Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh Chương 7: Quản lý sử dụng hiệu lượng cho hệ thống khí nén, máy ép, HVAC Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho máy ép nhựa Tiết kiệm điện cho hệ thống HVAC ĐH BÁCH KHOA TP.HCM Bài giảng: QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG Chương 7: Quản lý sử dụng hiệu lượng cho hệ thống khí nén, máy ép, HVAC HVAC= Heating, Ventilation and Air conditioning (Nhiệt, Thông gió Điều hòa không khí) Giảng viên: ThS Trần Công Binh 5/2014 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Quản lý Sử dụng Năng lượng 1 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Nội dung • • • • Quản lý Sử dụng Năng lượng Giới thiệu Các loại máy nén Đánh giá máy nén hệ thống khí nén Các hội tiết kiệm lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Giới thiệu Chi phí vòng đời máy nén khí Nguồn: UNEP 2006 80% Khí nén “dạng lượng” thường sử dụng loại hình công nghiệp Sản xuất khí nén “đắt tiền” hiệu suất thấp Chỉ khoảng 10% điện tiêu thụ hệ thống máy nén khí chuyển thành công hữu ích, phần lại ~90% tổn thất dạng nhiệt 3% 9% Bảo trì Giải nhiệt 8% Đầu tư Năng lượng • Chi phí lượng chiếm phần lớn tổng chi phí dành cho máy nén khí • Quản lý vận hành hệ thống khí nén “hiệu lượng” quan trọng Có thể tiết kiệm từ 20% đến 50% điện tiêu thụ Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Hệ thống phân phối khí nén Bộ sấy khí Cụm máy nén khí Phân loại máy nén khí Bình chứa Đường ống phân phối Hộ sử dụng Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Máy nén quay (Rotary) Máy nén Pít-tông (Reciprocating) • • • • Được sử dụng cho việc nén không khí môi chất lạnh Hoạt động ống bơm xe đạp: dung tích xi lanh giảm áp suất tăng Có nhiều cấu tạo hình dạng khác Tác động đơn sử dụng mặt pit tông, tác động kép sử dụng mặt • • • • Sử dụng rôto quay thay pít-tông cung cấp khí nén liên tục Ưu điểm: chi phí thấp, gọn, trọng lượng nhẹ, dễ bảo trì Công suất từ 30 – 200 hp Các loại: Quản lý Sử dụng Năng lượng Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Máy nén cam (quạt root) Máy nén trục vít Cánh quạt / cánh trượt Quản lý Sử dụng Năng lượng So sánh loại máy nén • • • Truyền lượng từ bánh công tác sang dòng khí nén Chế độ liên tục Bánh bôi trơn dầu cách ly khỏi không khí Phù hợp với ứng dụng cần lượng khí nén lớn > 12,000 cfm (foot khối/phút) Các tiêu chí so sánh: • • • • • • • • Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Máy nén ly tâm (Centrifugal) • • 10 Hiệu suất đầy tải, non tải không tải Mức độ ồn Kích cỡ Lượng dầu bị theo dòng khí Độ rung Bảo trì Công suất Áp suất Quản lý Sử dụng Năng lượng 11 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén So sánh loại máy nén khí Đề mục Tiêu chí lựa chọn máy nén khí Pít-tông Rô to cánh trượt Trục vít Cao Trung bình - cao Cao Cao Cao phân cấp Thấp 60% đầy tải Thấp: 60% đầy tải Thấp 60% đầy tải Cao (10 - 25%) Trung bình (30 - 40%) Cao - thấp (25 - 60%) Cao - trung bình (20 - 30%) Độ ồn Ồn Không ồn Độ ồn thấp đóng kín Gọn nhẹ Kích thước Lớn Gọn nhẹ Gọn nhe Gọn nhẹ Trung bình Thấp - trung bình Hiệu suất đầy tải Hiệu suất không đầy tải Hiệu suất không tải (% công suất đầy tải) Lượng dầu bị theo dòng khí Độ rung Bão dưỡng Năng suất Áp suất Ly tâm Thấp Loại máy nén Hầu không Hầu không Hầu không Ít phận bị mài mòn Ít phận bị mài mòn Nhạy cảm với bụi không khí Thấp - cao Thấp - trung bình Thấp - cao Trung bình - cao Trung bình - cao Thấp - trung bình Trung bình - cao Trung bình - cao Quản lý Sử dụng Năng lượng 12 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Áp suất (bar) từ đến từ đến 100 30.000 0,1 cấp/hai cấp 100 12.000 0,8 12 đa cấp 100 12.000 12,0 700 cấp 100 2.400 0,8 13 hai cấp 100 2.200 0,8 24 600 300.000 0,1 450 Máy nén quạt root Pít-tông Thấo Cao Nhiều phận bị mài mòn Năng suất (m³/giờ) Trục vít Ly tâm Quản lý Sử dụng Năng lượng 13 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Đánh giá hoạt động máy nén Đánh giá máy nén ht khí nén • Phương pháp đánh giá công suất đơn • Công suất: Lưu lượng định mức dòng khí nén – • Lưu lượng thực tế: suất cấp khí tự (Free Air – – Delivery) – • FAD giảm theo tuổi thọ máy nén, chế độ bảo trì – kém, trao đổi nhiệt bị nghẹt (bẩn) cao độ Tách riêng máy nén bình chứa khóa đầu của bình chứa Mở van xả bình chứa đường ống Khởi động máy nén kích hoạt đồng hồ bấm giây Ghi nhận thời gian để đạt áp suất vận hành bình thường P2 (tại bình chứa) từ áp suất ban đầu P1 Tính toán công suất FAD: P2 = Áp suất đẩy (kg/cm2) P1 = Áp suất hút (kg/cm2) • Thất thoát lượng: độ lệch phần trăm công suất P0 = Áp suất khí (kg/cm2) V = thể tích chứa (m3) - bao gồm bình chứa sau làm nguội đường ống phân phối FAD T = thời gian để đạt áp suất P2 (phút) Quản lý Sử dụng Năng lượng 14 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén • Hiệu suất máy nén: • • • • Các phương pháp khác Thể Cơ P1 = Áp suất hút tuyệt đối kg / cm2 Q1 = suất cấp khí máy m3 / r = tỉ số nén P2/P1 Hiệu suất đẳng nhiệt = Công suất đầu vào thực tế / Công suất đẳng nhiệt nhiệt tích Đoạn Hiệu suất đẳng nhiệt: • Thực tế nhất: công suất tiêu thụ cụ thể (kW / lưu lượng thể tích) Đẳng 15 Hiệu suất máy nén Hiệu suất máy nén • Quản lý Sử dụng Năng lượng nhiệt học Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM Công suất đẳng nhiệt (kW) = P1 x Q1 x loger / 36.7 16 Quản lý Sử dụng Năng lượng 17 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Hiệu suất máy nén • Rò rỉ • Hậu quả: Hiệu suất thể tích: • D = Đường kính xi lanh (m) • L = Hành trình xi lanh (m) • S = Tốc độ máy nén (vòng/phút) • X = xi lanh tác động đơn xi lanh tác động kép • • n = số xi lanh Hiệu suất thể tích = FAD m3/phút / thể tích máy nén Thể tích máy nén = Π x D2/4 x L x S x χ x n Quản lý Sử dụng Năng lượng 18 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén • • Giảm áp suất hệ thống • Làm giảm tuổi thọ thiết bị Các vị trí thường bị rò rỉ: • Khớp nối, ống cứng, ống mềm ống nối • Bộ điều chỉnh áp suất • Các bẫy ngưng mở, van đóng • Các mối nối, điểm ngắt, vòng đệm Quản lý Sử dụng Năng lượng 19 Phương pháp định lượng mức độ rò rỉ Tổng tính toán mức rò rỉ: • Tổn thất lượng: 20 – 30% • Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Phương pháp định lượng mức độ rò rỉ • • T = thời gian có tải (phút) t = thời gian không tải (phút) Hệ thống trì tốt: lượng rò rỉ thấp 10% Lượng rò rỉ (%) = [(T x 100) / (T + t)] • • Ngắt thiết bị dùng khí nén • • • Ghi nhận thời gian chu kỳ “tải” “không tải” Chạy máy nén để nạp tải cho hệ thống nhằm thiết lập áp suất vận hành Tính toán lượng rò rỉ (đã đề cập slide trước) Nếu Q lượng khí trời thực tế cung cấp suốt thời gian kiểm tra (m3/phút), sau đó: Rò rỉ hệ thống (m3/phút) = Q x T / (T + t) Quản lý Sử dụng Năng lượng 20 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Công suất máy nén (m3/phút) Áp suất khởi động lại (kg/cm2) Áp suất ngắt (kg/cm2) Công suất có tải Công suất lúc không tải Thời gian “Có tải” trung bình Thời gian “Không tải” trung bình 21 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Ví dụ • • • • • • • Quản lý Sử dụng Năng lượng Các hội TKNL Vị trí đặt máy nén: = 35 = 6.8 = 7.5 = 188 kW = 54 kW = 1,5 phút = 10,5 phút • Ảnh hưởng đáng kể lượng sử dụng Đánh giá: • Độ cao cao = hiệu suất thể tích Lượng rò rỉ = [(1,5)/(1,5+10,5)] x 35 = 4.375 m3/phút Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM 22 Quản lý Sử dụng Năng lượng © UNEP 2006 23 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Các hội TKNL Các hội TKNL Đường hút khí: • • Áp suất bị giảm bộ lọc khí: Giữ không khí cấp vào máy nén không bị ô nhiểm, bụi ẩm ướt • Duy trì nhiệt độ không khí hút vào nhiệt độ thấp • Lắp đặt lọc khu vực mát hoặc lấy khí từ khu vực mát Duy trì áp suất giảm qua lọc khí đầu vào đến mức tối thiểu Nhiệt độ không khí đầu vào tăng 4ºC Cứ mỗi 250 mm WC áp suất giảm → Năng lượng tiêu thụ tăng 1% • → Năng lượng tiêu thụ tăng 2% Duy trì nhiệt độ môi trường mức thấp lọc khí đầu vào đặt máy nén Quản lý Sử dụng Năng lượng 24 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Các hội TKNL Điều chỉnh áp suất: Sử dụng bộ làm mát trung gian và sau nén: • • • 25 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Các hội TKNL • Quản lý Sử dụng Năng lượng Nhiệt độ không khí đầu vào tăng mỗi cấp máy nén nhiều cấp Bộ làm mát trung gian: trao đổi nhiệt thải nhiệt cấp nén Bộ làm mát sau nén: làm giảm nhiệt độ không khí phía sau cấp nén cuối • • Áp suất cao Công suất máy nén tiêu thụ cao Hiệu suất thể tích nén thấp Vận hành áp suất vận hành Lãng phí lượng Tăng hao mòn Sử dụng nước nhiệt độ thấp hơn: giảm công suất tiêu thụ máy nén Quản lý Sử dụng Năng lượng 26 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Các hội TKNL Điều chỉnh áp suất: a Giảm áp suất cung cấp: • Vận hành máy nén áp suất 100 PSIG thay 120 PSIG: lượng tiêu thụ giảm 10% giảm mức rò rỉ b Cài đặt máy nén vận hành áp suất tối ưu • Được sử dụng nhiều máy nén kết nối với c Tách biệt thành hệ thống khí nén áp suất cao thấp: • Không cần sử dụng van giảm áp ĐH Bách Khoa TP.HCM 27 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Các hội TKNL Điều chỉnh áp suất: Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng 28 d Thiết kế cho sụt giảm áp suất đường ống phân phối thấp • Giảm áp suất: giảm sụt áp từ máy nén đến điểm sử dụng • Giảm áp suất < 10% • Áp suất giảm nguyên nhân sau: Sự ăn mòn Kích thước đường ống không thích hợp, các ống mềm ghép Bộ lọc bị nghẽn Quản lý Sử dụng Năng lượng 29 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Các hội TKNL Các hội TKNL Điều chỉnh áp suất: Giảm thiểu rò rỉ: d Thiết kế cho sụt giảm áp suất đường ống phân phối thấp • Sử dụng dò siêu âm • Xiết chặt nối đường nối • Thay thiết bị hư hỏng Xả nước ngưng: Sụt áp điển hình đường ống phân phối khí với các kích thước ống khác (Liên hiệp các ngành công nghiệp Ấn Độ) Quản lý Sử dụng Năng lượng 30 Tiết kiệm điện cho hệ thống khí nén Nước ngưng hình thành làm nguội làm giảm nhiệt độ khí nén Lắp đặt tách nước ngưng (separator trap) để loại bỏ nước ngưng Quản lý Sử dụng Năng lượng 31 Tiết kiệm điện cho máy ép nhựa Các hội TKNL Sử dụng có kiểm soát: • Không sử dụng cho ứng dụng có áp suất thấp: khí đốt, băng tải sử dụng khí… • Thay sử dụng quạt thổi 10 Điều chỉnh máy nén: • Tự động tắt máy nén không cần thiết 11 Bảo trì thường xuyên: • Bôi trơn: kiểm tra thường xuyên • Các lọc khí: thay đinh kỳ • Các lọc (tách) nước ngưng: đảm bảo tháo nước • Bộ sấy khí: kiểm tra thay lọc Quản lý Sử dụng Năng lượng 32 ĐH Bách Khoa TP.HCM Sử dụng biến tần 33 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Tiết kiệm điện cho máy ép nhựa Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng 34 Quản lý Sử dụng Năng lượng 35 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần A: Giới thiệu hệ thống nhiệt lò Vai trò nước hệ thống nhiệt quá trình tạo Mục đích • • • • Tìm hiểu nước trình biến đổi nước sang Tìm hiểu hệ thống nhiệt Phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt Nhận dạng tiềm tiết kiệm giải pháp thực Giả sử gia nhiệt kg nước áp suất P nhiệt độ 20C, trình biến đổi nước thành thể đồ thị T–s sau: Nội dung • • • Giới thiệu hệ thống nhiệt lò Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt Quản lý Sử dụng Năng lượng nước: a) Vai trò nước b)Quá trình gia nhiệt tạo nước 36 Quản lý Sử dụng Năng lượng 37 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần A: Giới thiệu hệ thống nhiệt lò Phần A: Giới thiệu hệ thống nhiệt lò b)Quá trình gia nhiệt nước tạo Quản lý Sử dụng Năng lượng b) Quá trình gia nhiệt nước tạo 38 Quản lý Sử dụng Năng lượng 39 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần A: Giới thiệu hệ thống nhiệt lò Phần A: Giới thiệu hệ thống nhiệt lò • Hệ thống lò bao gồm: Hệ thống nước cấp Hệ thống Hệ thống nhiên liệu • Sơ đồ nguyên lý Giới thiệu hệ thống nhiệt: hệ thống lò hơi: Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM 40 Quản lý Sử dụng Năng lượng 41 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần A: Giới thiệu hệ thống nhiệt lò Phần A: Giới thiệu hệ thống nhiệt lò • Các dạng lò phổ biến: Lò ống lửa • Các dạng lò phổ biến: Lò vỉ (chain-grate) (Fire Tub Boiler) Lò ống nước (Water Tube Boiler) Quản lý Sử dụng Năng lượng 42 Quản lý Sử dụng Năng lượng 43 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt • Hiệu suất nhiệt của một lò định nghĩa “phần trăm (nhiệt) lượng đầu vào sử dụng hiệu nhằm tạo • Cân lượng hệ thống Quản lý Sử dụng Năng lượng 44 Quản lý Sử dụng Năng lượng 45 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt • • Phương pháp trực tiếp xác định hiệu suất lò hơi: Có phương pháp xác định hiệu suất lò hơi: Phương pháp trực tiếp: Là phần trăm lượng đạt từ (nước hơi) so với hàm lượng lượng nhiên liệu của lò Phương pháp gián tiếp: Hiệu suất chênh lệch tổn thất lượng đầu vào Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM 46 Ví dụ: • Lò đốt dầu FO – 2,5 Tấn/giờ - Áp suất: kg/cm2 • Lượng dầu FO tiêu thụ: 180 lít/giờ (tỷ trọng dầu : 0,95 kg/lít) • Nhiệt độ nước cấp : 850 C • Nhiệt trị dầu FO : 9.800 kCal/kg • Enthalpy áp suất kg/cm2 : … kCal/kg • Enthalpy của nước cấp : …… kCal/kg Hiệu suất lò () : … ? Quản lý Sử dụng Năng lượng 47 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt Phương pháp trực tiếp xác định hiệu suất lò hơi: Công thức tính toán: Hiệu suất (η) = 100 - ∑qi (tổng các tổn thất) = 100 – (q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 + q7) 2) Phương pháp gián tiếp xác định hiệu suất lò hơi: 1) Cân nhiệt lò hơi: Các tổn thất của hệ thống lò gồm: • q1 : Tổn thất qua khói thải (%) • q2 : Tổn thất thoát đốt cháy hydro nhiên liệu • q3 : Tổn thất ẩm nhiên liệu • q4 : Tổn thất ẩm không khí • q5 : Tổn thất nhiên liệu cháy chưa hết tro • q6 : Tổn thất qua xả đáy • q7 : Tổn thất qua xạ đối lưu tổn thất khác Quản lý Sử dụng Năng lượng 48 Quản lý Sử dụng Năng lượng 49 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt Phần B: Các phương pháp đánh giá hệ thống nhiệt 2)Phương pháp gián tiếp xác định hiệu suất lò hơi: • Để trình đốt cháy tối ưu khối lượng không khí cháy 2)Phương pháp gián tiếp xác định hiệu suất • • • thực tế phải cao mức yêu cầu lý thuyết Khí dư cấp phụ thuộc vào nhiên liệu hệ thống đốt Bằng cách đo lượng CO2 O2 ước tính khí dư tổn thất khí lò Để trình cháy tối ưu lượng CO2 O2 nên trì mức sau: – CO2 = 14-15% – O2 = - 3% Quản lý Sử dụng Năng lượng 50 lò hơi: Đánh giá hiệu suất - khí dư Các mức khí dư điển hình với loại nhiên liệu khác – Nhiên liệu than: khí dư 15-50% – Nhiên liệu dầu: khí dư 15-20% – Nhiên liệu khí: khí dư 5-7% – Nhiên liệu gỗ: khí dư 20-25% Quản lý Sử dụng Năng lượng 51 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) Tận dụng nhiệt độ cao của ống khói thải để gia nhiệt nước cấp không khí đốt Tránh tượng rò rỉ Kiểm soát lượng không khí dư Tránh tổn thất nhiệt xạ đối lưu của hệ thống nhiệt lò Làm giảm tổn thất cáu cặn bồ hóng Tăng cường thu hồi nước ngưng Quá trình thay lò Các giải pháp khác Quản lý Sử dụng Năng lượng 52 1) Tận dụng nhiệt độ cao ống khói thải để gia nhiệt nước cấp không khí đốt • Giữ nhiệt độ ống khói mức thấp nhất • Nếu nhiệt độ > 2000C ta phải lấy lại lượng nhiệt thải mất Quản lý Sử dụng Năng lượng Bộ gia nhiệt nước ĐH Bách Khoa TP.HCM 53 Bộ sấy không khí Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò 2) Tránh hiện tượng rò rỉ Kiểm soát lượng không khí dư Trong thực tế, cần một lượng khí dư để đảm bảo trình cháy tối ưu Mức độ khí dư dao động tuỳ thuộc thiết kế lò, loại lò, nhiên liệu biến số của quy trình • Các mức khí dư điển hình với loại nhiên liệu khác – Nhiên liệu than: khí dư 15-50% – Nhiên liệu dầu: khí dư 15-20% – Nhiên liệu khí: khí dư 5-7% – Nhiên liệu gỗ: khí dư 20-25% 3) • Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng 54 55 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò 4) Tránh các tổn thất nhiệt xạ đối lưu hệ thống 4) Tránh các tổn thất nhiệt xạ đối lưu hệ nhiệt lò thống nhiệt lò • Vật liệu cách nhiệt – – Quản lý Sử dụng Năng lượng Tính dẫn nhiệt Được sử dụng hệ thống để ngăn thất thoát nhiệt Quản lý Sử dụng Năng lượng 56 57 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò 5) Làm giảm các tổn thất cáu cặn bề mặt trao đổi nhiệt 5) Làm giảm các tổn thất cáu cặn bề mặt trao đổi nhiệt • – – 6) Tăng cường thu hồi nước ngưng – Truyền nhiệt tốt – Truyền nhiệt – – Bộ TĐN bị nghẽn Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM Giải pháp đặt ra: Tăng cường việc bảo trì, vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt Nâng cao chất lượng nước cấp cho trình sản xuất Nước ngưng: Cần lượng để chuyển thành hơi, so với nước lạnh Nước ngưng có chất lượng cao, chi phí xử lý nước thấp Nước ngưng cần thu hồi làm nước cấp nếu: Không bị lẫn nhiều tạp chất cần xử lý Lưu lượng nước nhiều không cách xa lò 58 Cứ tăng 6OC nhiệt độ nước cấp = 1% nhiên liệu tiết kiệm lò Quản lý Sử dụng Năng lượng 59 10 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò • Các phương pháp thu hồi nước ngưng: Tùy theo trạng 6) Tăng cường thu hồi nước ngưng: Hơi nhà máy mà ta áp dụng giải pháp sau a) Thu hồi nước ngưng áp suất khí quyển: Nên áp dụng Nên tránh Hơi Nước ngưng Quy trình 170 oC bar Hơi Nước ngưng Hơi Quy trình Quy trình Nhiệt Nhiệt Lò Lò Nước bổ sung Thải bỏ HT không thu hồi nước ngưng Nước ngưng HT thu hồi nước ngưng Nước bổ sung Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng 60 61 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò 3.1 Tiết kiệm lượng hệ thống nhiệt-lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò Phần C: Nhận dạng hội và giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò • Các phương pháp thu hồi nước ngưng: b)Thu hồi nước ngưng áp suất cao: 7) Hơi Hơi, bar Nước bổ sung Quy trình Nhiệt Lò • • • • Quá trình thay lò Lò cũ làm việc với hiệu suất Không có khẳ đốt cháy nhiên liệu thay rẻ tiền Công suất yêu cầu lớn nhỏ so với yêu cầu Thông số thiết kế điều kiện phụ tải lý tưởng bar 8) Các giải pháp khác • Sử dụng mức áp suất thấp nhất • Tái sử dụng áp suất thấp • Kiểm soát tốc độ thay đổi của quạt, quạt gió bơm Nước ngưng Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng 62 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh 63 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Mục đích • • • Tìm hiểu hoạt động của hệ thống điều hòa không khí máy lạnh Phương pháp đánh giá hệ thống máy lạnh Nhận dạng tiềm tiết kiệm giải pháp thực Nội dung • • • Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM 64 Giới thiệu hệ thống máy lạnh Các thông số đánh giá hệ thống lạnh Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống ví dụ minh họa Quản lý Sử dụng Năng lượng 65 11 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh • Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Thế điều hòa không khí làm lạnh? Các thiết bị hệ thống máy lạnh: • Quản lý Sử dụng Năng lượng 66 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Máy nén lạnh: Quản lý Sử dụng Năng lượng 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Các thiết bị hệ thống máy lạnh: Các thiết bị hệ thống máy lạnh: • • Thiết bị ngưng tụ: Quản lý Sử dụng Năng lượng 68 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Thiết bị tiết lưu Quản lý Sử dụng Năng lượng 69 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Các thiết bị hệ thống máy lạnh: • 67 Chu trình hoạt động của hệ thống làm lạnh: Thiết bị bay hơi: Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM 70 Quản lý Sử dụng Năng lượng 71 12 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Chu trình hoạt động của hệ thống làm lạnh: • Dưới thể vòng trao đổi nhiệt điển hình Các loại môi chất lạnh sử dụng hệ thống lạnh: hệ thống lạnh sử dụng Chiller giải nhiệt nước: Quản lý Sử dụng Năng lượng 72 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Quản lý Sử dụng Năng lượng 73 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Phần A: Giới thiệu hệ thống máy lạnh Các loại môi chất lạnh sử dụng hệ thống lạnh: • Bảng tóm tắt đặc tính của chất làm lạnh bảng Các loại môi chất lạnh sử dụng hệ thống lạnh: nêu hiệu suất của chúng: Quản lý Sử dụng Năng lượng 74 Quản lý Sử dụng Năng lượng 75 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần B: Các thông số đánh giá hệ thống máy lạnh Phần B: Các thông số đánh giá hệ thống máy lạnh Đánh giá dây chuyền làm lạnh: • Công suất lạnh: Đánh giá hệ thống điều hòa không khí: • Đối với thiết bị điều hoà không khí, lưu lượng KW = Q x⋅Cp x⋅ (ti – t0) không khí bộ giàn quạt lạnh (FCU) thiết bị xử lý không khí (AHU) đo phong tốc kế Khi tải lạnh tính theo công thức: • Mức tiêu thụ lượng riêng hay Hệ số hiệu suất: Mức tiêu thụ lượng riêng Hệ số hiệu suất COP: xác định công thức COPCarnot = Te / (Tc - Te) Hay Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM 76 Quản lý Sử dụng Năng lượng 77 13 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần B: Các thông số đánh giá hệ thống máy lạnh Các lưu ý đánh giá hiệu suất của hệ thống máy lạnh: • Thiết bị đo đạc: • Phần C: Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống • • • • Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống làm lạnh: Sử dụng máy nén hiệu lượng hệ thống lạnh Lựa chọn thay môi chất lạnh Tối ưu hóa thiết bị ngưng tụ thiết bị bay của hệ thống Giải pháp bảo trì, bảo dưỡng hiệu hệ thiết bị trao đổi nhiệt một hội tiết kiệm lượng tiêu thụ cho hệ thống làm lạnh Trạng thái hoạt động của hệ thống Quản lý Sử dụng Năng lượng Quản lý Sử dụng Năng lượng 78 79 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần C: Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống Phần C: Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống • • Tối ưu hóa thời gian vận hành của hệ thống Ví dụ điển hình ứng dụng hệ thống tích trữ lạnh cho hệ thống điều hòa không khí trung tâm: Quản lý Sử dụng Năng lượng Tối ưu hóa thời gian vận hành của hệ thống Bảng kết tính toán tiết kiệm sử dụng hệ thống trữ lạnh: Chú giải Điện tiêu thụ hệ thống làm lạnh nước giải nhiệt Giờ cao điểm (9h30-11h30) (17h-20h) Giờ thấp điểm (22h-4h) Giờ bình thường (7h-9h30),(11h30-17h) (20h-22h) Điện tiêu thụ hệ thống nước lạnh lúc cao điểm COP hệ thống Chiller nước giải nhiệt Công suất lạnh hệ thống Chiller Năng suất lạnh cần thiết Chiler vào cao điểm Năng suất lạnh cần thiết Chiller vào lúc thấp điểm Công suất lạnh Chiller Hệ số COP hệ thống Chiller Công suất tiêu thụ điện Chiller Chi phí tiêu thụ điện mỗi ngày hệ thống Chiller cũ Chi phí tiêu thụ điện mỗi ngày hệ thống Chiller Chi phí tiết kiệm mỗi ngày sử dụng hệ thống trữ lạnh Chi phí tiết kiệm hàng năm sử dụng hệ thống trữ lạnh Số liệu 257 10 1,284 770 3,851 4,813 802 267 7,585,485 5,061,803 2,523,682 859,108,586 Đơn vị kW_e Hours Hours Hours kWh_elec kW_ther kWh_ther kWh_ther kW_ther kW_elec VND VND VND VND Quản lý Sử dụng Năng lượng 80 81 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh 3.2 Tiết kiệm lượng hệ thống máy lạnh Phần C: Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống Phần C: Các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống • Tối ưu hóa hệ thống bơm cấp nước lạnh, nước giải nhiệt Ví dụ minh họa hệ thống bơm trước sau sử dụng biến tần Controller Bom P VSD 39% Bom P Bom P P 100% 0% Du phong Bom Bom Su dung Du phong 0% P • • Nâng cao nhận thức tiết kiệm cho người Các giải pháp khác Bảo ôn lạnh Che chắn xung quanh Giảm thiểu tải nhiệt Kiểm tra xử lí kịp thời phát rò rỉ cố khác Su dung 52% Bom Cam bien ap suat P 100% Bom P Bom 61% Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM P 100% 82 Quản lý Sử dụng Năng lượng 83 14 Quản lý Sử dụng hiệu Năng lượng ThS Trần Công Binh Trần Công Binh GV ĐH Bách Khoa TP.HCM Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo: [1] Barney L Capehart,Wayne C Turner, William J Kennedy, Guide to Energy Management, The Fairmont Press, 2003 [2] Wayne C Turner, Steve Doty, Energy Management Handbook, The Fairmont Press and Taylor & Francis Ltd., 2006 [3] Richard A Panke, Energy Management Systems and Direct Digital Control, The Fairmont Press, Inc, Marcel Dekker, Inc, 2002 [4] Gilbert A McCoy, Todd Litman, John G Douglass, Energy-Efficient Electric Motor Selection Handbook, Washington State Energy Office Olympia, 1993 [5] Gilbert A McCoy, John G Douglass, Energy Management for Motor Driven Systems, Washington State University, 2000 [6] Energy Efficiency, Schneider Electric, 2012 [7] Dự án nâng cao hiệu sử dụng lượng doanh nghiệp nhỏ vừa Việt Nam – PECSME Quản lý Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM Phone: 0908 468 100 Email: tcbinh@hcmut.edu.vn binhtc@yahoo.com Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh TB 85 84 15 [...]... tham khảo Tài liệu tham khảo: [1] Barney L Capehart,Wayne C Turner, William J Kennedy, Guide to Energy Management, The Fairmont Press, 2003 [2] Wayne C Turner, Steve Doty, Energy Management Handbook, The Fairmont Press and Taylor & Francis Ltd., 2006 [3] Richard A Panke, Energy Management Systems and Direct Digital Control, The Fairmont Press, Inc, Marcel Dekker, Inc, 2002 [4] Gilbert A McCoy, Todd... Olympia, 1993 [5] Gilbert A McCoy, John G Douglass, Energy Management for Motor Driven Systems, Washington State University, 2000 [6] Energy Efficiency, Schneider Electric, 2012 [7] Dự án nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các doanh nghiệp nhỏ và vừa Việt Nam – PECSME Quản lý và Sử dụng Năng lượng ĐH Bách Khoa TP.HCM Phone: 0908 468 100 Email: tcbinh@hcmut.edu.vn binhtc@yahoo.com Website: www4.hcmut.edu.vn/~tcbinh... bơm cấp nước lạnh, nước giải nhiệt Ví dụ minh họa hệ thống bơm trước và sau khi sử dụng biến tần Controller Bom 1 P VSD 39% Bom 2 P Bom 2 P P 100% 0% Du phong Bom 3 Bom 1 Su dung Du phong 0% P • • Nâng cao nhận thức tiết kiệm cho mọi người Các giải pháp khác Bảo ôn lạnh Che chắn xung quanh Giảm thiểu tải nhiệt Kiểm tra và xử lí kịp thời khi phát hiện rò rỉ và các sự cố khác Su dung 52% Bom 3 Cam... hội và các giải pháp tiết kiệm cho hệ thống nhiệt lò hơi • Các phương pháp thu hồi nước ngưng: b)Thu hồi nước ngưng ở áp suất cao: 7) Hơi Hơi, 8 bar Nước bổ sung Quy trình Nhiệt Lò hơi • • • • Qua trình thay thế lò hơi Lò hơi cũ và làm việc với hiệu suất kém Không có khẳ năng đốt cháy được nhiên liệu thay thế rẻ tiền hơn Công suất yêu cầu lớn hơn hoặc nhỏ hơn so với yêu cầu hiện tại Thông ... mài mòn Nhạy cảm với bụi không khí Thấp - cao Thấp - trung bình Thấp - cao Trung bình - cao Trung bình - cao Thấp - trung bình Trung bình - cao Trung bình - cao Quản lý Sử dụng Năng lượng 12 Tiết... Pít-tông Rô to cánh trượt Trục vít Cao Trung bình - cao Cao Cao Cao phân cấp Thấp 60% đầy tải Thấp: 60% đầy tải Thấp 60% đầy tải Cao (10 - 25%) Trung bình (30 - 40%) Cao - thấp (25 - 60%) Cao -. .. thụ hệ thống làm lạnh nước giải nhiệt Giờ cao điểm (9h3 0-1 1h30) (17h-20h) Giờ thấp điểm (22h-4h) Giờ bình thường (7h-9h30),(11h3 0-1 7h) (20h-22h) Điện tiêu thụ hệ thống nước lạnh lúc cao điểm COP