Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng điện tại Công ty TNHH Bá Hải

Cuộc khủng hoảng năng lượng đang trở nên hết sức cấp bách, không chỉ đe dọa đến tăng trưởng kinh tế thế giới, mà còn đe dọa trực tiếp hoà bình, an ninh quốc tế. Nguồn năng lượng hoá thạch, món quà cực kỳ quý báu của thiên nhiên ban tặng con người đang cạn kiệt. Các số liệu tìm kiếm, thăm dò và nhận định về trữ lượng dầu toàn cầu của Văn phòng Tổ chức kiểm soát năng lượng Anh (EWG) tại Đức cho biết, dưới lòng đất chỉ còn có khoảng 1.255 tỉ thùng, đủ để cho con người sử dụng trong 42 năm tới. Với tốc độ khai thác như hiện nay, trong vòng 30 năm nữa nguồn dầu lửa dưới lòng đất không còn nhiều và 50 60 năm nữa sẽ hoàn toàn cạn kiệt. Theo đó, thế giới sẽ chỉ sản xuất được 39 triệu thùng dầungày vào năm 2030 so với con số 81 triệu thùngngày như hiện nay. Trong khi đó, theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), nhu cầu dầu lửa thế giới sẽ tăng đến 116 triệu thùngngày vào năm 2030 so với 86 triệu thùngngày như hiện nay. Tức là vào thời điểm đó, thế giới chỉ được cung cấp chưa đến 13 nhu cầu dầu lửa. Than đá và khí đốt cũng ở tình trạng tương tự. Theo ước tính của các chuyên gia, trữ lượng than đá và khí đốt tự nhiên chỉ còn khoảng 909 tỉ tấn và sẽ cạn kiệt trong 155 năm nữa.

Trong khi đó, theo Cơ quan Năng lượng quốc tế (IEA), nhu cầu dầu lửa thế giới sẽ tăng đến 116 triệu thùng/ngày vào năm 2030 so với 86 triệu thùng/ngày như hiện nay Tức là vào thời điểm đó, thế giới chỉ được cung cấp chưa đến 1/3 nhu cầu dầu lửa Than đá và khí đốt cũng ở tình trạng tương tự Theo ước tính của các chuyên gia, trữ lượng than đá và khí đốt tự nhiên chỉ còn khoảng 909 tỉ tấn và sẽ cạn kiệt trong 155 năm nữa

Năng lượng chỉ có hạn, con người càng ngày càng sinh ra nhiều, nhu cầu năng lượng ngày càng lớn, nếu không sử dụng tiết kiệm và nghiên cứu các giải pháp năng lượng mới, thì khủng hoảng năng lượng sẽ xảy ra

Ngày 14 tháng 4 năm 2006, Thủ tướng chính phủ đã ký Quyết định số

79/2006/QĐ-TTg phê duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng

lượng tiết kiệm và hiệu quả nhằm từng bước đạt được mục tiêu tiết kiệm

5-8% tổng mức tiêu thụ năng lượng vào năm 2015, giảm một phần mức đầu tư phát triển hệ thống cung ứng năng lượng, mang lại lợi ích về kinh tế - xã hội; đồng thời góp phần bảo vệ môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững

Chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả bao gồm các hoạt động khuyến khích, thúc đẩy, tuyên truyền cộng đồng, các hoạt động nghiên cứu khoa học công nghệ và các biện pháp quản lý bắt buộc nhằm thực hiện đồng bộ các hoạt động về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong toàn xã hội Chương trình được thực hiện từ năm 2006 đến năm 2015, chia làm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn I (2006-2010): Triển khai tích cực toàn bộ nội dung của

Chương trình

- Giai đoạn II (2011-2015): Triển khai theo chiều sâu và diện rộng

các nội dung của Chương trình, trên cơ sở tổng kết, đánh giá rút kinh nghiệm kết quả đạt được từ giai đoạn I

Mục tiêu của chương trình là tiết kiệm từ 3% đến 5% tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn quốc trong giai đoạn 2006-2010 và từ 5% đến 8% tổng mức tiêu thụ năng lượng trong giai đoạn 2011-2015 so với dự báo hiện nay về phát triển năng lượng và phát triển kinh tế - xã hội theo phương án phát triển bình thường

Để góp phần nghiên cứu, tìm giải pháp tiết kiệm năng lượng, trong

khóa cao học này em chọn đề tài: “ Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng

lượng điện tại Công ty TNHH Bá Hải” Đó là lý do em chọn đề tài này

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu, khảo sát, đánh giá tình trạng sử dụng năng lượng điện của Công ty TNHH Bá Hải, từ đó đưa ra các giải pháp hợp lý hiệu quả nhất nhằm giảm chi phí năng lượng, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Khảo sát, đánh giá tình trạng sử dụng, tiêu thụ điện tại Công ty TNHH Bá Hải hiện nay Xác định các nguyên nhân tồn tại

- Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng liên quan đến khâu thiết kế, lắp đặt các hệ thống lạnh, gây ảnh hưởng đến tiêu thụ năng lượng, đánh giá hiệu quả đạt được

- Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng liên quan đến việc sử dụng và vận hành hệ thống, đánh giá hiệu quả của các giải pháp này, lập các qui trình vận hành, sử dụng nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, tiết kiệm năng lượng

- Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng liên quan đến việc bảo dưỡng các hệ thống thiết bị lạnh, đánh giá hiệu quả của giải pháp, tổng hợp các qui trình bảo dưỡng các thiết bị

- Kiến nghị và đề xuất các giải pháp ngắn hạn, trung hạn và dài hạn cho các nhà máy chế biến thủy sản trong việc sử dụng tiết kiệm năng lượng, giảm giá thành và tăng tính cạnh tranh của các sản phẩm thủy sản xuất khẩu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là các thiết bị tiêu thụ năng lượng điện, các

- Phạm vi nghiên cứu: Nhà máy Công ty TNHH Bá Hải

5 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập dữ liệu về dây chuyền thiết bị, sản xuất, năng lượng

- Khảo sát, thống kê, phân tích đánh giá

- Góp phần vào chương trình tiết kiệm năng lượng Quốc gia, giảm ô nhiễm môi trường

II Phần nội dung Chương 1 TỔNG QUAN, THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG

1.1 Tổng quan về nhà máy

Công ty TNHH Bá Hải được thành lập vào tháng 5 năm 2005 tại xã

An Hiệp, huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên

Năm 2007 Công ty đã đầu tư xây dựng nhà máy chế biến thủy hải sản tại lô A13 Khu Công nghiệp An Phú, TP Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên

Năm 2009 Công ty TNHH Bá Hải đầu tư thành lập công ty con lấy tên

là Công ty TNHH MTV thủy sản Phú Yên tại Lô A9-A11 Khu công nghiệp Hòa Hiệp

Tháng 1 năm 2012 sáp nhập Công ty TNHH MTV Thủy Sản Phú Yên vào Công ty TNHH Bá Hải và chuyển trụ sở chính về Khu công nghiệp Hòa Hiệp huyện Đông Hòa tỉnh Phú Yên

Thông tin chính thức Công ty TNHH Bá Hải hiện nay:

2 Địa chỉ

Lô A9-A11, Khu công nghiệp Hòa Hiệp, huyện Đông Hòa, tỉnh Phú Yên

4 Số ngày làm việc trong năm 330 ngày

5 Số giờ hoạt động (giờ/ngày) 10

loại

7 Sản phẩm chính Chế biến đông lạnh (Tôm, cá các loại, Ghẹ lột)

8 Năng suất sản xuất trung bình trong

1 ngày trong năm 2013 22 tấn /ngày

9 Điện năng tiêu thụ trung bình trong

1 ngày trong năm 2013 10 (kWh/ngày)

10 Tổng chi phí tiêu thụ điện năm 2013 Trên 4 tỷ đồng

Đây là nhà máy duy nhất tại Phú Yên chế biến các mặt hàng thuỷ sản đông lạnh với trang thiết bị hiện đại như: Thiết bị cấp đông nhanh IQF, hầm đông và tủ đông công suất 50 tấn/ngày, kho lạnh với sức chứa 1.200 tấn sản phẩm, dây chuyền chế biến cá ngừ xông hơi,

Hình 1.1: Tổng quan về Công ty

1.2 Qui trình chế biến thủy sản

1.2.1 Vai trò của nhà máy chế biến thủy sản

Hiện Việt Nam có khoảng 17 triệu ha nước ngọt và nước lợ, trong đó

có khoảng 3.260 km bờ biển, tạo thành một vùng đặc quyền kinh tế rộng khoảng 1 triệu km2 Những năm qua ngành thủy sản có bước phát triển nhanh,

ổn định, từng bước vươn lên thành ngành kinh tế mũi nhọn, đóng góp đáng kể cho nền kinh tế quốc dân

Đến nay tổng sản lượng thủy sản đạt xấp xỉ 6 triệu tấn, tổng số lao động đang làm việc trong ngành thủy sản khoảng trên 4,5 triệu người Thủy hải sản đã trở thành một trong những ngành hàng xuất khẩu chủ lực đưa Việt Nam trở thành một trong những nước đứng đầu thế giới về sản xuất và xuất khẩu thủy sản

1.2.2 Qui trình công nghệ chung và các hệ thống thiết bị sử dụng 1.2.2.1 Qui trình công nghệ chung

Công nghệ chế biến thủy hải sản hiện nay chủ yếu mang tính thủ công Quy trình xử lý sử dụng một số máy móc thiết bị ở một vài công đoạn như cấp đông trong tủ cấp đông, kho cấp đông (đối với sản phẩm đông lạnh), đóng hộp và tiệt trùng (sản phẩm đồ hộp), sấy, cán, xé (sản phẩm khô), bao gói hút chân không, …

Nguyên liệu thủy sản sau khi được tiếp nhận vào nhà máy, tùy vào yêu cầu của sản phẩm, của khách hàng mà các thao tác kỹ thuật của công đoạn xử lý là khác nhau Xử lý nhằm loại bỏ những phần có giá trị thấp, những phần không ăn được, tạo ra các dạng của sản phẩm, …

Đối với sản phẩm đông lạnh, thì bán thành phẩm sau xử lý được đưa

đi cấp đông ở nhiệt độ (- 40 ÷ - 45)oC và trữ đông ở (-18 ÷ - 25)oC

Đối với sản phẩm thủy sản khô, thì bán thành phẩm sau xử lý được đưa đi phơi khô hoặc sấy khô và bảo quản ở nhiệt độ thường hoặc lạnh

Đối với sản phẩm thủy sản đóng hộp, thì bán thành phẩm sau xử lý được đưa đi đóng hộp, tiệt trùng ở nhiệt độ (114 ÷ 121)oC tùy vào kích cỡ của hộp khác nhau và bảo quản ở nhiệt độ thường

Đối với sản phẩm thủy sản có giá trị gia tăng, thì bán thành phẩm sau

xử lý được đưa đi chế biến tùy vào đặc điểm của sản phẩm và bảo quản ở nhiệt độ -18oC

1.2.2.2 Các hệ thống thiết bị sử dụng

Hệ thống thiết bị thường sử dụng trong ngành chế biến thủy sản như sau: Hệ thống máy nén lạnh công nghiệp, hệ thống động cơ bơm, hệ thống thiết bị chiếu sáng, hệ thống điều hòa không khí,…

1.3 Thực trạng về sản xuất và tiêu thụ năng lượng

1.3.1 Thực trạng sản xuất

Nhà máy chủ yếu thu mua chế biến các loại sản phẩm đông lạnh như: Tôm thẻ, cá ngừ đại dương, ghẹ lột và các sản phẩm khác Sản phẩm được tiêu thụ trong nước và xuất khẩu

Nhập kho

Làm sạch

Đóng gói

Nhập kho

Các loại cá, mực, tôm,

Hàng tươi Hàng luộc

Nước

Hình 1.2: Sơ đồ qui trình công nghệ chế biến thủy sản chung

Theo từ nguồn kinh doanh Công ty TNHH Bá Hải ta thu thập được số liệu sản lượng sản phẩm theo từng tháng trong năm 2013, ta có bảng tổng hợp như sau:

Hình 1.3: Quy trình sản xuất chế biến cá ngừ

Hình 1.4: Bảo quản sản phẩm cá ngừ

Bảng 1.1: Bảng sản lượng sản phẩm theo từng tháng năm 2013

Nguồn: Từ Phòng Kế toán công ty TNHH Bá Hải, năm 2013

Từ bảng tổng hợp số liệu trên, để dễ quan sát ta xây dựng bằng đồ thị

Nhận xét: Qua việc xây dựng biểu đồ ta có nhận xét sau:

Qua biểu đồ (hình 1.5) ta thấy tổng sản lượng sản phẩm theo từng tháng trong năm 2013, ta thấy tình hình sản xuất của công ty có sự dao động lớn là do ảnh hưởng nguyên liệu đầu vào, do hợp đồng mua bán giữa các đối tác Sản lượng sản phẩm trung bình 615,247 tấn, trong đó có 5 tháng (tháng thứ 1,2, 5,7,8) có sản lượng sản phẩm đạt dưới mức trung bình, có 7 tháng ( tháng thứ 3,4,6,9,10,11,12) có sản lượng sản phẩm đạt trên mức trung bình

1.3.2 Thực trạng tiêu thụ năng lượng

Thực trạng tiêu thụ năng lượng cho các nhà máy chế biến thủy sản nói chung và công ty TNHH Bá Hải nói riêng, năng lượng chính cung cấp cho nhà máy hoạt động thường có 4 dạng năng lượng như: Năng lượng điện, dầu

DO, củi và nước

Do tính chất đặc thù của nhà máy chế biến thuỷ sản đông lạnh, năng lượng được sử dụng chủ yếu là điện Điện năng cung cấp cho hệ thống lạnh công nghiệp, máy bơm, dây chuyền sản xuất, thiết bị văn phòng, chiếu sáng, Bên cạnh đó nhà máy còn sử dụng dầu DO chạy máy phát điện dự phòng, củi đốt lò hơi, nước sạch phục vụ chế biến

1.3.2.1 Thực trạng hệ thống điện

Hệ thống điện của Công ty TNHH Bá Hải được mua trực tiếp từ Công

ty Điện lực huyện Đông Hòa thông qua đường dây 22kV/380V, nhà máy sử dụng trạm biến áp công suất 560kVA được cung cấp từ đường dây 22kV/380V dùng để cung cấp điện cho toàn bộ nhu cầu của nhà máy từ văn phòng, dây chuyền sản xuất, máy lạnh, hệ thống bơm nước, xử lý nước thải

và khu vực lò hơi, … lượng điện năng công ty sử dụng trong năm 2013 là 3.496.034 kWh (điện tiêu thụ trung bình mỗi tháng khoản 300.000 kWh) với

số tiền 4.043.284.799 đồng (tiền điện bình trung mỗi tháng khoản 330.000.000 đồng)

Ngoài ra nhà máy còn trang bị máy phát điện dự phòng 250 kVA (sử dụng nhiên liệu dầu DO) để cung cấp điện cho nhà máy khi mất điện lưới

Nhà máy chưa có cán bộ quản lý năng lượng cụ thể, chưa kiểm soát được năng lượng tiêu thụ của nhà máy

Nhà máy chưa có lắp đồng hồ theo dõi điện năng tiêu thụ cho từng khu vực, điều này sẽ làm cho nhà máy không thể biết được điện năng tiêu thụ của nhà máy mình có hợp lý chưa, lãng phí chỗ nào, để có giải pháp khắc phục

Hình 1.6: Sơ đồ cung cấp điện cho toàn nhà máy

Bảng 1.2: Bảng giá điện cho công ty 3 giá

giá

3 giá Cao

điểm

Bình thường

Thấp điểm

Trung bình

Nguồn: Từ Phòng Kế toán công ty TNHH Bá Hải, năm 2013

Tổng hợp điện tiêu thụ từng tháng năm 2013 từ nguồn công ty ta có bảng số liệu như sau:

Bảng 1.3: Bảng tổng hợp tiêu thụ điện năng năm 3013

tiêu thụ (kWh)

Tiền điện (VNĐ)

Ghi chú

Nguồn: Từ Phòng Kế toán công ty TNHH Bá Hải, năm 2013

Qua việc thu thập số liệu từ Công ty, xây dựng bằng biểu đồ đồ thị tiêu thụ điện theo từng tháng 2013 ta thấy:

- Điện năng tiêu thụ giữa các tháng năm 2013 không đều nhau, cao nhất là khoảng 335.762 kWh và thấp nhất là khoảng 244.932 kWh, trung bình 291.336 kWh sự chênh lệch này chủ yếu là do tình hình sản xuất của nhà máy, cách vận hành nhà máy,…

Hình 1.7: Biểu đổ tiêu thụ điện năng năm 2013

1.3.2.2 Suất tiêu hao điện năng

Suất tiêu hao điện năng của nhà máy được xây dựng dựa trên cơ sở:

Số điện năng tiêu thụ từng tháng (kWh) trên số lượng sản phẩm thành phẩm từng tháng (kg SP) Từ bảng số liệu điện năng tiêu thụ (bảng 1.3) và bảng số liệu sản phẩm (bảng 1.1) ta xây dựng bảng suất tiêu hao điện năng như sau:

Bảng 1.4 : Suất tiêu hao điện năng

STT Tháng Suất tiêu hao năng lượng

Hình 1.8: Suất tiêu hao điện năng năm 2013

1.3.2.3 Thực trạng thiết bị sử dụng tiêu thụ năng lượng điện

Qua quá trình khảo sát thực tế những thiết bị sử dụng tiêu thụ điện năng ta có bảng tổng hợp số liệu về toàn nhà máy sau (bảng 1.7), để cho dễ trong quá trình đánh giá, phân tích ta phân ra từng nhóm sau: Hệ thống chiếu sáng, hệ thống quạt, thiết bị văn phòng, hệ thống bơm, hệ thống máy điều hòa không khí, hệ thống máy nén lạnh và thiết bị khác

1.3.2.3.1 Hệ thống thiết bị chiếu sáng

Nhà máy chủ yếu sử dụng đèn huỳnh quang T10/40W dài 1,2m để chiếu sáng sản xuất, văn phòng làm việc, căn tin, sinh hoạt; các loại bóng đèn tròn, bóng cao áp vẫn sử dụng nhưng với số lượng không đáng kể, tổng công suất hệ thống chiếu sáng khoản 29,3kW (chiếm tỷ lệ 4% tổng số công suất lắt đặt trong toàn nhà máy)

Hình 1.9: Hệ thống chiếu sáng trong nhà xưởng

Hình 1.10: Hệ thống chiếu sáng khu vực hành lang

Do đó ta thấy khả năng tiết kiệm năng lượng điện trong hệ thống chiếu sáng là có thể làm được, giải pháp là thay của các loại bóng đèn cùng độ sáng nhưng khác nhau về công suất Chúng tôi nhận thấy rằng nên: Thay bóng đèn thay bóng đèn T10/40W bằng bóng đèn T8/36W

Bảng 1.5: Bảng tổng hợp thiết bị chiếu sáng

Công suất (W)

Tổng công suất (W)

Do đó chúng ta cần tìm các giải pháp để phân tích đánh giá quá trình sử dụng

và tiết kiệm năng lượng hệ thống này

Hình 1.11: Hệ thống thiết bị máy nén lạnh công nghiệp

Hình 1.12: Hệ thống thiết bị động cơ bơm

1.3.2.3.3 Thiết bị văn phòng

Thiết bị văn phòng bao gồm các thiết bị như: Máy vi tính, máy in, máy coppy, máy nước nóng, Tủ lạnh, … Tổng công suất lắp đặt là 24,5 kW (chiếm tỷ lệ 3% tổng công suất lắp đặt toàn nhà máy)

1.3.2.3.4 Hệ thống quạt

Thiết bị quạt chủ yếu sử dụng trong hệ thống dàn lạnh và giải nhiệt dàn nóng hệ thống máy lạnh Tổng công suất lắp đặt là 61,5 kW (chiếm tỷ lệ 8% tổng công suất lắp đặt toàn nhà máy)

1.3.2.3.5 Hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống điều hòa không khí sử dụng cho văn phòng làm việc, trong phân xưởng sản Tổng công suất lắp đặt là 74 kW (chiếm tỷ lệ 10% tổng công suất lắp đặt toàn nhà máy)

1.3.2.3.6 Hệ thống thiết bị khác

Hệ thống thiết bị khác sử dụng với mục đích phục vụ cho quá trình sản xuất, gia công sản phẩm, bao gồm các thiết bị như: Máy cưa cá, máy bào

cá, máy đai thùng, hàn liên tục, hàn bán tự động, máy mạ băng, máy rửa cá,

… nhằm Tổng công suất lắp đặt là 25,5 kW (chiếm tỷ lệ 4% tổng công suất lắp đặt toàn nhà máy)

Bảng 1.6: Tổng hợp công suất lắp đặt hệ thống thiết bị

Tổng công suất (kW)

Tỷ lệ Ghi chú

1.3.3 Thực trạng tiêu thụ nguyên liệu khác

1.3.3.1 Hệ thống lò hơi

Hầu hết các nhà máy chế biến thủy sản hiện nay sử dụng các lò đốt dầu do Trung Quốc hoặc nội địa sản xuất So với các loại nhiên liệu khác đốt dầu hiệu quả kinh tế thấp nhất Mặt khác các lò hơi này hoàn toàn không tận dụng nhiệt thải từ các hệ thống khác để gia nhiệt sơ bộ nước của các lò hơi, trong khi thực tế có thể tận dụng được rất nhiều nhiệt từ các hệ thống khác Chẳng hạn như nhiệt ngưng tụ của các máy lạnh, năng lượng mặt trời vv Vì vậy có thể thấy là lượng tiêu thụ dầu ở các nhà máy thủy sản vẫn còn lớn

Hiện nay lượng củi đốt lò chưa được nhà máy theo dõi kiểm soát khi nào thấy củi gần hết thì mua thêm

Củi chưa được bảo quản tốt ẩm ướt ảnh hưởng đến hiệu suất cháy nguyên liệu

Các đường ống hơi chưa được bảo ôn triệt để, một số vị trí gần như chưa bọc bảo ôn gây lãng phí năng lượng và ảnh hưởng đến môi trường làm việc

1.3.3.2 Dầu lạnh và môi chất lạnh

Dầu lạnh và môi chất lạnh: Lượng dầu lạnh và môi chất lạnh có thể coi là tiêu thụ không đáng kể trong các nhà máy chế biến thủy sản Môi chất lạnh chỉ nạp một lần, trong quá trình vận hành khả năng rò rỉ mất mát ít xảy

ra, nên chí phí hằng năm không lớn Riêng dầu lạnh định kỳ thay thế và xả bỏ nên chi phí đáng kể và cần thiết thay thế để đảm bảo chế độ bôi trơn cho máy

1.3.3.3 Tiêu thụ dầu DO

Dầu DO công ty sử dụng để chạy máy phát điện dự phòng khi hệ thống điện lưới bị mất, tùy thuộc vào tình hình cung cấp hệ thống điện lưới nên năng lượng này không theo dõi cụ thể được Nên chi phí này rất nhỏ và không ổn định so với tổng chi phí năng lượng nên ta không quan tâm đến việc phân tích tìm các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho chi phí năng lượng dầu

DO

1.4 Những hạn chế và nguyên nhân

1.4.1 Những hạn chế trong tiêu thụ năng lượng và nguyên nhân

- Sử dụng các công nghệ làm lạnh hiệu suất chưa cao

- Không thường xuyên kiểm tra, vệ sinh định kỳ thiết bị trao đổi nhiệt như bình ngưng, dàn ngưng, bình và dàn bay hơi,

- Tăng sự xâm nhập nhiệt từ bên ngoài và các thiết bị tỏa nhiều nhiệt bên trong kho lạnh, hệ thống lạnh: cách nhiệt, không đảm bảo độ kín cho kho lạnh, cho đường ống, không che nắng cho dàn giải nhiệt, dùng đèn chiếu sáng

và động cơ quạt dàn lạnh hiệu suất chưa cao trong kho lạnh

- Không hoặc ít tận dụng ánh sáng tự nhiên trong sản xuất và sinh hoạt

- Không sử dụng các bóng đèn có hiệu suất chiếu sáng cao như Compaq, huỳnh quang T8

- Bố trí bóng đèn, công tắc chưa hợp lý, đảm bảo nhu cầu chiếu sáng

và tiết kiệm năng lượng

- Chưa tận dụng sản xuất trong giờ thấp điểm để giảm chi phí tiền điện

và giảm tải cho hệ thống điện

- Chưa lắp đặt đồng hồ đo đếm cho các khu vực, chưa áp dụng định mức tiêu thụ năng lượng cho các bộ phận sản xuất, không tăng cường ý thức tiết kiệm năng lượng và chưa áp dụng chính sách thưởng phạt cho người lao động

1.4.2 Những hạn chế trong tiêu thụ các nguyên liệu khác và nguyên nhân

Qua nghiên cứu thực trạng sử dụng dầu cho các lò hơi, dầu cho bôi trơn máy nén lạnh, các loại nguyên liệu khác cho hệ thống, chúng tôi nhận thấy:

- Hầu hết các nhà máy chưa áp dụng các giải pháp tận thu nhiệt năng của các thiết bị trong hệ thống lạnh như của các máy nén lạnh, nhiệt khói thải vv để gia nhiệt nước lò hơi

- Đơn vị chưa sử dụng năng lượng mặt trời gia nhiệt nước nên tiêu thụ dầu rất nhiều, không hiệu quả

- Hầu hết các lò đốt dầu, ít khi sử dụng than hoặc các loại nhiên liệu khác

Bảng 1.7: Bảng khảo sát thống kê chi tiết thiết bị tiêu thụ điện tại nhà máy

Stt Tên hệ thống

Máy nén Quạt dàn lạnh Quạt dàn nóng Bơm

nước Tổng Tên máy

nén/thiết

bị

Công suất lượng Số Tổng CS

Công suất lượng Số Tổng CS

Công suất lượng Số Tổng CS

Công suất

Công suất

( hiệu ) ( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( kw )

1 Hầm cấp cũ

MYCOM 62B 75 1 75 7,5 1 7,5 2,61 1 2,61 4,35 88,92

2

CARRIER 30HP 26,1 1 26,1 0,87 2 1,74 0,87 1 0,87 0,87 29,58

3 Tủ gió 1

MITSU 40HP 34,8 1 34,8 1,305 2 2,61 1,305 1 1,305 1,74 40,455

4 Tủ gió 2

MITSU 60HP 26,1 2 52,2 1,305 2 2,61 1,305 2 2,61 3,48 60,9

5 Hầm cấp mới

MYCOM 62A 55 1 55 7,5 1 7,5 1,74 1 1,74 4,35 68,05

6

MYCOM F62WA 55 1 55 7,5 1 6,96 1,74 1 1,74 4,35 68,05

7 Kho lạnh số 1

HITACHI 15HP 13,05 2 26,1 0,435 2 0,87 0,87 2 1,74 0,87 29,58

8 Kho lạnh số 2

HITACHI 15HP 13,05 1 13,05 0,435 2 0,87 0,87 1 0,87 0,87 15,66

9 Kho lạnh số 3

HITACHI 15HP 13,05 2 26,1 0,435 2 0,87 0,87 2 1,74 1,74 30,45

10

Kho lạnh ủ

đông

HITACHI 15HP 13,05 1 13,05 0,435 2 0,87 0,87 1 0,87 0,87 15,66

11 Hầm đá cây

CARRIER 30HP 26,1 2 52,2 1,74 2 3,48 0,435 2 0,87 0,87 57,42

30HP

13 Máy điều hòa

CARRIER 30HP 26,1 1 26,1 0,435 4 1,74 1,305 1 1,305 1,74 30,885

14 Máy điều hòa

HITACHI 15HP 13,05 1 13,05 0,435 4 1,74 0,87 1 0,87 0,87 16,53

16 Máy điều hòa

bị

Công suất

Số lượng

Tổng

CS

Công suất

Số lượng

Tổng

CS

Công suất

Số lượng

Tổng

CS

Công suất

Công suất

( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( kw )

bị

Công suất

Số lượng

Tổng

CS

Công suất

Số lượng

Tổng

CS

Công suất

Số lượng

Tổng

CS

Công suất

Công suất

( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( cái ) ( kw ) ( kw ) ( kw )

41 Hệ điều hòa

Điều hòa

TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 1

Nội dung chương 1 cung cấp những thông tin khái quát về quá trình hình thành và phát triển, quá trình kinh doanh, hoạt động chung của công ty TNHH Bá Hải; nắm bắt được qui trình công nghệ sản xuất đông lạnh hàng thủy sản và các hệ thống thiết bị sử dụng trong nhà máy cũng như sơ đồ tổ chức hoạt động chung của công ty,…

Hơn nữa, trong chương này tác giả rất quan tâm phân tích đến thực trạng sử dụng năng lượng; thống kê chi tiết từng loại thiết bị tiêu thụ năng lượng và đánh giá chi tiết tỷ lệ tiêu thụ điện năng từng hệ thống thiết bị Từ

đó cho thấy thực trạng của việc sử dụng năng lượng, hiện trạng thiết bị máy móc và tình hình sử dụng thiết bị máy móc của công ty Để từ đó thấy được những nguyên nhân và hạn chế trong quá trình sử dụng năng lượng

Qua những phân tích ở chương 1, tác giả rút ra những vấn đề còn tồn tại trong quá trình sử dụng năng lượng của công ty Đây là cơ sở để chương 2 tiến hành những giải pháp nhằm sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng cho công ty

Trong chương này tác giả nghiên cứu đề xuất một số giải pháp tiết kiệm năng lượng điện cho các hệ thống nói trên nhưng chủ yếu liên quan đến quá trình lắp đặt, thiết kế và quá trình vận hành hệ thống thiết bị sử dụng điện năng,…

Dưới đây, chúng tôi đề xuất một số giải pháp sử dụng tiết kiệm năng lượng cho nhà máy:

2.1 Giải pháp tiết kiệm năng lượng liên quan lựa chọn hệ thống máy lạnh phù hợp, hiệu suất cao

2.1.1 Thực trạng

Hiện nay hầu hết các máy lạnh tại Việt Nam chủ yếu đều sử dụng máy nén pittông của các hãng MYCOM (Nhật), Copeland (Mỹ), Bitzer (Đức) Đặc điểm của máy nén pisttông là hiệu suất không cao lắm do khối lượng cồng kềnh

Hiện nay một số công trình lớn người ta đã bắt đầu quan tâm sử dụng máy nén trục vít và sử dụng các biện pháp nâng cao hiệu quả làm việc của các

hệ thống lạnh

Đối với hầu hết các nhà máy chúng ta có thể sử dụng bất cứ hệ thống máy và thiết bị máy lạnh tùy ý, nhưng dưới góc độ tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí đầu tư thì vẫn có những phương án tối ưu nhất Thông thường có

3 giải pháp lựa chọn thiết bị cơ bản sau:

- Hệ thống lạnh dùng máy nén Pittông: Hệ thống lạnh dùng máy nén Pittông trượt được sử dụng cho công suất nhỏ và trung bình Với một cấp nén,

tỷ số nén có thể đạt đến 9, 10, cao nhất là 12 tùy theo kiểu máy và độ hoàn thiện thiết kế Nếu yêu cầu tỷ số nén cao hơn thì phải sử dụng 2 hoặc nhiều cấp máy nén Phù hợp cho các kho lạnh có công suất nhỏ và trung bình

- Hệ thống lạnh dùng máy nén Trục vít: Hệ thống lạnh dùng máy nén trục vít được sử dụng cho công suất trung bình và lớn Được sử dụng cho các kho lạnh có công suất trung bình và lớn

- Hệ thống lạnh dùng máy nén Ly tâm: Hệ thống lạnh dùng máy nén

ly tâm được sử dụng cho các kho lạnh khi yêu cầu công suất lạnh lớn và rất lớn

2.1.2 Giải pháp

2.1.2.1 Chọn công suất máy nén lạnh phù hợp

2.1.2.1.1 Không nên chọn công suất dư thừa quá lớn

Thông thường khi thiết kế các nhà thầu lựa chọn máy nén lạnh có công suất lớn hơn công suất yêu cầu khá nhiều Thực tế cho thấy, khi chọn máy công suất dư thừa lớn, kèm theo mô tơ điện công suất lớn hơn thì chi phí trung bình tính cho một đơn vị công suất cao hơn Vì khi hoạt động non tải, máy luôn có hiệu suất năng lượng nhỏ hơn khi đầy tải

2.1.2.1.2 Chọn máy phù hợp

Mỗi loại máy nén lạnh phù hợp với một loại hệ thống thiết bị và chế

độ vận hành Rõ ràng nếu máy hoạt động lâu dài thì có thể chọn máy nén khác, máy hoạt động chạy theo mẽ cần chọn loại máy có đặc tính vận hành khác

2.2 Các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho động cơ

Trong hệ thống lạnh các động cơ sử dụng cho các thiết bị chính sau đây:

- Mô tơ cho máy nén lạnh: Thông thường là mô tơ có công suất lớn nhất trong hệ thống lạnh, đặc điểm vận hành là phụ tải thường thay đổi nhiều trong suốt thời gian vận hành

- Mô tơ bơm nước: bơm nước giải nhiệt, bơm nước lạnh

- Mô tơ quạt : Quạt dàn ngưng, quạt dàn lạnh,

- Ngoài ra còn có mô tơ của một số thiết bị khác như: bơm cấp dịch,

2.2.1 Tiết kiệm năng lượng cho động cơ

Dưới đây, xin đưa ra các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả cho các động cơ:

2.2.1.1 Thay động cơ tiêu chuẩn bằng động cơ hiệu suất cao

Động cơ hiệu suất cao được thiết kế chuyên dụng để tăng hiệu suất hoạt động so với động cơ tiêu chuẩn Các cải tiến thiết kế tập trung vào việc làm giảm tổn thất bên trong động cơ, bao gồm việc sử dụng thép silic có tổn thất sắt từ thấp hơn, lõi dài hơn (để tăng chất kích hoạt), dây dày hơn (để giảm

trở kháng), lá thép mỏng hơn, khoảng trống không khí giữa stato và rôto nhỏ hơn, sử dụng đồng thay cho các thanh nhôm trong rôto, các vòng đệm tốt hơn

và quạt nhỏ hơn, vv

Động cơ hiệu suất cao có dải công suất thiết kế và mức đầy tải rộng Hiệu suất cao hơn động cơ tiêu chuẩn từ 3% tới 7% như cho trong hình 2.1 Bảng 2.1 đưa ra các giải pháp cải tiến thường được sử dụng trong thiết kế động cơ hiệu suất cao

Hình 2.1: So sánh giữa động cơ hiệu suất cao và động cơ chuẩn

Do phải thực hiện các giải pháp cải thiện hoạt động của động cơ, chi phí của động cơ hiệu suất cao, cao hơn chi phí của động cơ tiêu chuẩn Phần chi phí cao hơn sẽ được hoàn vốn rất nhanh nhờ giảm chi phí vận hành, nhất

là với các ứng dụng mới hoặc thay thế các động cơ hết thời hạn sử dụng Nhưng thay thế các động cơ đang dùng mà chưa hết thời gian sử dụng bằng các động cơ hiệu suất cao không phải lúc nào cũng khả thi về mặt tài chính,

và vì vậy, chúng tôi đề xuất chỉ thay những động cơ này bằng động cơ hiệu suất cao khi những động cơ này hỏng

Bảng 2.1: Những khu vực nâng cao hiệu suất ở động cơ hiệu suất cao

1 sắt

- Sử dụng thép tấm mỏng hơn vì tổn thất lõi sắt thấp hơn sẽ giúp giảm tổn thất dòng xoáy

- Lõi dài hơn sẽ cần sử dụng nhiều thép hơn trong thiết kế, làm giảm tổn thất nhờ giảm mật độ từ thông sinh ra

2 Stato I2R

- Sử dụng bộ dẫn lớn hơn bằng đồng giúp tăng diện tích tiết diện của các cuộn dây trong stato Nhờ vậy làm giảm trở kháng ® của cuộn dây và giảm tổn thất do cường độ dòng điện (I)

3 Rôto I2R

Dùng những thanh dẫn rôto lớn hơn để tăng tiết diện, nhờ vậy giảm trở kháng dẫn ® và tổn thất do cường độ dòng (I)

4 Ma sát và quấn dây - Sử dụng thiết kế quạt tổn thất thấp giảm tổn thất do chuyển dịch không khí

5 Tổn thất rò tải - Sử dụng thiết kế tối ưu và quy trình kiểm soát

chất lượng chặt chẽ để giảm thiểu tổn thất rò tải

Nguồn: BEE Ấn Độ, 2004

2.2.1.2 Giảm mức non tải và tránh sử dụng động cơ quá lớn

Khi hoạt động non tải thì sẽ làm tăng tổn thất, giảm hiệu suất và hệ số công suất của động cơ

- Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ bao gồm:

- Lão hóa: động cơ mới hoạt động hiệu quả hơn

- Công suất: Với phần lớn các thiết bị, hiệu suất của động cơ tăng khi làm việc ở công suất định mức

- Tốc độ: Các động cơ tốc độ cao hơn thường hiệu quả hơn

Loại: Ví dụ như, động cơ lồng sóc thường hiệu quả hơn động cơ có vành trượt

- Nhiệt độ: Động cơ có quạt làm mát hiệu quả hơn so với động cơ có lớp bảo vệ chống ẩm (SPDP)

- Quấn lại động cơ có thể làm giảm hiệu suất

Tải động cơ, được mô tả dưới đây

Giữa hiệu suất và tải của động cơ có mối liên hệ rõ ràng với nhau Các nhà sản xuất thiết kế động cơ vận hành ở mức tải 50-100% và hiệu quả nhất ở mức tải 75% Nhưng khi tải giảm xuống dưới mức 50%, hiệu suất sẽ giảm rất nhanh Vận hành động cơ dưới 50% mức tải cũng có tác động tương tự, nhưng nhẹ hơn đối với hệ số công suất Hiệu suất của động cơ cao và hệ số công suất gần bằng 1 là mức vận hành hiệu quả mong muốn và giúp giảm chi phí của toàn bộ dây chuyền chứ không chỉ riêng với động cơ

Vận hành động cơ non tải có thể là nguyên nhân phổ biến nhất khiến động cơ hoạt động không hiệu quả, vì một số lý do sau:

- Nhà sản xuất thiết bị có xu hướng sử dụng hệ số an toàn (hệ số dự trữ công suất) lớn hơn khi chọn động cơ

- Thiết bị thường được sử dụng non tải Ví dụ như các nhà sản xuất máy công cụ đưa ra hiệu suất định mức của động cơ cho mức đầy tải Trên thực tế, người sử dụng rất ít khi cần mức công suất 100%, dẫn đến việc thiết

bị vận hành ở mức non tải trong phần lớn thời gian

- Những động cơ lớn hơn được lựa chọn để giúp duy trì đầu ra ở mức mong muốn kể cả khi điện áp đầu vào thấp một cách bất thường

- Những động cơ lớn được lựa chọn cho những ứng dụng cần mô men khởi động cao nhưng những động cơ nhỏ hơn được thiết kế cho mô men cao

có thể phù hợp hơn

Nên lựa chọn kỹ công suất của động cơ dựa trên đánh giá chi tiết về mức tải Nhưng khi thay một động cơ quá lớn bằng một động cơ khác nhỏ hơn, cũng cần phải tính đến hiệu suất tiềm năng đạt được Những động cơ lớn hơn vốn có hiệu suất thiết kế cao hơn động cơ nhỏ hơn Vì vậy, nhìn chung chúng tôi không đề xuất thay thế động cơ hoạt động ở mức 60 – 70% công suất hoặc cao hơn Mặt khác, không có nguyên tắc cứng nhắc trong việc lựa chọn động cơ và cần đánh giá tiềm năng tiết kiệm dựa trên từng trường hợp

Ví dụ như, nếu một động cơ nhỏ hơn là động cơ hiệu suất cao và động cơ đang dùng không phải là động cơ hiệu suất cao, thì có thể cải thiện hiệu suất

Nếu những động cơ luôn hoạt động ở mức tải dưới 40% công suất thiết kế, có thể áp dụng một phương pháp hiệu quả và không tốn kém là đấu

sao Việc thay đổi từ kiểu đấu tam giác tiêu chuẩn sang đấu sao chỉ gồm việc đấu lại dây tại hộp đầu dây

Vận hành ở dạng nối sao sẽ làm giảm điện áp theo hệ số 3 Ở dạng nối sao, động cơ sẽ giảm công suất, nhưng những đặc tính làm việc như hàm của tải sẽ không thay đổi Vì vậy, động cơ nối sao sẽ có hiệu suất và hệ số công suất cao hơn khi hoạt động ở mức đầy tải so với khi hoạt động ở mức không đầy tải theo nối tam giác

Tuy nhiên, vận hành động cơ nối sao chỉ có thể sử dụng cho các ứng dụng với yêu cầu tỷ số mô men/tốc độ thấp khi tải giảm Ngoài ra, nên tránh chuyển sang nối sao nếu động cơ được nối với thiết bị sản xuất có sản lượng phụ thuộc vào tốc độ của động cơ (vì tốc độ của động cơ giảm khi nối sao) Với những thiết bị cần mô men ban đầu cao và yêu cầu mô men khi hoạt động thấp, có thể sử dụng bộ khởi động Sao/ Tam giác để có thể đáp ứng được yêu cầu mô men ban đầu cao

2.2.1.3 Chọn công suất động cơ cho tải thay đổi

Các động cơ công nghiệp thường hoạt động ở những điều kiện tải thay đổi do các yêu cầu của quá trình Một kinh nghiệm thực tế trong tình huống này là lựa chọn động cơ dựa trên mức tải cao nhất Nhưng như vậy thì sử dụng động cơ sẽ tốn kém hơn vì nó chỉ hoạt động ở công suất tối đa trong những giai đoạn ngắn, và sẽ có nguy cơ động cơ bị non tải

Một lựa chọn khác là chọn công suất của động cơ dựa trên đồ thị tải của một thiết bị cụ thể Điều này có nghĩa là công suất động cơ được chọn thấp hơn một chút so với mức tải cao nhất và động cơ có thể bị quá tải trong một thời gian ngắn Có thể áp dụng cách này vì nhà sản xuất thiết kế động cơ với một hệ số quá tải (thường là cao hơn tải định mức là 15%) để đảm bảo

việc thỉnh thoảng động cơ hoạt động quá tải sẽ không gây ra những hỏng hóc đáng kể

Nguy cơ lớn nhất là việc động cơ bị quá nhiệt, điều này sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ và hiệu suất của động cơ, tăng chi phí vận hành Một tiêu chí lựa chọn công suất của động cơ là sự tăng nhiệt độ trung bình tính theo trọng số trong chu kỳ làm việc thực tế không được cao hơn mức tăng nhiệt độ khi vận hành ở chế độ đầy tải liên tục (100%) Quá nhiệt có thể xảy ra trong những trường hợp sau:

Thay đổi lớn về tải, như thường xuyên tắt/bật hoặc tải ban đầu cao Thường xuyên và/hoặc bị quá tải trong một thời gian dài

Khả năng làm mát động cơ bị hạn chế, ví dụ như ở độ cao lớn, trong môi trường nóng hoặc khi động cơ bị bao kín hoặc bám bẩn

Khi tải động cơ thay đổi nhiều trong một thời gian, có thể sử dụng phương pháp điều khiển tốc độ cùng với việc chọn công suất động cơ thích hợp

2.2.1.4 Nâng cao chất lượng điện

Hiệu suất của động cơ thường bị ảnh hưởng nhiều bởi chất lượng của điện đầu vào Chất lượng điện đầu vào do điện áp thực tế và tần số so với giá trị định mức quyết định Sự dao động về điện áp và tần số quá mức so với giá trị cho phép có tác động đáng kể đến hiệu suất của động cơ

Sự mất cân bằng điện áp có thể ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất của động cơ, xảy ra khi các pha của động cơ ba pha không cân bằng Điều này thường xảy ra do điện áp cấp cho các pha khác nhau Cũng có thể là do kích

thước dây ở hệ thống phân phối khác nhau Ví dụ về tác động của mất cân bằng điện áp đối với hiệu suất của động cơ cho trong bảng 2.2

Điện áp của mỗi pha trong hệ thống ba pha phải cân bằng, đối xứng

và chênh nhau 120° Cần duy trì cân bằng pha trong khoảng 1% để tránh làm hỏng động cơ và không được bảo hành bởi nhà sản xuất Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến cân bằng điện áp: Tải một pha chỉ lấy ở một pha, kích thước dây cáp khác nhau, hoặc sự cố mạch Sự mất cân bằng này sẽ làm tăng tổn thất hệ thống và giảm hiệu suất động cơ

Bảng 2.2: Tác động của mất cân bằng điện áp đối với