Bảo toàn và sử dụng hợp lý nguồn năng lượng: Phần 1

Tài liệu Bảo toàn và sử dụng hợp lý nguồn năng lượng phần 1 trình bày các nội dung chính sau: Hiệu quả của việc tiết kiệm năng lượng trong sản xuất tại Việt Nam; Bảo toàn năng lượng trong các hệ thống nhiệt; Bảo toàn năng lượng trong các hệ thống lạnh; Hệ thống điện và những vấn đề tiết kiệm điện năng trong hệ thống, trong vận hành khai thác máy biến áp và động cơ điện;... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

GVC ThS NGUYỄN XUÂN PHÚ (Chủ biên) GV TS NGUYỄN THẾ BẢO BẢO TOÀN NĂNG LƯỢNG sử DỤNG HỢP l ý, TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TRONG CÔNG NGHIỆP NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT nái dẩtc Nâng lượng yêu tô càn thiết cho tòn phát triển cua xã hội, đơng thời củng u tơ trì sống trái đất Trong tương lai, nhiên liệu hóa thạch d'áu thơ, than đá, khí tự nhiên chiêm đa phán nang lượng tiêu thụ sẻ bị cạn kiệt, đòng thời việc sử dụng dạng lượng dã gây nhiêu vân đ'ê nghiêm trọng (ỉnh hưởng đôn môi trường sống Đây nhung vấn dê rát lớn toàn câu Đất nước dang ỏ trình phát triển hội nhập với nên kinh tè thè giới Nguồn nàng lượng không nhiêu, song hiệu suất sử dụng nàng lương thấp Do vậy, Chính phủ ban hành nghị định sô 102/2003/NĐ-CP ngày 03/9/2003 vê sư dụng lượng hiệu nhằm giảm giá thành sân phẩm, lâng sức cạnh tranh đảm bảo phát hiển vững xã hội, góp phân thực Cơng ước quốc tếvê bảo vệ môi trường Sứ dụng lượng cách hợp lý, tiết kiệm hiệu gọi tắt tiết kiệm tượng, thực chát tìm cách sứ dụng lượng theo yêu cáu sản xuất cách hợp lý, nhờ biện pháp bố trí lại sản xuất, nghiên cứu q trình công nghệ, sử dụng tối da nguồn lượng lự nhiên lượng mặt trời, chiếu sáng, thơng gió tự nhiên, lợi dụng chất lỏng chất khí thải cịn chứa nhiệt v.v Trong trường hợp càn thiết, tính tốn dâu lư đổi kết họp cơng nghệ dại với thành tựu thiết bị để giảm tiêu thụ lượng nâng cao hiệu suất v.v Nhằm dáp ứng dược yêu câu thực tê trên, biên soạn sách với mong mn dóng góp phân nhỏ bé vào nghiệp chung Cuốn sách gôm chương sơ phụ lục, trình bày thực trạng sân xuất với kết dã đạt dược triển khai kiểm tốn lượng ỏ sơ doanh nghiệp, vân đè vê bảo toàn lượng hệ thống nhiệt, hệ thòng lạnh, hệ thống diện, hệ thống chiếu sáng Chủng tơi trình bày nét phân tích kinh tê dự án Phân công biên soạn sau: GVC - ThSỈ - Nguyễn Xuân Phú biên soạn chương 4, 5, phụ lục 5, 6, chủ biên sách GV- TS Nguyễn ThếBảo biên soạn chương 1,2,3, 6, phụ lục 1, 2,3, Đối tượng rthằm phục vụ cán quản lý, cún kỹ thuật, chun viên ỏ cịng ty, xí nghiệp, dơng thời sinh viên ỏ trường dại học, cao đẳng dạy nghê bạn quan tâm đến lĩnh vực Cuốn sách biên soạn thời gian ngắn, chắn cịn nhiêu thiếu sót; chúng tơi mong muốn bạn đọc góp ý kiến xây dựng để lân tái sau hoàn chỉnh - 2006 Các tác giả CHƯƠNG HIỆU QUẢ CỦA VIỆC TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG SẢN XUÂT TẠI VIỆT NAM 1.1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG Tiết kiệm lượng bảo vệ môi trường vấn đề thời có tính tồn cầu Ớ Việt Nam, khảo sát thực tế cho thấy, tính hiệu việc khai thác sử dụng lượng ỏ mức thấp Ví dụ, suất tiêu hao lượng (kgOE/USD) lãnh vực công nghiệp Việt Nam cao từ 2,4 đến 3,6 lần so với nước khu vực Tương tự, phạm vi tịa nhà, số tiêu thụ điện tính m2 sàn cao từ 30%-50% so với công trình loại nước châu Ă có áp dụng biện pháp tiết kiệm lượng Việc khai thác lượng không hiệu không gây tổn thất mặt kinh tế, mà cịn góp phần hủy hoại môi trường Thật vậy, theo số liệu thống kê, nước châu Au, để sản xuất kWh điện ta thải vào môi trường 0,6 kg CO2, thành phần chủ yếu gây hiệu ứng nhà kính làm gia tăng nhiệt độ bầu khí Ớ Việt Nam hàm lượng COo thai tính kWh điện sản xuất chắn cao 1.2 TRIỂN KHAI KIỂM TOÁN NÃNG LƯỢNG TẠI CÁC DOANH NGHIỆP Tuy vấn đề tiết kiệm sử dụng hiệu lượng vấn đề thiết có tính cách sống cịn đốì với doanh nghiệp Việt Nam, doanh nghiệp nhận thức điều hay phải thực Nhận thức dược điều này, TP.HCM dầu nước sáng kiến việc hỗ trự tư vân cho doanh nghiệp Bắt đầu từ đề tài NCI£H nhằm triển khai cong tác kiểm toán lượng thực biện pháp tiết kiệm lượng 10 doanh nghiệp địa bàn Thành Phô, dự án nhằm hỗ trợ doanh nghiệp tiết kiệm lượng triển khai Đến có 80 doanh nghiệp hỗ trợ cơng tác kiểm tốn lượng nhằm tìm giải pháp tiết kiệm lượng Dựa kết kiểm toán lượng 80 doanh nghiệp kết thực số biện pháp 15 doanh nghiệp - - địa bàn Tp Hồ Chí Minh, biện pháp TKNL chia làm nhóm sau: Các biện pháp yêu cầu đầu tư ngắn hạn (không địi hói chi phí đầu tư chi phí thấp với thời gian hoàn vốn < tháng): biện pháp bao gồm việc thay đổi cách quản lý điều hành sản xuất; thực biện pháp cân đong đo đếm mức tiêu hao lượng, nguyên liệu, thành phẩm, phế phẩm ; giảm bớt đèn chiếu sáng dư hay không cần thiết; bảo ôn dường ống nóng lạnh Nếu thực biện pháp không thôi, doanh nghiệp Việt Nam tiết kiệm đến 15% mức tiêu thụ lượng Các biện pháp yêu cầu đầu tư trung hạn (địi hỏi chi phí đầu tư với thời gian hoàn vốn từ tháng đến năm): biện pháp bao gồm việc xếp tổ chức lại dây chuyền cho hợp lý; lắp đặt hệ thống thu hồi nước ngưng để câp nước cho lò hơi; thay bóng đèn huỳnh quang Ộ32 bóng Ộ26 hay bóng đèn Compact; tự động hóa điều khiển hệ thống lạnh nhằm giảm tiêu hao lượng; sử dụng biến tần cho động có nhu cầu thay đổi tải liên tục Nếu thực biện pháp này, doanh nghiệp Việt Nam tiết kiệm từ 15% đến 30% mức liêu thụ lượng Các biện pháp yêu cầu đầu tư dài hạn (địi hỏi chi phí đầu tư vơi thơi gian hoàn vốn năm): biện pháp bao gồm việc thay động cũ dư công suất động hiệu suất cao có cơng suất phù hợp hơn; sử dụng lượng mặt trơi nhằm cung cấp nhu cầu nước nóng cho doanh nghệp; sử dụng bồn tích trừ lạnh để giảm tải điện tiêu thụ giơ cao điểm cho hệ thông lạnh; thay đổi thiết bị máy móc cũ lạc hậu Nếu thực biện pháp này, doanh nghiệp Việt Nam tiết kiệm từ 30% đến 45% mức tiêu thụ lượng Các hội tiết kiệm lượng doanh nghiệp nói nằm khâu chính: khâu quản lý khâu kỹ thuật * Khản quản lỷ Trong khâu quản lý, hầu hết doanh nghiệp nói không quan lâm đến vấn đề quản lý lượng trước nhóm kiểm tốn đến Các doanh nghiệp khơng có người đặc trách theo dõi việc tiêu thụ tiêu hao lượng hàng tháng, chưa đề định mức sử dụng -2- lưựng suất tiêu hao lượng để từ có quy định, quy phạm cụ thể để cơng nhân làm theo Một vấn đề phổ biến khác doanh nghiệp khơng có hệ thống cân đong, đo đếm nguyên liệu nhiên liệu khâu hay công đoạn sản xuất Điều dẫn đến việc bắt công nhân tiết kiệm lượng khơng thể dựa chuẩn Nghiêm trọng hơn, diều dần đến tình trạng cân đối công đoạn mà phát lừ nhiều năm số doanh nghiệp Tại doanh nghiệp, tất hoá đơn lượng Phịng Kê Tốn - Tài Vụ qn lý Điều dẫn đến thực trạng Bộ phạn kỹ thuật khơng có số liệu để theo dõi việc tiêu thụ lượng hàng tháng nhằm phát kịp thời đột biến hố đơn lượng để có biện pháp khắc phục sớm Tại số' doanh nghiệp, Ban Giám Đốc chưa thật coi trọng vấn đề quan lý tiết kiệm lượng Đây yếu tố mang tính định đến thành bại chương trình tiết kiệm lượng doanh nghiệp Khâu kỹ thuật Trong khâu kỹ thuật, hội tiết kiệm lượng (TKNL) phát dề xuất tất hệ thông cung cấp lượng cho doanh nghiệp, bao gồm hệ thống nhiệt - lạnh, hệ thống điện, hệ thống nước Điều dáng lưu ý hệ thống nhiệt - lạnh doanh nghiệp vấn dề bao ôn (bọc cách nhiệt) Hệ thông bảo ôn doanh nghiệp phần lơn khơng có (như trương hợp Cơng Ty Dệt Sài Gòn, dầu lò máy ép nhà máy nhựa) lớp bảo ôn cũ hư (như trường hợp Công Ty VISSAN Khách sạn PALACE) Đây hội TKNL nên thực chí phí cải tạo tháp hiệu kinh tế cao Hơn nữa, vấn dề an toàn lao động vệ sinh môi trương doanh nghiệp Vân đề phổ biến khác hệ thống nhiệt không thu hồi nươc ngưng sau nươc sử dụng Điều dẫn đến lãng phí lớn khơng mặt lượng (vì nươc ngưng có nhiệt độ khoảng 75 - 90°C thu hồi) mà lãng phí nguồn nước câp q cho lị (vì nước ngưng nước tinh khiết không cần qua xử lý đưa vào lò hơi) Việc lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng sửa chữa bẫy (cốc ngưng) không quy cách vấn đề phổ biến hệ thống nhiệt doanh nghiệp - 3- Trong hệ thống điện, tình trạng sử dụng động non tải phổ biến Điều không làm động hoạt động với hiệu suất thấp mà cịn đưa đến tình trạng hệ sơ' cơng suất cos(p doanh nghiệp rấp thấp khơng có hệ thống tu bù Thêm vào đó, chế độ bảo dưỡng động Hệ thống chiếu sáng vấn đề lãng phí phổ biến Việc sử dụng đèn huỳnh quang chủ yếu cho chiếu sáng với việc thiết kế, lắp đặt không quy cách dẫn đến lãng phí lớn Hơn nữa, chiếu sáng tự nhiên không dược lưu tâm từ khâu thiết kế ban đầu đến việc sử dụng dẫn đến việc phải sử dụng hệ thông đèn lúc, nơi Vấn đề sử dụng nước lãng phí doanh nghiệp Cho dù doanh nghiệp sử dụng nước thủy cục hay nước giếng tự cung cấp, doanh nghiệp không xếp nước vào dạng lượng để có kế hoạch tiết kiệm hay tái sử dụng Đây vấn đề cần doanh nghiệp quan tâm 1.3 CÁC BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐÃ TIẾN HÀNH TẠI CÁC DOANH NGHIỆP Sau cơng tác kiểm tốn lượng triển khai, số biện pháp TKNL thực doanh nghiệp, hình thức: ■ Các doanh nghiệp tự thực biện pháp thuộc: Khâu quản lý như: cân đong sản phẩm phế phẩm (trường hợp Công Ty Mai Lan), cài đặt lại nhiệt độ hệ thống nước nóng nhiệt độ phòng (trường hợp Khách sạn Palace), lập biểu đồ theo dõi tình hình sử dụng điện nước suất tiêu hao điện phân xưỏng (Công ty Sản xuất hàng tiêu dùng Bình Tiên Bid’s) -4- Hĩnh l.ỉ Biếu đồ theo dõi tình hình sửdụní> diện nước Coni' Ty Bid's Hình 1.2 Các van, mặt hích đưực bảo ơn sau kiểm tốn Coni' 7’v Bin's Các biện pháp đơn giản, dễ thực như: bọc bảo ôn lại đường ống, cải tạo lại hệ thông chiếu sáng (trường hợp Cơng Ty WEC Sài Gịn, Cơng Ty VISSAN, Cơng ty Dệt Sài Gịn, Bill’s, Cơng Ty Chế Tạo Máy Sài Gòn) Đây biện pháp TKNL đơn giản, khơng cần chi phí đầu tư hay đầu tư thấp - - ■ Các doanh nghiệp giao cho nhóm kiểm tốn trực tiếp thực biện pháp TKNL Thường biện pháp đòi hỏi việc thiết kế tính tốn kỹ thuật mà thân doanh nghiệp không đủ sức thực Đây trường hựp đa số doanh nghiệp tiến hành, bao gồm: Cơng Ty Giấy An Bình với hệ thống biến tần cho máy xeo Cơng Tỵ Nhựa Chí Thanh với hệ thống bảo ôn lắp biến tần cho máy ép nhựa Cơng Ty Dệt Sài Gịn với hệ thống bẫy để thu hồi nước ngưng bọc bảo ôn lại đường ống Khách sạn Palace với hệ thơng tự động hố hệ thống lạnh trung tâm nhằm giảm tiêu thụ điện Công Ty Nhựa Trường Thịnh vơi hệ thống bảo ôn đầu gia nhiệt máy ép nhựa, máy ó keo Cơng Ty May Garmex Sài Gòn vơi hệ thống tiết kiệm điện EMC cho máy may ■ Các doanh nghiệp giao cho nhóm kiểm tốn thực thử máy cụ thể, sau doanh nghiệp tự lắp đặt nhân rộng cho máy lại, bao gồm: Công ty Nhựa Đô Thành vơi hệ thống biến tần cho máy ép nhựa Công Ty Nhựa Bông Sen với hệ thống bảo ôn lấp biến tần cho máy ép nhựa Sau máy mẫu, công ty tự đầu tư lắp cho máy lại Nhù Máy Đay Indira Gandhi vơi hệ thống biến tần cho máy kéo sợi Sau thử nghiệm thành công máy, nhà máy đăng ký đề tài NCKH để tiếp tục mơ rộng triển khai biện pháp khác 1.4 TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG GIÚP TĂNG NĂNG SUÂT * vơi trạng sử dụng lượng doanh nghiệp Việt Nam phân tích trên, việc TKNL giúp doanh nghiệp giảm chi phí sấn xuất Hơn thê nữa, việc TKNL giúp doanh nghiệp tăng suất ỉao động Lấy ví dụ Cơng Ty Giây Xuân Đức: Trước năm 2000, máy xeo giấy Công Ty sử dụng hệ thống truyền động động - 6- Các lơ sây muốn quay liên tục cần phải có cấu truyền động để tạo làm việc đồng lơ, nhà thiết kế dựa tính tốn khí động học phân bơ sơ' vịng quay trục lơ, sau dùng cấu truyền động đai xích để dẫn động chúng Nhươc điểm cách truyền độìĩịỉ, là: Tiêu hao nhiều điện năng; điều chỉnh vs giới hạn tốc độ làm việc từ 900 đến 1050 vòng / phút, tổn thất điện phát nóng, động làm việc vơi cơng suất lớn, cồng kềnh Phải dùng đổi tốc hệ thơng truyền động phức tạp chiếm khơng gian lơn, khó thao tác cần phải xử lý phận dó hệ thơng Hiệu suất truyền động thấp (hiệu suất làm việc dến lộ cuộn dầu 50% hiệu suất động cơ) Khoảng điều chỉnh bé, khả thay đổi vận tốc chậm hệ thống truyền động nặng nề phải tăng giảm tốc từ từ Khó bảo trì sửa chữa phần, muốn sửa chừa phải dừng tồn hệ thống, khó sửa chữa tháo lắp Tính đồng tức thời khơng cao, có tiếng động truyền động phận vơi -7 - Hình ỉ.3 Sơ đồ truyền động động máy xeo (Trước biến tần) Vào năm 2000, Công Ty nghiên cứu ứng dụng hệ thống truyền động đơn lẻ biến tần cho động Trong hệ thống máy xeo bao gồm chi tiết quay cần có động truyền động như: lô sấy (gồm lô sấy); lô ép lươi, lô cuộn đầu Mỗi lô làm việc truyền động động (động có đổi tốc truyền động cho lô làm việc bánh ăn khớp trực tiếp) Mỗi động truyền động có cơng suất bé động truyền động trên; Mỗi động điều chỉnh dàn phím nhấn chọn số vịng quay, sau đưa điều chỉnh cho hệ thống; số vịng quay làm việc có khoảng điều chỉnh rộng động Ưu nhược điểm: * Ưu điềm: Khả điều chỉnh nhạy, nhanh, dễ thay đổi tốc độ làm việc, làm việc có tính ổn định cao Tiết kiệm nhiều điện năng, giảm hoàn toàn tổn thất điện dạng nhiệt phát nóng cuộn dây - - Hình 4.38 Hình 4.38 Mạng lưới điện cung cấp Bộ điều biến đổi dòng điện từ xoay chiều sang chiều Bộ lọc Bộ nghịch lưu biến dòng điện chiều thành dịng điện xoay chiều Mơđun phanh (hãm) Điện trở dùng tiêu lán lượng phanh Ớ phần sơ dồ Hình 4.38 có dịp thấy trở lại: phần khác biến đổi điện Ớ phần sơ đồ Hình 4.38 mơđun phanh có chức năng: quản lý thải lượng hồi phục động lúc hãm (phanh) Phanh hãm dừng, luôn sát nhập vào biến tốc thu nhận bói tiêm nhập dịng điện chiều Các đương cong ngẫu lực phanh liên hệ đến đặc tính động cơ(l ' Năng lượng dược tiêu tán dạng nhiệt lượng bơi điện trỏ đặt bên 11 cơìĩmỉ thức 6.23 tranmm ỉ ì8 - Cung cấp diện - NXỈỈ Khoa học kỹ thuật /998 - Nguyễn Xuân Phú hiên - 168 - biến tốc Để thu ngẫu lực phanh lớn, mơđun đặc biệt phải lựa chọn người thiết kế Hình 4.39 Giới thiệu sơ đồ cấu trúc chức biến đổi tốc độ (biến tốc) (Variateur - Telémecanique) Các phần tử câu trúc sau: variaicur (Tclẽméc.iniquc) Hình 4.39 số - Cầu chỉnh lưu (redresseur): Xuất phát từ mạng lưới điện, cho ta điện áp chiều, số Máy biến từ dòng điện chiều thành xoay chiều (bộ nghịch lưu): Thiết bị tạo nên từ tranzito diod công suất điều khiển bôi môđun điện tử mà chúng có nhiệm cụ xuất phát từ điện áp chiều tái tạo trở lại hệ thông điều khiển với điện áp xoay chiều với tần số biến đổi Hệ thông điều khiển làm việc theo nguyên tắc biến điệu chiều rộng-xung, gọi tắt ML! hay PWM (trong tiếng anh) cách cắt điện áp chiều cố định Kỹ thuật bảo đảm quay đặn, bao gồm tốc độ thấp, nhờ ỡ dạng dòng điện gần giống dạng hình sin (Hình 4.40) - 169- Hình 4.40 Sơ' - Bộ lọc: Một tụ điện có điện dung lớn góp phần để loại thành phần xoay chiều Số - Khí cụ để giới hạn dòng điện nạp: Việc dưa vào diên trỏ lúc, cho phép bảo vệ tổ hợp ( dộng - biến tốc) cách giơi hạn dịng diện - bơ trí cho phép giơi hạn đỉnh dòng điện chế độ độ Sô - Môđun phanh hãm: Vào lúc phanh hãm hay phụ tâi lại kéo động cơ, lượng phục hồi lại ỏ biến tốc, niôđun này, nô'i cực + - điều khiển tiêu tán lượng diện trở đặt bên biến tốc Ớ phần sơ dồ, dược đóng khung đương gạch nét đứỉs, thấy cách chi tiết điều khiển biến đổi tốc độ Số - Đường vào phận gán tốc độ: Ta điều khiển phận theo phương pháp khác - Bằng chiết áp, cách mắc thể sơ đồ - Bằng điện áp, xuâì phát từ cổng tương tự tự độn - Bằng dòng diện, xuất phát từ cổng tương tự, từ động S ố7 - Đường vào điều kiện "vận hành” "dừng”: - 170- Với cổng vào ta điều khiển chiều quay phanh hãm Các tiếp điểm điều khiển cung câp bởi: - Một nguồn điện áp bên trong, cách lắp giới thiệu sơ đồ - Một nguồn điên áp bên Số - Bộ phận so sánh dòng điện: Cường độ dòng điện cho qua biến tóc đo lương Hình anh giá trị dược trích dạng diện áp ỏ cực cua điện trơ đặt nô'i tiếp với cầu tranzito Giá trị dòng diện dược lương dược so sánh vơi giá trị phận “gán” lựa chọn thông tin chuyển vào phận vi xử lý (13) Số - Bộ phận so sánh điện áp dươi diện áp: Điện áp dược đo lương cực cầu tran/ito so sánh vơi trí số diện áp gán chọn (tối thiểu đa) Thông tin mà nơ kết so sánh đưa vào phạn vi xử lý Số 10 - Bộ dồn kênh (Multiplexed!'): Nơ dam bảo việc quản lý trao đổi thông tin: gia tốc, giâm lốc, quan hệ u/f, trị số gán Imax, Ưlllax, ưniin vơi biến đổi điện (Tương tự/thập phân) s ố 11 - Bộ biến dổi điện áp A/D: Nó có nhiệm vụ chuyển điện áp xuất phát từ dồn kênh thành ngôn ngữ nhị phân chuyển thông tin vào xử lý (13) Số 12 - Bộ biến đổi Ư/f: Nó có nhiệm vụ chuyển diện áp xuất phát từ trị số “gán” thành tần số quan tâm đến tần số tô'i thiểu đa gán vào Sô' 13 - Bộ xử lý: Các thông tin xuất phát từ cổng vào quản lý xử lý Tùy theo chương trình hóa nội nó, vi xử lý xây dựng tín hiệu điều khiển tranzito công suất rơle an toàn -171 - số’ 14 - Giao diện đối thoại (người/máy): Bộ phận cho phép: trao đổi thông tin vời người sử dụng d) Bộ hiên tốc Aỉtivar 16 động xoay chiều pha công suất từ 0,37 đến kW - telémecanique * Tự điều chỉnh biến tốc ban: Altivar - ATV 16 - dược sử dụng nhà máy để thỏa mãn yêu cầu thông dụng sau đây: - Quá ngẫu lực để khơi mào cho khởi động - Ngẫu lực cực dại sử dụng không cần điều chỉnh kể từ tốc độ thấp ( từ đến 50/60 Hz) - Thích nghi tự động thời gian độ dốc gia tốc giảm tốc trường hợp vượt khả ngẫu lực * Sự thích ứng mơi trường cơng nghiệp xung quanh: oc) Bộ lọc triệt tiêu nhiễu đôi với truyền (radio) Một tế bào lọc đặt cạnh mạng lưởi điện, giới hạn lưu thông nhiễu đường dẫn theo hướng lưới điện Các nhiễu làm phiền phức cho máy thư hay vô tuyến gần biến tốc Một tế bào đặt bên cạnh động giới hạn phát xuâl nhiễu xạ đường cáp điện liên hệ động (3) Các cuộn tự cảm Được đặt dường dây, chúng bâo vệ biến tốc nhiễu lưới điện phát hộ tiêu thụ khác (ví dụ: trạm, máy hàn diện) Sự tồn cuộn cám cho phép ta nhận làm việc tốt động chiều dài cáp nối lớn biến tốc diổu khiển nhiều động nôi song song * Phanh hãm điện trở Bộ biến tốc làm việc góc phần tư 4, điều kiện tiêu tán lượng phanh diện trở * Tự động định hình dáng cơng việc - 172 - Có phiếu (’) hoạt động sau: chuyển hàng hóa hay sử dụng chung; bơm thơng gió; dệt vải máy làm đồ gỗ Việc đưa vào “công việc” Altivar 16 tạo nên việc tự động định hình dáng thơng số kéo chức riêng biệt nghề nghiệp, việc sử dụng đường vào/đường bổ sung e) Bảng 4.9 trình bày yêu cầu thông số biến tốc danh cho động pha xoay chiều công suất từ 0,37 đến 4kW Bâng 4.9: Các biế: Tốc vAi dải Tẩ: Từ0,1 Gế: 50/60 Hz Mạ:F ?@Ai Giệ: A?Tivar 16 Độ:F Dµ:F Giệ: CC:F F;i Dµ:F Điệ: Ra T;@ờ:F xuyê: MộT Ba SuấT s;a s;a Đ@†c Điệ: ás cu:F c°s V Dµ:F Giệ: CC:F Gộ cực SuấT Gại Biểu Quy c;iếu kiế: A A Kw A A kVA 208-240V; 50/60 Hz - 0.37 2.1 3.2 0.9 AT-16U09M2 mộT s;a - 0.75 5.4 1.8 AT-16Ư18M2 208-240V; 50/60 Hz 14 10 1.5 7.1 10 2.9 AF-16U29M2 mộT s;a ;ay s;a 18 14 2.2 10 14 4.1 AT-16U41M2 400-460V - 3.5 0.75 2.3 3.1 1.8 AT-160U18N4 50/60 Hz - 1.5 4.1 5.5 2.9 AT-16U29N4 ba s;a - 2.2 5.8 7.9 4.1 AT-16U41N4 - 12 7.8 11 5.4 AT-16Ư54N4 - 16 10.5 14.2 7.2 AT-16Ư72N4 4.5.2 Lợi ích việc sử dụng điều khiển tốc độ động Sau xin nêu vài lợi ích chủ yếu: • a) Việc sử dụng điều khiển tốc độ động linh kiện điện tử đại đa số trường hợp ỉàm phù hợp công suất điện cung cấp vào cho động với yêu cầu phụ tải biến đổi, đặc biệt đô'i với thiết bị tiêu thụ điện quạt, bơm ly tâm v.v Các thiết bị thường có đặc tính sau đây: 12 BẢO TOÀN NẪNG LƯỢNG - 173 - Nếu ta gọi k = const thì: a) tỉ lệ lưu lượng dịng chảy = k.(tơc độ v)* p) Mơmen quay = k (tốc độ v)2 Ỵ) Công suất = k (tốc độ v)3 Do đó, cơng suất u cầu, cần thiết giảm tỉ lệ lưu lượng dòng chảy giảm Ta thấy rõ thơng qua bảng sau (4.10) Tốc độ v,% Bảng 4,10: Tỉ lệ lưu lượng Công suất dòng chảy,% cần thiết yêu cầu, % 100 100 100 90 90 72.9 80 80 51.2 70 70 34.3 60 60 21.6 50 50 12.5 Cụ thể: Nếu lưu lượng dòng chảy giảm 30%, tức 70% có hai phương án: * ) Nếu khơng có điều khiển tốc độ động VSD tốc độ động không điều chỉnh tốc độ nên phải tiêu tốn 100% công suất điện * ) Nếu dùng điều khiển tốc độ động VSD cơng suất động điều chỉnh tốc độ nên tơn có 34,3% (bảng 4.10) công suất điện Do vậy, dùng VSD tiết kiệm gần 66% cơng suất điện Ví dụ: Có động bơm, có cơng suất định mức Pđm = 110 KW, hiệu suất = 95% làm việc với 50% tải tỉ lệ lưu lượng dòng chảy - 174- thời gian 3000 6000 hoạt động phụ tải (tức 3000 đầy tải 3000 non tải với 50% lưu lượng dịng chảy) * Nếu khơng dùng phương án có điều khiển tốc độ VSD: Công suất cung cấp diện là: p = = 11ỊỊ = I15.8 KW ru 0.95 Rõ ràng với công suất lưới điện phải cung câp cho động 6000 vận hành * Nêii dùng phương án có điều khiển tốc độ VSD: Hiệu suất toàn lúc là: r|v = 85 % Từ bang 4.10 công suất cần thiết yêu cầu giảm nhiều 12.5% tức là: cần động có cơng suất: 110 X 12.5% = 13.75 KW Vậy công suất điện cần cung câp cho động VSD là: (ở tải 50% lưu lượng dòng chảy) 13.75/0.85 = 16.176 KW Như vậy, ta sử dụng động có cơng suất định mức Pj,n = 110 KW, 3000 tỉ lệ dịng chảy 50%, dùng VSD ta tiết kiệm công suất: 115.8 - 16.176 = 99.624 KW Tính thành tiền, thời gian 3000 tiết kiệm dược là: (tính tiền diện với giá 800 dồng/KWh) 800 X 99,624 X 3000 = 239.097.600 đồng/năm Tóm lại, ta sử dụng điều khiển tốc độ động với linh kiện điện tử, VSD có lợi ích sau: - Tiết kiệm điện nùng tiền diện tiết kiệm việc sử dụng phù hợp với phụ tải (ở ví dụ trên, năm với động bơm nước Pđm =110 KW, ta tiết kiệm gần 240 triệu) - 175 - - Có khả sử dụng động khơng đồng xoay chiều q trình sản xuất cần điều chỉnh tốc độ Động không đồng xoay chiều loại có giá thành rẻ nhiều dể dàng vận hành bảo dưỡng loại động loại khác - Tăng tính linh hoạt qui mơ sản xuất - Tăng an toàn độ tin cậy cao - Giá thành sản phẩm rẻ tiết kiệm chi phí tiền điện Ngồi ra, sử dụng VSD đưa đến kết qua sau: - Không cần thay động phụ tải tăng lên so với cũ (sau tính tốn tăng cường áp dụng VSD động cũ) - Không cần tháo dỡ VSD tháo dỡ động (thơng qua tính tốn thấy VSD phù hợp) - Nhiều động đấu vào VSD - Dùng VSD giảm cơng suất nguồn khơng cần trang bị máy phát điện phịng - Dùng VSD vận hành động với tốc độ từ vài % đến vài trăm % so với tốc độ ghi nhãn động - Giảm tiếng ồn, tăng tuổi thọ cho động Nhược điểm chủ yếu VSD tốc độ cực thấp trục động khơng quay trịn 4.5.3 Phạm vi ứng dụng điều khiển tốc độ VSD Việc sử dụng điều khiển tốc độ VSD có lợi nếu: - Trong q trình sản xuất, phụ tải đầu vào luôn thay đổi - Các thay đổi xảy trình xử lý * - Đầu biến đổi - 176- Đầu vào thay đổi Quá trình sản xuất > Đầu biến đổi Các thay đổi xảy trình cần xử lý Hình 4.41 Thể phạm vi ứng đụng điều khiển tốc độ VSD Ngoài ra, trình cần khởi động mềm ta áp dụng điều tốc VSD 4.5.4 Ví dụ: khả tiết kiệm lượng sử dụng điều khiển tốc độ VSD Ví dụ 1: Có hệ thống làm lạnh trao đổi nhiệt độ đơn giản Với hệ thống này, nước làm lạnh đến nhiệt độ định trước thông qua trao đổi nhiệt dạng tâm cách điều chỉnh lưu lượng nước làm mát Chúng ta biết: lưu lượng nước làm mát điều tiết cách: a) Sử dụng vòng mạch vòng (by - pass) (để giữ lưu lượng nước không đổi - bơm chạy với tốc độ không đổi) b) Tiết lưu - (động bơm chạy tốc độ không đổi sử dụng van điều tiết để điều tiết lưu lượng c) Sử dụng điều khiển tốc độ VSD để giảm tốc độ bơm Hình 4.42 giới thiệu sơ đồ nguyên lý làm việc hệ thống làm lạnh trao dổi nhiệt a) Bằng cách sử dụng vòng mạch vòng by - pass để d nước khơng đổi (Hình 4.42a) - \T1 - Hình 4.42a b) Dùng van hai chiều đế tiết lưu đầu (Hình 4.42 Hình 4.42b c) Dùng điều khiển tốc độ dộng bang diện tử VSD dể lưu lượng theo yêu cầu (Hình 4.42c) Hình 4.42 c Ị.Bộ lăm mát; 2.Nước làm mát; 3.Bơm; Van chiều; 5.Bộ trao đổi nhiệt dạng bâng; Cảm biên nhiệt độ; 7.Nước xử lý; Van hai chiều; 9.Bộ diều khiến; 10.Bộ thay dổi tốc độ VSD Ví dụ 2: Máy nén khí: trình làm lạnh với nhiệm vụ: nén khí lạnh áp suất thấp thành khí nóng áp suất cao * Cacjnay nén khí vận hành hiệu đầy tải Sau đường cong đặc tính máy nén khí kiểu cánh quạt nhà chế tạo cung câp (Hình 4.43) Những lời khuyên để tiết kiệm máy nén khí: Chọn kích cỡ điều chỉnh máy nén khí phù hựp Vận hành với nhiệt độ ngưng tụ thấp - 178 - Vận hành với nhiệt độ bay cao Sử dụng hệ thống nhiều cấp cho nhiệt độ thấp, hệ thống nhiều cấp thường kinh tế hệ thông đơn cấp, thấp < -30()C Bảo trì máy nén khí Sử dụng động hiệu suất cao HEMs hệ thông có số’ vận hành cao Hình 4.43 Dung lượng khí nén Ví dụ 3: sử dụng điều khiển tốc độ VSD cho hệ thông làm lạnh - Bộ diều khiển tốc độ VSD có giá bán giảm đáng kể năm gần - Sử dụng điều khiển tốc độ VSD phương thức hiệu tiết kiệm điện đầu vào để điều khiển quạt, bơm máy nén khí Chúng’ta cần nghiên cứu điều khiển tóc độ VSD đơi với: + Các quạt & máy bơm điều khiển chuyển mạch hay tiết lưu + Điều khiển lưu lượng thông qua trao đổi nhiệt + Điều khiển quạt thiết bị ngưng tụ - 179 - Nơi mà động có yêu cầu nhiều tốc độ + Hiện nay, nhà chế tạo sản xuất máy nén khí làm lạnh kèm với VSD Đồng thời để tiết kiệm tiền điện, ta thực biểu giá điện ba giá (tận dụng chênh lệch giá điện cao/thấp điểm: giá cao cao điểm - giá thấp tháp điểm giá biểu trung bình bình thường) Khi đó, làm lạnh khoảng thời gian thấp điểm với yêu cầu sau: + Vận hành kho lạnh tới nhiệt độ thấp sử dụng điều khiển nhu cầu thời gian cao điểm Sử dụng hệ thông kho đá để dự trữ lạnh + Ví dụ 4: có biểu giá cho ngành công nghiệp đặc trưng úc Hình 4.44 Trong trường hợp giá biểu thấp ta sử dụng lượng nhiều nhất: (sử dụng hệ thống kho đá dự trữ lạnh) cao điểm từ: sáng đến sáng hay từ chiều đến chiều ta sử dụng hạn chế tốì đa lượng điện (ta dùng VSD này) ơkWh Giới thiệu SƯ đồ l‚… việc điều khiển tốc độ sử dụng l kiện điện tử VSD theo vịng kín *Sựđiều chỉnh tốc độ theo “vịng kín” (Hình 4.45) Sự điều chỉnh tốc độ theo “vịng kín” thay đổi tốc độ kiểm soát Tốc độ thực tế đo lường kể từ so sánh với trị số - 180- gán cho hay trị sô' quản lý để có kết trị sơ' so lệch hay chênh lệch Bộ phận điều chỉnh xác định hiệu chỉnh phục vụ cho việc trì tốc độ giá trị chọn a) Vịng tốc độ: Nó cho phép đo chênh lệch, việc so sánh tốc độ quay trở xuất phát từ đầu dò giá trị gán cho quản lý Sự chênh lệch (Ô N) lại khuếch điều khiển hiệu chỉnh cần thiết b) Vòng dòng điện Vòng dòng điện cho phép giới hạn dòng điện đến giá trị điều chỉnh trước (tiền điều chỉnh) Nó bảo vệ tổ hợp động cơ/bộ biến đổi tốc độ đơ'i với q dịng điện chê' độ độ Hĩnh 4.45: Điều chỉnh tốc độ theo vịng kín Cổng giữ, lưu trữ lệnh (trị sô' gán) Bộ so sánh tô'c độ N Khuếch đại tốc độ Khuếch đại dòng điện Lưới điện cung cấp Điều khiển công suất Bộ dị tìm phát I s Động điện Bộ dị tìm phát tốc đọ 10 Vòng cường độ 11 Cổng giữ lưu trữ I (trị sơ' gán) 12 Sự chênh lệch dịng điện 13 Vòng tốc độ N’ đưa -181 - c) Sự l‚… việc điều chỉnh tốc độ mà người ta muốn thu nhận tương ứng với điện áp quy chiếu, trị số quản lý hay “trị số gán” Ớ tốc độ thực tế, tương ứng với điện áp cung cấp đầu dị tốc độ, trị số đo Vòng điều chỉnh tốc độ tác động để động quay tốc độ mong muôn để cân hai điện áp nêu trì Thơng thường vịng tác động: p + I đôi khi: p + I + D đây: p - tỉ lệ; I - tích phân; D - vi phân Vịng điều chỉnh cường độ tham gia phụ tải điện trở vượt quá, làm dừng động hay làm cho động tiêu thụ dịng điện q lớn Nó tác dộng đến cường độ dịng điện khơng vượt q giá trị chỉnh định trước trở nên phận ưu tiên xuâì dịng Trong vận hành bình thường, điều chỉnh tốc độ ưu tiên Các phận khuếch đại tốc độ dịng điện nhận tín hiệu xuất phát từ so sánh, chúng khuếch đại chuyển đổi tín hiệu đến hệ thống bố' trí điều khiển thành phần cơng suất Sự điều chỉnh thực hai chiều: tốc độ không thỏa mãn hay tốc độ mức việc điều chỉnh trở nên quan trọng chênh lệch lơn (cN lơn) Các tác động: p + I + D điều chỉnh cách thích hựp cho phép quay trở cân (trị số' đo = trị số' gán) cách giới hạn dao đọng xung quanh giá tiặ nghiên cứu - 182- ... 05/20 01 1500 522 1, 33 06/20 01 '' 15 79 502 1, 22 07/20 01 1483 430 1, 28 08/20 01 1338 420 1, 04 09/20 01 1322 442 1, 16 - 19 - 10 /20 01 1334 405 1, 14 Cơng Ty Giây Bình An Sau lắp biên tần cho lô sây trường hợp. .. 16 /08/20 01 02 32 48,6 Kg) 0,66 16 /08/20 01 03 32 48 0,66 16 /08/20 01 04 32 49 0,65 17 /08/20 01 01 32 48,2 17 /08/20 01 02 32 48,2 0,66 0,ể6 - 16 - 17 /08/20 01 32 48,4 0,66 17 /08/20 01 03 04 32 48,9 18 /08/20 01. .. ưu (%) 20 - 30 5- 10 0.4 - 0.2 5- 10 5- 10 15 -20 10 - 15 10 - 15 10 - 15 15 -20 20-30 7- 15 Tỷ lệ o tối ưu (% theo thể tích) 4-5 -2 0 .1 - 0.5 -2 -2 3-4 2-3 2-3 2-3 3- 3.5 3.5-5 1. 5-3 Để đăm bảị độ