Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm năng lượng nhiệt cho các hộ tiêu thụ hơi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN DŨNG NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG NHIỆT CHO CÁC HỘ TIÊU THỤ HƠI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT NHIỆT Hà Nội - Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn công trình nghiên cứu cá nhân, thực hướng dẫn khoa học thầy giáo TS Lê Đức Dũng Các số liệu kết luận nghiên cứu trình bày Luận văn hoàn toàn trung thực chưa công bố hình thức Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu thân Hà Nội, tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Văn Dũng LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Lê Đức Dũng người trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành Luận văn Với dẫn, góp ý tận tình lời động viên Thầy giúp vượt qua nhiều khó khăn trình thực Luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tới quý thầy cô Viện Khoa học & Công nghệ Nhiệt - Lạnh tạo điều kiện học tập, cung cấp tài liệu truyền đạt cho kiến thức quý báu suốt trình học tập nghiên cứu Cảm ơn ban lãnh đạo Công ty C phần may xuất Hà Phong, Công ty c phần Năng Lượng Bách Khoa cung cấp thông tin tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình khảo sát, thực nghiệm Cuối xin cảm ơn gia đình, bạn bè lớp bên cạnh động viên, giúp đỡ suốt trình thực Luận văn Hà Nội, tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Văn Dũng MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Vai trò công nghiệp 1.2 Đặc điểm lò công nghiệp 1.2.1 Sơ đồ sử dụng điển hình công nghiệp .8 1.2.2 Phân loại lò công nghiệp 10 1.3 Lò vấn đề tiết kiệm lượng ngành dệt may 11 1.3.1 Tình hình chung 11 1.3.2 Lò ngành dệt may 12 CHƢƠNG II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG HƠI TRONG CÔNG NGHIỆP 18 2.1 Công nghệ sản xuất 18 2.1.1 Lò ống lò ống lửa 18 2.1.2 Lò ống nước 19 2.1.3 Lò đốt thủ công 20 2.1.4 Lò công nghiệp loại ghi xích 22 2.1.5 Lò LHG .23 2.2 Phân tích trình cháy nhiên liệu ghi cố định 24 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò biện pháp nâng cao hiệu suất lò 28 2.3.1 Ảnh hưởng thiết bị lò lên hiệu suất biện pháp khắc phục 28 2.3.2 Ảnh hưởng chế độ vận hành lò đến hiệu suất lò 29 2.4 Các số liệu thực tế việc sử dụng số hộ tiêu thụ 30 2.4.1 Công ty c phần bia VIAN 30 2.4.2 Nhà máy chế biến thức ăn thủy sản 34 2.4.3 Kết luận 37 CHƢƠNG III: NGHIÊN CỨU VÀ TÍNH TOÁN CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG NHIỆT TẠI CÔNG TY MAY .38 3.1 Giới thiệu chung công ty .39 3.1.1 Thông tin chung 39 3.1.2 Tình hình hoạt động công ty 39 3.2 Hiện trạng quản lý lượng 42 3.2.1 Chính sách lượng doanh nghiệp 42 3.2.2 Cơ cấu t chức quản lý lượng 43 3.2.3 Cơ chế thúc đẩy để đạt hiệu lượng cao 43 3.2.4 Hệ thống thông tin, quản lý lượng 44 3.2.5 Tiếp thị tiết kiệm lượng 44 3.2.6 Đầu tư tiêu chuẩn bảo tồn lượng 45 3.3 Các giải pháp tiết kiệm lượng áp dụng 46 3.4 Hiện trạng tiêu thụ lượng công ty .46 3.4.1 Các dạng lượng tiêu thụ 46 3.4.2 Dữ liệu tiêu thụ lượng 47 3.4.3 Nhận dạng tiềm tiết kiệm lượng 54 3.5 Nghiên cứu tính toán giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt 55 3.5.1 Hệ thống sản xuất nước 55 3.5.2 Hệ thống cung cấp thiết bị sử dụng 65 3.6 Các giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt 69 3.6.1 Tăng cường bảo ôn cho lò hơi, van, đường ống dẫn 69 3.6.2 Tận dụng nhiệt thải lò đốt vải vụn để gia nhiệt nước cấp cho cụm lò đốt than số Error! Bookmark not defined 3.6.3 Tận dụng nước ngưng hồi .73 3.6.4 Tận dụng nhiệt khói thải để gia nhiệt cho nước cấp .76 3.6.5 Hiệu chỉnh trình vận hành hệ thống lò 79 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 4.1 Kết luận 86 4.2 Kiến nghị 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC 88 DANH MỤC BẢNG BIỂU SƠ ĐỒ Bảng 1.1: Hiệu kinh tế thu hồi nước ngưng 13 Bảng 1.2: So sánh hiệu kinh tế sử dụng sóng siêu âm 14 Bảng 2.1: Tình hình tiêu thụ chi phí lượng cho dạng năm 2012 32 Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật thông tin hai lò 33 Bảng 2.3: Kết đo đạc khu vực lò 34 Bảng 2.4: Tình hình tiêu thụ chi phí lượng cho dạng năm 2012 36 Bảng 3.1: Biểu giá điện cho ngành sản xuất (có hiệu lực từ 01/08/2013) 46 Bảng 3.2: Bảng giá trung bình loại lượng 47 Bảng 3.3: Thống kê liệu tiêu thụ điện giai đoạn 2011 ÷ 2013 38 Bảng 3.4: Thống kê liệu tiêu thụ than giai đoạn 2011 ÷ 2013 49 Bảng 3.5: Thống kê liệu tiêu thụ dầu DO củi năm 2013 52 Bảng 3.6: Thống kê liệu tiêu thụ lượng giai đoạn 2011 ÷ 2013 53 Bảng 3.7: Tình hình tiêu thụ chi phí lượng cho dạng năm 2013 53 Bảng 3.8: Thông số kỹ thuật, vận hành lò trạm số Công ty 55 Bảng 3.9: Thông số kỹ thuật, vận hành lò trạm số Công ty 55 Bảng 3.10: Thông số khói thải số lò 56 Bảng 3.11: Thành phần than sử dụng đốt lò 57 Bảng 3.12: Bảng tính hiệu suất lò 62 Bảng 3.13: Một số vị trí chưa bọc bảo ôn 69 Bảng 3.14: Mức độ phun nước: hạt mịn độ ẩm bề mặt than 84 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hệ thống sử dụng điển hình công nghiệp………………………8 Hình 2.1: Lò ống lửa 20 Hình 2.2: Lò ống nước 20 Hình 2.3: Lò đốt thủ công 22 Hình 2.4: Lò ghi xích đốt than 23 Hình 2.5: Lò LHG 24 Hình 2.6: Giản đồ trình cháy ghi cố định 26 Hình 2.7: Đặc tính không khí chu kỳ cháy nhiên liệu 27 Hình 2.8: Quy trình sản xuất bia công ty 31 Hình 2.9: Hình ảnh lò ống nước 32 Hình 2.10: Sơ đồ hệ thống cung cấp 33 Hình 2.11: Sơ đồ quy trình sản xuất cám cá với hệ thống 35 Hình 2.12: Sơ đồ quy trình sản xuất cám cá với hệ thống 36 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất 41 Hình 3.2 Biểu đồ kết điều tra đánh giá hệ thống quản lý lượng 45 Hình 3.3 Biểu đồ tiêu thụ điện giai đoạn 2011-2013 49 Hình 3.4: Biểu đồ t ng lượng điện tiêu thụ giai đoạn 2011-2013 49 Hình 3.5: Biểu đồ tiêu thụ than giai đoạn 2011- 2013 51 Hình 3.6: Biểu đồ t ng lượng than tiêu thụ giai đoạn 2011-2013 51 Hình 3.7: Biểu đồ chi phí loại lượng năm 2013 54 Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống lò trạm lò số 65 Hình 3.9: Sơ đồ hệ thống lò trạm lò số 66 Hình 3.10: Sơ đồ cấp hệ thống nấu ăn 67 Hình 3.11: Sơ đồ phân phối hệ thống nước 67 Hình 3.12: Sơ đồ nguyên lý phân phối hệ thống nước 68 Hình 3.13: Bông thủy tinh cách nhiệt 71 Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lý tận dụng nước ngưng 74 Hình 3.15: Sơ đồ lắp hâm nước loại sôi 77 LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng có ý nghĩa quan trọng để phát triển kinh tế kỹ thuật quốc gia Nhu cầu sử dụng lượng ngày tăng cao, nguồn tài nguyên thiên nhiên cạn kiệt việc nghiên cứu giải pháp tiết kiệm lượng vấn đề cấp thiết có ý nghĩa to lớn đến phát triển kinh tế Trong năm gần đây, với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp gia tăng sử dụng lượng Các ngành công nghiệp sản xuất chế biến tiêu thụ nhiều lượng cấu nghành Việt Nam Cụ thể, năm 2012 tiêu thụ lượng công nghiệp chiếm 39,9% t ng lượng tiêu thụ, tăng 30,6 % so với năm 2010 Tuy nhiên, lượng sử dụng chủ yếu dạng hóa thạch có nguy cạn kiệt, lượng phát thải lớn môi trường năm 2010 ngành công nghiệp chiếm tới 30,3% Mặt khác, việc sử dụng lượng nước ta tình trạng lạc hậu, lãng phí Theo khảo sát thực tế việc sử dụng tiết kiệm lượng hiệu mức thấp tiềm tiết kiệm lượng nhà máy công nghiệp, sản xuất lớn Chẳng hạn công nghiệp xi măng, tiềm tiết kiệm lượng lên tới 50%, nông nghiệp 50%, công nghiệp gốm 35%, dệt may 30%, phát điện than 25%, tòa nhà thương mại 25%, công nghiệp thép 20%, chế biến thực phẩm 20% ngành xử lý nước 15% [10] Sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu thực chất tìm cách sử dụng lượng theo yêu cầu sở sản xuất cách hợp lý, nhờ biện pháp bố trí sản xuất, nghiên cứu quy trình công nghệ, sử dụng tối đa nguồn lượng tự nhiên Việc đưa giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt cho hộ tiêu thụ có ý nghĩa lớn đời sống kinh tế xã hội Nó góp phần vào việc tiết kiệm lượng cho nhà máy nói riêng cho đất nước nói chung, đồng thời tham gia vào công tác bảo vệ môi trường, giảm chi phí sản xuất nhà máy Chính lý chọn nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt cho hộ tiêu thụ hơi” Mục đích đề tài “Đánh giá trạng công nghệ tình hình sử dụng công nghiệp, đồng thời đưa giải pháp để góp phần tiết kiệm lượng cho hộ tiêu thụ hơi” Để đạt mục tiêu luận văn cần giải vấn đề sau: T ng quan tình hình sử dụng lượng nhiệt (hơi) nhà máy, xí nghiệp, sở sản xuất, chế biến có sử dụng nhà máy bia, nhà máy chế biến thức ăn thủy sản, công ty dệt may Bằng cách thống kê số liệu trạng sử dụng hộ tiêu thụ Nghiên cứu công nghệ sản xuất hơi, đánh giá ưu nhược điểm loại lò hơi, tìm giải pháp nâng cao hiệu làm việc lò Nghiên cứu, tính toán giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt cho hộ tiêu thụ Với mục tiêu luận văn thực qua chương với nội dung sau: Chương 1: T ng quan Chương 2: Công nghệ sản xuất sử dụng công nghiệp Chương 3: Nghiên cứu tính toán giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt công ty may Chương 4: Kết luận kiến nghị CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Vai trò công nghiệp Lò công nghiệp thiết bị sử dụng nhiên liệu để đun sôi nước áp suất thấp (6 – 10 bar) để sinh bão hòa phục vụ cho yêu cầu nhiệt nhiều lĩnh vực sản xuất, chế biến Lò đóng vai trò quan trọng phát triển công nghiệp, góp phần tích cực vào phát triển kinh tế quốc dân, nâng cao chất lượng sống sinh hoạt người dân Trong công nghiệp việc sử dụng lò hiệu đem lại nhiều lợi ích như: chi phí nhiên liệu sử dụng cho lò rẻ, tiết kiệm lượng, sử dụng lò có hiệu suất cao, sản lượng n định, chất lượng tốt, an toàn sử dụng vận hành, khói bụi hoạt động, đảm bảo vệ sinh môi trường [10] Lò thiết bị có mặt gần tất xí nghiệp, nhà máy để sản xuất phục vụ cho trình đun nấu, chưng cất dung dịch, sấy sản phẩm trình công nghệ nhà máy hóa chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến nông sản thực phẩm Lò chiếm khoảng 20 – 30% chi phí lượng Ví dụ: Công ty may mặc, công ty giặt khô họ sử dụng lò để cung cấp cho hệ thống cầu là, hấp, nhuộm Nhà máy chế biến thức ăn chăn nuôi gia súc, nhà máy bánh kẹo sử dụng lò để sấy sản phẩm Một số nhà máy sử dụng lò để cung cấp cho hộ tiêu thụ (chủ yếu khách sạn, nhà nghỉ) để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt như: tắm giặt, xông hơi, xông khô [10] Trong nhà máy bia để thực trình nấu nguyên liệu (dùng để gia nhiệt cho dịch), trùng để bảo quản bia lâu đóng chai (bằng nước nóng để diệt men) hệ thống cung cấp nước nóng cần phải có hệ thống cấp nhiệt Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo nguồn có nhiệt độ áp suất phù hợp để đáp ứng cho loại công nghệ khác Lò sử dụng nhà máy công nghiệp, sử dụng thường bão hòa Áp Tiềm tiết kiệm lƣợng: Lượng lượng tiết kiệm lượng than giảm tận dụng phần nhiệt mà sử dụng nhiệt từ đốt than để gia nhiệt nước cấp Cơ sở tính toán : Các lò hoạt động áp suất bão hòa trung bình P = bar, sản lượng trung bình D = 4,8 tấn/h Số vận hành ngày: 10 giờ, số ngày vận hành năm: 330 ngày Nhiệt trị nhiên liệu là: 25523 kJ/kg Entapi bão hòa áp suất bar là: i1 = 2738 kJ/kg Entanpi nước áp suất bar ứng với nhiệt độ 270C là: i2 = 112,86 kJ/kg Entanpi nước áp suất bar ứng với nhiệt độ sôi là: i2,  604,7 kJ/kg Hiệu suất trung bình lò là: 66,28% + Nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt nước thành bão hòa áp suất bar là: Q  D.i1  i2   4800 2738  112 ,86   3500 3600 (kW) + Lượng tiêu hao nhiên liệu là: B Q 3500   0,6628  0,09 kg/s lv 25523 Qt + Lượng nhiệt để sinh bão hòa nước cấp gia nhiệt tới nhiệt độ sôi là:   Q ,  D i1  i2,  4800 2738  604 ,7   2844 ,4 3600 (kW) + Lượng tiêu hao nhiên liệu trường hợp là: B,  Q, 2844 ,4   0,6628  0,073 lv 25523 Qt (kg/s) Vậy lượng nhiên liệu tiết kiệm là: ΔB = B – B` = 0,090 – 0,073 = 0,017 (kg/s) Một năm tiết kiệm lượng nhiên liệu Gtk = 0,017.3600.10.330 = 201960 78 (kg/năm) Với giá nhiên liệu 2085 đồng/kg năm tiết kiệm số tiền là: 421.086.600 đồng Chi phí thực giải pháp: Lắp hâm nước cho lò tấn/h, tấn/h 2,5 tấn/h T ng chi phí đầu tư = chi phí thiết bị + chi phí lắp đặt, nhân công = 153.000.000 x + 15.000.000 = 474.000.000 đồng Thời gian hoàn vốn là: 13,5 tháng Lượng giảm phát thải CO2 tCO2  3,667 10 6.Fs HV f CEF X c Trong đó: Fs: Lượng nhiên liệu tiết kiệm được, kg HVf: Nhiệt trị nhiên liệu, MJ/kg CEF: Hệ số phát thải cacbon, CEF = 25,2 tC/TJ Xc: hệ số oxy hóa cacbon, Xc = 0,98 Thay số vào công thức ta được: tCO2 = 3,667.10-6.201960.25523.25,2.0,98 = 466804 kg/năm = 466,8 tấn/năm Kết tính toán chi tiết xem phụ lục 3.6.4 Hiệu chỉnh trình vận hành hệ thống lò a Hiện trạng: Hệ thống sản xuất nước công ty gồm có trạm: - Trạm lò số gồm có lò hơi, lò đốt than (1 tấn/h, tấn/h 2,5 tấn/h) lò đốt vải phế thải tấn/h lắp đặt Ba lò đốt than trạm lò số có sử dụng củi để đốt kèm Hơi sản xuất bão hòa áp suất bar - Trạm gồm lò đốt than 2,5 tấn/h tấn/h Hiện Công ty sử dụng lò đốt vải phế phẩm liên tục, sử dụng thêm lò đốt than, lò ngừng vận hành Các lò đốt than vận hành luân phiên Thời gian hoạt động trung bình lò khoảng 10h/ngày Phụ tải 79 cao ngày vào thời điểm từ 8h – 10h (do thời điểm sử dụng nhiều nhà ăn) Do Công ty sản xuất ca nên lò hoạt động gián đoạn Khi ngừng lò, công nhân vận hành cào hết tro xỉ ghi lò ra, lò trạng thái ngừng hoàn toàn (nhà máy không tiến hành ủ lò) Lúc vận hành khởi động lò trở lại sử dụng đốt kèm củi, dầu để nhóm lò, thời gian cho trình khởi động lò đến lúc sinh khoảng 1h T ng sản lượng sản xuất trung bình ngày năm 2013 khoảng gần 40 hơi/ ngày Trong nhà máy sử dụng lò với t ng công suất định mức khoảng 10 tấn/h, phụ tải thực tế lò hoạt động khoảng 40 – 50% so với công suất định mức Qua đo kiểm thông số khói thải, tính toán hệ số không khí thừa, ta thấy hệ số không khí thừa lò cao 2,4 ÷ 3,5 (xem chi tiết bảng 3.13) Nhiệt độ khói thải cao 2000C trở lên, hâm lò hỏng chưa sửa chữa Bãi chứa than khu vực trạm lò số trước mặt gian lò, bãi chứa cạnh đường lại (do không gian chứa nhiêu liệu Công ty nhiều), than để trời không che chắn Than để trời bị giảm chất lượng số lượng (nhiệt trị than) đặc bị trời mưa, than bị thấm xuống đất bị nước mưa xuống cống rãnh thoát nước gần đó… Than cấp vào nồi thường công nhân vận hành tới thêm nước để tăng độ ẩm cho than, giúp than cháy đượm Tuy nhiên việc tới thêm nước vây làm tăng độ ẩm cho than, than cháy lượng nhiệt đáng kể để nâng nhiệt độ nước có than lên đến nhiệt độ sôi, bay hơi, nhiệt với nhiệt độ khói thải thải theo đường khói thải Như tăng độ ẩm cho than cấp vào nồi làm tăng lượng than tiêu thụ 80 Ngoài ra, chất lượng than nhà cung cấp chuyển đến chưa kiểm soát tốt thiết bị đo kiểm chất lượng than Chất lượng than dẫn tới việc than cháy không hết nhiều lượng than sử dụng tăng thêm b Đề xuất giải pháp: Dựa trạng hoạt động trên, ta thấy hiệu suất hệ thống cấp nhiệt Công ty thấp có nhiều điểm t n thất cao Để nâng cao hiệu trình vận hành cho hệ thống lò đốt than Công ty đề xuất số giải pháp sau: - Điều chỉnh hệ số không khí thừa cho lò hơi: Hiện hệ số không khí thừa cho lò mức cao 2,4 Công ty cần tiến hành hiệu chỉnh để đưa hệ số không khí thừa xuống mức từ 1,5 – 1,8 Phương án triển khai: + Thứ nhất: Công ty đầu tư thiết bị đo oxi dư khói thải cho lò biến tần cho quạt cấp gió Công nhân vận hành dựa vào tín hiệu oxi dư khói để điều chỉnh tốc độ biến tần cho phù hợp Hoặc lắp đặt điều khiển PLC để điều khiển biến tần quạt gió tự động theo tín hiệu phải hồi từ cảm biến đo oxi khói lò Phương án đòi hỏi chi phí đầu tư cao thi công phức tạp + Thứ hai: Công ty thuê đơn vị hiệu chỉnh lò bên để tiến hành hiệu chỉnh chế độ cấp gió nhiên liệu cho lò Bên hiệu chỉnh xây dựng cho Công ty biểu đồ phụ tải lò, biểu đồ nhiên liệu tiêu thụ ứng với độ mở van hướng quạt gió Từ biều đồ đưa quy định chế độ vận hành lò cho phù hợp, đảm bảo hiệu suất cháy nhiên liệu cải thiện hiệu suất lò trì hệ số không khí thừa tối ưu – Điều chỉnh áp suất vận hành cho hệ thống lò hơi: Áp suất vận hành cho thiết bị lò trì khoảng áp suất từ 3,5 – bar Tuy nhiên nhu cầu sử dụng cao nhà máy < bar Việc sản xuất áp suất cao nhu cầu tiêu thụ làm gia tăng nhiên liệu Nguyên nhân làm tăng nhiên liệu áp suất cao có giá trị nhiệt entanpi cao có áp suất thấp lại có nhiệt ẩn hóa thấp Mà trình trao đ i nhiệt 81 lượng nhiệt trao đ i hấp thụ thiết bị sử dụng chủ yếu nhờ lượng nhiệt ngưng tụ nhả (nhiệt ngưng tụ nhiệt hóa hơi) Ngoài ra, qua van giảm áp bị t n thất Vì đề xuất Công ty điều chỉnh giảm áp suất sản xuất xuống trì cao không đáng kể so với sử dụng từ 2,5 – bar hợp lý (nhằm thắng trở lực đường ống dẫn) – Kiểm soát việc làm ẩm than mức: Công ty sử dụng than cám 4a làm nhiên liệu đốt cho lò Việc trì độ ẩm cần thiết cho than quan trong trình đốt Những hạt than mịn gây trục trặc trình đốt hiệu ứng phân loại Tách riêng than mịn hạt to giảm đáng kể nhờ trộn than với nước Nước khiến hạt than mịn bám vào hạt lớn sức căng bề mặt độ ẩm, nhờ loại bỏ hạt mịn rơi xuống ghi bị gió Khi phun nước lên than, phải đảm bảo độ ẩm đồng nhất, nên phun vào dòng than rơi xuống Nếu % hạt mịn cao, làm ướt than giảm % cacbon không cháy hết không khí dư cần cho trình cháy Bảng cho biết mức độ phun nước, tuỳ theo % hạt mịn than Bảng 3.14: Mức độ phun nước: hạt mịn độ ẩm bề mặt than Hạt mịn (%) Độ ẩm bề mặt (%) 10-15 4-5 15-20 5-6 20 - 25 6-7 25 - 30 7-8 Đề xuất: + Đầu tư sàng phân loại sơ than, để tách hạt than kích thước lớn với hạt than mịn từ giảm đáng kể lượng nước phun vào than mịn Lượng ẩm than tăng lên làm tăng tiêu hao nhiên liệu nhiệt trình gia nhiệt cho nước nhiên liệu thành nhiệt độ khói thải Các hạt than kích thước lớn không cần phải phun ẩm 82 + Yêu cầu công nhân vận hành phun ẩm hợp lý tùy theo độ mịn than Than mịn độ ẩm bề mặt tăng (lượng nước phun vào tăng) Sử dụng vòi phun nước để tạo tia nước nhỏ phun trộn với than trình sàng lọc hạt than mịn Tránh việc phun nước thành dòng làm cho độ âm nhiên liệu không độ ẩm than tăng cao gây t n thất nhiệt trình cháy, làm tăng tiêu hao nhiên liệu – Thử nghiệm phương thức ủ lò trình vận hành: Hiện lò đốt than vận hành gián đoạn, hàng ngày phải tiến hành khởi động lại lò từ trạng thái lạnh Thời gian khởi động dài khoảng 1h làm tăng nhiên liệu tiêu thụ Đề xuất: Công ty nên tiến hành thử nghiệm phương thức ủ lò để giảm thời gian khởi động Đánh giá tính hiệu phương án để có sở lựa chọn hợp lý Khi ngừng sản xuất, chuyển lò từ trạng thái hoạt động sang trạng thái ủ lò cách: tắt thiết bị quạt (quạt gió, quạt khói) lò hơi, b sung than để trì nhiệt lò, đóng kín cửa cấp than, cấp gió Việc ủ lò tiêu tốn lượng than định nhiên giảm thời gian khởi động cho lò, trì nhiệt độ định nước lò – Giảm bớt số lượng lò vận hành: Dựa vào trạng vận hành lò hơi, ta thấy phụ tải lò thấp khoảng 40-50% so với công suất định mức Nếu lò hoạt động mức công suất không hiệu quả, công suất kinh tế lò khoảng 80 – 90% công suất định mức Đề xuất: Công ty tính tới phương án cho ngừng thêm lò sử dụng lò công suất nhỏ (1 tấn/h) vào thời điểm cao điểm (từ 8h-10h nhà ăn sử dụng để nấu ăn) c Tính toán tiết kiệm lượng + Tiềm tiết kiệm lượng: Do trạng vận hành thiết bị lò đốt than nhiều điểm cải tiến nâng cao hiệu cháy, hiệu suất hệ thống nên tiềm tiết kiệm cho hệ thống cao Ước tính thực đồng giải pháp nêu có 83 thể tiết kiệm khoảng 10 – 15% t ng lượng than tiêu thụ Lượng tiết kiệm sử dụng tính toán ước tính khoảng 8% + Chi phí đầu tư thực giải pháp: Các hoạt động, chi phí cần thiết trình thực giải pháp gồm: Thuê tư vấn hiệu chỉnh lò đầu tư thiết bị đo khói thải, biến tần cho quạt gió; đầu tư 02 máy sàng than sơ cho trạm lò; 02 vòi phun nước có kèm theo bơm nước (để tăng áp cho nước phun giúp việc phun nước tạo thành tia nước nhỏ); xây dựng quy trình vận hành cho lò T ng chi phí ước tính để thực giải pháp khoảng 450 triệu VNĐ + Kết tính toán: T ng lượng than tiêu thụ trung bình hàng năm 2000 Sau thực giải pháp tiết kiệm 8% lượng than tiêu thụ Vậy lượng than tiết kiệm hàng năm 160 Với giá thành than 2085 VNĐ/kg, năm tiết kiệm số tiền là: 160.103.2085 = 333600000 VNĐ (27.800.000/tháng) Vậy thời gian hoàn vốn là: 450000000/27800000 = 16,18 tháng Lượng giảm phát thải CO2 tCO2  3,667 10 6.Fs HV f CEF X c Trong đó: Fs: Lượng nhiên liệu tiết kiệm được, kg HVf: Nhiệt trị nhiên liệu, MJ/kg CEF: Hệ số phát thải cacbon, CEF = 25,2 tC/TJ Xc: hệ số oxy hóa cacbon, Xc = 0,98 Thay số vào công thức ta được: tCO2 = 3,667.10-6.160000.25523.25,2.0,98 = 369819 kg/năm = 369,819 tấn/năm Chi tiết xem phụ lục 84 Kết luận: Trên giải pháp tiết kiệm lượng đề xuất cho công ty Ở giải pháp có tính toán hiệu kinh tế thời gian hoàn vốn: Giải pháp 1: Bọc bảo ôn cho van đường ống tiết kiệm 42,856 than tương ứng với 89 triệu đồng/năm, thời gian hoàn vốn 5,4 tháng Giải pháp 2: Tận dụng nước ngưng để làm nước cấp cho lò Giải pháp tiết kiệm 152,318 than tương đương 317,538 triệu đồng/năm, thời gian hoàn vốn 10 tháng/ Giải pháp 3: Tận dụng khói thải lò để gia nhiệt cho nước cấp Giải pháp tiết kiệm 201,96 than tương đương 421,086 triệu đồng/năm, thời gian hoàn vốn 13,5 tháng Giải pháp 4: Hiệu chỉnh trình vận hành hệ thống lò Giải pháp tiết kiệm 160 than tương đương 333,6 triệu đồng/năm, thời gian hoàn vốn 16 tháng 85 CHƢƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Bài luận văn giải yêu cầu đặt đề tài, là: Nghiên cứu công nghệ sản xuất đưa biện pháp nâng cao hiệu suất lò Đánh giá sơ trạng sử dụng số hộ tiêu thụ công nghiệp Việt Nam Thực kiểm toán lượng cho công ty c phần may xuất Hà Phong: + Đánh giá trạng sử dụng lượng công ty khu vực lò hệ thống cung cấp + Đề xuất giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt + Tính toán nghiên cứu đảm bảo tính khả thi giải pháp kỹ thuật tài chính, thời gian hoàn vốn cho giải pháp đề 4.2 Kiến nghị Việc nghiên cứu tiết kiệm lượng hệ thống lò góp phần tiết kiệm lượng nói chung đòi hỏi thực tế khách quan, cần phải áp dụng rộng rãi công ty, xí nghiệp toàn quốc Chúng ta thấy lợi ích thu từ giải pháp tiết kiệm, tiết kiệm chi phí sản xuất nhằm hạ giá thành sản phẩm, tăng sức cạnh tranh mà giảm bớt chi phí đầu tư cho công trình cung cấp lượng, giảm phát sinh chất thải bảo vệ tài nguyên môi trường Đối với công ty, nhà máy sử dụng lượng trọng điểm phải kiểm tra tình hình sử dụng lượng, lắp đặt máy móc, thiết bị phục vụ cho mục đích sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Xây dựng chế độ, trách nhiệm tập thể, cá nhân liên quan việc sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Ở công ty, nhà máy phải có cán chuyên trách quản lý lượng Có trách nhiệm giám sát phương tiện sử dụng lượng TK & HQ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Phạm Lê Dần TS Lê Đức Dũng - Nghiên cứu lò đốt than công suất nhỏ [2] Đàm Xuân Hiệp, Bàng Bích, Đỗ Văn Thắng, Trương Ngọc Tuấn, Trương Huy Hoàng - Giáo trình “Lò công nghiệp” [3] PGS.TS Phạm Lê DZần, TS Nguyễn Công Hân - Giáo trình “Công nghệ lò mạng nhiệt” [4] Hướng dẫn kiểm toán lượng, tập 1, 2, NXB Bách Khoa Hà Nội [5] Tài liệu kỹ thuật công ty c phần may xuất Hà Phong [6] Tài liệu kỹ thuật công ty c phần VIAN [7] Tài liệu kỹ thuật nhà máy thức ăn thủy sản [8] Đào Ngọc Chân, Hoàng Ngọc Đồng, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2008 - Giáo trình “Lò thiết bị đốt” [9] Luật sử dụng lượng tiết kiệm hiệu năm 2010 [10] Internet + http://www.dienquang.com/ +http://tietkiemnangluong.com/tin-tuc/150/giai-phap-tiet-kiem-nang-luongtrong-nganh-det-may.html +http://www.dost.hanoi.gov.vn/Tranghi%E1%BB%83nth%E1%BB%8B/Trangc h%E1%BB%A7/Tinchiti%E1%BA%BFt/tabid/171/MenuID/214/cateID/223/id/ 1023/language/en-US/Default.aspx [11] Tạp chí khoa học công nghệ, Đại học Đà Nẵng – Số 2(37).2010 - Một số giải pháp tiết kiệm lượng lò công nghiệp [12] PGS.TS Phạm Hoàng Lương Sử dụng lượng ô nhiễm môi trường [13] GS TSKH Nguyễn Sĩ Mão - Giáo trình “Lò – Tập 1” 87 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết tính toán tiết kiệm lượng giải pháp “Tăng cường bảo ôn cho lò hơi, van, đường ống dẫn hơi” TT Đại lƣợng tính Ký hiệu Đơn vị Giá trị W/m2C C 20 33,7 1.1 1.2 Dữ liệu sở ban đầu Hệ số tỏa nhiệt đối lưu bề mặt môi trường Nhiệt độ môi trường xung quanh α t1 1.3 Nhiệt độ TB bề mặt điểm chưa bảo ôn t1, 1.4 1.5 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Diện tích vị trí cần bọc bảo ôn T n thất nhiệt tại, vị trí Sau bọc bảo ôn Nhiệt độ bề mặt vị trí sau bọc bảo ôn Chọn chiều dày lớp bảo ôn Hệ số dẫn nhiệt vật liệu cách nhiệt T n thất có bảo ôn Tính toán hiệu kinh tế Lượng nhiệt tiết kiệm Số vận hành năm (330 ngày) Năng lượng tiết kiệm năm Hiệu suất lò Nhiệt trị than Lượng than tiết kiệm năm Giá thành than 3.8 Lượng tiền tiết kiệm hàng năm 3.9 Chi phí cho mét vật liệu 3.10 Chi phí lắp đặt cho mét vật liệu 3.11 T ng chi phí đầu tư bảo ôn 3.12 Thời gian hoàn vốn 3.13 Lượng giảm phát thải CO2 88 C 141,4 F Q1 m2 W 40 86.160 t2 δ λ Q2 C m W/m0C W 65 0,025 0,075 25.134 QTK W 61.026 h 3.300 MJ/năm 724.988 % 66,28 kJ/kg 25.523 kg 42.856 VNĐ/kg 2.085 Nghìn 89.354 đồng Nghìn 700 đồng Nghìn 300 đồng Nghìn 40.000 đồng Tháng 5,4 Tấn/năm 99 QTK η mTK Phụ lục 2: Tận dụng nước ngưng để làm nước cấp cho lò TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ VNĐ/kg 2.085 Thông tin giá lƣợng Giá than trung bình năm 2013 Thông tin vận hành Số vận hành trung bình ngày Giờ 10 Số ngày hoạt động trung bình năm Ngày 330 Thông tin thiết bị trạng Nhiệt độ nước cấp cho lò C 27 Nhiệt độ nước ngưng hồi C 80 Nhiệt dung riêng nước kJ/kgK 4,18 Lượng than tiêu thụ trung bình ngày tấn/ngày 6,06 Nhiệt trị than Áp suất sản xuất bar 3,80 10 Entanpi sản xuất kJ/kg 2735 11 Hiệu suất trung bình lò % 66,28 12 Lượng sản xuất trung bình ngày Tấn/ngày 38,935 13 Lượng nước ngưng hồi ngày Tấn/ngày 23,361 14 Lượng nhiệt tiết kiệm từ nước ngưng hồi kJ/ngày 5.175.395 15 Lượng nhiệt lò tiết kiệm kJ/ngày 7.808.382 16 T ng chi phí đầu tư thực giải pháp kJ/kg Triệu VNĐ 25523 265 Tính toán TKNL 17 Lượng than tiết kiệm ngày kg/ngày 461,57 18 Lượng than tiết kiệm năm kg/năm 152.318 19 Thu nhập TKNL mang lại năm Triệu VNĐ 317,538 20 Thời gian hoàn vốn 24 Giảm phát thải khí CO2 89 tháng 10 tấn/năm 352 Phụ lục 3: Tận dụng nhiệt khói thải lò để gia nhiệt cho nước cấp TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ VNĐ/kg 2.085 Thông tin giá lƣợng Giá than trung bình năm 2013 Thông tin vận hành Số vận hành trung bình ngày Giờ 10 Số ngày hoạt động trung bình năm Ngày 330 Thông tin thiết bị trạng Nhiệt độ nước cấp cho lò Entapi nước cấp Áp suất bão hòa trung bình Entanpi bão hòa kJ/kg 2738 Nhiệt trị than kJ/kg 25523 Hiệu suất trung bình lò % 66,28 10 Lượng sản xuất trung bình ngày 11 Lượng nhiệt lò tiết kiệm 12 T ng chi phí đầu tư thực giải pháp C kJ/kg bar tấn/ngày kJ 27 112,86 38 2.360.160 Triệu VNĐ 474 kg/h 61,2 Tính toán TKNL 13 Lượng than tiết kiệm ngày 14 Lượng than tiết kiệm năm 15 Thu nhập TKNL mang lại năm 16 Thời gian hoàn vốn 17 Giảm phát thải khí CO2 90 kg/năm 201.960 Triệu VNĐ 421,086 tháng 13,5 tấn/năm 466,8 Phụ lục 4: Hiệu chỉnh trình vận hành hệ thống lò TT ĐƠN VỊ HẠNG MỤC GIÁ TRỊ T ng lượng than tiêu thụ trung bình hàng năm Tỷ lệ % than tiết kiệm thực giải pháp % Hiệu suất lò % 66,28 Lượng than tiết kiệm sau thực giải Tấn/năm 2.000 Tấn/năm 160 VNĐ/kg 2085 333,6 pháp Giá thành than Lượng chi phí tiết kiệm thực giải pháp Triệu/năm T ng chi phí đầu tư thực giải pháp Triệu VNĐ 450 Thời gian hoàn vốn Tháng 16 Lượng giảm phát thải CO2 Tấn/năm 369,819 Phụ lục 5: Kết phân tích chất lượng than thành phần tro xỉ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM THAN VÀ TRO XỈ TT Tên tiêu Đơn vị Phương pháp thử nghiệm Kết Mẫu than Mẫu tro xỉ Hàm ẩm % TCVN 1972-1997 5,31 - Nhiệt trị kcal/kJ TCVN 200-1995 6.106 - Cac bon cố định % TCVN 174-1997 - 50,70 91 Phụ lục 6: Kết phân tích thành phần hói thải lò Lò Đơn vị Trạm lò số Lò tấn/h Trước hâm nước Thông số Nhiên liệu Sau cyclon Than Nồng độ O2 % Nồng độ CO Trạm lò số Lò đốt vải vụn Ống khói Lò 2,5 tấn/h Lò tấn/h Trước Trước hâm nước hâm nước Vải vụn Than Than 12,34 13,89 14,21 14,67 14,89 ppm 171 176 234 369 176 Nồng độ CO2 % 2,47 2,03 3,85 3,59 3,03 Nồng độ NO ppm 67 54 191 64 122 Nồng độ NOx ppm 71 57 200 67 187 Nồng độ H2 ppm 39 31 49 37 Nhiệt độ khói thải o 232 175,7 137,6 243,1 237,6 Nhiệt độ môi trường o 33,7 32,2 31,1 34,8 32,4 C C 92 ... .46 3.4.1 Các dạng lượng tiêu thụ 46 3.4.2 Dữ liệu tiêu thụ lượng 47 3.4.3 Nhận dạng tiềm tiết kiệm lượng 54 3.5 Nghiên cứu tính toán giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt 55... lượng tự nhiên Việc đưa giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt cho hộ tiêu thụ có ý nghĩa lớn đời sống kinh tế xã hội Nó góp phần vào việc tiết kiệm lượng cho nhà máy nói riêng cho đất nước nói chung,... lý chọn nghiên cứu đề tài Nghiên cứu giải pháp tiết kiệm lượng nhiệt cho hộ tiêu thụ hơi” Mục đích đề tài “Đánh giá trạng công nghệ tình hình sử dụng công nghiệp, đồng thời đưa giải pháp để