Xây dựng chương trình đánh giá khả năng tiết kiệm năng lượng cho các nhà máy công nghiệp

Xây dựng chương trình đánh giá khả năng tiết kiệm năng lượng cho các nhà máy công nghiệp Xây dựng chương trình đánh giá khả năng tiết kiệm năng lượng cho các nhà máy công nghiệp Xây dựng chương trình đánh giá khả năng tiết kiệm năng lượng cho các nhà máy công nghiệp Xây dựng chương trình đánh giá khả năng tiết kiệm năng lượng cho các nhà máy công nghiệp

Luận văn thạc sĩ TÓM TẮT Đề tài “Xây dựng chương trình đánh giá khả tiết kiệm lượng cho nhà máy công nghiệp” tiến hành khoảng thời gian năm trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Sau thời gian nghiên cứu, đề tài tập trung giải vấn đề sau:  Tình hình lượng Việt Nam lượng giới  Luật sử dụng lượng hiệu phủ Việt Nam áp dụng cho doanh nghiệp trọng điểm  Khảo sát thiết bị hoạt động thường nhật nhà máy  Trình bày nguyên lý hoạt động hệ thống  Xây dựng chương trình cho hệ thống nhà máy  Đánh giá thực trạng cho hệ thống cụ thể có đầy đủ số liệu hệ thống hữu  Đưa số giải pháp cho thiết bị cụ thể Học viên (Ký tên ghi rõ họ tên) LÊ VĂN CHƯƠNG Trang v Luận văn thạc sĩ ABSTRACT The topic of "Building energy efficiency assessment program for industrial plants" was conducted during one year at HCMC University of Technical Education After the studying period, the topics focused on solving the following problems:  The energy situation in Vietnam and the world energy  The energy efficiency laws of the Vietnamese government that apply for key plants in energy consumption today  Survey main energy device in factories  Present the operational principles of the main systems  Develop programs for key systems in factories  Evaluate the situation for each specific system if required data of the existing system is available  Provide some solutions for each specific device Author LE VAN CHUONG Trang vi Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC I LỜI CAM ĐOAN III LỜI CẢM ƠN IIV TÓM TẮT V ABSTRACT VI CHƯƠNG 13 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 13 1.1 Lý chọn đề tài 13 1.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 14 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 14 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu .14 1.3 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu 15 1.3.1 Mục tiêu đề tài 15 1.3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 15 1.4 Phương pháp nghiên cứu 15 1.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 15 1.4.2 Phương pháp thu thập xử lý thông tin 15 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 15 1.6 Cấu trúc luận văn .16 CHƯƠNG 17 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 17 2.1 Tầm quan trọng lượng 17 2.2 Đánh giá tình hình sử dụng lượng giới 17 2.2.1 Tình hình sử dụng lượng 17 2.2.2 Chính sách tiết kiệm lượng 19 2.2.3 Nhận xét 19 2.3 Đánh giá tình hình sử dụng lượng nước 20 2.3.1 Tình hình sử dụng lượng 20 2.3.2 Hiện trạng công nghệ 20 Trang Luận văn thạc sĩ 2.3.3 Chính sách tiết kiệm lượng 23 2.3.4 Nhận xét .23 CHƯƠNG 25 CÁC HỆ THỐNG ĐƯỢC TẬP TRUNG ĐÁNH GIÁ TRONG CÁC NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP HIỆN NAY 25 Những vấn đề chung 25 A HỆ THỐNG NHIỆT 26 3.1 Lò 26 3.1.1 Giới thiệu .26 3.1.1.1 Ưu điểm sử dụng nước 26 3.1.1.2 Phương pháp tiếp cận hệ thống 26 3.1.2 Hệ thống nước 27 3.1.2.1 Hệ thống phận lò .27 3.1.2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống 27 3.1.2.3 Nhiên liệu sử dụng lị cơng nghiệp 28 3.1.3 Đánh giá hoạt động lò .31 3.1.3.1 Cân nhiệt 32 3.1.3.2 Hiệu suất lò 32 3.1.3.3 Phương pháp trực tiếp xác định hiệu suất lò 33 3.1.3.4 Phương pháp xác định hiệu suất lò gián tiếp 33 3.2 Điều hồ khơng khí làm lạnh 36 3.2.1 Giới thiệu .36 3.2.1.1 Hệ thống điều hịa khơng khí 37 3.2.1.2 Hệ thống làm lạnh 37 3.2.2 Mơ tả hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh 38 3.2.3 Các loại môi chất lạnh sử dụng hệ thống nén 40 3.2.4 Đánh giá hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh 40 3.2.4.1.TR 40 3.2.4.2 Mức tiêu thụ lượng riêng .40 3.2.4.3 Hệ số hiệu suất 41 B HỆ THỐNG ĐIỆN 42 Trang Luận văn thạc sĩ 3.3 Động điện 42 3.3.1 Giới thiệu .42 3.3.2 Tính chất tải động 42 3.3.3 Các loại dộng điện 42 3.3.3.1 Động chiều .43 3.3.2.2 Động xoay chiều 43 3.3.4 Đánh giá động điện 44 3.3.4.1 Hiệu suất động điện 44 3.3.4.2 Tải động 47 3.3.4.3 Đo công suất vào 48 3.4 Động hiệu suất cao 49 3.4.1 Giới thiệu .49 3.4.2 Đặc điểm động hiệu suất cao 50 3.4.3 Phân cấp động .50 3.5 Quạt quạt cao áp 52 3.5.1 Giới thiệu .52 3.5.2 Các loại quạt quạt cao áp 53 3.5.2.1 Các loại quạt 53 3.5.2.2 Các loại quạt cao áp .54 3.5.3 Đánh giá hiệu suất quạt quạt cao áp 55 3.5.3.1 Hiệu suất kết hoạt động quạt 55 3.5.3.2 Phương pháp luận đánh giá hiệu suất quạt .56 3.5.3.3 Những khó khăn việc đánh giá hiệu suất quạt quạt cao áp 58 3.6 Máy nén khí hệ thống khí nén .59 3.6.1 Giới thiệu .59 3.6.2 Hệ thống khí nén bao gồm: 60 3.6.3 Các phần hệ thống khí nén .60 3.6.4 Các loại máy nén 61 3.6.4.1 Máy nén thể tích 61 3.6.4.2 Máy nén dòng .63 Trang Luận văn thạc sĩ 3.6.5 Đánh giá máy nén khí hệ thống khí nén 64 3.6.5.1 Năng suất máy nén 64 3.6.5.2 Hiệu suất máy nén 65 3.7 Chiếu sáng 66 3.7.1 Giới thiệu .66 3.7.2 Các khái niệm 68 3.7.3 Các loại đèn chiếu sáng .69 3.7.3.1 Đèn sợi đốt 69 3.7.3.2 Đèn Halogen-Vonfam 70 3.7.3.3 Đèn huỳnh quang 70 3.7.3.4 Đèn huỳnh quang compact 72 3.7.3.5 Đèn Natri 72 3.7.3.6 Đèn thủy ngân 74 3.7.3.7 Đèn kết hợp 75 3.7.3.8 Đèn halogen kim loại 75 3.7.3.9 Đèn LED 76 3.7.4 Thành phần chiếu sáng 77 3.7.5 Bộ phận phụ trợ 78 3.7.6 Đánh giá hệ thống chiếu sáng 78 CHƯƠNG 79 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO CÁC NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP 79 4.1 Kết cấu chương trình 79 4.1.1 Phần mềm sử dụng chương trình .80 4.1.2 Các hệ thống tính tốn dựa phần mềm excel 80 A HỆ THỐNG NHIỆT 85 4.2 LÒ HƠI 85 4.2.1 Mơ hình hệ thống lò 85 4.2.2 Sơ đồ khảo sát nhiệt lò phương pháp trực tiếp .85 4.2.3 Sơ đồ khảo sát nhiệt lò phương pháp gián tiếp 86 4.2.4 Đánh giá lò phương pháp trực tiếp .86 Trang Luận văn thạc sĩ 4.2.4.1 Các thơng tin cần thiết để đánh giá lị 86 4.2.4.2 Chương trình đánh giá lò phương pháp trực tiếp 86 4.2.5 Đánh giá lò phương pháp gián tiếp 88 4.2.5.1 Các thơng tin cần thiết để đánh giá lị 88 4.2.5.2 Chương trình đánh giá lò phương pháp gián tiếp 88 4.2.5.3 Giải pháp thu hồi nhiệt từ phía nước ngưng lò 91 4.2.5.4 Giải pháp điều chỉnh hệ số khơng khí thừa (kiểm sốt tỷ lệ khơng khí/ nhiên liệu) .94 4.2.5.5 Giải pháp tận dụng nhiệt để nun nóng sơ nước cấp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt 95 4.3 Làm lạnh điều hịa khơng khí 96 4.3.1 Mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí hệ thống làm lạnh thực tế 96 4.3.2 Quy trình đánh giá COP hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh .97 4.3.3 Sơ đồ khảo sát hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh 97 4.3.4 Các thông tin cần thiết để đánh giá hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh 98 4.3.5 Chương trình đánh giá COP hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh .99 4.3.6 Giải pháp thay chiller hiệu suất cao 100 B HỆ THỐNG ĐIỆN .103 4.4 Động điện 103 4.4.1 Các giải pháp tiết kiệm cho động điện 103 4.4.1.1 Giải pháp thay động cũ động hiệu suất cao .103 4.4.1.2 Giải pháp lắp biến tần cho bơm nước 107 4.4.1.3 Giải pháp lắp biến tần cho quạt 110 4.4.2 Các giải pháp tiết kiệm cho máy nén khí 113 4.4.2.1 Giải pháp lắp biến tần cho máy nén khí .113 4.4.2.2 Giải pháp diều chỉnh áp suất cho máy nén khí 116 4.4.2.3 Giải pháp thơng gió cho máy nén khí 118 4.5 Giải pháp cho chiếu sáng 120 CHƯƠNG 123 Trang Luận văn thạc sĩ KẾT QUẢ THỰC HIỆN CHO MỘT NHÀ MÁY THỰC TẾ 123 5.1 HỆ THỐNG NHIỆT 123 5.1.1 Lò 123 5.1.1.1 Sử dụng phương pháp trực tiếp 123 5.1.1.2 Sử dụng phương pháp gián tiếp 124 5.1.1.3 Kết cho giải pháp thu hồi nước ngưng 127 5.1.2 Hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh 128 5.2.1.1 Kết đánh giá COP hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh .128 5.2.1.2 Giải pháp thay chiller cũ chiller hiệu suất cao 129 5.2 HỆ THỐNG ĐIỆN 131 5.2.1 Kết thay động hiệu suất thấp sang động hiệu suất cao .131 5.2.2 Kết lắp biến tần cho bơm nước 133 5.2.3 Kết lắp biến tần cho quạt hút 135 5.2.4 Kết lắp biến tần cho máy nén khí .137 5.2.5 Kết giảm áp suất cài đặt cho máy nén khí 139 5.2.6 Kết thơng gió cho máy nén khí 140 5.3 Giải pháp chiếu thay đèn T8 đèn led .142 CHƯƠNG 146 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO 164 Trang Luận văn thạc sĩ DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1: Tiêu thụ lượng tám nhóm ngành cơng nghiệp 18 Bảng 2: Tiềm tiết kiệm kinh tế kỹ thuật ngành cơng nghiệp 18 Bảng 3: Thành phần hóa học nhiên liệu [6] 34 Bảng 4: Các loại tổn thất động không đồng (BEE India, 2004) 45 Bảng 5: Sự khác biệt quạt, quạt cao áp máy nén 53 Bảng 6: Hiệu suất loại quạt khác 56 Bảng 7: Nước bão hòa theo áp suất 148 Bảng 8: Nước chưa sôi nhiệt 152 Bảng 9: Enthalpy khói thải 153 Bảng 10: Thành phần nhiệt trị nhiên liệu 154 Bảng 11: Độ rọi đề xuất 155 Trang Luận văn thạc sĩ DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1: Các hệ thống sử dụng phổ biến nhà máy công nghiêp 25 Hình 2: Hệ thống thông thường 27 Hình 3: Sơ đồ nguyên lý hệ thống 28 Hình 4: Sơ đồ cân lượng lò 32 Hình 5: Hệ thống làm mát sản phẩm nhà máy 36 Hình 6: Qúa trình trao đổi nhiệt điển hình hệ thống làm lạnh .37 Hình 7: Sơ đồ đơn giản chiller 38 Hình 8: Giản đồ chu trình làm lạnh máy nén .39 Hình 9: Giản đồ chu trình làm lạnh bao gồm thay đổi áp suất 39 Hình 10: Tác động nhiệt độ ngưng nhiệt độ thiết bị bay thiết bị làm lạnh (Cục Sử dụng lượng hiệu quả, 2004) 41 Hình 11: Các loại động điện 42 Hình 12 Động điện chiều .43 Hình 13: Các bợ phận đơn giản động 44 Hình 14: Tổn thất động (US DOE) 45 Hình 15: Hiệu suất tải phận động (hàm số % hiệu suất đầy tải) .46 Hình 16: Động hiệu suất cao .49 Hình 17: Biểu đồ so sánh hiệu suất làm việc dòng động IE1,IE2,IE3, IE4 .51 Hình 18: Hiệu suất động 52 Hình 19: Quạt ly tâm 53 Hình 20: Quạt ly tâm cánh tỏa tròn 53 Hình 21: Quạt cánh cong nghiêng phía trước 53 Hình 22: Quạt nghiêng phía sau 53 Hình 23: Quạt hướng trục .54 Hình 24: Quạt đẩy 54 Hình 25: Quạt hướng trục dạng ống 54 Trang Luận văn thạc sĩ Chuẩn bị Hàng đóng hộp đóng chai Nồi chưng Quy trình tự động Dán nhãn đóng gói Hàng đơng lạnh Khu vực chế biến Đóng gói cất kho Đóng chai, nấu bia chưng cất Công đoạn rửa xử lý chính, rửa chai Kiểm tra Kiểm tra chai Khu vực chế biến Rót đầy chai Chế biến dầu ăn chất béo Tinh chế trộn Sản xuất Máy – nghiền, lọc đóng Bánh Chung Trang trí tay, làm đông Sản xuất sôcôla mứt Quy trình tự động Trang trí tay, kiểm tra, đóng gói Chế biến thuốc Chuẩn bị nguyên liệu, sản xuất đóng gói Quy trình tay Dệt & sản xuất sợi Dỡ kiện, rửa Nhuộm khối pha màu Sản xuất sợi Xoay tròn, luồn dây, cuộn Mắc sợi (Kéo sợi) Sản xuất vải Dệt kim Dệt Trang 159 300-500-750 200-300-500 150-200-300 200-300-500 200-300-500 200-300-500 150-200-300 200-300-500 200-300-500 500-750-1000 200-300-500 300-500-750 200-300-500 200-300-500 300-500-750 200-300-500 150-200-300 300-500-750 300-500-750 500-750-1000 200-300-500 200-300-500 300-500-750 750-1000-750 300-500-750 Luận văn thạc sĩ Sợi đay sợi xơ gai Len sợi to Sợi len xe loại vừa, sợi len mịn, sợi Sợi len xe loại mịn, sợi lanh mịnh, sợi tổng hợp Sửa Kiểm tra Hoàn thiện vải Nhuộm Cán, xử lý hóa chất Kiểm tra Vải màu xám Thành phẩm Sản xuất thảm Cuộn, chiếu rọi Tạo mẫu, xén tỉa, viền, lấy nhựa mủ làm khô nhựa mủ Thiết kế, dệt, sửa Kiểm tra Chung Nhuộm mảnh Công nghiệp thuộc da sản xuất thuộc da Làm sạch, thuộc da kéo căng, bể, cắt, vỗ béo, nhồi Hồn thiện, ghép Gia cơng thuộc da Chung Là, đánh bóng Cắt, chia phần, xem qua may Xếp loại, phối kết hợp Sản xuất quần áo, giày dép, vải Chuẩn bị vải Cắt Phối hợp May Là Kiểm tra May tay Hàng dệt kim, đồ đan Trang 160 200-300-500 300-500-750 500-750-1000 750-1000-1500 1000-1500-2000 1000-1500-2000 200-300-500 300-500-750 750-1000-1500 1000-1500-2000 200-300-500 300-500-750 500-750-1000 750-1000-1500 500-750-1000 200-300- 500 300-500-750 200-300-500 300-500-750 500-750-1000 200-300-500 500-750-1000 500-750-1000 750-1000-1500 300-500-750 1000-1500-2000 1000-1500-2000 Luận văn thạc sĩ Máy dệt kim sàn phẳng 300-500-750 Máy dệt kim vòng 500-700-1000 Mũi khâu chằng máy vắt sổ 750-1000-1500 Khâu mắt xích hay khâu thành hàng thẳng 750-1000-1500 Sửa hoàn thiện tay 1000-1500-3000 Kiểm tra 1000-1500-2000 Sản xuất găng tay Sắp xếp phân loại 500-750-1000 Là, dệt, cắt 300-500-750 May 500-750-1000 Kiểm tra 1000-1500-2000 Sản xuất mũ Nẹp, bện, tinh chế, tạo dáng, định cỡ, nghiền, 200- 300-500 Làm sạch, tạo gờ, hoàn thiện 300-500-750 May 500-750-1000 Kiểm tra 1000-1500-2000 Sản xuất giày dép Thuộc da sợi tổng hợp Sắp xếp phân loại 750-1000-1500 Cắt da đóng 750-1000-1500 Thao tác chuẩn bị 750-1000-1500 Bàn cắt 1000-1500-2000 Chuẩn bị nhựa làm cúc, làm khn, lót, hồn thiện, phòng giày750-1000- 1500 Cao su dép Rửa, trộn, bọc, làm khơ, đánh bóng, lưu hóa, cán, cắt 200-300-500 Bọc lót, sản xuất hoàn thiện 300-500-750 10 Gỗ mộc máy cưa gỗ loại lớn Chung 150-200-300 Lưỡi cưa 300-500-750 Xếp loại 500-750-1000 Xưởng làm mộc Cưa thô, gia công nguội tinh 200-300-500 Định cỡ, bào, rải cát, gia công khí vừa gia cơng nguội 300-500-750 Gia cơng khí gia cơng nguội tinh, rải cát tinh, hoàn thiện 500-750-1000 Sản xuất đồ gỗ Kho vật liệu thô 50-100-150 Trang 161 Luận văn thạc sĩ Kho hàng hồn thành Ghép gỗ lắp ghép, cưa thơ, cắt Gia cơng khí, đánh bóng thơ lắp ghép, đánh bóng Phịng cơng cụ Buồng phun nước Gia công màu Gia công Đóng tủ Phân loại lớp gỗ mặt Khảm gỗ, ép, ráp nối lắp Kiểm tra lần cuối Sản xuất nệm Kiểm tra vải Nhồi, bọc Độn, cắt, may Làm đệm Ghép lại Viền dây 11 Nhà máy giấy giấy in Máy nghiền bột giấy, xưởng chuẩn bị Sản xuất giấy bìa tơng Chung Quy trình tự động Kiểm tra, phân loại Quy trình sản xuất giấy Chung In liên hợp Sản phẩm in Xưởng đúc chữ Làm khuôn, chữ in, phủ tay máy Lắp trước, phân loại Buồng chữ Sắp chữ tay, lên khuôn chia chữ Bàn kim loại nóng Đúc kim loại nóng Bàn ảnh hay thợ ảnh Trang 162 100-150-200 200-300-500 300-500-750 300-500-750 300-500-750 200-300-500 750-1000-1500 300-500-750 500-750-1000 1000-1500-2000 300-500-750 500-750-1000 300-500-750 750-1000-1500 200-300-500 200-300-500 150-200-300 300-500-750 200-300-750 300-500-750 200-300-500 500-750-1000 500-750-1000 500-750-1000 200-300-500 300-500-750 Luận văn thạc sĩ Niêm yết Bảng chiếu sáng – Chiếu sáng chung Kiểm tra máy in Sửa in thử Sao ảnh Chung Soát độ chuẩn xác, sửa lại, khắc ăn mòn Sao ảnh kiểm tra Buồng máy in Máy in Làm sẵn trước Kiểm tra tờ in Đóng sách Gấp, dán, giùi lỗ khâu Cắt, tập hợp, rập 12 Nhựa sản phẩm nhựa cao su Xưởng tự động Khơng cần điều khiển tay Có thể cần điều khiển tay Cần điều khiển tay thường xuyên Phòng điều khiển Bệ điều khiển Xưởng phi tự động Trộn, cán, đúc ép, phun, Ép hàn thổi, sửa tấm, cắt mép tấm, đánh bóng, hàn phun In, kiểm tra Sản xuất cao su Chuẩn bị khối – làm dẻo, cán Cán, chuẩn bị giàn khung, cắt khối Đúc ép, đúc khuôn Kiểm tra Trang 163 500-750-1000 200-300-500 300-500-750 500-750-1000 300-500-750 750-1000-1500 750-1000-1500 300-500-750 300-500-750 750-1000-1500 300-500-750 500-750-1000 30-50-100 50-100-150 200-300-500 200-300-500 200-300-500 200-300-500 300-500-750 750-1000-1500 150-200-300 300-500-750 300-500-750 750-1000-1500 Luận văn thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO Book: [1] Hướng dẫn sử dụng lượng hiệu ngành công nghiệp châu Áwww.energyefficiencyasia.org Thiết bị sử dụng điện; Động điện, quạt quạt cao áp, chiếu sáng, điều hịa khơng khí làm lạnh,máy nén khí hệ thống nén khí, lị thiết bị gia nhiệt [2] Lương Thế Ngọc Các giải pháp tiết kiện lượng lò đốt nhiên liệu sinh khối Dự án chuyển hóa carbon thấp lĩnh vực tiết kiệm lượng, hợp tác phủ Việt Nam-Đan Mạch ngành lượng, trang 11-14, 28, 61-74 ( 2016) [3] Hồng Đình Tín - Bùi Hải Bài tập hiệt động lực học kỹ thuật truyền nhiệt Nhà xuất ĐHQG TPHCM, trang 395-406, 413,414 (2015) [4] Hoàng Hải Yến Bơm, quạt cánh dẫn Nhà xuất ĐHBK-HN, trang 13-19 201, 202 (2014) [5] Trần Thanh Kỳ Máy lạnh Nhà xuất ĐHQG TPHCM 2012 [6] Hồng Đình Tín - Lê chí Hiệp Nhiệt động lực học kỹ thuật Nhà xuất ĐHQG TPHCM, trang 257-267 (2011) [7] Nguyễn Sĩ Mão Thiết bị lò Nhà xuất Hà Nội 1985 [8] Nguyễn Đức Lợi-Giáo trình kỹ thuật lạnh Nhà xuất BKHN, trang 135, 151, (2014) [9] Williamk.Y.Tao, Ms.,D Sc, P.E - Affiliate Professor School of Engineering and School of Architecture Washington University and Richard R.Janis, M.Arch., P.E Affiliate Professor School of Architecture Washington University - Mechanical and electrical system in buildings - Second edition, trang 134, 190 [10] Nguyễn Văn Nay - Bơm Quạt Máy nén Nhà xuất khoa học kỹ thuật trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, trang 83 (2007) [11] PGS.TS Đào Ngọc Chân – PGS.TS Hồ Ngọc Đồng - Lò thiết bị đốt Nhà xuất Đại học quốc gia TP.HCM, trang 16 -38 (2014) [12] Riyaz Papar, PE, CEM and Greg Harrell, Ph.D., P.E EMSCAS, USA Chương Trang 164 Luận văn thạc sĩ trình mục tiêu quốc gia sử dụngnăng lượng tiết kiệm hiệu tổ chức phát triển công nghiệp liên hợp Quốc, trang 12-14 (2012) Website: [1] http://www.thermexcel.com/english/tables/eau_atm.htm [2] http://www.nangluongnhiet.vn/tapchi/muc-luc [3] http://www.engineeringtoolbox.com/boiling-point-water-d_926.html [4].http://haanhtung.webs.com/Giao%20trinh_Nhiet%20dong%20luc%20hoc/C5_1 _Chat%20thuan%20khiet.pdf [5] http://enesco.com.vn/ho-tro-ky-thuat/bai-viet/ [6] https://www.slideshare.net/TunNguyn273/chuyn-vn-hnh-kinh-t-l-hi [7].http://www.bse.polyu.edu.hk/researchCentre/Fire_Engineering/summary_of_out put/journal/IJAS/V2/p.18-22.pdf [8].http://www.emsd.gov.hk/filemanager/en/content_764/Aplctn-Hgh-EfcnyChlrs.pdf [9].http://www.districtenergy.org/assets/pdfs/2010AnnualConference/PROCEEDIN GS/TUESDAY-TRACK-B/4B1Spreeman.pdf [10].http://nangluongvietnam.vn/news/vn/hoi-thao-truc-tuyen/nguon-tai-nguyennang-luong-viet-nam-va-kha-nang-dap-ung-nhu-cau-phat-trien-kinh-te.html [11].https://ec.europa.eu/energy/sites/ener/files/documents/151201%20DG%20ENE R%20Industrial%20EE%20study%20-%20final%20report_clean_stc.pdf Trang 165 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP BUILDING THE ENERGY SAVING ASSESSMENT PROGRAM FOR INDUSTRIAL FACTORY Le Van Chuong1, TS Le Ky2 Học viên cao học Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh TĨM TẮT Bài báo trình bày chương trình cho phép đánh giá tiềm tiết kiệm lượng nhà máy khu cơng nghiệp Để đánh giá tiềm người thực chương trình phải người hiểu rõ nguyên lý hoạt động, nắm đầy đủ thông số vận hành chu kỳ làm việc thiết bị Khi có thơng tin cần thiết người thực chương trình tiến hành nhập số liệu vào chương trình xây dựng Chương trình đánh giá trạng thiết bị thời điểm tại, từ so sánh với thiết kế so với thiết bị thông dụng để đưa giải pháp cải thiện nâng cao hiệu suất sử dụng lượng Từ khóa: Chương trình đánh giá, tiềm tiết kiệm lượng, giải pháp nâng cao hiệu ABSTRACT This paper presents a program for assessing energy saving potential in factories and industrial parks In order to assess the potential, the program implementer must be familiar with the operating principles and fully understand the operating parameters a nd operating cycles of the equipment Once the necessary information has been obtained, the program implementer will enter data into the developed program The program will evaluate the current state of the equipment at the present time, compared with to present technology or design to provide improving solutions and enhance energy efficiency Keywords: Evaluation program, energy saving potential, efficiency improvement solution xuất chương trình đánh giá chung nhà máy Dựa vào chương trình xây dựng cho phép đánh giá trạng sử dụng lượng thiết bị, so sánh với thiết kế so với thiết bị thông dụng Trên sở tìm hội tiết kiệm lượng, chỉ phương án nâng cao hiệu suất thiết bị, đảm bảo yêu cầu luật bảo vệ lượng GIỚI THIỆU Tiết kiệm lượng vấn đề quan trọng, quan tâm hàng đầu tất quốc gia giới, có việt nam Ở Việt Nam điều kiện lịch sử nên việc tiếp cận công nghệ còn lạc hậu, chưa đảm bảo yêu cầu lượng Hiện chưa có phần mềm xây dựng theo tiêu chuẩn đánh giá chung cho cán quản lý lượng mà chủ yếu phép tính thủ cơng Do việc tính tốn phụ thuộc nhiều vào trình độ hiểu biết cá nhân, tổ chức thực đánh giá Vì báo đề PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Căn theo tiêu chuẩn lượng người thực chương trình phải tiến hành hoạt động kiểm tra, đánh giá, đo đạt 166 thực tế Dựa đặc điểm, tính chất nguyên lý hoạt động thiết bị Nhằm đánh giá trạng thiết bị sử dụng so với thiết kế so với thiết bị thông dụng Đưa tiềm tiết kiệm lượng cho nhà máy công nghiệp lượng hiệu cần phải xây dựng chương trình chung, đánh giá trạng thiết bị từ có giải pháp hợp lý Kết cấu chương trình thể hình CÁC HỆ THỐNG ĐƯỢC TẬP TRUNG ĐÁNH GIÁ TRONG CÁC NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP HIỆN NAY Trong nhà máy, thường có hàng trăm hàng ngàn loại thiết bị khác hoạt động, thiết bị hoạt động tốt Vì cần phải xác định hệ thống cần phải bảo trì, bảo dưỡng định kỳ, hệ thống cần phải thay để nâng cao hiệu suất thiết bị Nhằm tìm kiếm nguồn lượng bị thất thoát, xác định hội tiết kiệm hiệu mang lại từ việc tiết kiệm đó, mà doanh nghiệp quan tâm Để thuận tiện cho việc xác định tổn thất nhà máy công nghiệp tập trung vào hệ thống lớn liệt kê sau: Hình 2: Giao diện chương trình Trong nhà máy có hệ thống điện, hệ thống điện hệ thống khác Trong hệ thống nhiệt: Có hệ thống hơi, hệ thống điều hịa khơng khí làm lạnh Theo liệu từ ngành công nghiệp cho thấy hội tiết kiệm lượng cho hệ thống lớn Do cần phải đánh giá hiệu suất cho hệ thống riêng biệt để xác định tổn thất hệ thống Hình ảnh sau giúp đến với chuong trình hệ thống nhiệt Hình 1: Các hệ thống sử dụng phổ biến nhà máy công nghiệp KẾT CẤU CHƯƠNG TRÌNH Kết cấu chương trình khái qt dựa mơ hình thực tế, mơ tả thiết bị nhà máy công nghiệp Hầu hết hoạt động sản suất nhà máy phụ thuộc lớn đến thiết bị Do để quản lý Hình 3: Các hệ thống nhiệt nhà máy Trong hệ thống điện: Nhà máy có nhiều thiết bị sử dụng điện thiết bị tiêu thụ lượng nhiều động điện, 167 nhà máy có, việc quản lý lượng tổn thất thiết bị không đơn giản Nó đồi hỏi người vận hành phải hiểu rõ nhu cầu sử dụng tải, thời điểm dùng mức tải cao, thời điểm dùng mức tải thấp hệ thống hoạt động tải định mức Hình ảnh sau giúp đến với giải pháp hệ thống điện  Inc - Entanpy nước cấp nhiệt độ làm việc (kcal/ kg nước)  B - Khối lượng nhiên liệu tiêu hao (kg nhiên liệu/h)  Qtlv - Nhiệt trị làm việc thấp nhiên liệu (kcal/kg nhiên liệu) 4.2 Phương pháp xác định hiệu suất lò gián tiếp Các tiêu chuẩn tham khảo để đánh giá lò nhà máy sử dụng phương pháp gián tiếp Tiêu chuẩn Anh, BS 845:1987 Tiêu chuẩn Mỹ ASME PTC-4-1 Power Test Code Steam Generating Units Phương pháp gián tiếp gọi phương pháp tổn thất nhiệt Có thể tính tốn hiệu suất cách lấy 100 trừ phần trăm tất nhiệt tổn thất sau [11]: Hiệu suất lò (η) [%] = 100 − 𝑞2 + 𝑞3 + 𝑞4 + 𝑞5 + 𝑞6 (3) Trong đó:  Tổn thất nhiệt khói thải mang ngồi q  Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn hoá học q  Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn học (khi đốt than) q4  Tổn thất tỏa nhiệt môi trường xung quanh q5  Tổn thất nhiệt xỉ mang (khi đốt than) q6  Những số liệu dùng tính tốn hiệu suất lị sử dụng phương pháp gián tiếp là: Bảng 3: Thành phần hóa học nhiên liệu Thành phần hóa học nhiên liệu Carbon C % Hydro H % Oxy O % Lưu huỳnh S % Nitơ N % Độ ẩm nhiên liệu W % Lượng oxy có khói thải % Nhiệt độ khói thải oC Nhiệt độ khơng khí mơi trường oC xung quanh Hình 4: gải pháp tiết kiệm lượng cho hệ thống điện A HỆ THỐNG NHIỆT 4.1 Phương pháp trực tiếp xác định hiệu suất lò Phương pháp gọi “phương pháp đầu vào đầu ra” chỉ cần biết đầu hữu ích (hơi) đầu vào nhiệt (nhiên liệu) để đánh giá hiệu suất lị Chúng ta sử dụng cơng thức sau để đánh giá hiệu suất [2]: Hiệu suất lò (η) [%] = Đầu nhiệt Đầu vào nhiệt x 100 (1) Hoặc Hiệu suất lò (η) [%] = D x (Iℎ − Inc ) B x Qtlv x 100 (2) Trong đó:  Hiệu suất lò (η) [%]  D - Khối lượng lò sinh (kg hơi/h)  Ih - Entanpy bão hòa khô áp suất làm việc (kcal/kg hơi) 168 Dưới quy trình chi tiết để tính tốn hiệu suất lị sử dụng phương pháp gián tiếp Tuy nhiên, người phụ trách vấn đề lượng doanh nghiệp thường thích cách tính tốn đơn giản [4] 4.3 Hệ số hiệu suất điều hồ khơng khí làm lạnh Hệ số hiệu suất lý thuyết (Carnot), (COPCarnot: cách đo chuẩn hiệu suất làm lạnh hệ thống làm lạnh lý tưởng) phụ thuộc vào hai nhiệt độ hệ thống: Nhiệt độ thiết bị bay Te nhiệt độ bình ngưng Tc COP theo công thức [3]: COPCarnot = Te / (Tc - Te) (4) Phương trình cho thấy, nhiệt độ thiết bị bay tăng lên nhiệt độ bình ngưng giảm xuống giúp tăng chỉ số COPCarnot Nhưng COPCarnot chỉ tỷ số nhiệt độ khơng xét đến loại máy nén Vì vậy, COP thường sử dụng doanh nghiệp tính sau [3]: COP = Hiệu suất động định nghĩa “tỷ số công suất đầu hữu dụng động với công suất đầu toàn phần.” 4.5 Hiệu suất quạt Hiệu suất hiệu suất tĩnh quạt tính sau [1]: a) Hiệu suất Hiệu suất quạt (ηcơ),[%] = = = Hiệu suất đẳng nhiệt = Phần trăm tổn thất toàn phần (100%) Tổn thất cố định tổn thất lõi 25 thép 21 Tổn thất ma sát quấn lại 15 Tổn thất khí động Lưu lượng ( s ) x Δp ( áp suất tĩnh) mm H2O x 100 102∗Công suất động (kW) (7) a) Hiệu suất đẳng nhiệt Loại tổn thất Tổn thất biến đổi: Tổn thất rơto I2R (6) 4.6 Hiệu suất máy nén khí hệ thống khí nén Các cách đo hiệu suất máy nén khác thường sử dụng bao gồm: Hiệu suất thể tích, hiệu suất đoạn nhiệt, hiệu (2) suất đẳng nhiệt hiệu suất học Hiệu suất đoạn nhiệt hiệu suất đẳng nhiệt tính mức tiêu thụ công suất thực tế chia cho công suất đoạn nhiệt đẳng nhiệt Kết đạt hiệu suất toàn phần máy nén động dẫn [1] (5) 34 x100 m3 Năng lượng đầu vào cung cấp cho máy nén (kW) Tổn thất biến đổi: Tổn thất stato I2R 102∗Công suất động (kW) b) Hiệu suất tĩnh, tương tự ngoại trừ (1) áp suất động đầu không đưa vào áp suất tĩnh quạt[1] Hiệu suất tĩnh quạt (ηtĩnh),[%] = Năng suất lạnh máy nén (kW) B HỆ THỐNG ĐIỆN 4.4 Hiệu suất động điện Hiệu suất động xác định tổn thất bên chỉ giảm cách thay đổi thiết kế động điều kiện vận hành Tổn thất thay đổi từ 2%-20% Bảng cho thấy loại tổn thất động cảm ứng Bảng 4: Các loại tổn thất động không đồng (BEE India, 2004) m3 ) x Δp (áp suất tổng) mm H2O s Lưu lượng ( Công suất đầu vào đo thực tế Công suất đẳng nhiệt x100 (8) Công suất đẳng nhiệt (kW) = P1 x Q1 x lnr/36.7 Trong đó:  P1: Áp suất vào tuyệt đối kg/ cm2  Q1: Năng suất cấp khí máy m3/h  r: Tỷ số nén P2/P1 Tính tốn cơng suất đẳng nhiệt khơng bao gồm công suất cần để thắng lực ma sát 169 thường mang lại hiệu suất thấp hiệu suất đoạn nhiệt Giá trị hiệu suất đo hiệu suất đẳng nhiệt Đây điều cần cân nhắc lựa chọn máy nén dựa giá trị hiệu suất ghi hồ sơ máy [1] b) Hiệu suất thể tích Hiệu suất thể tích = Năng suất máy nén m3/phút Thể tích máy nén Hình 5: Thu thập thông tin từ trường lò (6) Sau nhập thông số vào excel chương trình tính tốn cho kết Trên thực tế nhà quản lý thường hay áp dụng phương pháp để đánh giá cho lò họ, bỡi phương pháp cho kết qua nhanh biết tình trạng hoạt động hệ thống, dựa vào thông số đầu vào đầu lò Từ tìm kiếm hội tiết kiệm cho lò x 100 (9) Thể tích máy nén = Π x D2/4 x L x S x χ x n (10) Trong đó:  D : Đường kính xy lanh, mét  L : Hành trình xy lanh, mét  S : Tốc độ máy nén vòng/phút  χ : cho xy lanh tác động đơn cho tác động kép  n : Số lượng xy lanh Trên thực tế, hiệu so sánh hiệu suất máy nén dùng mức tiêu thụ điện riêng, tức kW/lưu lượng thể tích định mức, với máy nén khác chạy mức tải, có số liệu riêng cho máy 4.7 Đánh giá hệ thống chiếu sáng Tài liệu tham khảo www.energyefficiencyasia.org biên độ chiếu sáng đề xuất cho công việc hoạt động khác Chỉ số có liên quan đến yêu cầu thị giác công việc, thỏa mãn người sử dụng, kinh nghiệm thực tiễn đến nhu cầu sử dụng lượng có sinh lợi Tuy nhiên, số trường hợp, cần phải xem xét việc sửa đổi thiết kế hệ thống chiếu sáng Cần hiểu loại đèn có hiệu suất cao khơng phải yếu tố đảm bảo hệ thống chiếu sáng hiệu Ví dụ: Để đánh giá hiệu suất lò người thực cần lấy thông số đầu vào theo mẫu hướng dẫn nhập thông số vào excel theo thứ tự từ đến Hình 6: Chương trính đánh giá hiệu suất lò phương pháp trực tiếp 170 Tuy nhiên để chỉ giải pháp cho lị chương trình khơng thể chỉ mà cần phải sử dụng phương pháp gián tiếp để xác định tổn hao Phần giúp xác định tổn hao hệ thống [4] KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ NĂNG LƯỢNG THỰC TẾ TẠI NHÀ MÁY KẾT LUẬN Sử dụng lượng tiết kiệm vấn đề quan trọng cấp thiết tồn xã hội nói chung nhà máy, doanh nghiệp cơng nghiệp nói riêng Tiết kiệm lượng tiết kiệm nguồn chi cho đơn vị tổ chức Vì việc đánh giá trạng sử dụng lượng Công ty, dựa vào chương trình xây dựng, so với thiết kế so với thiết bị thông dụng thực cần thiết Các số liệu sau thu thập xong nhập vào bảng yêu cầu Trên sở phần mềm excel tự tính tốn theo cơng thực xây dựng chương trình để tìm hội tiết kiệm lượng cho nhà máy Chương trình đánh giá phát triển thành phần mềm thời gian tới kết hợp với phần mềm phần mềm chiếu sáng, phần mềm lưới điện phần mềm khác để nâng cao khả đánh giá, tăng mức độ tin cậy việc tìm kiếm hộ tiết kiệm lượng Thực tế chưa có phần mềm đánh giá tổng cho nhà máy theo tiêu chuẩn đánh giá chung mà chủ yếu phụ thuộc vào lực khả đơn vị, tổ chức, cá nhân thực Hình 7: Kết cho giải pháp nhà máy 171 [3] Williamk.Y.Tao, Ms.,D Sc, P.E - Affiliate TÀI LIỆU THAM KHẢO Book: Professor School of Engineering and School of [1] Hướng dẫn sử dụng lượng hiệu Architecture Á- Richard R.Janis, M.Arch., P.E - Affiliate www.energyefficiencyasia.org Thiết bị sử dụng Professor School of Architecture Washington điện; Động điện, quạt quạt cao áp, chiếu University - Mechanical and electrical system in sáng, điều hịa khơng khí làm lạnh,máy nén buildings - Second edition, trang 134, 190 khí hệ thống nén khí, lò [4] PGS.TS Đào Ngọc Chân – PGS.TS Hồ [2] Lương Thế Ngọc Các giải pháp tiết kiện Ngọc Đồng - Lò thiết bị đốt - Nhà xuất lượng lò đốt nhiên liệu sinh khối Đại học quốc gia TP.HCM, trang 16 -38 Dự án chuyển hóa carbon thấp lĩnh vực (2014) tiết kiệm lượng, hợp tác phủ Việt [5] Nguyễn Đức Lợi-Giáo trình kỹ thuật lạnh Nam-Đan Mạch ngành lượng, trang Nhà xuất BKHN, trang 135, 151, (2014) ngành công nghiệp châu Washington University 11-14, 28, 61-74 ( 2016) Thông tin liên hệ tác giả Xác nhận GVHD Họ tên: Lê Văn Chương Điện thoại: 0978516506 Email: levanchuongpy@gmail.com 172 and S K L 0 ... 06 chương Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan tình hình tiết kiệm lượng Chương 3: Các hệ thống tập trung đánh giá nhà máy công nghiệp Chương 4: Xây dựng chương trình đánh giá khả tiết kiệm. .. 3.7.6 Đánh giá hệ thống chiếu sáng 78 CHƯƠNG 79 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO CÁC NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP 79 4.1 Kết cấu chương trình. .. tiết kiệm lượng cho nhà máy công nghiệp Chương 5: Kết thực cho nhà máy thực tế Chương 6: Kết luận kiến nghị Trang 16 Luận văn thạc sĩ Chương TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 2.1 Tầm