Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn

Sử dụng năng lượng hiệu quả đang là vấn đề cấp thiết trong toàn xã hội, có thể quyết định sự thành công hay thất bại của doanh nghiệp. Sự ra đời của luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã tác động nhiều đến nhiều tổ chức và cá nhân trong nước. Các diễn đàn sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả luôn thu hút được sự quan tâm đặc biệt của các đơn vị kinh doanh dịch vụ, các nhà máy sản xuất công nghiệp, các cơ quan công sở và cả các hộ gia đình. Các đơn vị sản xuất một phần đáng kể trong chi phí là tiêu thụ năng lượng, để tăng khả năng cạnh tranh, tăng năng xuất lao động thì việc đánh giá mức tiêu thụ và kiểm soát chi phí năng lượng là cần thiết. Trong các thiết bị sản xuất để tiết kiệm năng lượng, bên cạnh việc điều chỉnh chế độ vận hành tối ưu, việc đánh giá, lựa chọn từng thiết bị trong hệ thống một cách phù hợp, thống nhất, hợp lý với điều kiện vận hành sẽ đem lại hiệu quả rất lớn.

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập tại Trường Đại học Điện lực và thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp, em đã được tập thể các Thầy cô giáo của nhà trường tận tình giúp đỡ Với chuyên ngành đang theo học khoa Quản lý Năng lượng và liên hệ công việc hàng ngày là Thí nghiệm hiệu chỉnh tại các nhà máy phát điện, em thấy rằng có sự tồn tại sự lãng phí năng lượng ở một số khâu trong dây chuyền công nghệ Việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng cho hệ thống nhiệt, lò hơi, tua bin, bình ngưng trong nhà máy sẽ giúp nâng cao hiệu suất phát điện Được sự động viên giúp đỡ của các thầy cô giáo của Trường Đại học Điện lực, cùng một số kiến thức tích lũy trong quá trình học tập tại nhà trường, sau khi được sự đồng ý của Khoa sau Đại học em xin chọn đề tài là: “Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn”

Để hoàn thành được đề tài này em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của TS Bùi Mạnh Tú là giảng viên trực tiếp hướng dẫn, cùng các thầy cô giáo của Trường Đại học Điện lực đã giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn này

Xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày 05 tháng 05 năm 2014

Học viên cao học

Trần Quang Tuấn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới

sự hướng dẫn của TS Bùi Mạnh Tú Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, 05 tháng 05 năm 2014

Học viên cao học

Trần Quang Tuấn

PHẦN MỞ ĐẦU

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Sử dụng năng lượng hiệu quả đang là vấn đề cấp thiết trong toàn xã hội, có thể quyết định sự thành công hay thất bại của doanh nghiệp Sự ra đời của luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã tác động nhiều đến nhiều tổ chức và cá nhân trong nước Các diễn đàn sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả luôn thu hút được sự quan tâm đặc biệt của các đơn vị kinh doanh dịch vụ, các nhà máy sản xuất công nghiệp, các cơ quan công sở và cả các hộ gia đình

Các đơn vị sản xuất một phần đáng kể trong chi phí là tiêu thụ năng lượng,

để tăng khả năng cạnh tranh, tăng năng xuất lao động thì việc đánh giá mức tiêu thụ và kiểm soát chi phí năng lượng là cần thiết Trong các thiết bị sản xuất để tiết kiệm năng lượng, bên cạnh việc điều chỉnh chế độ vận hành tối ưu, việc đánh giá, lựa chọn từng thiết bị trong hệ thống một cách phù hợp, thống nhất, hợp lý với điều kiện vận hành sẽ đem lại hiệu quả rất lớn

Đề tài được lựa chọn với mục đích xây dựng một số các tính toán, lựa chọn

cơ sở các thiết bị tiêu thụ điện năng trong một hệ thống công nghiệp với mục đích tiết kiệm năng lượng khi vận hành giúp tìm ra các vị trí tổn thất năng lượng và đề

ra các cơ hội tiết kiệm năng lượng cho thiết bị và hệ thống

Với các nhà máy sản xuất điện, việc tồn tại sự lãng phí năng lượng ở một số khâu trong dây chuyền công nghệ, nên nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng cho

hệ thống nhiệt, lò hơi, tua bin, bình ngưng sẽ giúp nâng cao hiệu suất phát điện

Do vậy, đề tài em chọn là: “ Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn ”

MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng tại Công ty nhiệt điện Cao Ngạn, đề xuất thực hiện tại Công ty các mục tiêu chính sau:

- Xác định các máy móc, thiết bị, lò hơi, hệ thống nhiệt và các hệ thống gây tổn thất năng lượng tại Công ty từ đó xác định các nguyên nhân và định hướng các biện pháp khắc phục

- Đề xuất các giải pháp cho hệ thống, các phương án vận hành tối ưu nhằm nâng cao hiệu quả phát điện tại Công ty

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

* Đánh giá được hiện trạng tình hình sản xuất và tiêu thụ năng lượng hiện tại của

công ty

* Đánh giá mức độ hợp lý của việc sử dụng năng lượng:

- Xác định các khu vực và quá trình tiêu thụ nhiều năng lượng nhất

- Mức độ hiệu quả của các thiết bị, hệ thống tiêu thụ năng lượng

(máy lạnh, lò hơi, tua bin,máy phát, các thiết bị của hệ thống nhiệt )

- Khả năng tận dụng các dòng năng lượng thải ra từ các phân xưởng

* Đánh giá hiện trạng quản lý của công ty đối với việc sử dụng năng lượng

* Nhận dạng các khu vực có cơ hội bảo tồn năng lượng và tiềm năng tiết kiệm

chi phí trong hệ thống sử dụng năng lượng dựa trên thực trạng hoạt động tiêu thụ năng lượng của Công ty

* Xác định nguyên nhân gây ra lãng phí trong sử dụng năng lượng tại Công ty từ

đó đề xuất các giải pháp, các tiêu chí lựa chọn các thiết bị sử dụng điện năng tại nhà máy nhằm tiết kiệm năng lượng (bao gồm cả các giải pháp kỹ thuật và các giải pháp quản lý)

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Chế độ vận hành hiện tại, hệ thống các thiết bị hoạt động, tiêu hao năng lượng trong nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn Nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng

NL của công ty như các hệ thống phát điện, các hệ thống sử dụng năng lượng …

Đưa ra các đánh giá và các giải pháp nhằm tiết kiệm NL Các hệ thống kỹ thuật, và các hoạt động quản lý liên quan tới sử dụng hiệu quả năng lượng

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Các phương pháp nghiên cứu chính sử dụng trong việc thực hiện đề tài gồm:

- Nghiên cứu lý thuyết, tham khảo các dữ liệu thống kê sẵn có của Công ty

- Điều tra, đo đạc, khảo sát thực tế và phỏng vấn người vận hành để tìm ra các vấn đề tồn tại cũng như xác định các cơ hội tiết kiệm năng lượng

- Tiến hành các tính toán, thử nghiệm, đánh giá khả năng hoạt động, tiềm năng tiết kiệm năng lượng trên các thiết bị thực tế tại nhà máy

- Phân tích tổng hợp

GIẢ THUYẾT KHOA HỌC ( Dự kiến đóng góp mới )

Đa phần các công ty đều đưa ra chiến lược chung về sử dụng năng lượng: Các

giải pháp tiết kiệm năng lượng không chỉ về mặt kinh tế mà còn có ý nghĩa về mặt môi trường Để xây dựng chiến lược sử dụng năng lượng hiệu quả nhất, cần căn cứ vào các vấn đề liên quan đến các dạng năng lượng đó trên các mặt về tài chính cũng như môi trường Căn cứ vào giá các loại nhiên liệu và xu thế thay đổi giá nhiên liệu trong tương lai, các nhiên liệu sẵn có ở Việt Nam và tiềm năng khai thác, chi phí vận chuyển nhiên liệu, mức giới hạn cho phép về nồng độ ô nhiễm trong khói thải hiện tại và tương lai, các chiến lược giảm ô nhiễm môi trường của Việt Nam, xu hướng phát triển công nghệ đốt nhiên liệu dầu, than và xử lý chất thải để cân nhắc xem có thực hiện giải pháp thay thế loại nhiên liệu đang dùng

bằng một loại nhiên liệu khác có tính kinh tế và giảm phát thải ra môi trường hơn

Trên cơ sở các đánh giá, phân tích về các hoạt động sử dụng năng lượng và các giải pháp tiết kiệm năng lượng đã được đề suất Đưa ra kế hoạch hoạt động sử dụng năng lượng phù hợp với công ty Ưu tiên các giải pháp có hiệu quả cao, chi phí thấp, có thời gian hoàn vốn nhanh Lập kế hoạch hoạt động tiêu thụ năng lượng phải ít ảnh hưởng tới quá trình sản xuất của doanh nghiệp, kế hoạch sử dụng năng lượng phải căn cứ cả vào nguồn lực của công ty đảm bảo cho việc phân bố nguồn lực của công ty tối ưu nhất

Tên luận văn:

“ Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy nhiệt Điện Cao Ngạn ”

Kết cấu luận văn:

Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, luận văn bao gồm Bốn chương của đề tài được trình bày:

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

Chương 2 KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG VÀ TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

Chương 3 HIỆN TRẠNG TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

Chương 4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

MỤC LỤC

HÌNH ẢNH CÔNG TY 13

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN 14

1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 14

1.1.1 VAI TRÒ CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 14

1.1.2 TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN CỦA NHIỆT ĐIỆN 15

1.1.3 PHÂN LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 16

1.2 GIỚI THIỆU CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN 18

1.2.1 PHÂN XƯỞNG NHIÊN LIỆU – VẬN TẢI 19

1.2.2 PHÂN XƯỞNG VẬN HÀNH 21

1.2.3 PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA 23

1.2.4 PHÂN XƯỞNG HOÁ 23

1.3 ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ 24

CHƯƠNG 2 KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG VÀ TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN 29

2.1 TỔNG QUAN VỀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG 29

2.1.1 KHÁI NIỆM 29

2.1.2 VAI TRÒ CỦA KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG 30

2.2 PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁCH TIẾP CẬN 31

2.2.1 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG 31

2.2.2 PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN 33

2.2.3 ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG 37

2.2.4 THIẾT BỊ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG 37

2.3 CƠ HỘI TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN 38

2.3.1 TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM 40

2.3.2 KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI 40

2.3.3 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN 41

CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN 42

3.1 CÁC HỆ THỐNG TRONG DÂY TRUYỀN SẢN XUẤT 42

3.1.1 HỆ THỐNG ĐÁ VÔI 42

3.1.2 HỆ THỐNG CẤP THAN 50

3.1.3 HỆ THỐNG MÁY NGHIỀN THAN 52

3.1.4 HỆ THỐNG TIẾP NHẬN VÀ GIA NHIỆT DẦU NGOÀI LÒ 57

3.1.5 HỆ THỐNG TIỀN XỬ LÝ NƯỚC 58

3.1.6 LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN 61

3.1.7 TUABIN HƠI NƯỚC 68

3.1.8 MÁY PHÁT ĐIỆN 69

3.2 HỆ THỐNG ĐO ĐẾM, GIÁM SÁT VÀ XÂY DỰNG MỤC TIÊU 72

3.2.1 HỆ THỐNG ĐỒNG HỒ ĐO HIỆN CÓ 72

3.2.2 HỆ THỐNG ĐỒNG HỒ ĐO ĐẾM KHÁC 72

3.2.3 CÔNG TÁC QUẢN LÝ VÀ XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC TIÊU THỤ 72

3.3 CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG VÀ HỆ THỐNG NHU CẦU 73

3.3.1 CUNG CẤP VÀ TIÊU THỤ ĐIỆN 73

3.3.2 CUNG CẤP VÀ TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU 78

3.3.3 CUNG CẤP VÀ TIÊU THỤ KHÍ NÉN 80

3.3.4 CUNG CẤP VÀ TIÊU THỤ NƯỚC 82

3.4 PHẠM VI VÀ HẠN CHẾ TÀI CHÍNH – KỸ THUẬT 82

3.4.1 NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC TIÊU CHUẨN 82

3.4.2 ĐÁNH GIÁ TÀI CHÍNH CÁC BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 83 3.4.3 CHIẾN LƯỢC SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG 84

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN 86

4.1 ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ KHÔNG KHÍ THỪA 86

4.1.1 ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ KHÔNG KHÍ THỪA LÒ HƠI SỐ 1 86

4.1.2 ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ KHÔNG KHÍ THỪA LÒ HƠI SỐ 1 88

4.2 LẮP ĐẶT BIẾN TẦN CHO CÁC ĐỘNG CƠ 89

4.2.1 LẮP ĐẶT BIẾN TẦN CHO CÁC ĐỘNG CƠ DẪN ĐỘNG HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN THAN 89

4.2.2 LẮP ĐẶT BIẾN TẦN CHO CÁC ĐỘNG CƠ QUẠT GIÓ, QUẠT KHÓI CÁC LÒ HƠI 90

4.3 CẢI TẠO HỆ THỐNG NGHIỀN THAN 92

4.4 THAY THẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CÓ HIỆU NĂNG THẤP 94

4.5 ĐỀ XUẤT ĐO ĐẾM, GIÁM SÁT VÀ XÂY DỰNG MỤC TIÊU PHẤN ĐẤU 96 4.5.1 LẮP ĐẶT CÁC ĐỒNG HỒ ĐO PHỤ 96

4.5.2 QUẢN LÝ VÀ XÂY DỰNG ĐỊNH MỨC TIÊU THỤ 96

4.5.3 ĐỀ XUẤT LẮP ĐẶT ĐO ĐẾM 98

4.5.4 ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 99

4.5.5 DOANH THU TỪ CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM 101

4.5.6 ĐỀ XUẤT THIẾT LẬP HỆ THỐNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG 101

KẾT LUẬN 105

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 106

BẢNG DANH MỤC NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT

TT Chữa viết tắt Nghĩa của cụm từ viết tắt

1 KSVN Khoáng sản Việt Nam

2 HTQLNL Hệ thống quản lý năng lượng

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Tóm tắt các tiềm năng tiết kiệm Error! Bookmark not defined Bảng 2.2: Các giải pháp tiết kiệm và chi phí tiết kiệm năng lượng Error! Bookmark not defined

Bảng 2.3: Danh sách các thiết bị đo 40

Bảng 3.1-1: Các thông số cơ bản của hệ thống đá vôi 44

Bảng 3.1-2: Lượng tiêu thụ đá vôi của tổ máy 44

Bảng 3.2: Bảng thông số kỹ thuật các thanh nghiền 47

Bảng 3.3: Các thông số đo đạc của dây chuyền vận chuyển than 52

Bảng 3.4: Bảng thông số kỹ thuật của máy nghiền than 53

Bảng 3.5: Động cơ máy nghiền than 54

Bảng 3.6: Đặc tính kỹ thuật của các thiết bị hệ thống tiền xử lý nước 60

Bảng 3.7: Chất lượng nước sau xử lý 60

Bảng 3.8: Đặc tính thông số kỹ thuật của Lò hơi tầng sôi tuần hoàn 62

Bảng 3.9: Đặc tính thông số kỹ thuật của các thiết bị phụ trợ Lò hơi 65

Bảng 3.10: Thông số vận hành của các thiết bị phụ Lò hơi số 1 66

Bảng 3.11: Thông số vận hành của các thiết bị phụ Lò hơi số 2 67

Bảng 3.12: Thông số các cửa trích của tuabin 69

Bảng 3.13: Các đặc tính thông số kỹ thuật của máy phát điện 71

Bảng 3.14: Thông số tính toán lắp đồng hồ đo, giám sát & xây dựng mục tiêu 72

Bảng 3.15 Định mức các chỉ tiêu Kinh tế - Kỹ thuật 73

Bảng 3.16: Xuất tuyến và điện áp hệ thống phân phối 75

Bảng 3.17: Biểu đồ tiêu thụ điện tự dùng theo tháng 77

Bảng 3.18: Thông số đo đạc các máy biến áp tự dùng 77

Bảng 3.19: Tiêu thụ nhiên liệu và chi phí hàng năm 78

Bảng 3.20: Chỉ tiêu phân tích than sử dụng 79

Bảng 3.21 Chỉ tiêu phân tích dầu FO sử dụng 79

Bảng 3.22: Các thông số đo và tính toán của trạm khí nén 81

Bảng 3.23: Các ràng buộc chủ yếu cho năng lượng và các tiêu chuẩn 83 Bảng 4.1: Tiềm năng tiết kiệm từ việc tăng hệ số không khí thừa lò hơi số 1 87 Bảng 4.2: Tiềm năng tiết kiệm thừ việc tăng hệ số không khí thừa lò hơi số 2 89 Bảng 4.3: Tiết kiệm năng lượng từ lắp đặt các bộ biến tần cho các động cơ dãn động hệ thống vận chuyển than 90 Bảng 4.4:Tiềm năng tiết kiệm từ việc lắp đặt các bộ biến tần cao áp cho các quạt gió, quạt khói các lò hơi 92 Bảng 4.5 Tiềm năng tiết kiệm từ việc cải tạo hệ thống nghiền than 93 Bảng 4.6-1: Số lượng đèn chiếu sáng trong dây chuyền sản xuất và khối văn phòng toàn Công ty 94 Bảng 4.6-2: Tính toán tiềm năng tiết kiệm khi thay thế đèn chiếu sáng có hiệu năng thấp bằng đèn có hiệu năng cao hơn 95 Bảng 4.7: Tính toán tiết kiệm năng lượng từ việc lắp đặt thiết bị đo đếm và giám sát, xây dựng mục tiêu 99

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Cơ cấu nhân sự của công ty 19

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện đốt than 25

Hình 1.3: Nhiên liệu đốt 25

Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ tại nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn 26

Hình 1.5: Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn 27

Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi tuần hoàn 28

Hình 1.7: Mặt cắt bố trí thiết bị của nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn 28

Hình 2.1: Một sơ đồ Sankey 36

Hình 2.2: Sơ đồ Sankey cho thấy mô hìnhphân chia năng lượng trong một lò nung xi măng 36

Hình 2.3: Phương pháp đánh giá sử dụng năng lượng 41

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống vận chuyển đá vôi 42

Hình 3.2: Cấu tạo máy nghiền đá vôi 45

Bảng 3 2: Bảng thông số kỹ thuật máy nghiền rung 3 ống 46

Hình 3.3: Cấu tạo của máy rung cấp đá vôi 47

Hình 3.4: Cấu tạo của ống nghiền 48

Hình 3.5: Sơ đồ cấp than theo phương án 1 50

Hình 3.6: Sơ đồ cấp than theo phương án 2 51

Hình 3.7: Sơ đồ cấp than theo phương án 3 51

Hình 3.8: Sơ đồ cấp than theo phương án 4 52

Hình 3.5: Cấu tạo máy nghiền than 54

Hình 3.6: Cấu tạo trục máy nghiền và các búa của máy nghiền 55

Hình 3.7: Cấu tạo các vách nghiền: 56

Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống tiếp nhận dầu 58

Hình 3.9: Lò hơi tầng sôi tuần hoàn 63

Hình 3.10: Tuabin hơi nước 68

Hình 3.11: Cấu tạo máy phát 70

Hình 3.12: Sơ đồ cung cấp điện 76

Hình 3.18: Biểu đồ tiêu thụ than theo tháng năm 2013 80

Hình 4.1: Công tác giám sát và xây dựng mục tiêu 97

Hình 4.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động giám sát và xây dựng mục tiêu 98

Hình 4.3: Hệ thống quản lý năng lượng 102

HÌNH ẢNH CÔNG TY

Hình ảnh cổng chính Công ty

Hình ảnh Công ty đang hoạt động

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

1.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

1.1.1 VAI TRÒ CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Năng lượng mà chủ yếu là điện năng đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu được trong sự phát triển kinh tế của mỗi quốc gia trên thế giới Dựa vào khả năng sản xuất và lượng tiêu thụ điện năng mà ta có thể đánh giá được

sự phát triển ngành công nghiệp nước đó Điện năng được sản xuất ở nhiều nơi trên thế giới bằng nhiều cách khác nhau như nhà máy thủy điện (NTĐ), nhà máy điện thủy triều, nhà máy điện địa nhiệt, nhà máy điện nguyên tử (NNT), nhà máy phong điện, nhà máy điện dùng năng lượng mặt trời,.v.v Hiện nay phổ biến nhất là nhà máy nhiệt điện, ở đó nhiệt năng thoát ra khi đốt các nhiên liệu hữu cơ (than, dầu, khí v.v ) được biến đổi thành điện năng

Trên thế giới điện năng được sản xuất từ nhà máy nhiệt điện chiếm khoảng 70% điện năng thế giới, riêng ở nước ta lượng điện năng do các nhà máy nhiệt điện sản xuất ra chiếm một tỷ lệ chủ yếu trong tổng số điện năng trên toàn quốc Nhưng đối với mỗi quốc gia trên thế giới thì việc sản xuất ra điện năng còn tùy thuộc vào nguồn năng lượng sẵn có, điều kiện kinh tế và cũng như sự phát triển khoa học kỹ thuật

Trước sự phát triển như vũ bão của nền kinh tế thế giới, cũng như sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật Đây là một vấn đề lớn mà mỗi quốc gia trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng cần có biện pháp giải quyết làm sao cho chúng ta không bị tụt hậu so với các nước khác Nhờ sự phát triển một cách vượt bậc của khoa học kỹ thuật, từ đó ta có thể áp dụng vào mà nâng cao các thông số làm việc và độ tin cậy làm việc của các thiết bị, từ đó nâng cao hiệu suất của nhà máy điện

‘‘Theo các quy hoạch năng lượng đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cho thấy, đầu tư toàn ngành Điện giai đoạn 2011 - 2020, bình quân

khoảng gần 5 tỷ USD/năm, giai đoạn 2021 - 2030 khoảng 7,5 tỷ USD mỗi năm, tổng 2 giai đoạn là 125 tỷ USD (nguồn điện chiếm khoảng 65% lượng vốn đầu tư) Còn theo Quy hoạch ngành Than, đến 2015 chúng ta còn thiếu 4 triệu tấn, 2020 thiếu 42 triệu tấn, 2025 thiếu 57 triệu tấn, 2030 thiếu 110 triệu tấn, với tổng nguồn vốn đầu tư chỉ khoảng trên dưới một tỷ USD/năm Đây

là tình huống thách thức lớn, đe doạ an ninh năng lượng quốc gia

Sản xuất năng lượng sơ cấp có những bước phát triển khá, năm 2010 sản xuất than đạt 44 triệu tấn, đảm bảo nhu cầu trong nước và xuất khẩu, khai thác dầu thô đạt 15 triệu tấn, khí đốt trên 9 tỷ m3, sản lượng điện đạt 100 tỷ kWh, trong đó tỷ trọng thuỷ điện 27,5%, nhiệt điện khí 44,7%, nhiệt điện than 17,5%, nhiệt điện chạy dầu 4,6%, còn lại là nhập khẩu và nguồn khác

Nửa thế kỷ qua, với sự nỗ lực không ngừng, đến năm 2011, chúng ta mới có tổng công suất điện khoảng 24.000 MW, trong đó khoảng 6.000 MW thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN) và Tập đoàn CN Than - Khoáng sản Việt Nam (Vinacomin).Riêng về nhiệt điện đốt than, đến 2011 chúng ta

có trên chục nhà máy lớn nhỏ với tổng công suất khoảng 5.800 MW, chủ yếu tập trung ở phía Bắc.Về công nghệ, ngoại trừ ba nhà máy cũ đã vận hành khoảng nửa thế kỷ là Ninh Bình, Uông Bí 1, Phả Lại 1 với tổng công suất khoảng 600 MW, sử dụng công nghệ đốt than bột, thông số hơi trung áp, suất tiêu hao than cao, phát thải khí nhà kính lớn.Các nhà máy đi vào vận hành sau năm 2000, chủ yếu sử dụng công nghệ đốt than bột, công suất tổ máy cỡ 300

MW, thông số hơi cao áp, hiệu suất khá 35-37%, như Phả Lại 2, Uông Bí 2, Hải Phòng, Quảng Ninh, Cẩm Phả, hai nhà máy sử dụng công nghệ lò tầng sôi tuần hoàn là Na Dương và Cao Ngạn

1.1.2 TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN CỦA NHIỆT ĐIỆN

Theo Quy hoạch điện VII (QHĐVII), yêu cầu đến 2020 sản xuất điện theo kịch bản cơ sở đạt 330 tỷ kWh, cần có 75.000MW, nghĩa là trong vòng 9 năm phải xây dựng thêm 51.000 MW Trong đó, nhiệt điện than sẽ là 32.000

MW, sản xuất 156 tỷ kWh, chiếm gần 50% tổng sản lượng điện, tiêu thụ 78

triệu tấn than; đến 2030 yêu cầu tổng sản xuất điện đạt 695-834 tỷ kWh Trong đó, nhiệt điện than theo kịch bản cơ sở sẽ là 77.000 MW, sản xuất khoảng 392 tỷ kWh (chiếm khoảng 56% sản xuất điện, tiêu thụ trên 170 triệu tấn than) Điện hạt nhân đến 2021 khoảng 2.000MW; đến 2030 khoảng 10.000 MW chiếm 10% tổng sản xuất điện

Dự kiến phát triển nguồn điện và yêu cầu than cho nhiệt điện như sau (theo QHĐVII)

1.1.3 PHÂN LOẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Nhà máy nhiệt điện đốt bằng nhiên liệu hữu cơ có thể chia ra thành các loại sau

a) Phân loại theo loại nhiên liệu sử dụng:

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu rắn (than)

Ở Việt Nam các nhà máy nhiệt điện đốt than là chủ yếu: nhà máy nhiệt điện Uông Bí,Mạo khê, Ninh Bình,Phả Lại,Mông dương,Hải Phòng

-Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng.(chủ yếu nhiên liệu lỏng ở đây

là dầu)

Các nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu lỏng ở nước ta còn ít, đang trong giai đoạn tìm hiểu và phát triển.Ngày 19/8/2013, Dự án Nhiệt điện Dầu khí Vũng Áng 1 đã phối hợp với Tổng thầu Lilama tiến hành vận hành thử

nghiệm thành công đốt dầu cho lò hơi tổ máy số 1 lần đầu tiên của Nhà máy Nhiệt điện dầu khí Vũng Áng 1, tỉnh Hà Tĩnh

- Nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khí

Nhà máy đốt nhiên liệu khí như:Nhà máy điện Cà Mau nằm trong cụm khí-điện –đạm Cà mau

- Nhà máy nhiệt điện đốt hai hoặc ba loại nhiên liệu trên (hỗn hợp)

b) Phân loại theo tuabin hoặc máy phát:

- Nhà máy nhiệt điện tuabin hơi

- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí

- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí-hơi

c) Phân loại theo dạng năng lượng cấp đi

- Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi : chỉ cung cấp điện

Ở nước ta chủ yếu là nhà máy nhiệt điện ngưng hơi thuần túy dùng để cung cấp điện

- Trung tâm nhiệt điện: cung cấp điện và nhiệt

Các trung tâm nhiệt điện ở nước ta chủ yếu cung cấp nhiệt cho sản xuất chủ yếu là ở các nhà máy phân đạm, nhà máy giấy

d) Phân loại theo kết cấu công nghệ:

- Nhà máy nhiệt điện kiểu khói.(các nhà máy nhiệt điện đốt than,đốt dầu, khí)

- Nhà máy nhiệt điện kiểu không khói

e) Phân loại theo tính chất mang tải:

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải gốc ,có số giờ sử dụng công suất đạt hơn 5.103 giờ

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải giữa,có số giờ sử dụng công suất đạt khoảng (3 4).103 giờ

- Nhà máy nhiệt điện phụ tải đỉnh,có số giờ sử dụng công suất đạt khoảng 1500 giờ

1.2 GIỚI THIỆU CÔNG TY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

Tên đăng ký doanh nghiệp: Công ty Nhiệt Điện Cao Ngạn - TKV

Địa chỉ: Ngõ 719 Đường Dương Tự Minh, Phường Quán Triều, Thành phố Thái Nguyên

Công ty Nhiệt Điện Cao Ngạn được thành lập theo Quyết định số 171/2003/QĐ – BCN ngày 24/10/2003 của Bộ Trưởng Bộ Công Nghiệp về việc thành lập Công ty Nhiệt Điện Cao Ngạn, doanh nghiệp nhà nước hạch toán phụ thuộc Tổng Công ty Than Việt Nam (nay là Tập đoàn Công nghiệp Than – Khoáng sản Việt Nam) Sau khi Tập đoàn Công nghiệp Than – KSVN được thành lập, Công ty được đổi tên thành Công ty Nhiệt Điện Cao Ngạn – TKV theo Quyết định số 2466/QĐ – HĐQT ngày 08 tháng 11 năm 2006 của Hội đồng quản trị Tập đoàn Công nghiệp Than – KSVN Nhiệm vụ chính của Công ty là thay mặt Tập đoàn Công nghiệp Than – KSVN đầu tư xây dựng Nhà máy Nhiệt Điện Cao Ngạn và sản xuất kinh doanh điện

Công ty Nhiệt Điện Cao Ngạn – TKV thuộc Tập đoàn Than & KSVN được xây dựng trên nền Nhà mày Nhiệt Điện Thái Nguyên cũ tại phường Quán Triều – Thành phố Thái Nguyên cách trung tâm thủ đô Hà Nội khoảng

80 km

Công ty Nhiệt Điện Cao Ngạn có tổng số 350 người, được chia thành

02 khối: Khối sản xuất (gồm có 04 Phân xưởng) và Khối hành chính (gồm có

09 Phòng Ban) được trình bày trong hình 1.1

Hình 1.1: Cơ cấu nhân sự của công ty

PHÒNG

KỸ THUẬT

PHÒNG AN TOÀN -MT

PHÒNG VẬT TƯ

PHÒNG KẾ

HOẠCH

- ĐẦU TƯ

PHÒNG BẢO VỆ - QUÂN SỰ

PHÒNG HÀNH CHÍNH

- TỔNG HỢP

TỔ TRƯỞNG CA

PHÒNG VẬT LIỆU KHÔNG NUNG

PX.NHIÊN LIỆU

- VẬN TẢI

VH băng tải than

Tuần kiểm băng tải

Lấy mẫu và phân tích

VH xử lý nước sơ

bộ

VH hệ thống khử khoáng

Xử lý nước lò

VH xử lý nước thải, trạm clo

Vệ sinh công nghiệp

Trực chính điện

Trực phụ điện

Sửa chữa chính C&I

Sửa chữa phụ C&I

Sửa chữa chính TB điện Sửa chữa phụ TB điện

Sửa chữa chính TB cơ nhiệt

Sửa chữa phụ TB cơ nhiệt

Hàn và gia công cơ khí chính

Hàn và gia công cơ khí phụ

1.2.1 PHÂN XƯỞNG NHIÊN LIỆU – VẬN TẢI

Về cơ cấu tổ chức Xưởng gồm: các kíp vận hành, tổ Tiếp nhận than,

VH băng tải, VH máy đánh đống, VH máy gạt, máy xúc lật, tổ sửa chữa; tổ

xe trở tro xỉ Nhiệm vụ cụ thể như sau:

1- Quản lý, vận hành hệ thống cung cấp nhiên liệu và thải tro xỉ Đảm bảo quá trình vận hành an toàn, hiệu quả, liên tục

2- Phối hợp với các phân xưởng, phòng ban và các đơn vị liên quan để hoàn thành kế hoạch sản xuất của công ty, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của quá trình công nghệ

3- Thực hiện tốt công tác thống kê, lưu trữ các thông số vận hành, thời gian vận hành các thiết bị thuộc phạm vi quản lý của phân xưởng theo quy định

4- Căn cứ kế hoạch của công ty, lập kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa thường xuyên , sửa chữa lớn, trang thiết bị dụng cụ phục vụ sản xuất

5- Đào tạo kèm cặp, nâng chức danh cho cán bộ công nhân viên theo phân cấp

6- Đảm bảo sản xuất an toàn cho người và thiết bị Không ngừng cải tiến kỹ thuật, phát huy sáng kiến trong sản xuất và quản lý, đảm bảo năng suất, chất lượng, hiêu quả

7- Đảm bảo an ninh, trật tự cho phân xưởng

8- Thực hiện các công việc khác do công ty giao

Quản lý toàn bộ máy móc, thiết bị, vật tư, dụng cụ, trang bị và công trình kiến trúc gồm:

1- Kho than, phòng điều khiển và các thiết bị trong hệ thống băng tải thanđến bunke than ( trừ các hạng mục trong hệ thống lấy mẫu than)

2- Kho đá, phòng điều khiển hệ thống đá, các thiết bị trong hệ thống đá đến bunke đá vôi của lò

3- Kho dầu, phòng điều khiển hệ thống dầu đốt và hệ thống dầu đốt ngoài lò

4- Gara ô tô trở tro xỉ, gara máy gạt máy xúc

5- Các thiết bị phục vụ sản xuất như ô tô, máy gạt, máy xúc…

6- Bãi thải xỉ và các thiết bị trong hệ thống bơm nước thải xỉ, rửa xe ô

Về cơ cấu tổ chức sản xuất gồm: Toàn bộ lực lượng của các kíp vận

hành Lò; Máy, Tổ Hiệu chỉnh lò và VSCN Nhiệm vụ cụ thể như sau:

1- Quản lý toàn bộ thiết bị chính của Nhà máy Bao gồm: Lò hơi, Tua bine và các thiết bị phụ kèm theo Lập kế hoạch vận hành, thí nghiệm và hiệu chỉnh các thiết bị trong phạm vi đơn vị quản lý

2- Nắm vững các đặc tính kỹ thuật, thông số định mức và sơ đồ hệ thống chi tiết từng thiết bị trong phân xưởng để tổ chức thực hiện công tác vận hành, khai thác thiết bị một cách an toàn, hiệu quả nhất,

3- Thực hiện nghiêm chỉnh các quy trình, quy phạm của Công ty của EVN và của Nhà nước đối với các thiết bị vận hành Quản lý hồ sơ lý lịch các thiết bị, các thông số ghi chép trong vận hành để phân tích đánh giá tình hình vận hành khai thác thiết bị và phát hiện các hư hỏng khiếm khuyết của thiết

bị

4- Trực tiếp vận hành và sử lý tốt các sự cố đảm bảo nhanh chóng chính xác, hạn chế mức độ ảnh hưởng và thiệt hại thấp nhất về thiết bị cũng như con người

- Đề xuất kịp thời và Phối hợp với các đơn vị khẩn trương sửa chữa và giải quyết các tồn tại của thiết bị trong phạm vi đơn vị phụ trách

5- Phối hợp với các đơn vị liên quan, để thực hiện công tác thí nghiệm, hiệu chỉnh, nghiệm thu thiết bị sau các lần sửa chữa đại tu, cải tạo và phục hồi

6- Thực hiện các công việc khác mà công ty giao

b) Xưởng Điện - Tự động hóa

Về cơ cấu tổ chức gồm: Toàn bộ lực lượng Vận hành Điện, Kiểm nhiệt; Sửa chữa và Thí nghiệm điện (cả bộ phận thông tin)

Nhiệm vụ cụ thể như sau:

1- Quản lý toàn bộ thiết bị về Điện, Kiểm nhiệt Lập kế hoạch vận hành, sửa chữa, thí nghiệm và hiệu chỉnh các thiết bị trong phạm vi đơn vị quản lý Có nhiệm vụ tổ chức thực hiện việc sửa chữa sự cố và sửa chữa thường xuyên, thực hiện các thí nghiệm hiệu chỉnh thiết bị điện và thiết bị đo lường và tự động nhiệt Thực hiện công việc đại tu các thiết bị điện và kiểm nhiệt trong các Phân xưởng của Công ty

2- Phối hợp với Công ty thông tin viễn thông, làm tốt công tác quản lý, bảo dưỡng và khai thác có hiệu quả các thiết bị thông tin liên lạc trong công

ty

3- Định kỳ hàng năm trước mùa mưa bão Phân xưởng có nhiệm vụ kiểm tra đánh giá chất lượng toàn bộ hệ thống chống sét, nối đất toàn bộ khu vực Nhà máy và có kế hoạch và phương án sửa chữa bảo đảm an toàn theo quy định

4- Phối hợp với phân xưởng vận hành tổ chức tốt nhiệm vụ hiệu chỉnh

lò máy sau đại tu phục hồi Tổ chức quản lý tốt các thiết bị mẫu và thí nghiệm, định kỳ kiểm tra và đặt hàng để kiểm định theo qui định

5- Tổ chức việc trực sửa chữa thiết bị phục vụ công tác vận hành (trực vận hành) đảm bảo an toàn liên tục của công ty

6- Thực hiện các công việc khác mà công ty giao

1.2.3 PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA

Về cơ cấu tổ chức Xưởng gồm: Toàn bộ lực lượng Sửa chữa Lò; Máy; phân xưởng Cơ khí và Phân xưởng KTCB Nhiệm vụ cụ thể như sau:

1- Tổ chức thực hiện việc sửa chữa thiết bị gồm:

- Sửa chữa sự cố đột xuất, sửa chữa thưởng xuyên các tồn tại của thiết

bị phải theo đề nghị của PX vận hành nhằm đáp ứng yêu cầu sản xuất điện của Công ty theo phương thức

- Tổ chức Đại tu, Trung tu, theo kế hoạch đã được duyệt đối với toàn

bộ thiết bị cơ nhiệt bao gồm cả thiết bị chính và phụ như: Thiết bị Lò hơi, Tua bin, Máy công cụ, Phương tiện vận tải, Nhà xưởng

- Quản lý vận hành và sửa chữa các phương tiện xe vận tải, xe cẩu 2- Giải quyết kịp thời, đầy đủ và đảm bảo chất lượng các nhu cầu đặt hàng gia công chế tạo phục vụ cho công tác vận hành, sửa chữa của các phân xưởng trong Công ty (kể cả trong kế hoạch hay đột xuất khi Công ty duyệt và giao nhiệm vụ)

3- Thực hiện các công việc về xây dựng, công tác vệ sinh môi trường theo kế hoạch hàng tháng và giải quyết công việc đột xuất khi Lãnh đạo Công

7- Thực hiện các công việc khác mà công ty giao

1.2.4 PHÂN XƯỞNG HOÁ

Nhiệm vụ cụ thể như sau:

1- Quản lý vận hành và sửa chữa hệ thống thiết bị xử lý nước, nén khí, thiết bị xử lý nước cấp, nước lò, hệ thống thiết bị lọc sấy dầu Phân tích bảo đảm chính xác các thông số kỹ thuật: Than, dầu, hơi, nước, mỡ, các loại nhiên liệu cung cấp cho việc đánh giá hiệu quả kinh tế của thiết bị

2- Quản lý hệ thống xử lý nước, các giải pháp xử lý hóa học, cung cấp đầy đủ nước nhằm đảm bảo chất lượng cho yêu cầu sản xuất và sinh hoạt của nhà máy

3- Quản lý hệ thống nước thải của nhà máy, nước thải sau khi sử lý xong phải đạt tất cả các tiêu chuẩn về môi trường và tái sử dụng trong nhà máy

4- Tổ chức quản lý các thiết bị mẫu và thiết bị thí nghiệm, định kỳ kiểm tra và đặt hàng để kiểm định theo quy định Quản lý vận hành và bảo quản các thiết bị trong dây truyền sản xuất thuộc đơn vị quản lý

5- Đề xuất, kiến nghị và thực hiện đúng các qui định của nhà máy về quy phạm quản lý kỹ thuật Sửa đổi các tiêu chuẩn kỹ thuật về chất lượng nước, hơi, dầu, mỡ, nhiên liệu cho phù hợp với yêu cầu sản xuất của nhà máy

6- Liên hệ trực tiếp với các phân xưởng, trưởng ca, các phòng ban để bàn bạc giải quyết mọi việc liên quan về kỹ thuật, hành chính và nghiệp vụ, thực hiện chế độ quản lý ở phân xưởng theo chế độ quản lý hiện hành

1.3 ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ

Nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn là Nhà máy nhiệt Điện đốt than theo công nghệ mới: “công nghệ tầng sôi tuần hoàn – CFB” với công suất hơi 220 Tấn/giờ do hãng ALSTOM của Đức thiết kế chế tạo và Nhà thầu chính công

ty TNHH Cáp Nhĩ Tân Trung Quốc lắp đặt, gồm 2 tổ máy công suất định mức là 115 MW, công suất max là 128 MW Sau 4 năm xây dựng từ tháng 11 năm 2002 đến cuối năm 2006 nhà máy đã được đưa vào vận hành thương mại, hàng năm Nhà máy cung cấp lên hệ thống điện lưới Quốc gia gần 780 triệu kWh điện Nhà máy Nhiệt Điện Cao Ngạn được vận hành ở chế độ phụ tải nền và hệ số tải sẵn sàng của mỗi tổ máy là 70% số giờ vận hành đầy tải

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện đốt than

Hình 1.3: Nhiên liệu đốt

Nhà máy Nhiệt Điện Cao Ngạn được xây dựng để sử dụng than lấy từ 2

mỏ Khánh Hoà và Núi Hồng thuộc huyện Đại từ và huyện Phú Lương Tỉnh Thái Nguyên Mỏ than Khánh Hoà cách nhà máy khoảng 3 km và mỏ than Núi Hồng cách nhà máy khoảng 40 km Cả hai mỏ đều là loại than non chất lượng thấp có nhiệt lượng trung bình 4500 kCal/kg, hàm lượng lưu huỳnh từ

Nước mềm đưa vào lò để

nhận nhiệt của than cháy

Hơi áp suất và nhiệt độ cao (80~ 90at, 535 0 C)

Tuabin 3000 v/p

Hòa lưới điện quốc gia

BÌNH NGƯNG

Hơi ra khỏi tuabin

Hơi ra khỏi tuabin sẽ Ngưng thành nước khi ra khỏi bình ngưng

Nước ngưng được bơm quay trở lại lò hơi

Lß h¬i

Nước tuần hoàn vào Nước tuần hoàn ra

Lß h¬i

Gió đưa vào lò hơi

Mỏ than Khánh Hòa Các nhiên liệu đốt của nhà máy

1 đến 3 % Than từ mỏ Khánh Hoà và Núi Hồng được vận chuyển bằng tàu hoả về tập kết tại kho than của mỏ Khánh Hoà, sau khi sử lý chúng được vận chuyển vào Nhà máy theo đường băng tải

Than được vận chuyển về từ 2 mỏ than của địa phương là mỏ Khánh Hoà và Núi Hồng được tích trữ trong kho than Sau đó than được hệ thống băng tải vận chuyển đưa qua máy nghiền nghiền sơ qua và sau đó được chứa trong phễu than trước khi đưa vào đốt lò qua các máy cấp than

Tro đáy của lò hơi được làm mát bằng các quạt làm mát tro và tro bay sau khi qua bộ lọc bụi tĩnh điện được gom lại đưa về Phân xưởng vật liệu không nung để xử lý tiếp

Hình 1.4: Sơ đồ công nghệ tại nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn

Hơi có nhiệt độ và áp lực cao (tqn = 535oC, Pqn = 80÷90 at) từ lò hơi được dùng để quay Tuabin với tốc độ vòng quay (n = 3000 v/p) được gắn đồng trục với máy phát điện công suất 57,5 MW Hơi sau khi bành trướng qua Tuabin được ngưng tụ tại Bình ngưng, sau đó được Bơm ngưng bơm vào

lò hơi tiếp tục quá trình nhận nhiệt

Hệ thống nước tuần hoàn nhận nhiệt của bình ngưng là hệ thống kín

và được giải nhiệt bởi tháp làm mát Nguồn nước được lấy từ sông Cầu qua

Sông cầu Bơm

Bể lắng Bơm

Bình lọc Bơm

Xử lý nước mềm Tháp làm mát Khói ra khỏi lò hơi

Bộ lọc bụi

Quạt khói Ống khói

Trạm tiền xử lý nước, tai đây nước được cung cấp bổ xung cho lò hơi, nước tuần hoàn và dùng cho sinh hoạt Sơ đồ công nghệ của nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn được mô tả trong hình 1.4

Hình 1.5: Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Với công nghệ đốt tầng sôi tuần hoàn, có nhiệt độ buồng lửa thấp (800

÷ 960)0C nên quá trình cháy trong buồng lửa than được đốt cùng với đá vôi để khử lưu huỳnh Nhà máy trang bị công nghệ lọc bụi tĩnh điện hiện đại với hiệu suất khử bụi là 99,9% nên đảm bảo lượng khí phát thải không gây ô nhiễm môi trường, đồng thời thu được các sản phẩm tro bay, tro đáy

Lượng tro xỉ thải của nhà máy khoảng 180 nghìn tấn/ năm (bình quân

500 tấn / ngày), cùng với các nghiên cứu khoa học đã cho thấy, tro xỉ có tính năng ưu việt trong vật liệu không nung do đó vào tháng 08 năm 2013 nhà máy đã lắp đặt dây truyền sản xuất gạch không nung đầu tiên của Vinacomin, công suất 3 triệu viên / năm, kích thước gạch (220 x 110 x 65 mm) cường độ chịu nén 70 đến 150 daN/cm2

Quạt làm mát tro

Quạt gió cấp 2 Quạt khói

Hình 1.6: Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Hình 1.7: Mặt cắt bố trí thiết bị của nhà máy nhiệt điện Cao Ngạn

Van L

CHƯƠNG 2 KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG VÀ TIỀM NĂNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CAO NGẠN

2.1 TỔNG QUAN VỀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG

2.1.1 KHÁI NIỆM

Ngày nay năng lượng trở thành yếu tố then chốt quyết định đến giá thành sản phẩm ở cấp độ vi mô cũng như ảnh hưởng tới lạm phát và nợ chính phủ ở cấp độ vĩ mô Chi phí năng lượng là yếu tố quan trọng trong hoạt động kinh

tế, và cũng có vai trò như các yếu tố sản xuất vốn, đất và nhân công Tình hình khan hiếm năng lượng đòi hỏi phải có các biện pháp bảo tồn năng lượng, có nghĩa là sử dụng ít năng lượng hơn cho cùng một mục đích hoạt động Kiểm toán năng lượng cố gắng thiết lập cân bằng tổng năng lượng đầu vào với các hoạt động tiệu thụ năng lượng và sử dụng nó để xác định tất cả các dòng năng lượng trong hệ thống và lượng năng lượng sử dụng tương ứng cho các hoạt động riêng biệt

Kiểm toán năng lượng là một hoạt động sơ bộ hướng tới thiết lập chương trình năng lượng hiệu quả Kiểm toán năng lượng bao gồm các hoạt động tìm kiếm xác định cơ hội bảo tồn năng lượng để từ đó triển khai chương trình tiết kiệm năng lượng

Lập ra các chương trình sử dụng năng lượng hiệu quả, đầu tiên phải biết được các khu vực không cần tiêu thụ quá nhiều năng lượng, ví dụ như nâng cao khu vực có chi phí hiệu quả nhất Kiểm toán năng lượng xác định khu vực nào tiêu thụ năng lượng nhiều hơn và đánh giá cơ hội tiết kiệm năng lượng -

vì vậy tiết kiệm được tiền và đạt chỉ tiêu lớn nhất Trong cơ sở công nghiệp hoặc thương mại, thực hiện kiểm toán năng lượng trong các nhà máy giúp tăng nhận thức các vấn đề về năng lượng của nhân viên, hiểu biết thực tiễn hơn, sẽ làm năng suất hơn và chi phí hiệu quả Khi sử dụng như là một cơ sở

để theo dõi tiến độ hằng năm so với mục tiêu, kiểm toán năng lượng trở thành bước đầu tốt nhất trong việc xây dựng tiết kiệm các nguồn tài nguyên

2.1.2 VAI TRÒ CỦA KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG

a) Cắt giảm sự gia tăng chi phí năng lượng

Một trong những động lực chính cho việc áp dụng kiểm toán năng lượn

là tăng giá điện Kiểm soát tiêu thụ năng lượng có thể cắt giảm được phần gia tăng do giá điện tăng

b) Giảm chi phí sản xuất

Chi phí sản xuất liên quan đến chi phí của nguyên vật liệu, nhân công, năng lượng và các chi phí phụ.Chi phí nguyên vật liệu và nhân công không thể giảm được, nó không đổi.Nhưng chi phí của năng lượng và các chi phí phụ có thể giảm được nếu quan tâm đến các giải pháp bảo tồn năng lượng

Trong thế giới cạnh tranh ngày nay, để tham gia vào thị trường quốc tế, sản phẩm phải có chất lượng tốt và chi phí phải thấp.Với các giải pháp bảo tồn năng lượng, chi phí của năng lượng có thể giảm đi, chi phí của sản phẩm

sẽ được giảm và sản phẩm có thể cạnh tranh trong thị trường quốc tế

c) Giảm phát thải

Đốt cháy than, khí thiên nhiên, dầu thô,…dẫn đến ô nhiễm và tăng hàm lượng của GHG trong không khí Các chất thải khác của quá trình đốt cháy, như tro là nguyên nhân gây ô nhiễm đất, nước, không khí rất độc hại với cuộc sống con người Nếu làm giảm sự ô nhiễm này, nó sẽ trực tiếp làm giảm số lượng các nguồn năng lượng tự nhiên bị cháy, giảm số lượng các nguồn sử dụng khác

d) Bảo tồn nguồn năng lượng tự nhiên

Do quá trình công nghiệp hóa, trong bốn thập kỷ qua việc sử dụng các nguồn năng lượng tự nhiên như than, dầu thô, khí tự nhiên tăng mạnh Các nguồn năng lượng truyền thống thì hữu hạn.Nghiên cứu cho thấy rằng đến năm 2050 sẽ là lịch sử của dầu mỏ trên trái đất Bởi vậy bảo tồn các nguồn năng lượng là rất quan trọng

2.2 PHƯƠNG PHÁP VÀ CÁCH TIẾP CẬN

2.2.1 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG

a) Kiểm toán sơ bộ

Kiểm toán sơ bộ được thực hiện với mục đích thu thập tin tức quan trong trước khi tạo lập hay thực hiện các bước tiếp theo:

Một vài mục tiêu của việc kiểm toán là

- Xác định cường độ năng lượng của đơn vị

- Hiểu về loại thiết bị và hệ thống được sử dụng tại các đơn vị

- Thu thập dữ liêu điện và các nguồn khác sử dụng trong đơn vị

- Phân tích dữ liệu đã thu thập

- Xác định cơ hội bảo tồn năng lượng tầm vĩ mô

- Xác định các khu vực trọng điểm để điều tra chi tiết

Một vài ví dụ về sự kiểm toán này như sau:

b) Kiểm toán chi tiết

Giai đoạn này phải dành cả ngày tại đơn vị để quan sát,thử nghiệm,đo đạc,bàn luận ,để tính được vốn đầu tư trung bình/lớn,thời gian hoàn vốn trung bình/dài,phân tích nhiều chi tiết nữa Nghiên cứu chi tiết có nghĩa là 1

hệ thống khảo sát các phương án được chọn dựa trên việc sử dụng năng lương

ở đâu và như thế nào và chi tiết về tài chính.Nó liên quan đến các bước dưới đây:

Đánh giá tiêu thụ năng lượng thực tế

Trong quá trình chuẩn bị kiểm toán chi tiết,điều quan trọng là đánh giá tiêu thụ năng lượng qua các hạng mục khác nhau của nhà máy.Đặc trưng của kiểm toán chi tiết là tập trung vào các hệ thống phụ trợ như:

- Hệ thống cung cấp điện

- Hệ thống nồi hơi và hơi

- Quá trình đun nóng và làm lạnh

- Hệ thống điều hòa không khí

- Quá trình bảo quản

- Hệ thống nén khí

- Hệ thống chiếu sáng

- Hệ thống quản lý năng lượng

Để ước tính được lượng năng lương tiêu thụ bằng các quá trình hay các loại thiết bị khác nhau trong nhà máy thì có thể thực hiên thông qua:

- Đo đạc

- Thử nghiệm

- Xác định kế hoạch thực hiện bảo tồn năng lượng

Đo đạc

Cách tốt nhất để xác định được lượng năng lương thực tế được tiêu thụ

đó là đo đạc.Ghi chép lại dữ liệu,như là đo sự thay đổi nhiệt độ của 1 phòng

có điều hòa không khí sẽ trở thành 1 phần của quá trình đo đạc

Thử nghiệm

Trong quá trình kiểm toán chi tiết,sự thự nghiệm là 1 phần quan trọng trong việc chứng minh một số biện pháp tiết kiệm năng lượng Các sự thử nghiệm như là thiết lập lại áp suất không khí,giảm sự thất thoát áp suất trong nồi hơi,phổ biến và tạo sự tin tưởng cho đội ngũ nhân viên

Xác định kế hoạch thực hiện bảo tồn năng lượng

Dựa trên sự quan sát,đo đạc,và các sự tác động khác,kế hoạch thực hiện bảo tồn năng lượng được xác định và được liệt kê

Chuẩn bị báo cáo

Một báo cáo về kiểm toán chi tiết nên được chuẩn bị Trong báo cáo này,mỗi sự đo lường hiệu quả năng lượng qua kiểm toán chi tiết nên được thảo luận chi tiết

Báo cáo chí tiết kiểm toán

- Giới thiệu về đơn vị

- Tổng quát về mô hình tiêu thụ năng lượng của đơn vị

- Chi tiết về tiêu thụ năng lượng của máy móc thiết bị

- Các vấn đề với các trang bị hiện có

- Kiểm tra giải pháp thay thế

- Những sự lựa chọn tốt hơn để nâng cao hiệu quả

- Những sự lựa chọn tốt hơn để tiết kiệm tiền,chi phí và các quan

- Phân tích dữ liệu sẵn có bằng một loạt các câu hỏi

- Thu thập, xem xét dữ liệu điện năng và nhiên liệu, sử dụng các ghi chép làm cơ sở; cần sử dụng số liệu từ 12 hoặc thậm chí 24 tháng là hợp lý

- Thu thập và xem xét việc thiết kế / bố trí cơ sởđưa ra thông tin chi tiết về điện năng, cơ khí và nguồn nước Sử dụng những thiết

kế đó để tìm kích thước / chủng loại của các hệ thống được sử dụng

- Sử dụng thông tin thu thập được cũng như từ các cuộc phỏng vấn với nhân viên bảo trì của cơ sở để xác định tuổi thọ và điều kiện chung của cơ sở và hệ thống của chúng Xác định, từ các cuộc phỏng vấn, nếu có bất cứ hệ thống hay cơ sở nâng cấp quan trọng nào được lên kế hoạch hoặc đã được hoàn thành gần đây

- Kiểm tra điều kiện vật lý và ghi lại thông tin trên tất cả các thiết

bị điện lớn và nhỏ được sử dụng trong cơ sở Hãy thử để xác

định giờ hoạt động hàng năm Nếu không, lấy xấp xỉ phù hợp và xin phê duyệt của đại diện địa phương

- Kiểm tra và ghi lại thông tin về nhiên liệu sử dụng cho các thiết

bị trong cơ sở như nồi hơi, máy phát điện vv Xác định công suất thiết bị, điều kiện tuổi thọ và mức tiêu thụ nhiên liệu

- Ta thực hiện càng nhiều phép đo lường tại nơi cần kiểm toán càng tốt Bởi, cách tốt nhất để bắt đầu kiểm toán năng lượng là

áp dụng phương pháp tiếp cận hộp đen

a) Phương pháp tiếp cận Hộp đen

Việc đánh giá hiệu suất trước đây của một đơn vị chính là điểm khởi đầu cho kiểm toán năng lượng của nó Đầu tiên, Kiểm toán năng lượng viên phải thiết lập các chỉ số hiệu suất năng lượng của nhà máy Để có được điều này, cách tiếp cận đơn giản nhất là xem xét tổng thể nhà máy hay xây dựng một "hộp đen", xác định các hình thức khác nhau của năng lượng dùng để làm

ra sản phẩm trong một giai đoạn nhất định

Từ đó, ta sẽ thiết lập được sự thay đổi trong tiêu thụ năng lượng cụ thể (năng lượng tiêu thụ trên một đơn vị sản xuất) và tỷ lệ thời gian với sản xuất

Ta có thể so sánh những con số này với mức trung bình hoặc với những doanh nghiệp thực hiên tốt nhất trong các ngành công nghiệp tương tự để đánh giá hiệu suất so sánh của nhà máy

Nếu tìm thấy có bất kỳ tiêu thụ năng lượng cụ thể nào giảm đi, người ta phải tìm hiểu trong quá trình kiểm toán năng lượng, những khu vực tiện ích khác nhau, nơi chuyển đổi năng lượng cuối cùng theo các quy trình sản xuất

Ở đây một lần nữa, phương pháp tiếp cận "hộp đen" là rất hiệu quả và thực hiện những cân bằng năng lượng đơn giản qua ranh giới của hệ thống được xác định Các cân bằng được dựa trên nguyên tắc đầu vào bằng đầu ra cộng tổn thất Mục tiêu của những công việc này là để xác định những tổn thất, nguyên nhân và cách để giảm thiểu chúng

Một khi tất cả các khu vực tiện ích năng lượng trong nhà máy đã được phân tích kỹ lưỡng, người ta có thể tiến hành phân tích chi tiết các quá trình

có liên quan khác nhau Ở đây một lần nữa, bước đầu tiên nên xác định số lượng năng lượng đầu vào của các quá trình khác nhau Nên xem xét quá trình tốn kém năng lượng hơn đầu tiên bởi vì một cải tiến nhỏ trong sử dụng hiệu quả năng lượng của nó sẽ dẫn đến hiệu quả rõ rệt thể hiện trong việc tiết kiệm

ở các hóa đơn năng lượng Đòi hỏi nhiều thời gian và nỗ lực để phù hợp với những hành động trong quá trình năng lượng ít chuyên sâu

Lý do để bắt đầu với các tiện ích năng lượng chứ không phải là trong chính quá trình - cái mà thực sự tiêu thụ năng lượng để đạt được sản xuất; là ngay cả khi ta đã xác định được hiệu suất năng lượng tiềm năng của quy trình nào đó, thì không phải lúc nào cũng có thể đạt được chỉ tiêu đó Hơn nữa, bắt đầu với việc phân tích các tiện ích năng lượng sẽ cung cấp cho nhân viên của nhà máy đủ kinh nghiệm và chuyên môn để đối phó với các quy trình phức tạp hơn Tương tự như vậy, quản lý nhà máy cũng sẽ tự tin hơn về việc quản

lý nhân sự dựa trên các kết quả đạt được ở cấp độ tiện ích và sẽ xem xét thuận lợi hơn các đề xuất liên quan đến quá trình chuyển đổi Các lý do sẽ thực sự khá khác nhau nếu người ta đã xem xét việc thiết lập một nhà máy mới hoặc tăng cường năng lực sản xuất hiện tại Ở đây, trước hết cần nhấn mạnh việc lựa chọn một quá trình thích hợp đòi hỏi ít năng lượng hơn, một khi giảm thiểu được nhu cầu tiện ích năng lượng, sau đó người ta có thể xem xét các thiết bị chuyển đổi cho phù hợp trong khu vực tiện ích

b) Hiểu biết về tiêu thụ năng lượng: Sơ đồ Sankey từ tầm nhìn của quan điểm năng lượng

Hệ thống Năng lượng kém hiệu quả, tức là có tổn thất năng lượng Các tổn thất năng lượng đáng kể và vượt quá khả năng chi trả của bất kỳ tổ chức nào

Hệ thống năng lượng thường được thiết kế như vậy - nhu cầu năng lượng của mỗi người sử dụng cuối cùng được đáp ứng riêng lẻ

Hình 2.1: Một sơ đồ Sankey

Tham khảo hình 2.1 Hình trên trình bày một bức tranh vĩ mô của sự phân chia điện năng tiêu thụ, phần hữu ích, trong một quá trình liên tục điển hình của nhà máy Từ đó, ta thấy rằng khâu vắt chiếm tỷ lệ cao nhất của các yếu tố năng lượng đầu vào và do đó cần chú ý nhiều hơn trong quá trình kiểm toán năng lượng Hơn nữa, bất kỳ sáng kiến nào ở cấp độ sử dụng cuối cùng sẽ dẫn đến tiết kiệm năng lượng nhiều hơn Bởi vì các tổn thất năng lượng được tạo thành khi năng lượng được chuyển từ dạng này sang dạng khác và quá trình vận chuyển trước khi nó cuối cùng đến người dùng cuối

Hình 2.2: Sơ đồ Sankey cho thấy mô hình phân chia năng lượng trong một

lò nung xi măng

Tham khảo hình 2.3 Hình này trình bày bức tranh vĩ mô sự cân bằng năng lượng của dòng nhiệt vào và ra trong một lò chế biến xi măng Từ hình này, chúng ta có thể nhận thấy hiệu suất ròng của lò nung khoảng 48%, cân bằng với tổn thất Sau đó có thể được suy ra rằng sự mất nhiệt trong bộ sấy khí cao nhất trong số tất cả các tổn thất khác, gợi ý phạm vi bảo tồn

2.2.3 ĐỊNH MỨC TIÊU HAO NĂNG LƯỢNG

Định mức tiêu hao năng lượng trong kiểm toán năng lượng là một công

cụ đánh giá để so sánh hiệu suất năng lượng của một cơ sở (đơn vị sản xuất hoặc tòa nhà thương mại) với những cơ sở khác cùng loại Nó cũng có thể được dùng để so sánh hiệu suất của các thiết bị và máy móc, trong một cơ sở hoặc bên ngoài chúng

Xem xét một ngành công nghiệp sản xuất xi măng, nó là một đơn vị sản xuất độc lập Nhà máy tiêu thụ năng lượng độc lập được xác địnhđơn vị là kWh/tấn của đầu ra Ví dụ một đơn vị xi măng có tiêu thụ riêng là 90 kWh/tấn sản phẩm và là 95 kWh/tấn sản phẩm Đối với các đơn vị sau, nó trở nên dễ hiểu rằng là quy mô cho việc giảm thiểu năng lượng tiêu thụ bắt đầu bằng việc giảm 5 kWh/tấn đầu ra

Tương tự như đối với các tòa nhà thương mại, hiệu suất được đánh giá trong thuật ngữ kWh/sq.m/year.Tuy nhiên giá trị này thay đổi tùy thuộc vào khí hậu khu vực mà tòa nhà đó nằm trong, kích cỡ của tòa nhà cũng được quan tâm và một vài yếu tố khác nữa

Bên trong một cơ sở, việc định mức tiêu hao năng lượng cũng tìm thấy tầm quan trọng phù hợp Ví dụ so sánh hiệu suất của máy nén không khí, tiêu thụ năng lượng riêng được gọi là kW/(m3/phút)

Tương tự đối với việc so sánh hiệu suất của máy nén điều hòa không khí không khí, giá trị trở thành kW/TR (năng lượng đầu vào cho mỗi tấn lạnh đầu ra)

2.2.4 THIẾT BỊ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG

Một số lượng lớn thiết bị đo lường là cần thiết cho việc đảm bảo yêu cầu của các phép đo khác nhau trong kiểm toán năng lượng Dưới đây là các thiết bị được sử dụng thường xuyên và rộng rãi:

a) Điện tử và năng lượng

- Thiết bị phân tích điện cầm tay

- Thiết bị phân tích phụ tải cầm tay

- Máy đo (đồng hồ) năng lượng

Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất của nhà máy vẫn tồn tại sự lãng phí năng lượng ở một số khâu trong dây chuyền công nghệ Xuất phát từ ý tưởng

đó nên: “Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy nhiệt Điện Cao Ngạn” nhằm giảm thiểu lãng phí năng lượng trong quá trình sản xuất, tăng hiệu suất cho nhà máy

Với mục đích là xác định các cơ hội tiết kiệm năng lượng, đưa ra tiềm năng tiết kiệm chi phí năng lượng và giảm phát thải của các công ty, do một

số thiết bị chính, máy móc và các thiết bị phụ trợ dây chuyền sản xuất của Công ty có tỉ lệ tiêu thụ khá lớn năng lượng và hiệu suất thấp (Dây chuyền vận chuyển than; hệ thống nghiền than và đá vôi; hệ thống quạt gió, quạt khói

lò hơi; bơm cấp nước lò hơi)