Kiểm toán năng lượng

Trang 1

KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG

Phục vụ cho mục tiêu sản xuất sạch hơn

Trang 2

(ENERGY AUDIT)

Trang 3

1 SỬ DỤNG CÁC NGUỒN NĂNG

LƯỢNG TRONG NHÀ MÁY

• Trạm biến áp và hệ thống truyền tải ñiện

• Nồi hơi và mạng lưới ống phân phối hơi

• Máy nén khí và ñường ống phân phối

• Trạm bơm, xử lý nước và mạng ống phân phối

• Hệ thống làm lạnh và phân phối nước lạnh, nước giải

nhiệt

• Hệ thống ñông lạnh và trữ ñông

• Hệ thống dầu tải nhiệt

Một số khái niệm

Cường ñộ năng lượng: là chỉ tiêu ño lường mức tiêu hao năng lượng

trong phát triển kinh tế của một nước hay ngành kg OE/GDP hay kg

1,0000,5651,0001,031,02

Nhiên liệu máy

TấnTấnTấnTấn1.000 Nm3

1.000 kWh

0,991,031,030,93

Trang 4

Chuyển hóa năng lượng

• Năng lượng sơ cấp: dầu thô, khí thiên nhiên, than, nước,

năng lượng mặt trời, sinh khối

• Năng lượng thứ cấp: xăng, dầu, ñiện, than củi

• Chế biến năng lượng: chuyển hóa năng lượng sơ cấp

thành năng lượng thứ cấp trước khi sử dụng cuối cùng

• Sử dụng năng lượng cuối cùng: người hoặc nhà máy sử

dụng sau cùng gọi là năng lượng cuối cùng

Chuyển hóa năng lượng – Càng nhiều công

ñoạn chuyển ñổi, hiệu suất càng giảm

ðỐT NHIÊN

LIỆU

NHIỆT ðUN NÓNG NƯỚC

VÀ HƠI NƯỚC

HƠI NƯỚC LÀM QUAY TURBIN

TURBIN LÀM QUAY MÁY PHÁT ðIỆN

Sử dụng năng lượng cuối cùng

• Sử dụng năng lượng cuối cùng là sử dụng nguồn năng

lượng vào các mục ñích sinh công, nhiệt, ánh sáng tại

các hộ sử dụng cuối cùng như công nghiệp, giao

thông, dịch vụ, sinh hoạt gia ñình

Trang 5

• Năng lượng hữu ích: ñộng năng ñiện hay nhiệt

• Năng lượng ñược bảo toàn hay Cân bằng năng lượng

• Năng lượng ñầu vào = Năng lượng hữu ích + Năng

lượng tổn thất

Hiệu suất E trong mỗi bước chuyển hóa

năng lượng trong một thiết bị hay quá trình

E = Năng lượng hữu ích/Năng lượng ñầu vào

• Lò ñun củi: 5 – 10%

• Lò than củi: 15 – 33%

• Lò khí LPG: 55 – 60%

• Lò ñiện: 60 – 75%

Cường ñộ năng lượng

• Cường ñộ năng lượng là một chỉ tiêu ño lường tiêu

hao năng lượng ñược sử dụng cho sản xuất của một

nhà máy hay trong quá trình phát triển kinh tế của

một ñất nước

TOE/USDHay USD/kg

Trang 6

Sử dụng năng lượng và tiết kiệm hiệu

quả

1 Lựa chọn cơ cấu kinh tế và cơ cấu công nghiệp cho

hiệu quả cao

2 Giảm tổn thất trong quá trình chuyển ñổi năng

lượng

3 Giảm tiêu phí năng lượng ngoài mục ñích sử dụng

4 Giảm tiêu thụ năng lượng nhờ sử dụng thiết bị/công

nghệ có hiệu suất sử dụng năng lượng

Sử dụng năng lượng và tiết kiệm hiệu

quả

5 Giảm tiêu thụ năng lượng nhờ hợp lý hóa quá trình

sản xuất do ñó nâng cao hiệu suất sử dụng năng

lượng

6 Thu hồi năng lượng thải ra môi trường ñể tái sử

dụng

7 Thay thế nguồn năng lượng khác có hiệu suất sử

dụng cao hơn hoặc sử dụng năng lượng tái tạo

Cường ñộ năng lượng cuối cùng của GDP:

Năm 1995 ñã có hiệu quả hơn năm 1991

Tuy nhiên mức này còn rất thấp thứ

138/170 nước (WB 1992)

Cường ñộ năng lượng cuối cùng 1991 1995 Chênh lệch

Kg OE/10.000 VNð của GDP 0,554 0,361 -0,193

VNð/kg OE 18.032 27.554 +9.522

Trang 7

Cường ñộ năng lượng cuối cùng cho

Vận tải, bưu ñiện 1,535 0,6

Nông Lâm Ngư Nghiệp 0,078 11,7

Các ngành khác 0,253 3,6

Cường ñộ năng lượng của các ngành

công nghiệp

Năm 1995, công nghiệp chiếm 22% GDP nhưng tiêu

thụ 42,8% năng lượng cuối cùng

Ngành công nghiệp tiêu thụ 3,475 triệu tấn OE bao

• Ngành tiêu thụ năng lượng lớn và chi phí năng lượng

trung gian cao là xi măng, sắt thép, giấy, dệt

• Ngành tiêu thụ năng lượng không lớn nhưng chi phí

năng lượng trung gian chiếm tỷ trọng cao là gốm sứ,

thủy tinh, phân bón, cao su, ñường

Trang 8

Hiệu quả sử dụng năng lượng của Việt

Nam còn khá thấp

• 0,41 kg OE/USD (1993); 0,411 kg OE/USD (1994);

0,397 kg OE/USD (1995) so với Thái Lan 0,31 kg

OE/USD (1993) trong khi trình ñộ công nghiệp hóa

lại thấp hơn thể hiện trong cơ cấu GDP

• Thái Lan: Công Nghiệp 39,2%; nông nghiệp 10%

• Việt Nam: Công Nghiệp 22%; Nông nghiệp 28%

• Cường ñộ năng lượng trong nông nghiệp của Việt

Nam rất thấp (0,078 kg OE/USD)

• Trong khi cường ñộ năng lượng trong công nghiệp rất

cao: 0,776 kg OE/USD; hơn Thái Lan 3,6 lần;

Malaysia 3,4 lần

• Tỷ trọng công nghiệp trong GDP tăng thì cường ñộ

năng lượng/GDP tăng theo

• 1996-2000: nông nghiệp: 20%; Công nghiệp: 35%;

dịch vụ: 45%, cường ñộ năng lượng là 0,438

kgOE/USD

• Nếu không có những tác ñộng mạnh mẽ ñể ñổi mới

công nghệ sử dụng hiệu quả năng lượng thì ñến 2020

cường ñộ năng lượng là 0,59 kg OE/USD

Trang 9

ðịnh mức tiêu hao nhiên liệu ñể sản

Tỷ lệ tiêu thụ năng lượng và tỷ trọng chi

phí năng lượng trong tổng chi phí trung

gian của một số ngành

Ngành % năng lượng cho

công nghiệp

% tổng chi phí trung gian

5.000.000 kWh ñiện trong một năm

Tổng năng lượng ñiện tiêu thụ trong một năm sẽ là:

5.000.000 kWh x 860 kcal/kWh = 4.300 x 106kcal

900.000 kg x 9.900 kcal/kg = 8.910 x 106 kcal

Tổng cộng: 13.210 x 106kcal

Trang 10

3 Tiềm năng tiết kiệm năng lượng

1 Nồi hơi

2 Thiết bị sử dụng nhiên liệu trực tiếp (nung, sấy…)

3 Hệ thống phân phối nhiệt năng

4 Hệ thống thông gió, sưởi ấm, làm lạnh

5 Hệ thống phân phối ñiện năng

6 Các trạm biến áp và lưới ñiện nội bộ

2 Tại sao phải kiểm toán năng lượng?

3 Các giải pháp mà bạn ñã thực hiện về tiết

kiệm năng lượng trong nhà máy của bạn?

• KTNL là quá trình ño ñạc và rà soát các mức tiêu thụ

năng lượng cho qui trình sản xuất nhằm ñánh giá các

cơ hội có thể tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí sản

xuất, tăng lợi nhuận và nâng cao tính cạnh tranh của

doanh nghiệp

Trang 11

Tại sao chúng ta cần sử dụng tiết kiệm

và kiểm toán năng lượng?

• Giá thành sản phẩm

• Chi phí nguyên liệu

• Chi phí năng lượng

• Chi phí nhân công

• Chi phí năng lượng trên một ñơn vị sản phẩm khá cao

so với các nước trong khu vực, do ñó làm giảm khả

năng cạnh tranh

MỤC ðÍCH CỦA KTNL

• Nhận dạng các cơ hội nhằm giảm tiêu thụ NL cho tàn

bộ nhà máy hoặc một công ñoạn nào ñó của quy trình

• Nhận dạng các công ñoạn hoặc các thiết bị cần thay

ñổi, cải tiến

• Kết quả của KTNL sẽ giúp các nhà máy xem xét lại

các vấn ñề sử dụng hiệu quả năng lượng

LỢI ÍCH – KINH TẾ

• Giảm chi phí sản xuất/vận hành trở thành một yếu tố

then chốt cho sự tồn tại của một ngành công nghiệp

• Tính cạnh tranh của doanh nghiệp

Trang 12

LỢI ÍCH – MÔI TRƯỜNG

• Giảm ô nhiễm môi trường thông qua phát thải từ quá

trình ñốt nhiên liệu hóa thạch

• Trong Nghị ñịnh thư Kyoto một số quốc gia hứa giảm

15 – 20% phát thải CO2

• Góp phần bảo vệ môi trường

Những nơi sử dụng năng lượng

Những biện pháp tiêu biểu sử dụng tiết

kiệm năng lượng trong nhà máy

• Tránh chạy không tải các thiết bị, máy móc

• Khắc phục các rò rỉ nước, hơi, khí nén, dầu

• Thay thế nguồn nhiệt năng ít tổn thất cho sản xuất

• Bọc cách nhiệt một cách hiệu quả

• Thu hồi nhiệt thải

• ðổi mới công nghệ, thiết bị sản xuất sử dụng hiệu quả

năng lượng

Trang 13

Bảng 1: Số liệu về sử dụng năng lượng

Thu thập

dữ liệu Loại Tiêu thụ

hằng năm

Nhiệt trị kcal/kg

ðơn giá Chi phí

năng lượng Dầu F.O,

Công suất thiết kế của nhà máy, tấn/năm

Công suất thực tế, tấn/năm

Mức tiêu thụ dầu F.O riêng, kg/tấn sản phẩm

Mức tiêu thụ dầu than riêng, kg/tấn sản phẩm

Mức tiêu thụ khí ñốt riêng, kWh/tấn sản phẩm

BẢNG 2 (tt)

Mức tiêu thụ ñiện riêng, kWh/tấn sản phẩm

Mức tiêu thụ nước ñá riêng, kg/tấn sản phẩm

Mức tiêu thụ nước riêng, kg/tấn sản phẩm

Tỉ lệ chi phí năng lượng trong sản xuất, %

Linh tinh

Trang 14

Thời gian vận hành,giờ/năm

ðiện tiêu thụ, kWh/năm

Thời gian vận hành,giờ/năm

ðiện tiêu thụ, kWh/năm

Trang 15

QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG TRONG

CÔNG TY

VÌ SAO QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG

KHÔNG HIỆU QUẢ?????

• Trong thời gian qua, nhiệm vụ quản lý năng lượng

ñược giao cho nhân viên bảo trì

• Nhân viên bảo trì ñược nhận nhiều nhiệm vụ và quản

lý năng lượng không phải là ưu tiên

• Thường không có báo cáo rõ ràng và ñược sự hỗ trợ

của người quản lý cấp trên

TRIỂN KHAI CHƯƠNG TRÌNH SỬ

DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ

• Thiết lập một kế hoạch năng lượng tổng thể với các

kiến thức về sử dụng năng lượng trong nhà máy;

• Hợp nhất các mục tiêu năng lượng với mục tiêu tổng

thể của công ty

• ðặt những mục tiêu thực tế và rõ ràng ñối với công

việc giảm chi phí trong một phạm vi thời gian xác

ñịnh ñã ñược chấp thuận

Trang 16

CỐT LÕI CỦA VẤN ðỀ HIỆU QUẢ

- ðo ñạc hiệu suất kỹ thuật

- Những lỗi thiết kế bị lặp lại, không ñược phát hiện

và khắc phục

CÁC NGUYÊN NHÂN SỬ DỤNG

NĂNG LƯỢNG KÉM HIỆU QUẢ

• ðầu tư thiết bị thiên về hướng mở rộng sản

xuất

• Dễ dàng ñầu tư cho thiết bị quá khổ trong khi

ñó khó khăn cho ñầu tư ñể tăng hiệu quả.

• Văn hóa TQM không ñược áp dụng vào các

thiết bị năng lượng

ðO ðẠC CẨN THẬN ðỂ QUẢN LÝ

HIỆU QUẢ

• Nếu không ño lường, công ty không thể quản lý hiệu

quả năng lượng

• Bạn sẽ nhận ñược những gì mà bạn ño lường

• Hãy xác ñịnh giá trị kinh tế về ñộ chính xác, tính ổn

ñịnh của các dụng cụ ño

• Thông tin cần phải gởi ñến những người cần ñến nó:

những hệ thống không có phản hồi là những hệ thống

Trang 17

CÁC ðỀ XUẤT VỀ QUẢN LÝ

• Thiết lập một chương trình hợp tác

quốc tế về quản lý năng lượng:

– Người ñào tạo

• Không nên xem những thiết bị là

những khoản phải chi ñể cắt giảm mà

hãy xem chúng như là trung tâm lợi

nhuận ñể tối ưu hóa bằng cách giảm

• Chuyển ñổi hệ thống ño lường dùng

hiệu suất sang ño lường dùng tiền tệ

Trang 18

• Thiết lập các mức ngưỡng thực hiện

thấp nhất: phần thưởng cao hơn

5

6

• Chúng ta phải ñổ mồ hôi nhưng lợi

nhuận ít, và tăng hiệu quả năng lượng

là tăng thêm lợi nhuận

• Công nghệ và thiết kế biến ñộng không

ngừng ðừng bao giờ ngừng việc học

hành

7

8

• Yêu cầu và khuyến khích những nhà

cung cấp thiết bị có hiệu suất cao:

thường trên những tiết kiệm ño ñạc

ñược, không phải tốn kém.

• Nếu bạn tiếp tục cái bạn ñã làm, bạn

sẽ tiếp tục nhận cái bạn ñã có (Do ñó

phải không ngừng cải tiến)

9

Trang 19

KHÁI NIỆM VỀ QUẢN LÝ NĂNG

LƯỢNG

• “Việc sử dụng hiệu quả và khôn ngoan năng lượng sẽ

tối ña hóa lợi nhuận (cực tiểu hóa chi phí) và tăng

cường vị thế cạnh tranh”

• ðịnh nghĩa này liên quan ñến 3 nguyên tắc:

• Mua năng lượng với giá thấp nhất

• Quản lý việc sử dụng năng lượng với hiệu suất cao

nhất

• Sử dụng công nghệ thích hợp nhất/chi phí thấp nhất

QUY TRÌNH QLNL TRONG MỘT

XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

Nhận thức về các cơ hội tiết kiệm tiềm

chú trọng ñến việc giảm chi phí

• Có khả năng làm việc với các dự án

cải tiến

N01

Cam kết của lãnh ñạo cao cấp

• Thiết lập các chế ñộ tiết kiệm năng

lượng trong cơ cấu quản lý

• Chỉ ñịnh người quản lý năng lượng

• Khởi ñầu quy trình hạch toán năng lượng

• Khởi ñầu chương trình ñào tạo

Trang 20

Kiểm toán năng lượng sơ bộ

• Chuẩn bị và tổ chức KTNL

• Phỏng vấn những người quan trọng

• Cung cấp bản câu hỏi

• Lắp ñặt hoặc kiểm tra thiết bị ño hiện có

• Thu thập dữ liệu

Kiểm toán năng lượng chi tiết

• Xác ñịnh các cơ hội KTNL không cần chi phí hoặc chi phí thấp

• Xác ñịnh các dự án ñòi hỏi nhiều vốn

4

Thiết lập các biện pháp bảo dưỡng và

Trang 21

MẪU ðÁNH GIÁ KHẢ THI VỀ KINH TẾ

Chi phí ñầu tư Chi phí vận

hành hằng năm

Tiết kiệm hằng năm

Nhiệt năng ðiện năng Nguyên liệu Giảm chất thải

MẪU ðÁNH GIÁ KHẢ THI VỀ KINH TẾ

• Tiết kiệm tổng cộng, ñồng/năm = (Tiền tiết kiệm

ñược trong năm – Chi phí vận hành trong năm)

• Thời gian hoàn vốn (năm) = (Vốn ñầu tư/Tiết kiệm

Trang 22

• Dầu ñốt phải không có cặn, bùn ñất và nướ

• Phải có bộ lọc hoạt ñộng hiệu quả

• Lượng nước cho phép < 0,3% k.l

• Tỷ trọng F.O: 0,89 – 0,95

• Tỷ trọng D.O: 0,85 – 0,87

Chất lượng dầu ñốt và nhiệt ñộ bơm

ðộ nhớt (cSt) Nhiệt ñộ bơm dầu

(0C)

Trang 23

Kiểm tra

Kiểm tra hàng ngày

• Nhiệt ñộ dầu tại béc ñốt

• Rò rỉ dầu, hơi nước

Kiểm tra hằng tuần

• Làm vệ sinh các bộ lọc

• Tháo nước từ bồn chứa

Công việc mỗi năm

• ðun nóng dầu ñến ñộ nhớt thích hợp ñể phun vào ñốt

Công suất bộ gia nhiệt phải phù hợp

Trang 24

Ý nghĩa

1 Carbon: khi cháy tạo ra nhiệt

2 Chất bay hơi: 20 – 35%

Giúp dễ cháy

Xác ñịnh chiều cao, thể tích giới hạn của lò

Ảnh hưởng lên nhu cầu và phân phối không khí

• Mức ñộ giúp hạt than mịn kết dính lại

• Giúp truyền nhiệt bức xạ

Trang 25

Chuẩn bị than trước khi ñốt

• Những cục than to bất thường gây nên:

1 Cháy kém và làm cho nhiệt ñộ không phù hợp

2 Làm tăng lượng không tỉ lệ than không cháy trong

tro

3 Tăng khí thừa trong khói

4 Hiệu suất nhiệt kém

Cứ 10% than mịn dưới 4 mm phải thêm vào 1,0 – 1,5%

nước vào ñống than và trộn ñều

2 Hơi nước

• Hơi nước là một trong những môi trường truyền nhiệt

phong phú, hiệu quả và rẻ tiền

• Sử dụng rộng rãi trong các quy trình công nghiệp

• Sinh ra trong nồi hơi ở áp suất yêu cầu của khâu sử

dụng cuối cùng

• Phân phối thông qua hệ thống ñường ống dẫn hơi

nước

HƠI BÃO HÒA

• Tham khảo nhanh:

• Nhiệt ñộ hơi bão hòa, Ts=100 x (P/0,965)1/4 ,P tính

theo atm

• Enthalpy của hơi bão hòa: hs= 2.500 + 1,7TskJ/kg

• Thuận lợi của việc sử dụng hơi bão hòa

• Truyền nhiệt ở nhiệt ñộ không ñổi

• Làm nóng ñồng nhất trên bề mặt trao ñổi nhiệt

Trang 26

ðÁNH GIÁ HOẠT ðỘNG CỦA LÒ HƠI

CÁC PHẢN ỨNG CHÁY TIÊU BIỂU

Thành

phần

thành(MJ/kg)

Tính theo lý thuyết 1 kg dầu F.O cần 14, 1 kg

không khí ñể ñốt cháy hoàn toàn

• Trong thực tế cần lượng không khí nhiều hơn, tuy

nhiên nếu quá nhiều sẽ làm tăng tổn thất nhiệt qua

Trang 27

Hàm lượng CO2 và O2

Nguyên nhân gây ra cháy không

hoàn toàn

• Thời gian

• Phối trộn giữa dầu/than và không khí

• Nhiệt ñộ phải cao hơn nhiệt ñộ bốc cháy của dầu than

Kiểm soát không khí và phân tích

• ðo thông số của khói thải:

• CO2% = 14,5 – 15%

• O2% = 1 – 1,5%

Trang 28

Thí dụ 1: Giảm tổn thất nhiên liệu

Thông số hiện tại Thông số ñã cải thiện

Nhiệt ñộ khói, 2000C Nhiệt ñộ khói, 2000C

% CO2:8% % CO2: 14 %

Tổn thất do khói lò 20% Tổn thất do khói lò 15%

Hiệu suất cháy 77% Hiệu suất cháy 86%

Nồi hơi tiêu thụ 1.000 lít dầu/ngày

• Tổn thất qua khói lò giảm 5%

• Lượng dầu tiết kiệm ñược

• Tỷ lệ dầu, than/không khí không phù hợp

• Béc ñốt quá lớn so với yêu cầu

• Cặn quá nhiều

• Phối trộn dầu/khí trong béc ñốt không tốt

• Áp suất phun dầu và không khí chưa dùng

• Gia nhiệt dầu chưa ñến nhiệt ñộ phun

• ðộ nhớt của dầu quá thấp cho loại béc ñốt ñang dùng

Trang 29

Quá trình cháy của than: Tắnh theo lý thuyết 1 kg

than cần 11,54 kg không khắ ựể ựốt cháy hoàn toàn

Ớ Biện pháp cải thiện:

1 điều chỉnh không khắ theo bề dày lớp than

2 Duy trì kắch thước viên than và bề dày hợp lý

3 Cạo xỉ than thường xuyên khi vừa tạo ra

4 điều chỉnh phù hợp lưu lượng và áp suất dòng

không khắ thứ cấp ựể ựủ tạo nên sự xáo trộn trong

buồng ựốt

Kiểm soát lưu lượng không khắ thừa liên quan

với thành phần khói thải (ựo CO2 hay O2)

0 2,8 5,0 7,7 10,1 12,2 14,4

3 Nồi hơi Ờ đánh giá hiệu quả hoạt ựộng

Ớ Nhiên liệu cháy cung cấp 100% nhiệt lượng

Ớ Nhiệt ra:

12,7% do khói lò

8,1% do hơi nước trong khói lò

1,7% do ựộ ẩm trong nhiên liệu

0,3% do ựộ ẩm trong không khắ

2,4% do cặn không cháy (than, tạp chất)

1,0% do bức xạ và tổn thất khác

Trang 30

Tổn thất nhiệt? Tránh ñược hay không

• Tổn thất do khói lò (không khí thừa và nhiệt ñộ)

• Tổn thất do nhiên liệu không cháy hết

• Tổn thất do nước xả ñáy

• Tổn thất do nước ngưng (thu hồi tối ña nếu có thể)

• Tổn thất do bức xạ, ñối lưu (bọc cách nhiệt)

ðo nhiệt ñộ bề mặt từ xa

Trang 31

Kiểm tra khói thải nồi hơi ñốt dầu

• O2 = 2 – 3%

• CO2 = 15,4 – 15,8%

• Lượng không khí thừa = 10 – 15%

• Hiệu suất = 89,0 – 89,2%

• Nhiệt ñộ càng thấp càng tốt, nhưng không quá thấp

tránh ñọng sương trong ống khói

• Nếu hơn 2300C phải tìm biện pháp thu hồi nhiệt

Tổn thất nhiệt (TTN) do khói thải khô

Tf: nhiệt ñộ khói; Tk: nhiệt ñộ không khí

• Nhiệt ñộ của nước cấp 850C – enthalpy = 85 kcal/kg

• Enthalpy của hơi 10 kgf/cm2= 671 kcal/kg

• Lượng than sử dụng = 225 kg/h

• Hiệu suất nồi hơi = = 65%1.000(671 85)

225 4.000x

−

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	6,87 MB