Nghiên cứu hiệu quả tiết kiệm năng lượng của giải pháp thu hồi hơi nước trong công nghệ sản xuất bia

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VIỆT CƯỜNG - NGUYỄN VIỆT CƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CỦA GIẢI PHÁP THU HỒI HƠI NƯỚC TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIA KỸ THUẬT NHIỆT 2009 - 2012 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT NHIỆT Hà Nội - 2012 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Luận văn thạc sỹ " Nghiên cứu hiệu tiết kiệm lượng giải pháp thu hồi nước công nghệ sản xuất bia ", hoàn thành tác giả Nguyễn Việt Cường - học viên lớp Cao học Kỹ thuật nhiệt lạnh, khoá 2009 - 2011, Viện Khoa học công nghệ Nhiệt – Lạnh, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nêu luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà nội, ngày 12 tháng 03 năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Việt Cường Nguyễn Việt Cường i Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn GS.TSKH Đặng Quốc Phú thày cô giáo Viện Kh & CN nhiệt-lạnh hướng dẫn tận tình trình thực đồ án sở để tơi hồn thành luận văn Tơi chân thành gửi lời cảm ơn tới : Tất thầy giáo tham gia giảng dạy học phần chương trình cao học Các Thầy cung cấp cho kiến thức cần thiết làm tảng để tơi hồn thành tốt nội dung luận văn tốt nghiệp Ban Giám đốc công ty tồn thể cán cơng nhân viên nhà máy bia Huế Phú Bài tận tình giúp đỡ tơi q trình thực tập cơng ty Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn đặc biệt tới người thân gia đình, bạn bè đồng nghiệp – với quan tâm, động viên ủng hộ nhiệt tình họ tơi suốt thời gian thực đề tài Trong q trình thực luận văn khơng thể tránh khỏi sai sót, tác giả mong ý kiến đóng góp, phê bình thầy bạn đồng nghiệp Hà Nội, tháng 03 năm 2012 Nguyễn Việt Cường Nguyễn Việt Cường ii Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ .viii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIA 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT BIA 1.1.1 Tình hình sản xuất bia giới 1.1.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ rượu bia Việt Nam 1.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ VÀ TRANG THIẾT BỊ TRONG NHÀ MÁY BIA 1.2.1 Giới thiệu quy trình cơng nghệ sản xuất bia 1.2.2 Thiết bị công nghệ sản xuất bia 1.2.2.1 Hệ thống nấu 1.2.2.2 Hệ thống cấp nhiệt 1.2.2.3 Hệ thống cấp lạnh 1.2.2.4 Hệ thống lên men 1.2.2.5 Hệ thống thu hồi cấp CO2 1.2.2.6 Hệ thống chiết chai trùng sản phẩm 1.2.2.7 Hệ thống tích nhiệt 1.2.2.8 Hệ thống vệ sinh, trùng thiết bị 1.2.2.9 Các hệ thống thiết bị phụ trợ khác 1.3 TỔNG QUAN KỸ THUẬT TRONG NHÀ MÁY BIA HUẾ 1.3.1 Mô tả công suất nhà máy bia Huế 1.3.2 Thành phẩm 1.3.3 Tổn thất trình sản xuất 1.3.4 Đóng gói 10 Nguyễn Việt Cường iii Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 1.3.5 Thời gian vận hành sản xuất 11 1.3.6 CIP 11 1.3.7 Mô tả tổng qt tự động hóa cho tồn nhà máy 13 1.3.8 Đặc điểm kỹ thuật phân xưởng 13 1.3.8.1 Khu xử lý nguyên liệu 13 1.3.8.2 Nhà Nấu 14 1.3.8.3 Dữ liệu kỹ thuật lên men 15 1.3.8.4 Dữ liệu kỹ thuật xưởng đóng gói 17 1.3.8.5 Điều kiện động lực 17 1.4 PHÂN BỐ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG TRONG NHÀ MÁY BIA 18 1.5 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 19 CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG NHIỆT TRONG HỆ NẤU 23 2.1 CÂN BẰNG CHẤT 23 2.1.1 Thành phần khối lượng nguyên liệu hệ nấu 23 2.1.2 Tính cân chât cho hệ nấu 24 2.2 CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG 32 2.2.1 Nồi hồ hoá 32 2.2.2 Nồi đường hoá 39 2.2.3 Nồi lọc 41 2.2.4 Nồi húp lông 41 2.2.5 Thùng lắng xoáy 43 2.2.6 Lượng cấp cho toàn hệ nấu (một ngày nấu) 44 2.3 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 45 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG 47 3.1 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 47 3.2 PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP 47 3.2.1 Cơ sở lựa chọn giải pháp 47 3.2.2 Giải pháp lựa chọn 49 Nguyễn Việt Cường iv Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3.3 LỰA CHỌN THIẾT BỊ THỰC HIỆN GIẢI PHÁP 50 3.3.1 Tính tốn cân nhiệt 50 3.3.2 Thiết bị trao đổi nhiệt 51 3.3.2.1 Tính chọn tháp rửa 51 3.3.2.2 Tính chọn thiết bị gia nhiệt cho dịch 54 3.3.2.3 Tính chọn thiết bị gia nhiệt cho nước 63 3.3.3 Thiết bị phụ 67 3.3.3.1 Bình chứa nước 68 3.3.3.2 Bơm nước 68 3.4 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ 69 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 70 4.1 HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG KHI THỤC HIỆN GIẢI PHÁP 70 4.1.1 Lượng nhiệt tiết kiệm 70 4.1.2 Phân tích đánh giá tính hiệu lượng giải pháp 70 4.2 CHI PHÍ ĐẦU TƯ CHO GIẢI PHÁP 70 4.3 CHI PHÍ VẬN HÀNH 72 4.4 HIỆU QUẢ THU ĐƯỢC TỪ GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 74 4.4.1 Hiệu kinh tế thu 74 4.4.2 Thời gian hoàn vốn 75 4.5 KIẾN NGHỊ BIỆN PHÁP THỰC HIỆN 75 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 5.1 KẾT LUẬN 76 5.2 KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 Nguyễn Việt Cường v Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU- CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa Thứ nguyên t C Nhiệt độ Celcius t1 C Nhiệt độ Celcius phía nóng t2 C Nhiệt độ Celcius phía lạnh T K Nhiệt độ Kenvin α W/m2 K Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu ε Độ đen ξ Hệ số trở kháng η Hiệu suất δ, S mm Độ dày/ chiều dày ω m/s Tốc độ dịch γ m2/s Độ nhớt động học λ W/m.K Hệ số dẫn nhiệt Cp J/kg.K Nhiệt dung riêng khối lượng ρ kg/m3 Khối lượng riêng a m2/s Hệ số dẫn nhiệt độ P Pa Áp lực thiết bị ∆P Pa Tổn thất áp suất k W/m2.K Hệ số truyền nhiệt q W/m Mật độ dòng nhiệt Nguyễn Việt Cường vi Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội N W Cơng suất Q W Dịng nhiệt G kg/s Lưu lượng khối lượng V1,2 m3/s Lưu lượng thể tích H mm Chiều cao L, l m Chiều dài D m Đường kính F m2 Diện tích V m3 Thể tích Re Tiêu chuẩn Reynolds Nu Tiêu chuẩn Nuselt Pr Tiêu chuẩn Prandtl δ1/λ1 m2.K/W Nhiệt trở lớp cặn δw/λw m2.K/W Nhiệt trở vách f m2 Diện tích mặt cắt ngang sxq m2 Diện tích xung quanh τ s Thời gian v m/s Tốc độ n Số thiết bị m kênh Số kênh dẫn z năm Năm thu hồi vốn Nguyễn Việt Cường vii Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ Bảng biểu Bảng 2.1: Thành phần nguyên liệu hệ nấu với công suất 63m3 24 Bảng 2.2: Lượng nhiệt tiêu thụ nồi hồ hoá 38 Bảng 2.3: Lượng nhiệt tiêu thụ nồi đường hóa 40 Bảng 2.4: Lượng nhiệt tiêu thụ nồi húp lông 43 Bảng 2.5: Lượng nhiệt lượng tiêu thụ 45 Bảng 3.1: Tính tốn lựa chọn thiết bị gia nhiệt cho nước .64 Bảng 4.1: Giá thành thiết bị đầu tư 71 Bảng 4.2: Giá điện ngày (Đơn vị VNĐ) 73 Hình vẽ Hình 3.1: Sơ đồ cơng nghệ hệ nấu 48 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý tận dụng lượng nhiệt bay .49 Hình 5.1: Sơ đồ ngun lý có máy nén .77 Nguyễn Việt Cường viii Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Đất nước Việt Nam thời kỳ cơng nghiệp hố đại hố nên khai thác sử dụng nguồn lượng có hiệu vấn đề cấp thiết tất ngành nghề Ngoài yếu tố cơng nghệ thiết bị đóng vai trị quan trọng việc sản xuất 1đơn vị sản phẩm với tiêu hao nhiên liệu Trong ngành bia rượu nước giải khát vậy, cần tiêu hao lượng lít sản phẩm nhỏ từ dẫn đến chi phí sản xuất lít bia nhỏ Hiệu q trình sản xuất định yếu tố tận dụng thải mơi trường có nhiệt lượng lớn để tái sử dụng vào mục đích làm nóng nước dùng vào mục đích khác Từ tính cấp thiết nên tơi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu hiệu tiết kiệm lượng giải pháp thu hồi nước công nghệ sản xuất bia” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU Ở Việt nam, bia sử dụng rộng rãi Chính nhiều nhà máy bia đời phục vụ nhu cầu xã hội Tuy nhiên nhà máy bia Việt Nam gặp phải tình trạng chung mức độ sử dụng lượng cao mà hiệu thấp Thực trạng đặt vấn đề tìm biện pháp giảm tổn thất lượng khâu, qui trình sản xuất để đạt hiểu lượng cao Bên cạnh vấn đề bảo vệ môi trường phải quan tâm đến, đặc biệt nước ta đường công nghiệp hoa sản sinh nhiều khí thải mơi trường Trong nhà máy bia phàn khí CO2 sinh thải mơi trường nhiều lị hơi, ta giảm lượng cần sử dụng cho khâu làm giảm khí CO2 sinh mơi trường Chính vậy, tơi chọn đề tài để nghiên cứu tìm giải pháp tiết kiệm hiệu lượng nhà máy bia Trong đề tài tơi tính tốn Nguyễn Việt Cường Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 4.1 HIỆU QUẢ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG KHI THỤC HIỆN GIẢI PHÁP 4.1.1 Lượng nhiệt tiết kiệm Với nhiệt lượng ngưng tụ 7372872 kJ (3 - 1), đủ để gia nhiệt cho 69652,7 kg dịch có nhiệt độ từ 760C đến 950C nồi húp lông nước vệ sinh trùng a Nồi húp lơng Lượng nhiệt tiết kiệm lượng nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ dịch 760C đến 950C Q1 = G Cp ∆t = 69652,7 3,841 (95 - 76) = 5083184,4 (kJ) (4 - 1) b Hệ thông vệ sinh trùng thiết bị Lượng nước vệ sinh trùng gia nhiệt 9388,5 kg từ 23,90C đến 760C Lượng nhiệt tiêu thụ cho trình : Q2 = 16640,6 4,18 (76 - 23,9) = 3618754,7 (kJ) (4 - 2) Cn = 4,18 kJ/kg.KoC: nhiệt dung riêng nước 4.1.2 Phân tích đánh giá tính hiệu lượng giải pháp Giảm lượng nhiệt lị cung cấp tư giảm lượng dầu FO cấp cho lò dẫn đến giảm công suất phụ tải nhiệt lo lượng CO2 thải môi trường Như vậy, theo kết tính lượng nhiệt lị cấp thấy lượng hấp thụ tháp rửa theo (3 - 2) là: 3839,7 kg 4.2 CHI PHÍ ĐẦU TƯ CHO GIẢI PHÁP Để giải pháp áp dụng cần đầu tư thiết bị thời gian lắp đặt, cụ thể sau: Nguyễn Việt Cường 70 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Bảng giá thành đầu tư chi phí thực năm 2011 nhà máy bia Huế với bảng số liệu Khi tính hiệu kinh tế ta dựa vào bảng hạch tốn để tính thời gian hồn vốn giải pháp Giá thành thiết bị đầu tư trình bày bảng 4.1 Bảng 4.1: Giá thành thiết bị đầu tư TỔNG GIÁ TRỊ ĐẦU TƯ CHƯA BAO HỆ 4,444,390,000 cụm 1,405,500,000 + Thiết bị trao đổi nhiệt ống vỏ bình + Thiết bị trao đổi nhiệt + Sensor nhiệt độ, áp suất hệ + Thiết bị đo (đồng hồ, rơ le …) hệ + Van Phụ kiện đường ống hệ Tổ hợp thiết bị bảo vệ chân không nồi hoa cụm + Thiết bị tank tank + Thiết bị đo (đồng hồ, rơ le …) hệ + Phụ kiện đường ống hệ cụm GỒM VAT 10% (1+2+3+4+5+6) Cụm thiết bị trao đổi nhiệt tiết kiệm lượng Thiết bị trao đổi nhiệt gia nhiệt cho dịch đường trước vào nồi sôi hoa + Bơm Nguyễn Việt Cường 71 193,320,000 535,210,000 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội + Thiết bị trao đổi nhiệt + Thiết bị làm mát ngưng + Sensor nhiệt độ, áp suất hệ + Thiết bị đo (đồng hồ, rơ le …) hệ + Van phụ kiện đường ống hệ cụm tank + Bơm + Inox 304 chế tạo tank hệ + Sensor nhiệt độ, áp suất hệ + Thiết bị đo (đồng hồ, rơ le …) hệ + Van phụ kiện đường ống hệ cụm hệ 619,570,000 hệ 505,020,000 Tổ hợp tank tích trữ lượng dung tích 115 m3 + Tank tích trữ lượng: ID3400xH12000 mm Chế tạo inox 304 bề mặt 2B + Chi phí tổ hợp thiết bị 1,185,770,000 Hệ thống điều khiển tự động hoàn toàn, giám sát, lưu trữ tồn q trình làm việc vào nhớ máy tính Chi phí vận chuyển, bảo hiểm lắp đặt cơng trường 4.3 CHI PHÍ VẬN HÀNH Chi phí vận hành bao gồm: nhân cơng vận hành máy lượng điện tiêu thụ hệ thống bơm Nguyễn Việt Cường 72 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Do thiết bị hoạt động đơn giản giám sát thông qua hệ thống giám sát PLC nên việc vận hành đơn giản Vì vậy, chi phí vận hành thiết bị khơng tính đến Điện sử dụng bao gồm: bơm công suất 11 kW dùng để bơm nước tuần hoàn tháp rửa thời gian 60 phút/1mẻ nấu, bơm công suất 11 kW dùng để bơm nước trao đổi từ tăng tích nước đến dàn trao đổi nhiệt với nước từ tháp rửa, bơm công suất 7,5 kW bơm nước vệ sinh nồi trùng thời gian 20 phút, bơm công suất 18 kW dùng để bơm nước qua dàn trao đổi nhiệt với dịch thời gian 60 phút/ mẻ nấu Do đó, công suất hệ thống bơm mẻ nấu là: N = 11 60 60 20 + 18 = 42,5 (kW) + 7,5 60 60 60 Công suất bơm ngày nấu (6 mẻ nấu) là: N = 42,5 = 255 (kW) Giả thiết nhà máy bia hoạt động liên tục ngày tuần 48 tuần năm Thời gian hoạt động là:= τ 6.48 = 288 (ngày/năm) Bảng 4.2: Giá điện ngày (Đơn vị VNĐ) Cao điểm Bình thường Thấp điểm Trung bình 1938 1023 589 1183.3 VNĐ 11:00h – 14:00h Giờ 9:00h – 11:00h 17:00h – 24:00h 0:00h – 6:00h 14:00h – 17:00h 6:00h – 9:00h Thời gian 5h 13h 6h Công suất hệ thống giám sát điều mẻ nấu là: 0,05 255 = 12,75 (kW) Ta tính dựa vào công suất bơm, thông thường hệ thống giám sát tiêu thụ điện 5% cơng suất bơm Như vậy, chi phí điện sử dụng cho hệ thống bơm năm (do giá điện ngày có dao động từ 589 đồng đến 1938 đồng/1 kW nên giá điện lấy tính tốn giá điện trung bình : Nguyễn Việt Cường 73 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Điện trung bình = (cao điểm + bình thường + thấp điểm)/3 = 1183,3 (đồng/1 kW) (255 + 12,75) 288 1183,3 = 91246629 (VNĐ) 4.4 HIỆU QUẢ THU ĐƯỢC TỪ GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT Hiệu thu sau áp dụng giải pháp là: tiết kiệm lượng nhiệt cung cấp, tương ứng với lượng nhiên liệu sử dụng lò 4.4.1 Hiệu kinh tế thu Theo [3] hiệu suất hoạt động lò Việt Nam khoảng từ 60% đến 80% Khi truyền tải từ lò tới thiết bị dùng nhiệt có tổn thất làm nóng đường ống, cách nhiệt khơng kín… Do ta lấy hiệu suất truyền tải 95% Như vậy, để sinh 7372872 kJ (3 – 1) cần sử dụng lượng nhiên liệu là: Q 7372872 Gdầu = = = 227,2 (kg) Q t η.ηt 42700.0,8.0,95 Trong đó: η, ηt: hiệu suất lò truyền tải Qt : nhiệt trị dầu FO, Qt = 42700 kJ/kg [13] Lượng dầu tiết kiệm ngày nấu là: G = 227,2 = 1363,2 (kg) Như vậy, lượng dầu tiết kiệm năm là: 1363,2 288 = 392601 (kg) Với giá thành kg dầu FO 7500 VNĐ năm tiết kiệm lượng tiền là: 7500 392601 ≈ 2944512000 (VNĐ) Hiệu thu trực tiếp từ giải pháp số tiền khoảng 2944 triệu VNĐ (chưa tính đến chi phí vận hành) Cứ đốt kg dầu lị thải mơi trường lương CO2 3,15 kg [13] nên lượng CO2 giảm thiểu năm: Nguyễn Việt Cường 74 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3,15 392601 = 1236693,15 (kg) = 1236,69315 (tấn) 4.4.2 Thời gian hoàn vốn Giả thiết số tiền đầu tư vay ngân hàng với lãi suất 14%/ năm để thực lắp đặt hệ thống Như thời gian hoàn vốn sau đầu tư cho giải pháp là: Chi phí đầu tư bảng B 4.1 (tính đến lãi suất VAT) + điện sử dụng = chi phí giảm thiểu dầu cho lò hơi: 4444390000.1,1 (1+0,14)z + 91246629 z = 2944512000 z z ≈ 2,6 năm Như thời gian hoàn vốn đầu tư giải pháp 2,6 năm Khi đầu tư xây dựng cải tạo cơng trình thường có thời gian hồn vốn đến năm dự án có tính khả thi Trong giải pháp đề xuất có thời gian hoàn vốn khoảng gần năm cho thấy giải pháp có tính khả thi cao Bên cạnh tính khả thi kinh tế dự án làm giảm tải nhiễm khí CO2 mơi trường, điều Việt nam nước phát triển giới quan tâm Chính phủ Việt nam khuyến khích tìm kiếm lượng cho nhà máy ngành công nghiệp nước ta Nếu tất nhà máy bia lãnh thổ Việt nam sử dụng hệ thống hàng năm lượng CO2 thải môi trường giảm thiểu lớn 4.5 KIẾN NGHỊ BIỆN PHÁP THỰC HIỆN Giải pháp đưa phần áp dụng cho nhà máy bia có hiểu cao chi phí đầu tư lắp đặt thấp, thời gian hoàn vốn nhanh làm tăng đáng kể hiệu sử dụng lượng Giải pháp đặc biệt có ý nghĩa hồn cảnh giá điện giá thành nhiên liệu tăng đáng kể Bên cạnh làm giảm thiểu lượng khí CO2 mơi trường lị nhà máy bia hàng năm Nguyễn Việt Cường 75 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Qua đánh giá tiêu thụ lượng nhiệt qui trình sản xuất nhà máy bia Phú Bài Huế (Công suất 160 triệu lít/ năm) thấy rằng: Lượng nhiệt tiêu thu hệ nấu 24132,5 MJ/1 ngày Chỉ riêng nồi húp lông chiếm 17396,4 MJ, lượng tổn thất bay 10195,5 MJ/ ngày Lượng nhiệt chiếm 42,2% lượng nhiệt tiêu thụ hệ nấu Như lượng nhiệt tổn thất bay q trình húp lơng hóa lớn chưa tận dụng Khi nghiên cứu hiệu tiết kiệm lượng cho nồi hoa húp lông ta thu số hiệu sau! - Lượng dầu tiết kiệm lò năm sử dụng giải pháp 392601 kg - Với giải pháp đề giảm khí CO2 thải mơi trường năm : 1236,69315 - Khả thu hồi vốn nhanh vòng 2,6 năm - Hệ thống thiết kế đơn giản dễ vận hành Giải pháp đề góp phần phát triển chương trình mục tiêu Quốc gia sử dụng tiết kiệm lượng hiệu quả, nhằm thúc đẩy phát triển bền vững nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa ngành Bia – Rượu – Nước giải khát Việt nam 5.2 KIẾN NGHỊ Qua tính tốn đánh giá lượng nhiệt tiêu thụ hệ nấu tác giả luận văn kiến nghị số giải pháp để tận dụng hiệu thứ hệ thống nấu như: 1- Tận dụng tối đa lượng tháp rửa cách dung máy nén thu hồi tháp rửa, luận văn lượng nhiệt thải môi trường 15% lượng thải từ nồi hoa húp lông Nguyễn Việt Cường 76 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Hình 5.1: Sơ đồ ngun lý có máy nén 2- Nghiên cứu cải tiến hệ thống gia nhiệt trung tâm sở ứng dụng nguyên lý truyền nhiệt cho nồi hoa húp lông làm giảm nhiệt lượng bay Việc cải tiến này, trình tuần hồn dịch đun sơi lưu chuyển với tốc độ lớn tránh bám cháy ống dịch đường bị caramen hóa nhằm tăng hiệu suất trao đổi nhiệt 3- Với tính tốn tháp rửa ta nghiên cứu áp dụng để xử lý khí thải nồi môi trường, nhằm giảm lượng lớn khí thải độc hại mơi trường nhà máy Việt nam Nguyễn Việt Cường 77 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO [l] Đặng Quốc Phú, Trần Thế Sơn, Trần Văn Phú Truyền nhiệt Nhà xuất Giáo dục 1999 [2] Bùi Hải, Trần Thế Sơn Bài tập nhiệt động truyền nhiệt kỹ thuật lạnh Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 1998 [3] Nguyễn Đức Lợi, Vũ Diễm Hương, Nguyễn Khắc Xương Vật liệu kỹ thuật nhiệt Nhà xuất Giáo dục 1998 [4] Hans Dieter, Bacher Heat and mass tranter Springer -Verlag Beclin 2000 [5] Trần Văn Phú Tính tốn thiết kế hệ thống sấy Nhà xuất Giáo dục 2001 [6] Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng Cơng nghệ sản xuất kiểm tra cồn Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2000 [7] Nguyễn Bin Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất tập Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 1992 [8] Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2002 [9] Wolfgang Kunze Technology Brewing and Malting Volgel Fachbuch Vcrtag 1992 [10] Hoàng Đình Hồ Cơng nghệ sản xuất malt bia Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [ll] Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hà Mạnh Thư Thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 2001 [12] Stepanek J; Brunklaus, JH Industrieolen Bau und Betrieb Vneulkan Verlag, Essen 1986 [13] Chu Văn Kính, Nguyễn Sĩ Mão, Phạm Lê Dần Mai Thành Hà Huế Lê Đức Dũng Nghiên cứu thiết kế chế tạo lị cơng suất nhỏ hiệu suất cao Báo cáo tổng kết đề tài cấp mã số B2001 - 28-31 Nộp lưu chuyển cho Bộ Giáo dục Đào tạo (Việt Nam) Tháng 12/2001 [14] Nguyễn Văn Huân, Đồ án tốt nghiệp Đại học Bách khoa, K44 Ngành Nhiệt – Lạnh Năm 2004 Nguyễn Việt Cường 78 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phụ lục: PL 2.3: Kết tính tốn phần đỉnh nồi hồ hóa Với tf = 23,9 0C; Fđỉnh = 13,3 m2 α1 α2 k q1 q2 C W/m2K W/m2K W/m2K W/m2 W/m2 50 36,08 8,1 3,78 98,8 90 55,32 9,0 10,0 4,73 100 60,26 9,4 10,3 4,92 tw1 tw4 T Q QT C phút W kJ 98,8 36,08 10 1314,0 788,4 312,9 312,9 55,32 10 4161,6 2496,9 374,5 374,5 60,26 20 4980,9 5977,0 50-90 205,8 205,8 35 2737,1 5748,0 90-100 343,7 343,7 10 4571,2 2742,7 C tw4' Phụ lục: PL 2.4: Kết tính phần thân nồi hồ hóa Với tf = 23,9 0C; h = 2,1 m; D2 = 3,6 m; D3 = 3,8 m; D4 = 3,8 m tw1 tw4 0 C C α dl α bx α2 λ2 W/m2K W/m2K W/m2K W/m.K k q1 q2 W/m2 W/m2 W/m2K tw4' T Q QT C phút W kJ 50 26,15 3,1 1,8 4,9 0,054 3,96 94,5 94,4 26,15 10 198,2 118,9 90 29,50 3,9 1,8 5,8 0,061 4,54 274,5 274,7 29,50 10 576,9 346,1 100 30,37 4,1 1,8 5,9 0,063 4,68 325,7 325,8 30,37 20 684,2 821,0 50-90 4,25 184,5 184,6 35 387,7 814,1 90-100 4,61 300,1 300,3 10 630,6 378,4 Nguyễn Việt Cường Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phụ lục: PL 2.5: Kết tính tốn phần đáy nồi hồ hóa R =1,8 m; F = 12,4 m2 tw1 tw4 ttb tw4 0 0 C C C α2 λ2 k W/m2K W/m.K W/m2K C q1 q2 tw4' W/m2 W/m2 T Q QT C phút W kJ 50 143,6 96,8 31,08 5,1 0,062 0,55 40,5 40,5 31,08 10 502,2 301,3 90 143,6 116,8 33,37 5,4 0,066 0,58 54,7 54,7 33,37 10 678,3 407,0 100 143,6 121,8 33,96 5,4 0,067 0,59 58,4 58,5 33,95 20 725,4 870,5 50-90 47,6 47,6 35 590,2 1239,5 90-100 56,6 56,6 10 701,8 421,1 Phụ lục: PL 2.6: Kết tính tốn cho phần đỉnh nồi đường hóa R = 2,27 m); F =18,4 m2 tw1 tw4 α1 λ2 k q1 q2 0C 0C W/m2K W/m.K W/m2K W/m2 W/m2 67 45,4 7,9 9,1 4,25 183,1 76 49,7 8,4 9,5 4,45 67-76 Nguyễn Việt Cường τ Q QT C phút W kJ 196,8 43,91 60 3621,1 13036,0 231,9 246,1 48,24 207,5 221,4 tw4' 4528,2 4073,8 1222,1 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phụ lục: PL 2.7: Kết tính tốn cho phần thân nồi đường hóa h = 2,45 m; D2 = 4,3 m; D3 = 4,54 m; D4 = 4,544 m α1 λ2 k q1 q2 C W/m2K W/m.K W/m2K W/m2 W/m2 67 27,53 5,3 0,056 5,25 207,4 76 28,28 5,5 0,058 5,41 tw1 tw4 0 C 67-76 τ Q QT C phút W kJ 207,5 27,53 40 508,1 1219,5 258,4 258,6 28,28 633,1 232,9 233,0 570,6 tw4' 171,2 Phụ lục: PL 2.8: Kết cho phần đáy nồi đường hóa F = 17,7 m2 td thơi tw1 tw4 0 0 C C C C α1 α2 λ2 k W/m2K W/m2K W/m.K W/m2K q1 q2 W/m2 W/m2 tw4' T Q QT C phút W kJ 1958,3 67 143,6 105,3 32,67 5,2 0,1 0,063 0,57 46,1 46,0 32,67 40 816,0 76 143,6 109,8 33,20 5,3 0,1 0,064 0,57 49,3 49,3 33,19 872,6 6776 143,6 47,7 47,7 844,3 Nguyễn Việt Cường 253,3 Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phụ lục: PL 2.9: Kết cho phần đỉnh nồi lọc F = 49 m2 α1 α2 k q1 q2 C W/m2K W/m2K W/m2K W/m2 W/m2 48,5 8,4 9,4 4,45 231,8 231,8 tw1 tw4 0 C 76 tw4' T Q QT C phút W kJ 48,50 115 11358 78370 Phụ lục: PL 2.10: Kết cho phần thân nồi lọc D2 = 7,7 m, D3 = 7,9 m, D4 = 7,904 m α1 α2 k q1 q2 C W/m2K W/m2K W/m2K W/m2 W/m2 28,30 5,5 0,058 6,89 328,6 328,7 tw1 tw4 0 C 76 tw4' h T Q QT C m phút W kJ 28,30 2,1 115 690 4761 T Q QT C phút W kJ 75,80 115 18947,4 130737,2 Phụ lục: PL 2.11: Kết cho phần đáy nồi lọc F = 48,2 m2 α1 α2 k q1 q2 C W/m2K W/m2K W/m2K W/m2 W/m2 75,80 7,6 15,45 7,5 393,1 393,2 tw1 tw4 0 C 76 Nguyễn Việt Cường tw4' Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phụ lục: PL 2.12: Kết tính tốn phần đỉnh nồi húp lông F = 23,5 m2 α1 α2 k q1 q2 C W/m2K W/m2K W/m2K W/m2 W/m2 75 48,01 8,4 9,4 4,4 226,2 100 60,26 9,4 10,3 4,9 tw1 tw4 0 C 75-100 tw4' T Q QT C phút W kJ 226,2 48,01 5541,9 374,5 374,5 60,26 80 9175,3 44041,2 300,4 300,4 55 7359,8 24287.3 T Q QT C phút W kJ Phụ lục: PL 2.13: Kết tính tốn phần thân nồi húp lông h = 3,5 m; D2 = 5,2 m; D3 = 5,4 m; D4 = 5,402 m α1 α2 k q1 q2 C W/m2K W/m2K W/m2K W/m2 W/m2 75 28,20 5,5 0,06 5,74 268 268,5 28,20 1206 100 30,34 5,9 0,06 6,20 432 432,2 30,34 80 1944 9331,2 350 350,4 55 1575 5197,5 tw1 tw4 0 C 75-100 Nguyễn Việt Cường tw4' Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Phụ lục: PL 2.14: Kết cho phần đáy nồi húp lông F = 23,5 m2 tw1 thơi ttb tw4 0 0 C C C C α2 λ2 k W/m2K W/m.K W/m2K q1 q2 W/m2 W/m2 tw4' T Q QT C phút W kJ 75 143,6 109,3 33,13 5,3 0,064 0,57 48,9 48,9 33,13 1198,1 100 143,6 121,8 48,89 2,0 0,069 0,51 50,4 50,4 48,9 80 1234,8 5927,0 49,6 49,6 55 1215,2 4010,2 75-100 Nguyễn Việt Cường ... nhiệt tiết kiệm cấp cho máy trùng, hệ xử lý nước thải lị khí sinh học… Giải pháp quan trọng đặc biệt có hiệu công nghiệp sản xuất bia ứng dụng thành công ? ?Nghiên cứu hiệu tiết kiệm lượng giải pháp. .. mêtan… Giải pháp quan trọng đặc biệt có hiệu công nghiệp sản xuất bia ứng dụng thành công nghiên cứu thiết kế ứng dụng hệ thống tiết kiệm lượng cho nồi đun sôi hoa Húp lông sản xuất bia Nghiên cứu. .. nhiệt lượng lớn để tái sử dụng vào mục đích làm nóng nước dùng vào mục đích khác Từ tính cấp thiết nên lựa chọn đề tài ? ?Nghiên cứu hiệu tiết kiệm lượng giải pháp thu hồi nước cơng nghệ sản xuất bia? ??