐ/tháng Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm 7 414 046,64 VNĐ /năm Số tiền đầu tư mua và lắp tụ ban đầu là 7 000 000 VNĐ Thời gian công ty bắt đầu có lãi là sau 11,33 tháng -Máy nén khí Oxy P=55 kW cosφ1 = 0.87 Nâng Cosφ2 = 0.95 thì Q = 10,4 KVAr Chọn tụ bù 15 KVAr Tiền đầu tư mua và lắp đặt tụ 7 000 000 VNĐ Điện năng tiết kiệm E = 0,507 (KW) Số tiền tiết kiệm được trung bình trong 1 giờ 885,3488 VNĐ/h Số tiền tiết kiệm được trong 1 ngày 21 248,37 VNĐ/ngày Số tiền tiết kiệm được trong 1 tháng 637 451,1 VNĐ/tháng Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm 7 649 413,2 VNĐ /năm 6 Số tiền đầu tư mua và lắp tụ ban đầu là 7 000 000 VNĐ Thời gian công ty bắt đầu có lãi là sau 11 tháng - Dùng tụ bù cho trạm biến áp 750 KVA Q = 133,424 KVAr Chọn2 tụ bù mỗi tụ bù 75 KVAr Điện năng tiết kiệm được E = 6,50443 KW Số tiền tiết kiệm được trung bình trong 1 giờ 11 358,3594 VNĐ/h Số tiền tiết kiệm được trong 1 ngày 272 600,6262 VNĐ/ngày Số tiền tiết kiệm trong 1 tháng 8 178 018,787 VNĐ/tháng Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm 98 136 225,45 VNĐ/năm Số tiền đầu tư mua và lắp đặt tụ ban đầu 15 000 000 VNĐ Thời gian hoàn vốn 2 tháng - Các máy nén khí hoạt động bằng việc hút trực tiếp không khí ngoài trời với nhiệt độ và áp suất khí quyển.Nếu khí vào bị nhiễm bẩn hoặc nóng có thể làm giảm hoạt động của máy nén,làm tăng chi phí năng lượng và chi phí bảo dưỡng.Nếu hơi nước bụi bẩn có nhiều trong thành phần hút khí vào chúng sẽ gây bám bẩn ở các bộ phận bên trong máy nén như các van,bánh công tác,rôto,cánh gạt.Những cạn bẩn này sẽ gây mòn sớm và làm giảm năng suất máy nén Giải pháp đưa ra ở đây là kéo dài ống hút không khí vào máy nén cụ thể đưa ra ngoài trời và để chố thoáng và lắp thêm bộ lọc khí trên đường cấp khí vào,giữ nhiệt độ môi trường xung quanh ở mức tối thiểu để tránh việc giảm lưu lượng. Nếu có thể thêm một biện pháp kết hợp làm giảm nhiệt độ khí vào máy nén cũng sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng năng lượng của máy nén lý do máy nén tạo ra nhiệt độ trong quá trình hoạt động liên tục,lượng nhiệt này phát tán trong các phòng lắp máy nén làm nóng dòng khí dẫn đến giảm hiệu suất thể tích và tăng lượng điện tiêu thụ theo một quy tắc chung ‘’mỗi khi tăng thêm 4 oC 7 khí vào thì tốn thất năng lượng sẽ thêm 1% để duy trị năng suất tương ứng’’có thể tham khảo bảng 1 về ảnh hưởng nhiệt độ khí vào tới lượng điện tiêu thụ của máy nén Nhiệt độ vào(oC) Chu chuyển không khí tương ứng Tiết kiệm điện(%) 10 102,2 +1,4 15,5 100,0 không 21,1 98,1 -1,3 26,6 96,3 -2,5 32,2 94,1 -4,0 37,7 92,8 -5,0 43,3 91,2 -5,8 Bảng 1 Ảnh hưởng của nhiệt độ khí vào tới tiêu thụ điện của máy nén Có thể giảm được nhiệt độ khí vào bằng cách đặt ống hút khí vào bên ngoài buồng hay nhà đặt máy nén Máy nén sử dụng ở công ty là loại máy nén đa cấp có sử dụng bộ phận làm mát trung gian.Đó là các bộ trao đổi nhiệt thực hiện việc loại bỏ nhiệt sinh ra trong quá trình nén giữa các cấp nén nó ảnh hưởng tới hiệu suất toàn phần của máy nén.Khi cơ năng được cấp cho khí nén nhiệt độ khí tăng lên.Bộ làm mát sau được đặt cuối cùng để làm giảm nhiệt độ khí cấp,khi nhiệt độ khí giảm hơi nước trong không khí ngưng tụ lại được phân tách thu hồi và xả ra khỏi hệ thống.Nhiệt độ sau cụm làm mát trung gian là 40oC mà định mức có thể là 37oC do vậy mà đã làm giảm hiệu suất của cụm làm mát trung gian vì vậy ta cần có giải pháp để hạ nhiệt độ sau cụm làm mát trung gian cụ thể như - Sử dụng nước ở nhiệt độ thấp hơn sẽ làm giảm lượng điện tiêu thụ - Làm sạch định kỳ các loại cáu cặn đảm bảo đầy đủ lưu lượng ở cả bộ phận làm mát trng gian để duy trì kết quả hoạt động như mong muốn 8 - Thay bộ phận làm mát trung gian mới có diện tích trao đổi nhiệt tốt hơn - Tăng đường kính ống để tăng lưu lượng cho quá trình làm mát Với số lượng máy bơm là 3 chiếc trong đó có 2 chiếc công suất 22kW cung cấp nước cho toàn bộ hệ thống làm mát và chiếc còn lại dùng bơm nước tháp giải nhiệt,lưu lượng nước cần vận chuyển là rất lớn tuy vậy củ bơm của cả 3 bơm là nhỏ so với công suất thực tế dẫn tới việc máy bơm chạy đúng với công suất nhưng lưu lượng đưa vào lại quá nhỏ khi bơm hoạt động nhanh nóng máy làm giảm tuổi thọ và đồng thời khả năng giải nhiệt, làm mát của các tháp cũng là kém.Do vậy giải pháp đưa ra ở đây là thay thế toàn bộ 3 củ bơm bằng 3 củ mới có đường kính thích hợp để tăng lưu lượng của bơm,tránh được những nhược điểm đã nêu ( phương pháp tính?) - Thay thế hệ thống chiếu sáng bằng việc lắp các thiết bị tiêu thụ điện năng ít hơn mà vẫn đảm bảo công suất phát sáng như việc thay thế các loại đèn huỳnh quang 40W chấn lưu sắt từ bằng bóng đèn huỳnh quang chấn lưu điện tử 32W.thay thế đèn cao áp thủy ngân 250W bằng bóng đèn Sodium 150W( tính toán?) - Kiểm tra lại các động cơ điện bố trí hoặc lắp đặt thêm thiết bị điện nhằm triệt tiêu dòng dây trung tính mục đích chính của phương pháp này chình là hạn chế việc lệch dòng giữa 3 pha gây tổn hao điện năng,đồng thời trong quá trình hoạt động tránh được tình trạng chạy non tải… - Hạ điện áp tiêu thụ từ 400V xuống 380V B.Nhóm thực hiện quản lý nội vi Hình thành đội chuyên trách tình hình sử dụng năng lượng trong công ty,nhóm có trách nhiệm theo dõi lập biểu đồ hàng tháng về sử 9 dụng năng lượng,tuyên truyền cho anh em công nhân trong công ty vể ý thức tiết kiệm điện năng,(có thể khen thưởng bằng những hình thức nhỏ nhằm động viên khuyến khích),phối hợp nhịp nhàng các quy trình vận hành của từng phân xưởng trong toàn bộ dây truyền của nhà máy,để những giải pháp và thời gian biểu vận hành tránh tình trạng để các thiết bị chạy không tải C. Nhóm các giải pháp khác - Cải tạo lại đường ống nước,thay thế đoạn ống hút vào bơm nước làm mát và tháp giải nhiệt bằng đoạn ống thẳng ít chỗ ngoặt hơn - Vệ sinh thường xuyên bộ trao đổi nhiệt không khí,nước,tháp giải nhiệt - Có biện pháp sử lý nước trước khi sử dụng - Vệ sinh và bảo dưỡng các máy móc động cơ theo yêu cầu định kỳ kỹ thuật của hãng chế tạo - Sử dụng biện pháp làm giảm tiếng ồn cho 2 máy nén khí - Lắp bộ lọc gió cho 2 máy nén khí… 10 . Các giải pháp TKNL cho công ty Việt Vương Qua việc thực tế kiểm tra đo các thông số đầu vào và ra các thiết bị chính hoạt động. một số giải pháp chính cho công ty, để từ đó lãnh đạo công ty đưa ra những lựa chọn phương án đầu tư cho phù hợp nhằm mang lại lợi ích chính cho công ty A.Nhóm