Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Dương Thị Lan (chủ biên) Đỗ Thanh Tùng Vũ Văn Hùng GIÁO TRÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘ[.]
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH Dương Thị Lan (chủ biên) Đỗ Thanh Tùng - Vũ Văn Hùng GIÁO TRÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) LÊ VĂN DOANH LÊ VĂN L XUÂN HOÀNG VIỆT QUẢNG NINH 2014 LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng nguồn động lực cho hoạt động sản xuất đời sống nhân loại Trong thời đại cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển vũ bão quy mơ tồn giới u cầu tiêu thụ lượng ngày gia tăng Nguồn lượng hóa thạch than, dầu khí dần cạn kiệt Việc sử dụng lượng hóa thạch tạo khí điơxit cacbon, mêtan, bụi…gây ô nhiễm môi trường, tạo nên hiệu ứng nhà kính nguyên nhân chủ yếu làm cho trái đất nóng lên Ở Việt Nam phủ Quyết định số 79/2006 QĐ-CP ngày 14/4/2006 phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu giai đoạn 2006-2015 Tiếp theo Thủ tướng phủ ký định số 1855/QĐ-TTg phê duyệt Chiến lược phát triển lượng quốc gia đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2050 Để góp phần thực Chương trình mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu quả, Bộ Giáo dục Đào tạo chủ trì dự án đưa giáo dục sử dụng lượng tiết kiệm hiệu vào trường Toàn nội dung giáo trình biên soạn gồm chương: Chương 1: Năng lượng sản xuất đời sống Chương 2: Sử dụng nhiệt tiết kiệm hiệu Chương 3: Sử dụng điện tiết kiệm hiệu Chương 4: Chiếu sáng tiết kiệm hiệu Chương 5: Sử dụng nguồn lượng tái tạo Nội dung giáo trình biên soạn nhằm phục vụ cho sinh viên bậc đại học nhiều chun ngành khác Ngồi giáo trình còn có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, giảng viên tồn trường Giáo trình tập thể tác giả Ths Dương Thị Lan, Ths Đỗ Thanh Tùng, Ks Vũ Văn Hùng – Bộ môn Điện khí hóa biên soạn Trong q trình biên soạn nhóm tác giả cố gắng bám sát đề cương chương trình mơn học nhà trường phê duyệt, nhiên còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, mong nhận quan tâm góp ý bạn đọc để giáo trình hoàn thiện lần tái tới Nhóm tác giả MỤC LỤC TRANG Chương Năng lượng sản xuất đời sống 1.1 Quá trình phát triển công nghệ lượng 1.2 Tổng quan lượng 1.2.1 Các dạng nguồn lượng 1.2.2 Đơn vị công, cơng suất lượng 1.2.3 Hiệu suất q trình biến đổi lượng 1.2.4 Cân bằng lượng 1.3 Tình hình khai thác sử dụng lượng giới 1.3.1 Dầu khí 1.3.2 Than đá 1.3.3 Tình hình sản xuất điện giới 1.3.4 Tình hình khai thác sử dụng lượng Việt Nam 1.4 Năng lượng môi trường 1.5 Năng lượng số trình sản xuất 1.5.1 Sản xuất xi măng 1.5.2 Sản xuất gạch, gốm sứ 1.5.3 Sản xuất giấy 1.5.4 Sản xuất thép 1.5.5 Ngành thực phẩm 1.5.6 Ngành giao thông vận tải 1.6 Sử dụng lượng tịa nhà 1.7 Cơng tác truyền thơng giáo dục sử dụng lượng tiết kiệm hiệu 1.7.1 Chính sách lượng 1.7.2 Khung pháp lý thúc đẩy tiết kiệm lượng 1.7.3 Dự báo yêu cầu lượng 1.7.4 Tầm quan trọng việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Câu hỏi ôn tập tập chương 1 2 4 4 6 9 11 13 14 15 15 18 Chương Sử dụng nhiệt tiết kiệm hiệu 2.1 Đại cương lượng nhiệt 2.1.1 Phân loại 2.1.2 Nguyên lý làm việc máy nhiệt 2.1.3 Các thơng số trạng thái q trình nhiệt 2.1.4 Chu trình nhiệt 2.1.5 Động đốt 2.2 Lò 2.2.1 Nguyên lý làm việc lò 2.2.2 Các đặc tính kỹ thuật lò 2.3.3 Tiết kiệm lượng lò 2.3 Thiết bị trao đổi nhiệt 2.3.1 Phân loại 2.3.2 Các yêu cầu thiết bị trao đổi nhiệt 2.4 Hệ thống phân phối mạng nhiệt 28 28 28 28 29 30 31 32 32 32 33 33 33 34 34 19 19 19 20 23 25 2.5 Hệ thống lạnh 2.5.1 Cơ sở hệ thống lạnh 2.5.2 Các thiết bị máy lạnh nén 2.5.3 Kho lạnh tủ lạnh 2.6 Hệ thống điều hịa khơng khí 2.6.1 Phân loại 2.6.2 Máy điều hịa cơng suất nhỏ 2.6.3 Máy điều hòa làm lạnh trực tiếp 2.6.4 Tiết kiệm lượng điều hịa khơng khí 2.7 Đồng phát nhiệt-điện 2.7.1 Khái niệm đồng phát nhiệt điện (cogen) 2.7.2 Ưu, nhược điểm hệ thống cogen 2.7.3 Khu vực công nghiệp có tiềm ứng dụng cogen 2.7.4 Lựa chọn công nghệ 2.7.5 Phương thức vận hành hệ thống 2.7.6 Chi phí đầu tư vận hành 2.8 Hệ thống sấy 2.9 Lò điện công nghiệp 2.9.1 Lò điện hồ quang 2.9.2 Lò điện cảm ứng 2.9.3 Lò điện trở 2.9.4 Tiết kiệm lượng lò điện Câu hỏi ôn tập tập chương 35 35 35 39 40 40 40 42 43 44 44 45 45 45 46 46 46 49 49 49 50 50 51 Chương Sử dụng điện tiết kiệm hiệu 3.1 Khái niệm hệ thống điện 3.2 Sản xuất điện 3.2.1 Đại cương sản xuất điện 3.2.2 Nhà máy nhiệt điện 3.2.3 Nhà máy thủy điện 3.2.4 Nhà máy điện nguyên tử 3.2.5 Trạm phát điện điêzen 3.3 Truyền tải điện 3.3.1 Lợi ích kinh tế kỹ thuật hệ thống điện quốc gia 3.3.2 Đồ thị phụ tải hệ thống 3.3.3 Điều độ hệ thống điện 3.3.4 Giảm tổn thất điện hệ thống điện 3.4 Các biện pháp giảm tổn hao công suất tổn hao điện áp hệ thống điện 3.4.1 Giảm tổn thất điện khâu truyền tải, phân phối điện 3.4.2 Nâng cao hệ số công suất cos 3.4.3 Bộ bù động 3.4.4 Bộ lọc điều hòa bậc ba 3.4.5 Bộ bù tĩnh có điều khiển 3.5.6 Bộ lọc tích cực 3.5 Quản lý nhu cầu sử điện DSM 53 53 54 54 54 56 58 59 59 59 60 61 62 62 62 63 66 67 68 69 70 3.6 Tiết kiệm điện thiết kế, chế tạo lắp đặt vận hành thiết bị điện công nghiệp 3.6.1 Máy biến áp 3.6.2 Động không đồng 3.6.3 Điện tử công suất 3.7 Sử dụng thiết bị điện gia dụng tiết kiệm hiệu 3.7.1 Khái niệm chung 3.7.2 Thiết bị điện–nhiệt làm việc dựa nguyên lý nhiệt điện trở 3.7.3 Thiết bị điện-nhiệt hoạt động nhờ đốt nóng điện mơi: Lị vi sóng 3.7.4 Thiết bị điện-nhiệt hoạt động cảm ứng điện từ: bếp từ 3.7.5 Thiết bị điện gia dụng điện Câu hỏi ôn tập tập chương 71 77 82 83 83 84 88 90 90 94 Chương Chiếu sáng tiết kiệm hiệu 4.1 Đại cương chiếu sáng tiết kiệm hiệu 4.1.1 Các phương pháp tạo ánh sáng 4.1.2 Khái niệm thuật ngữ thường dùng chiếu sáng 4.1.3 Các loại đèn dung chiếu sáng 4.2 Các giải pháp thực chiếu sáng tiết kiệm hiệu 4.2.1 Sử dụng chiếu sáng tự nhiên 4.2.2 Giảm số lượng đèn để giảm lượng chiếu sáng thừa 4.2.3 Chiếu sáng theo công việc 4.2.4 Lựa chọn đèn đèn hiệu suất cao 4.2.5 Giảm điện áp dây dẫn chiếu sáng 4.2.6 Sử dụng chấn lưu điện tử 4.2.7 Thiết bị hẹn giờ, chuyển mạch ánh sáng khuếch tán mờ cảm biến chiếm chỗ 4.2.8 Bảo dưỡng hệ thống chiếu sáng 4.3 Điều khiển hệ thống chiếu sáng 4.3.1 Đại cương điều khiển hệ thống chiếu sáng 4.3.2 Các phương pháp điều khiển hệ thống chiếu sáng Câu hỏi ôn tập chương 96 96 96 98 100 111 111 112 113 113 115 115 116 Chương Sử dụng nguồn lượng tái tạo 5.1 Đại cương lượng tái tạo 5.2 Năng lượng mặt trời 5.2.1 Tiềm năng lượng mặt trời giới 5.2.2 Tiềm năng lượng mặt trời Việt Nam 5.2.3 Công nghệ sử dụng lượng mặt trời 5.2.4 Pin mặt trời 5.2.5 Hệ thống đun nước nóng lượng mặt trời 5.2.6 Công nghệ nhiệt điện mặt trời 5.2.7 Năng lượng mặt trời ứng dụng sấy sưởi làm lạnh 5.3 Năng lượng gió 5.3.1 Tiềm năng lượng gió giới 124 124 125 125 125 125 126 128 129 132 134 134 118 119 119 119 123 5.3.2 Tiềm năng lượng gió Việt Nam 5.3.3 Cơng nghệ phát điện sức gió 5.4 Năng lượng địa nhiệt 5.4.1 Tiềm năng lượng địa nhiệt giới 5.4.2 Tiềm năng lượng địa nhiệt Việt Nam 5.4.3 Công nghệ khai thác lượng địa nhiệt 5.5 Năng lượng sinh khối 5.5.1 Tổng quan lượng sinh khối 5.5.2 Sản xuất khí sinh học 5.5.3 Nhiên liệu cồn etanol 5.6 Công nghệ thủy điện nhỏ 5.6.1 Khái niệm chung thủy điện nhỏ 5.6.2 Công nghệ thủy điện nhỏ 5.6.3 Nhà máy điện thủy triều 5.6.4 Nhà máy thủy điện sóng biển 5.7 Nguồn lượng tương lai 5.7.1 Nguyên lý nhà máy điện nhiệt hạch 5.7.2 TOKAMAK 5.7.3 ITER Câu hỏi ôn tập tập chương PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 136 140 140 140 141 141 141 142 144 145 145 145 146 147 148 148 148 149 150 152 162 Chương NĂNG LƯỢNG TRONG SẢN XUẤT VÀ ĐỜI SỐNG 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ lượng Để tồn phát triển từ xa xưa loài người biết sử dụng dạng lượng khác Theo đà phát triển lịch sử người phát sử dụng thêm nhiều dạng lượng khác Năng lượng động lực cho hoạt động vật chất tinh thần người Trình độ sản xuất phát triển ngày cao tiêu tốn nhiều lượng tạo thách thức to lớn mơi trường Ngày lượng trở nên có tính chất sống cịn nhân loại mặt nguồn lượng hóa thạch dần cạn kiệt, mặt khác phát triển sản xuất đặt vấn đề cấp bách yêu cầu lượng có nguy hủy hoại mơi trường Để phát triển bền vững người phải sử dụng lượng cách tiết kiệm hiệu quả, đồng thời phải nghiên cứu phát triển nguồn lượng có tính chất tái tạo thân thiện với môi trường Lịch sử phát triển công nghệ lượng giới tóm tắt bảng 1-1 theo mốc thời gian sau đây: Thời gian Tiền sử Cổ đại 1687 1738 1756 1763 1831 1860 1860 1870 1881 1890 Bảng 1-1 Các mốc lịch sử việc sử dụng lượng Năng lượng sử dụng Với việc phát lửa người tiến sử biết sử dụng nhiệt từ gỗ để đun nấu, sưởi ấm, chiếu sáng Con người biết sử dụng lượng gió để xay xát, kéo thuyền bè, lượng dòng chảy để bơm nước tưới tiêu, xay xát Isaac Newton (1642-1727) xây dựng sở lý thuyết học cổ điển đặt móng cho việc sử dụng kỹ thuật Daniel Bernoulli (1700-1782) xây dựng sở cho nghiên cứu học chất lỏng đặt móng cho việc sử dụng thủy kỹ thuật Mikhail Lomonossov (1711-1785) đề xuất định luật bảo toàn biến đổi lượng James Watt (1736-1919) phát triển máy nước Năng lượng nước góp phần giải phóng lao động bắp nguời Bắt đầu kỷ ngun cơng nghiệp hóa khí hóa Than đá nguồn nhiên liệu chủ yếu Michael Faraday (1791-1867) phát minh định luật cảm ứng điện từ đặt móng cho đời thiết bị điện Bắt đầu kỷ ngun điện khí hóa J.C Maxwell (1831-1879) công bố lý thuyết Trường điện từ thống nhất, hoàn thiện sở điện từ sử dụng lượng điện từ, đặt móng cho đời kỹ thuật điện tử Luyện thép đời thúc đẩy khai thác than phát triển Dầu mỏ bắt đầu sử dụng công nghiệp đời sống Tầu hỏa chạy lượng nước đời nước Anh Động đốt hồn thiện Ơ tô sản xuất hàng loạt 1898 1899 1900 1906 1942 1954 1954 1957 1960 1973 1974 9/9/1992 Pierre Marie Curie (1867-1934) tìm chất phóng xạ Bắt đầu kỷ nguyên lượng nguyên tử Max Planck (1858-1947) công bố thuyết lượng tử Cơ học lượng tử đời IEC (International Electrotechnical Commission) Ủy ban Kỹ thuật điện quốc tế đời thúc đẩy phát triển tiêu chuẩn hóa kỹ thuật điện Albert Einstein (1879-1955) cơng bố lý thuyết tương định luật tiếng E = mC Các nhà khoa học Hoa Kỳ chế tạo bom nguyên tử Pin mặt trời bắt đầu chế tạo thương mại hóa Ngày 27-6-1954, nhà máy điện nguyên tử đời Liên Xô cũ, công suất 5MW Obninsk IAEA (International Atomic Energy Agency) Uỷ ban Năng lượng Nguyên tử quốc tế đời Tổ chức nước xuất dầu mỏ OPEC (Organization of the Petroleum Exporting Countries) đời Khủng hoảng dầu mỏ hậu chiến tranh Trung Đông IEA (International Energy Agency) Ủy ban Năng lượng quốc tế đời Công ước khung biến đổi khí hậu LHQ nhằm ổn định nồng độ khí gây hiệu ứng nhà kính 1.2 Tổng quan lượng 1.2.1 Các dạng nguồn lượng Năng lượng dạng vật chất ứng với q trình sinh cơng Năng lượng hiểu khả sinh công sinh nhiệt Có nhiều hệ thống phân loại khác lượng sử dụng: Theo dạng vật chất lượng phân loại như: thể rắn (than, củi…), thể lỏng (dầu mỏ sản phẩm dầu), thể khí (khí đốt sản phẩm khí) Theo dịng biến đổi lượng ta thường gặp khái niệm: - Năng lượng sơ cấp: Năng lượng sơ cấp lượng tồn tự nhiên chưa qua công đoạn xử lý Ví dụ than đá, dầu thơ… - Năng lượng thứ cấp: Năng lượng thứ cấp lượng qua vài trình biến đổi Ví dụ điện năng, khí hóa than… - Năng lượng cuối cùng: Năng lượng cuối lượng chế biến dạng sử dụng cho thiết bị lượng - Năng lượng hữu ích: Năng lượng hữu ích lượng sử dụng trực tiếp cho sản xuất, đời sống nhu cầu phát triển xã hội Theo khả tái sinh lượng ta thường gặp khái niệm lượng tái tạo khơng tái tạo Ví dụ lượng mặt trời, lượng gió, thủy năng…là tái tạo; lượng từ dạng nhiên liệu hóa thạch than, dầu mỏ, khí đốt khơng có khả tái tạo Quan hệ khái niệm lượng cho hình 1-1 Năng lượng cuối Tổn thất truyền tải, phân phối hiệu suất thiết bị sử dụng Tổn thất vận chuyển biến đổi từ lượng sơ cấp sang thứ cấp Uranium Năng lượng hữu ích Điện Động lực Thủy Sản phẩm dầu Dầu thơ Khí thiên nhiên Sản phẩm khí Than Năng lượng tái tạo Thiết bị sử dụng lượng Năng lượng sơ cấp Than thương mại Hơi nước Nhiệt Chiếu sáng Các dạng lượng khác Hình 1-1 Quan hệ loại lượng 1.2.2 Đơn vị công, công suất lượng Để biểu diễn công, công suất lượng người ta thường dùng số đơn vị Đơn vị công: Joule (J): Joule công lực Newton làm di chuyển điểm đặt lực mét theo hướng tác dụng lực Joule dùng làm đơn vị đo lượng Đơn vị lượng nhiệt Calorie (cal.): cal nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ gam nước lên thêm C cal xấp xỉ 4,18 J BTU (British Thermal Unit): BTU đơn vị nhiệt hệ Anh nhiệt lượng cần thiết để tăng nhiệt độ pound nước 60 F lên thêm F BTU xấp xỉ 1/4 kcal KilôOat (kWh): kWh = 3,6.10 J Một số đơn vị lượng thương mại Tấn dầu tương đương TOE (Tonne of Oil Equivalent) quy định cho dầu có nhiệt trị 10 Gcal = 41,9 GJ Tấn than tương đương TCE (Tonne of Coal Equivalent) có nhiệt trị Gcal Đơn vị cơng suất Watt (W):W đơn vị công suất công 1J thực thời gian giây(W = J/s) Mã lực (cv = chevaux; hp = horsepower): 1cv = 736W 1.2.3 Hiệu suất trình biến đổi lượng Từ khâu khai thác đến khâu cuối cùng, lượng trải qua số trình biến đổi nối tiếp nhau, từ dạng sang dạng khác Trong q trình biến đổi, phần lượng khơng đến khâu cuối cùng, chúng bị mát tỏa môi trường dạng nhiệt Theo định luật bảo tồn lượng lượng khơng tự sinh ra, không tự biến mà biến đổi từ dạng sang dạng khác, truyền từ vật sang vật khác Ví dụ: xét q trình biến đổi lượng từ than thành điện nhà máy nhiệt điện: Hóa (Than) Nhiệt (Lị hơi) Cơ (Tuabin) Điện (Máy phát điện) Năng lượng qua lò hơi, tuabin, máy phát điện… bị tổn thất, làm cho lượng đầu nhỏ lượng đầu vào Nếu ký hiệu EV lượng đầu vào, ER lượng đầu lượng tổn thất ETT , theo định luật bảo tồn lượng có: EV = ER + ETT (1-1) Hiệu suất biến đổi lượng hệ thống tỷ số lượng đầu lượng đầu vào: ER E TT EV EV Hiệu suất cao hiệu trình biến đổi lượng tốt Muốn hiệu suất trình cao ta cần phải tìm biện pháp giảm thiểu tổn thất lượng 1.2.4 Cân lượng Cân lượng mô tả lượng hóa khả sản xuất lượng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng tổn thất lượng quốc gia, ngành, doanh nghiệp, dây chuyền sản xuất hay thiết bị, đảm bảo tính cân lượng đầu vào lượng đầu khoảng thời gian cho trước Để đảm bảo cân lượng lượng đầu vào phải lượng đầu ra, lượng đầu lượng hữu ích cộng với lượng tổn thất Đối với mối quốc gia (năng lượng dự trữ khơng đổi) trình cân lượng diễn tả bằng: Năng lượng khai thác + Năng lượng nhập = Năng lượng sử dụng + Năng lượng tổn thất + Năng lượng xuất Đối với doanh nghiệp lượng đầu vào gồm than, dầu, khí đốt điện phải lượng cho khu vực sản xuất cộng với lượng tổn thất Cân lượng giảm thiểu tổn thất lượng phải mối quan tâm hàng đầu doanh nghiệp 1.3 Tình hình khai thác sử dụng lượng giới Các nguồn lượng bao gồm lượng hóa thạch, thủy năng, lượng nguyên tử Năng lượng hóa thạch hình thành từ lâu q trình biến đổi địa chất vỏ trái đất gồm có: 1.3.1 Dầu khí Dầu thơ khí tự nhiên hình thành chất hữu bị nén đốt nóng yếm khí q trình biến đổi địa chất vỏ trái đất Dầu mỏ khai thác từ xa xưa Người Babilon biết sử dụng asphalt để xây tường tháp vườn treo Babilon Năm 347 trước công nguyên người Trung Hoa khai thác giếng dầu Năm 1857 Rumani khai thác dầu thương mại Brent phía bắc Bucarét Năm 1861 Bacu (Azecbaidan) nhà máy lọc dầu xây dựng, Bacu sản xuất 90% sản lượng dầu giới Năm 1859 gần Titusville, Pensylvania Hoa Kỳ hình thành công nghiệp chế biến dầu, mỏ dầu khai thác Texas, Oklahoma Năm 1973 1979 chiến tranh Trung Đông xảy khủng hoảng lượng đẩy giá dầu lên tới 35 USD/thùng Ngày 11-7-2008 giá dầu thô đột ngột tăng đến 147 USD/thùng Sản lượng dầu thơ tồn giới năm 2007 84 triệu thùng/ngày, khí đốt 14,4 tỷ m3/ngày Đơn vị đo lường nhiên liệu dầu mỏ thường dùng thùng dầu (barrel): barrel 159 lít; gallon 4,56 lít Thành phần chủ yếu dầu thơ hiđrôcácbon Về trọng lượng tỷ lệ hiđrôcácbon hỗn hợp dầu thơ tới 97% dầu nhẹ 50% dầu nặng bitum Theo trọng lượng cácbon chiếm 83-87%, hiđrô 1014%, nitơ 0,1-2%, ôxi 0,1-1,5 %, lưu huỳnh 0,5- 6% Dầu brent mang tên làng có mỏ dầu phía bắc Bucarét thủ Rumani Dầu nhẹ có hàm lượng lưu huỳnh thấp lượng cácbon cao Có loại phân tử hiđrơcácbon xuất dầu thơ xác định tính chất parafin 30 %, naphethene 49%, chất thơm 15% bitum 6% Khí đốt nguồn nhiên liệu ưa thích hiệu sử dụng cao gây ô nhiễm Dầu khí giới đáp ứng nhu cầu tồn cầu khoảng tương ứng 45 năm 65 năm 1.3.2 Than đá Than nhiên liệu hóa thạch hình thành từ thực vật với nước bùn trình kiến tạo vỏ trái đất, bị ơxi hóa phân hủy vi sinh mơi trường khí tạo nên, có thành phần chủ yếu cácbon Người Trung Hoa biết sử dụng than trước 10.000 năm thời Đồ đá Cách mạng công nghiệp lần thứ với máy nước đời nước Anh thúc đẩy ngành than phát triển Hàng năm giới tiêu thụ khoảng 6,19 tỷ than Trung Quốc nước sản xuất than hàng đầu với 2,38 tỷ năm 2006 68,7% dùng cho sản xuất điện, chiếm 38% sản lượng than toàn cầu Hoa Kỳ tiêu thụ 1,053 tỷ than, 90% dùng cho sản xuất điện Than đáp ứng nhu cầu khoảng 200 năm dạng nhiên liệu chủ yếu cho sản xuất điện Giá than tăng đột ngột từ 30 USD/tấn năm 2000 lên đến 150 USD/tấn vào ngày 269-2008, ngày 31-10-2008 giảm xuống 111 USD/tấn Xăng chế từ than có giá 25-35 USD/thùng Để sản xuất 1kWh cần tiêu tốn khoảng 0,5 kg than Khi than sử dụng nhà máy điện chúng nghiền thành dạng bột phun vào lò Hiệu suất nhiệt tiêu chuẩn nhà máy nhiệt điện không cao, khoảng 35%, 65% nhiệt lượng bị lãng phí toả môi trường Trên 40% nhà máy nhiệt điện giơí chạy than Khi tăng nhiệt độ áp suất lò hơi, hiệu suất lý thuyết nhà máy nhiệt điện đạt tới 46% Để tăng hiệu suất sử dụng than dung nhà máy điện có chu trình hỗn hợp đồng phát điện nhiệt Phương pháp hiệu sản xuất điện qua pin nhiên liệu pin nhiên liệu cácbon nóng chảy, tăng hiệu suất chu trình hỗn hợp lên tới 60-85% Than cốc chế phẩm tạo nên từ than có độ tro lưu huỳnh thấp, chất bốc lấy lị khơng có ơxi nhiệt độ 10000C dùng lị lun kim Khí hố từ than tạo nên hỗn hợp cácbon monoxit (CO) hiđrô dùng làm nhiên liệu ơtơ xăng dầu điêzel Trong khí hố, than hỗn hợp với ôxi nước nhiệt độ áp suất cao Phản ứng mơ tả phương trình: (Than) + O2 + H2O → H2 + CO Do giá dầu khí đốt cao nên người ta quan tâm đến việc khí hố than Than biến đổi thành nhiên liệu lỏng xăng dầu diêzel qua số q trình cơng nghệ Phụ lục 1-3 nêu trữ lượng than nước sản xuất than chủ yếu 1.3.3 Tình hình sản xuất điện giới Điện nguồn lượng chủ yếu q trình sản xuất đóng vai trị quan trọng đời sống Theo IEA năm 2005 tồn giới sản xuất 16.100 TWh, thủy điện chiếm 15,5%, điện nguyên tử chiếm 14%, lượng tái tạo (không kể thủy điện truyền thống) chiếm 3,1% cịn lại nhiệt điện than dầu khí Hình 1-2 nêu tình hình sản xuất điện giới năm 2005 Chú thích: Hydro – Thủy điện Renewables – Năng lượng tái tạo Nuclear – Điện hạt nhân Thermal – Nhiệt điện Hình 1-2 Tình hình sản xuất điện giới năm 2005 1.3.4 Tình hình khai thác sử dụng lượng Việt Nam 1.3.4.1 Đại cương lượng Việt Nam Tiềm lượng Việt Nam phong phú Theo tổng hợp chương trình KHCN-09 (12/2001) trữ lượng nguồn lượng sơ cấp Việt Nam cho bảng 1-2 Để phục vụ phát triển kinh tế, ngành lượng Việt Nam tăng trưởng với tốc độ cao giai đoạn gần tất lĩnh vực: khảo sát thăm dò, khai thác nguồn, truyền tải phân phối, xuất, nhập lượng Tuy nhiên tồn nhiều vấn đề yếu ngành lượng là: - Năng lực sản xuất thấp, tồn nhiều công nghệ cũ, lạc hậu, hiệu suất sử dụng thấp - Gây ô nhiễm môi trường - Hiệu kinh doanh ngành thấp - Giá lượng cố định khơng thích hợp - Đầu tư cho ngành lượng thấp so với yêu cầu, thủ tục đầu tư rườm rà Bảng 1-2 Tiềm năng lượng sơ cấp Việt Nam Trữ lượng Tổng 2.329,8 Dầu (triệu m ) 593,3 Khí đồng hành (tỷ m ) 1046,6 Khí tự (tỷ m ) Than antraxit (triệu tấn) 6.600 Than mỡ (triệu tấn) 21,2 Than nâu (triệu tấn) 318,6 Thủy điện TWh/năm 82 Uranium đủ cho 9.000 MW Địa nhiệt 472 MW Sinh khối 43-46 MTOE/năm 1.3.4.2 Than đá Sản xuất than chủ yếu mỏ than Đông Bắc tăng từ 7,82 triệu năm 1995 lên 45,84 triệu năm 2006 với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm 17,4%, xuất than tăng 23,9% Từ năm 2007 phủ hạn chế xuất than nên sản xuất than năm 2008 có xu hướng giảm Bể than sơng Hồng có trữ lượng lớn, khoảng 210 tỷ tấn, nằm độ sâu từ 200m đến 1000m chủ yếu Hưng Yên, Thái Bình Nam Định Dự án khai thác than triển khai nghiên cứu nhằm tìm cơng nghệ khai thác thích hợp Bảng 13nêu tình hình sản xuất than giai đoạn 2000-2008 Bảng 1-3 Tình hình sản xuất than Việt Nam giai đoạn 2000-2008 Năm 2000 2002 2004 2006 2008 Sản xuất than 12,3 16,0 26,6 45,8 37,0 (triệu tấn) 1.3.4.3 Dầu khí Sản xuất dầu khí tăng trưởng với tốc độ nhanh Tính đến 9/2009 Việt Nam khai thác 259 triệu dầu 40 tỷ m3 khí Bảng 1-4 cho biết tình hình khai thác dầu khí giai đoạn 2005 -2008 Bảng 1-4 Tình hình khai thác dầu khí Việt Nam Năm 2005 2008 Dầu (triệu tấn) 15 18 Khí (tỷ m ) 12 14 1.3.4.4 Thủy Tiềm thủy điện lưu vực sơng nước ta phong phú Tiềm kinh tế thủy điện nước ta 75-85 TWh Tiềm kỹ thuật lưu vực sơng Việt Nam cho phụ lục 1-5 1.3.4.5 Điện Đến cuối năm 2009, điện lưới quốc gia đến 100% số huyện, 97,32% số xã 94,67% số hộ dân nông thôn Ngày 18/7/2007 Thủ tướng phủ phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006-2015 có xét đến 2025 với mục tiêu đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội với tiêu tăng trưởng GDP 8,5-9%, nhu cầu điện tăng 17% (phương án sở), 20% (phương án cao), phương án cao phương án điều hành chuẩn bị, phương án 22% cho tăng trưởng đột biến (Tổng sơ đồ VI) Cơ cấu sản xuất điện Việt Nam giai đoạn 2005-2010 cho bảng 1-5 Bảng 1-5 Cơ cấu sản xuất điện Việt Nam giai đoạn 2005-2010 (Đơn vị GWh) Nguồn Than DO FO Khí Thủy điện Tổng cộng 2005 8546 70 256 24.988 18.647 53.000 2006 10.064 89 232 27.554 21.751 59.690 2007 11.622 108 207 30.120 24.856 66.913 2008 13.100 128 184 32.689 27.964 74.065 2009 16.239 115 132 31.510 31.510 82.619 2010 19.378 103 81 35.056 35.056 91.175 1.4 Năng lượng môi trường Việc sử dụng lượng hóa thạch gây nhiễm mơi trường Q trình cháy nhiên liệu hóa thạch tạo nên điôxit cácbon CO2 mêtan CH4 Cả hai chất khí gây hiệu ứng nhà kính, nguyên nhân thay đổi khí hậu làm nóng tồn cầu Theo thống kê số chất khí gây hiệu ứng nhà kính CO2 chiếm 54%, mêtan 12%, ơzon 7% Bức xạ từ mặt trời phần bị phản xạ bầu khí đa số bị bề mặt trái đất hấp thụ làm mặt đất bị nóng lên Một số xạ hồng ngoại qua lớp khơng khí số bị phân tử khí gây hiệu ứng nhà kính, chủ yếu CO2 xạ lại theo hướng Kết bề mặt trái đất lớp khơng khí tầm thấp bị đốt nóng nhiều Đây hiệu ứng nhà kính gây phát nóng tồn cầu Than nhiên liệu phát thải CO2 nhiều Trung bình 1kg than phát thải 1,83 kg CO2 Như trung bình nhà máy nhiệt điện than giới hàng năm tạo nên 3,7 tỷ điôxit cácbon (CO2), 10.000 sunfua điôxit (SO2) nguyên nhân gây mưa axit, 10200 NOx Xăng phát thải 2,22 kg CO2/l nhiên liệu Dầu điêzen phát thải 2,68 kg CO2/l nhiên liệu Khí hóa lỏng phát thải 1,66 kg CO2/l nhiên liệu 80% chất thải gây hiệu ứng nhà kính phát từ q trình sản xuất sử dụng lượng, 20% lại sản xuất nông nghiệp đốt rừng, cháy rừng gây Các nguồn lượng hoá thạch phát thải tro bụi chứa thủy ngân, uranium, thorium, asen kim loại nặng khác nguyên nhân gây ung thư bệnh hơ hấp Ngồi việc sử dụng lượng cịn gây nhiễm mơi trường nước thải, gây tiếng ồn Từ kỷ 19 đến nhiệt độ trung bình bề mặt trái đất tăng 0,5-10C, mức nước biển tăng 101-253 mm Công ước khung biến đổi khí hậu Liên Hiệp Quốc đề xuất ngày 09/9/1992 với mục tiêu thực giải pháp nhằm ổn định nồng độ chất khí gây hiệu ứng nhà kính khí quyển, ngăn ngừa hạn chế tác hại hiệu ứng nhà kính nhân loại hệ thống khí hậu tồn cầu Ở Việt Nam theo số liệu Tổng cục Khí tượng thủy văn vòng 50 năm qua nhiệt độ trung bình tăng 0,70C, mực nước biển tăng 20 cm, nhiều khu vực bị khơ hạn thiên tai lụt lội với cường độ ngày tăng Việt Nam nước chịu nguy nước biển dâng cao lớn Trong tương lai khơng có biện pháp sử dụng lượng tiết kiệm hiệu tình hình nhiễm mơi trường trầm trọng 1.5 Năng lượng số trình sản xuất 1.5.1 Sản xuất xi măng Xi măng sản phẩm địi hỏi tiêu phí nhiều lượng Trong nhà máy sản xuất xi măng, lượng thường chiếm khoảng 20-25% tổng giá thành sản xuất Lò nung nhiệt độ cao tiêu tốn từ 55-85% lượng đầu vào Có cơng nghệ sản xuất xi măng: Cơng nghệ ướt: Ngun liệu thơ hịa trộn với 30-40 % nước nung lò Công nghệ ướt tiêu tốn nhiều lượng công nghệ khác Công nghệ bán ướt: Nguyên liệu thô chuẩn bị theo cơng nghệ ướt sau sấy cấp vào lò dạng hạt nhỏ thành khối khô Công nghệ bán khô: Nguyên liệu nghiền theo quy trình khơ thêm khoảng 10-12 % nước Cơng nghệ khơ cơng nghệ lị nung đại nguyên liệu cấp dạng bột khơ Các lị nung xi măng có kích thước lớn chiều dài tới 230 m đường kính tới m Lị quay với tốc độ 170-180 vòng/giờ nhà máy đại Bột liệu cấp từ phía sau dịch chuyển từ từ theo chuyển động lị nung xuống phía gần với vùng cháy Than nhiên liệu dùng phổ biến Tại vùng sấy phía nhiệt độ nguyên liệu đạt tới 800 C Tiếp theo vùng can xi hóa nơi CO2 loại bỏ khỏi đá vôi chuyển thành CaO tự nhiệt độ xấp xỉ 1000 C Cuối q trình can xi hóa CaO tự vào vùng tự có nhiệt độ trì từ 1000-1200 C Theo thời gian nguyên liệu đạt tới vùng lửa 1425-1550 C Sau vùng cực nóng nhiệt độ giảm xuống, lạnh chúng vón cục tạo thành clinker Tiếp theo nguyên liệu rời khỏi lị nung vào buồng làm mát Khơng khí sau rời lị nung khử bụi lọc tĩnh điện đưa vào ống khói Clinker nghiền với khoảng % thạch cao tạo nên xi măng bột Lò nung xi măng lò xoay cho hình 1-3 Hình 1-3 Lị nung xi măng lị quay Q trình sản xuất xi măng sử dụng hai dạng lượng sơ cấp: nhiệt dùng nhiên liệu than khí đốt lượng truyền động điện Nhiệt chiếm khoảng 87% tổng lượng Hai cụm tiêu thụ lượng nhiều trình sản xuất xi măng trình sản xuất clinker trình nghiền Tiêu thụ lượng điển hình cho sản xuất xi măng cho bảng 1-6 Bảng 1-6 Tiêu thụ điện nhiệt cho công nghệ sản xuất xi măng Công nghệ Nhiệt (GJ/ tấn) Điện (kWh/tấn) Công nghệ ướt 5,02-5,03 70-125 Công nghệ bán ướt 3,15-3,86 70-125 Công nghệ khô 2,88-3,40 110-125 Công nghệ bán khô 3,10-3,50 110-125 Các giải pháp tiết kiệm lượng sản xuất xi măng: Giải pháp dài hạn trung hạn: chuyển từ công nghệ cũ sang công nghệ cơng nghệ có hiệu suất cao, tái sử dụng ngun liệu nhiệt thải Hệ thống lọc bụi tốt giảm tổn thất nguyên liệu Mỗi phần trăm nguyên liệu tổn thất tiêu thụ lượng thêm 42 MJ/tấn clinker Các ước lượng tiết kiệm lượng theo thay đổi công nghệ cho bảng 1.8 Hệ thống đồng phát sử dụng lượng nhiệt thải lò xi măng để sinh dùng phát điện Có thể phát điện với 50-100 kWh/tấn clinker Giải pháp ngắn hạn: tiết kiệm 10-15% lượng - Kiểm sốt khơng khí cháy (giảm 10% hệ số khơng khí thừa tiết kiệm 35-85 MJ/tấn clinker); - Tăng cường cách nhiệt lị nung; - Kiểm sốt thành phần cấu tạo nguyên liệu thô; - Bịt kín khơng cho khơng khí lọt vào; - Vận hành đảm bảo lò làm việc liên tục 10 Bảng 1-7 Tiết kiệm lượng theo thay đổi công nghệ Hoạt động Công nghệ Công nghệ Tiết kiệm cũ lượng (lần) Thay ướt khô với gia nhiệt sơ 1,8-5,0 Chuyển đổi ướt khô với gia nhiệt sơ 1,8-4,0 Chuyển đổi ướt khô 0.8-1,6 Thay ướt bán ướt gia nhiệt sơ tới 3,0 Chuyển đổi ướt bán ướt gia nhiệt sơ tới 2,5 Thay ướt ướt với thiết bị sấy tới 2,0 phun Chuyển đổi ướt ướt với thiết bị sấy 0,9-2,0 phun Thay khô khô với gia nhiệt sơ 0,2- 2,0 Chuyển đổi khô khô với gia nhiệt sơ 0,9-1,5 1.5.2 Sản xuất gạch, gốm sứ Gốm sứ phân loại theo nhiều cách khác nhau: Đồ sét nung sản xuất đất sét nhiệt độ 10500C Gạch, ngói chậu cảnh thuộc loại này; Đồ đất nung sản xuất cách nung nhiệt độ 1150 -12500C vùng thủy tinh hóa; Đồ sứ sản xuất cách nung vùng nhiệt độ 1250 0C chuyển thành dạng thủy tinh mờ Nguyên liệu thô dùng làm gốm sứ chủ yếu cao lanh, đất sét chất phụ gia Gốm thô gia công chuẩn bị nguyên liệu theo phương pháp sau: Phương pháp ướt phương pháp cổ điển, thích hợp cho nguyên liệu dẻo, nguyên liệu làm khô tự nhiên sấy nhiệt; Phương pháp khơ thích hợp cho ngun liệu sét có độ cứng cao, dẻo nhiều tạp chất Cần sấy nguyên liệu đến độ ẩm 6%; Phương pháp nửa khô kết hợp phương pháp khô ướt Ban đầu nguyên liệu nghiền khô sau trộn đến độ ẩm thích hợp nghiền ướt; Phương pháp nhiệt giống phương pháp thay cho phun nước phun nhiệt Phương pháp có ưu điểm sản phẩm dễ sấy khô Trong công nghệ gốm sứ sử dụng hai dạng lượng điện nhiệt Điện sử dụng cho truyền động cho máy nghiền, trộn, bơm quạt thắp sáng Nhiệt dùng cho sấy nung nhiệt chiếm phần lớn Cơng đoạn nung tiêu tốn nhiệt nhiều nên cần tập trung cải tiến giai đoạn Chi phí lượng thường chiếm từ 15-20% giá thành Hiện nước có 300 nhà máy gạch sử dụng cơng nghệ lị tuynen Ngồi cịn có hàng ngàn sở sản xuất gạch thủ cơng Sản lượng gạch tồn ngành năm 2005 đạt 16,7 tỷ viên Phấn đấu năm tới đảm bảo 20 tỷ viên Trong công nghệ sản xuất gạch lượng sử dụng hai công đoạn: Đùn ép, chế biến gạch mộc Các máy đùn ép thường chạy máy nổ 12-16 CV động điện không đồng công suất 15 kW làm việc với tải cực đại; 11 Nung đốt lị theo kiểu gián đoạn Đây cơng đoạn tiêu tốn lượng nhiều khí thải ảnh hưởng lớn đến môi trường Với công nghệ đốt truyền thống mẻ đốt kéo dài không sử dụng nhiệt thừa khói thải gạch nung giai đoạn nguội khiến cho tiêu hao lượng lớn Các biện pháp sử dụng lượng tiết kiệm hiệu công nghiệp gốm sứ cho bảng 1-8 sau đây: Bảng 1-8 Các biện pháp tiết kiệm lượng cho ngành gốm sứ Biện pháp Quá trình sấy Quá trình nung Tăng cường - Điều khiển - Khống chế nhiệt độ khói thải quản lý xí giám sát - Hạn chế rị rỉ khí nóng lọt khí lạnh nghiệp q trình cháy - Hiệu chỉnh lượng khơng khí đốt nhiên liệu - Giám sát trình nung, điều chỉnh tốc độ nạp phôi Cải tiến thiết - Cách nhiệt - Nên chuyển sang dạng lò nung liên tục bị tường lò - Nên lắp đặt thiết bị thu hồi nhiệt khói thải lị nung - Điều khiển tối ưu tốc độ xe goòng vào Cải tiến - Thay đổi hồn tồn sang cơng nghệ lị nung kiểu thay dây quay chuyền Bảng 1-9 Suất tiêu hao lượng loại lò gạch Việt Nam Loại lò Lò đứng miền Bắc Lò đứng miền Nam Lò tròn miền Nam Lò vòng Lò tuynen Nhiên liệu sử dụng than củi trấu than than, dầu, khí Suất tiêu hao lượng MJ/kg gạch thành phẩm 2-2,5 4,1-5,2 3,8-10,1 2,2-3,1 1,5-2,4 Lị tunen có nguồn gốc từ Đức du nhập vào Việt Nam từ năm 1976 Cơng suất lị từ đến 40 triệu viên/năm/lị Ưu điểm bật lò tuynen sản lượng lớn, nung liên tục, chủ động sấy, tiết kiệm lượng, mức độ giới hóa cao, giảm phát thải CO2 Việc sử dụng lượng lò tuynen theo công đoạn sau đây: Đùn ép, chế biến tạo hình, động cơng suất tương đối lớn 55 kW, số động toàn dây chuyền đùn ép từ 5-9 Việc tiết kiệm điện thường tập trung vào việc lựa chọn động có cơng suất thích hợp; Máy nghiền than, máy bơm hệ thống máy dập, tời kéo Các công đoạn thường sử dụng động 22 kW; Lò nung liên tục, nhiệt độ khói thải tương đối cao Lị có dạng đường hầm thẳng sử dụng nhiên liệu than cám, dầu DO, FO, khí đốt Lị có phận hồi lưu trộn khí Lị chia làm vùng: vùng đốt nóng, vùng nung vùng làm nguội Khơng khí dần làm nóng lên sau làm nguội sản phẩm chuyển sang vùng nung tham gia q 12 trình cháy chuyển sang vùng đốt nóng để sấy khơ gạch mộc Khói thải nhờ quạt hút Sự tuần hồn khí thải cho phép tạo chế độ nhiệt đồng lò Định mức tiêu hao lượng phát thải CO2/1000 viên gạch lò tunen cho bảng 1-10 Bảng 1-10 Định mức tiêu hao lượng phát thải CO2/1000 viên gạch lò tunen Loại lượng Khối lượng Phát thải CO2 (tấn) Điện (kWh) 54,62 0,020 Than (tấn) 0,10 0.200 Dầu DO (lít) 0,82 0,002 Dầu FO 1,23 0,004 Củi (m ) 0,003 0,004 1.5.3 Sản xuất giấy Tiêu thụ giấy bình quân theo đầu người Việt Nam tăng từ 3,2 kg năm 1995 lên kg năm 2002 dự kiến đạt 13 kg vào năm 2010 Chi phí đầu tư cho sản xuất triệu giấy khoảng triệu bột giấy ước tính 1,8 tỷ USD, đầu tư cho trồng rừng lên tới 3,2 tỷ USD Hoa Kỳ nước sản xuất giấy hàng đầu với 26 tỷ giấy tỷ bột giấy chiếm 35% sản lượng toàn cầu Nguyên liệu đầu vào chủ yếu ngành giấy gỗ, tre, nứa, bã mía, rơm… Trong nguyên liệu xenlulô tồn dạng hiđrôcácbon mạch dài liên kết với lớp hồ Bản chất hóa học cơng nghệ sản xuất bột giấy bẻ gẫy mạch cácbon loại bỏ lớp hồ khỏi sợi xenlulơ Q trình thực nồi nấu Các công đoạn sản xuất giấy: - Công đoạn chuẩn bị nguyên liệugồm bốc dỡ, bóc vỏ, chặt ngắn băm nhỏ - Công đoạn tạo bột giải phóng kết cấu sợi xenlulơ khỏi lớp hồ liên kết làm lơ lửng sợi nước Hỗn hợp bột có kết cấu sợi dài hồ Có loại cơng nghệ tạo bột: cơng nghệ học, hóa học bán hóa học cơng nghệ hóa học Kraft sử dụng phổ biến Trong công nghệ gỗ hấp sơ nước cho mềm khí sau cho vào dung dịch có tính kiềm mạnh nấu nồi áp lực gia nhiệt sơ đến 160-170 0C Chất hồ chưa tách hết khỏi cấu trúc gỗ tiếp tục tách sau công đoạn tẩy trắng Tiếp theo công đoạn sấy bột - Công đoạn chế tạo giấy thành phẩm pha trộn bột với chất phụ gia, định khung công đoạn định hình ép - Cơng đoạn sấy thành phẩm Các công đoạn sản xuất giấy lượng tiêu thụ cho bảng 1-11 Bảng 1-11 Các công đoạn sản xuất giấy lượng tiêu thụ Nhiệt tiêu thụ GJ/tấn Công đoạn Chuẩn bị nguyên liệu Tạo bột, giải phóng sợi xenlulơ Tẩy trắng Sấy bột Chế tạo giấy thành phẩm Định hình ép Sấy thành phẩm 4,4 4,3 4,5 0,7 10 13 Điện tiêu thụ kWh/tấn 30,3 406 159 155 274 238 21 Những biện pháp tiết kiệm lượng công nghệ giấy: Giải pháp thu hồi vốn nhanh với mức tiết kiệm khoảng 5% lượng tiêu thụ mà không cần đầu tư, đầu tư - Điều khiển xác thiết bị bốc nồi nấu; - Điều khiển xác tiêu thụ nước; - Tái sử dụng nước quản lý tốt sử dụng nước nóng; - Tăng công suất thiết bị bốc Giải pháp có thời gian thu hồi vốn ngắn hạn năm giảm tiêu thụ 510% liên quan đến tận dụng nhiệt có nhiệt độ cao để tận dụng lò hơi: - Thu hồi nhiệt từ nước ngưng thiết bị bốc hơi, nhiệt thải thiết bị tẩy trắng, nước xả đáy lị hơi, khói lị Giải pháp tiết kiệm lượng có thời gian thu hồi vốn trung bình từ 2-4 năm cho phép giảm tiêu thụ 10-15% kèm với việc thiết kế lại hệ thống trao đổi nhiệt: - Tận dụng nhiệt q trình cơng nghệ, nồi nấu, lị hơi; - Thiết kế lại phần trao đổi nhiệt thiết bị bốc hơi; Giải pháp tiết kiệm lượng có thời gian thu hồi vốn từ 4-6 năm cho phép tiết kiệm 25 % lượng: - Đầu tư hệ thống đồng phát nhiệt điện; - Tăng cường hiệu thiết bị bốc hơi; - Thu hồi nhiệt khí thải; - Tận dụng nhiệt nồi tinh chế 1.5.4 Sản xuất thép Ngành công nghiệp sắt thép tiêu tốn nhiều lượng, chiếm khoảng 20-45% tổng yêu cầu lượng công nghiệp Dựa vào nguyên liệu thô q trình chế biến chia nhà máy luyện thép gồm cơng đoạn chính: - Cốc hóa than; - Sản xuất gang; - Chuyển hóa gang thành thép; - Đúc khn hồn thiện Năng lượng ngành cơng nghiệp sắt thép: Có hai nguồn lượng: Nguồn lượng than đá, than cốc, dầu nhiên liệu, điện khí đốt tự nhiên; Nguồn lượng phụ khí đốt từ q trình cácbon hóa than đá, khí đốt lị cao, từ q trình khử sắt với than cốc khí đốt từ q trình khử cácbon sắt nung chảy Việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu mở rộng việc sử dụng lượng phụ giảm thiểu nhu cầu nguồn lượng Những yếu tố ảnh hưởng đến tiêu thụ lượng nhà máy thép liên hợp điển hình: Tập huấn vận hành trang thiết bị đòi hỏi sử dụng nhiều lượng; Tắt động thiết bị nhiệt không sử dụng; Việc đầu tư mức thấp bao gồm: Tăng cường sử dụng thép viên nhỏ lò cao Năng lượng tiết kiệm 1,15 GJ/tấn thép; Sử dụng than cốc có hàm lượng lưu huỳnh tro hơn; Tăng dung tích lị; 14 ... LIỆU THAM KHẢO 13 5 13 6 14 0 14 0 14 0 14 1 14 1 14 1 14 2 14 4 14 5 14 5 14 5 14 6 14 7 14 8 14 8 14 8 14 9 15 0 15 2 16 2 Chương NĂNG LƯỢNG TRONG SẢN XUẤT VÀ ĐỜI SỐNG 1. 1 Lịch sử phát triển công nghệ lượng Để tồn... 27.554 21. 7 51 59.690 2007 11 .622 10 8 207 30 .12 0 24.856 66. 913 2008 13 .10 0 12 8 18 4 32.689 27.964 74.065 2009 16 .239 11 5 13 2 31. 510 31. 510 82. 619 2 010 19 .378 10 3 81 35.056 35.056 91. 175 1. 4 Năng lượng. .. công nghệ lượng giới tóm tắt bảng 1- 1 theo mốc thời gian sau đây: Thời gian Tiền sử Cổ đại 16 87 17 38 17 56 17 63 18 31 1860 18 60 18 70 18 81 1890 Bảng 1- 1 Các mốc lịch sử việc sử dụng lượng Năng lượng