Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp hợp lý nhằm tiết kiệm điện năng cho dây truyền sàng tuyển công ty tuyển than hòn gai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT LÊ THANH HOÀN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP HỢP LÝ NHẰM TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO DÂY TRUYỀN SÀNG TUYỂN CƠNG TY TUYỂN THAN HỊN GAI Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Lê Xuân Thành HÀ NỘI - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi Các tài liệu, số liệu nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2018 Tác giả luận văn Lê Thanh Hoàn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Mục đích đề tài Nhiệm vụ đề tài Nội dung đề tài Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cơ sở tài liệu Cấu trúc luận văn Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TUYỂN THAN HÒN GAI VÀ HỆ THỐNG SÀNG TUYỂN THAN CỦA CÔNG TY 1.1 Giới thiệu chung cơng ty tuyển than Hịn Gai 1.1.1 Chức nhiệm vụ cơng ty 1.1.2 Dây chuyền cơng nghệ áp dụng cơng ty tuyển than Hịn Gai 1.2 Khái quát chung lưới điện trang bị điện cơng ty tuyển than Hịn Gai (TTHG) 15 1.2.1 Nguồn cung cấp điện tuyển than Hòn Gai .15 1.2.2 Hiện trạng tiêu thụ lượng nói chung tồn cơng ty 16 1.3 Hệ thống sàng tuyển than Cơng ty CP tuyển than Hịn Gai-Vinacomin 20 1.3.1.Hiện trạng công nghệ tuyển than nhà máy: 20 1.3.2 Hiện trạng thông số kỹ thuật trang bị điện dây chuyên sàng tuyển: .23 1.3.3Hoạt động lưu trình cơng nghệ .36 iii 1.4 Nhận xét 42 Chương ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG TUYỂN CƠNG TY TUYỂN THAN HỊN GAI 43 2.1 Khái quát chung 43 2.2 Đánh giá hiệu sử dụng điện dây chuyền sàng tuyển phương pháp mô 43 2.2.1 Mô hình hóa phần tử sơ đồ 43 2.2.2 Mơ hình mơ tổng thể kết mô .49 2.3 Đánh giá hiệu sử dụng điện dây chuyền sàng tuyển than công tytuyển than Hòn Gai đo thực nghiệm 52 2.3.1 Đặc điểm chung hệ thống cung cấp điện sàng tuyển than .52 2.3.2 Đánh giá hiệu sử dụng điện dây chuyền sàng tuyển 53 2.4 Nhận xét 73 Chương NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG TUYỂN CƠNG TY TUYỂN THAN HỊN GAI 75 3.1 Đặt vấn đề 75 3.2 Nghiên cứu cải tạo hệ thống chiếu sáng để cải thiện hiệu sử dụng điện 75 3.3 Bù kinh tế công suất phản kháng (sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính tốn) 77 3.3.1Khái quát phần mềm PSS/ADEPT 5.0 .77 3.3.2 Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính bù kinh tế cho mạng điện hệ thống sàng 79 3.4 Sử dụng biến tần điều chỉnh tốc độ cho băng tải 81 3.4.1 Tổng quan chung điều khiển động biến tần [9] 82 3.4.2 Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng biến tần điều khiển động .85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam NPC Tổng Công ty Điện lực Bắc ĐL Điện lực HTĐ Hệ thống điện MBA Máy biến áp TBA Trạm biến áp ĐTPT Đồ thị phụ tải LPP Lưới điện phân phối TTĐN Tổn thất điện TTCS Tổn thất công suất TTĐA Tổn thất điện áp IEEE Institude of Electrical and Electronics Engineers DSM Demand Side Management NPV Net Present Value PVB Present Value Benefits PVC Present Value Costs IRR Internal Rate Return TTHG Tuyển than Hòn Gai v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Cân sản phẩm than nguyên khai vào sàng tuyển tháng đầu năm 2017 14 Bảng 1.2 Thống kê máy biến áp cung cấp điện Công ty TTHG 16 Bảng 1.3 Giá điện Công ty mua năm 2017 18 Bảng 1.4 Điện tiêu thụ theo mức giá năm 2017 18 Bảng 1.5: Kết thí nghiệm xác định thành phần cấp hạt, độ tro (Ak%) mẫu than nguyên khai mỏ năm 2014 .21 Bảng 1.6: Kết thí nghiệm xác định thành phần cấp hạt, độ tro than nguyên khai sơ tuyển Hòn Gai năm 2015 21 Bảng 1.7: Chất lượng than nguyên khai mua mỏ cấp cho Nhà máy Tuyển than Nam Cầu Trắng tháng đầu năm 2017 22 Bảng 1.8: Đặc tính kỹ thuật thiết bị khâu chuẩn bị than nguyên khai 24 Bảng 1.9: Đặc tính kỹ thuật thiết bị khâu tuyển Úc .26 Bảng 1.10: Đặc tính kỹ thuật thiết bị khâu tuyển than bùn 32 Bảng 2.1: Kết tính tốn thơng số công suất dây chuyền TBA số 51 Bảng 2.2: Kết tính tốn thơng số cơng suất dây chuyền tuyển 51 Bảng 2.3: Kết tính tốn thơng số cơng suất dây chuyền băng tải cảng 52 Bảng 2.4 Tínhtốn cơng suất tính tốn dây chuyền sàng tuyển 54 Bảng 2.5: Kết tính tốn hệ số mang tải trạm biến áp cấp điện cho dây chuyền sàng tuyển 55 Bảng 2.6: Kết đo công suất biểu kiến trạm biến áp cấp điện cho dây chuyền sàng tuyển công ty tuyển than Hòn Gai 56 Bảng 2.7.Bảng kết tổng hợp đo kiểm công suất dây chuyền sàng tuyển cấp điện từ TBA số phần từ TBA số 59 Bảng 2.8.Bảng kết tổng hợp đo kiểm công suất dây chuyền sàng tuyển 67 Bảng 2.9 Tổng hợp kết đo đếm trạng tiêu thụ điện dây chuyền sàng tuyển cảng Nam Cầu Trắng 73 Bảng 3.1 Tổng hợp phụ tải thắp sáng cho khu vực .76 Bảng 3.2 So sánh số thông số kỹ thuật loại đèn 76 Bảng 3.3 Tổng hợp kết bù kinh tế công suất phản kháng 81 Bảng 3.4 Thống kê vị trí lắp biến tần nghịch lưu 87 Bảng 3.5 Hiệu kinh tế lắp biến tần thay điện trở phanh pooctic 87 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ Nhà máy tuyển Nam Cầu Trắng Hình 1.2.Lưu trình sàng tuyển Nhà máy tuyển Nam Cầu Trắng .8 Hình 1.3: Sơ đồ tuyến băng tải cảng Nam Cấu Trắng Hình 1.4 17 Hình 1.5 Tỷ lệ tiêu thụ tỷ lệ chi phí theo hình thức giá năm 2017 .19 Hình 1.6 Thống kê tỷ lệ điện tiêu thụ phân xướng sản xuất 19 Hình 1.7: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ tuyển nhà máy Nam Cầu Trắng 35 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp số dây chuyền sàng tuyển 44 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý MBA số dây chuyền sàng tuyển .45 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp số dây chuyền sàng tuyển 46 Hình 2.4 46 Hình 2.5: Sơ đồ mô tham số cần khai báo cáp điện mỏ 47 Hình 2.6: Mơ máy biến áp ba pha hai cuộn dây 47 Hình 2.7: Sơ đồ thay tốn học hai trục d, q động khơng đồng ba pha 48 Hình 2.8: Sơ đồ mơ động mạng hạ áp 49 Hình 2.9: Sơ đồ khối trục d-q phía stator phía rotor động không đồng 49 Hình 2.10: Sơ đồ mơ dây chuyền sàng tuyển điển hình (trạm biến áp số 2) .50 Hình 2.11: Tín hiệu dịng áp sử dụng để tính cơng suất 50 điện tiêu thụ 50 Hình 2.12 Diễn biến cơng suất tiêu thụ hệ số cosφ băng RCA (TBA số 2) 57 Hình 2.13 Kết đo kiểm công suất hệ số cosφ băng RCB 58 Hình 2.14 Kết đo kiểm công suất hệ số cosφ băng RCC 58 Hình 2.15 Kết đo kiểm công suất hệ số cosφ băng RC3 59 Hình 2.16: Kết cấu bơm bùn 704 61 Hình 2.17 Kết đo kiểm cơng suất bơm bùn 704 61 vii Hình 2.18 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số cơng suấtbơm bùn 408 62 Hình 2.19 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số cơng suấtbơm bùn 406 .63 Hình 2.20.Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số công suấtbơm 413 64 Hình 2.21.Kết đo kiểm cơng suất đồ thị hệ số công suấtmáy lọc ép tăng áp .65 Hình 2.22 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số cơng suấtmáy nén khí 943 .66 Hình 2.23 Kết đo kiểm cơng suất đồ thị hệ số cơng suấtbơm bùn 406 68 Hình 2.24 Một số hình ảnh vận hành dây chuyền băng 68 Hình 2.25 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số công suấttuyến băng số 69 Hình 2.26 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số công suấttuyến băng số 1A .70 Hình 2.27 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số cơng suất băng 1B 71 Hình 2.28 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số cơng suất băng 1C 72 Hình 2.29 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số cơng suất băng 1D 72 Hình 2.30 Kết đo kiểm công suất đồ thị hệ số công suất băng 1E 73 Hình 3.1 Giao diện chương trình PSS/ADEPT 78 Hình 3.2 Các nút thiết bị vẽ sơ đồ lưới điện 79 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp trạm biến áp 80 Hình 3.5 Kết tính tốn lựa chọn điểm bù tối ưu 80 Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý bù cho trạm biến áp số 81 Hình 3.7 Sơ đồ mạch điều khiển động biến tần 84 Hình 3.8 Sơ đồ cấu trúc biến tần điều khiển dây chuyền sàng tuyển 85 Hình 3.9 Biểu đồ dạng công suất xả tiêu thụ điện trở phanh .86 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cùng với tốc độ chun mơn hóa, tự động hóa cao dây chuyền sàng tuyển, để đáp ứng tăng nhanh đáng kể sản lượng than cần sàng tuyển, nhiều thiết bị đại tích hợp đổi với lưới điện hạ áp 380V dây chuyền sàng tuyển, có dây chuyền sàng tuyển cơng ty tuyển than Hịn Gai Với u cầu thực tế từ sản xuất, dây chuyền sàng tuyển cơng ty có phụ tải cơng suất lớn, lên tới hàng chục kW Do tổn hao điện q trình truyền tải lớn, chi phí điện giá thành sản xuất đơn vị sàng tăng cao Để cải thiện bước số hạn chế tồn lưới điện cao hạ áp công ty tuyển than Hòn Gai, đồng thời đáp ứng nhu cầu tổng sơ đồ phát triển ngành than, bước tiếp tục giới hóa tự động hóa cơng nghệ sàng tuyển, đảm bảo tỷ trọng chi phí điện cho khâu sàng tuyển than mức hợp lý, đócơng tác nghiên cứu đề xuất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện hệ thống sàng tuyển công ty tuyển than Hịn Gai mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu đề tài hệ thống sàng tuyển Cơng ty tuyển than Hịn Gai Phạm vi nghiên cứu đề tài tình hình tiêu thụ điện lưới điện hạ áp hệ thống sàng tuyển than Cơng ty tuyển than Hịn Gai Mục đích đề tài Phân tích, đánh giá trạng sử dụng điện hệ thống sàng tuyển than Cơng ty tuyển than Hịn Gai Lựa chọn, đề xuất đánh giá hiệu kinh tế số giải pháp nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Cơng ty tuyển than Hịn Gai Nhiệm vụ đề tài Để thực mục đích trên, đề tài cần giải nhiệm vụ sau: - Phân tíchthực trạng tiêu thụ điện năng, trạng trang thiết bị điện hệ thống sàng tuyển than Cơng ty tuyển than Hịn Gai - Lựa chọn giải pháp phù hợp nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Công ty tuyển than Hòn Gai - Đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật áp dụng cho khâu dây chuyền sàng tuyển củaCông ty tuyển than Hòn Gai Nội dung đề tài Đề tài tập trung giải nội dung sau - Phân tích tổng quan hệ thống cung cấp điện cho thiết bị sàng tuyển củaCơng ty tuyển than Hịn Gai - Đánh giá tình hình sử dụng điện hệ thống sàng tuyển than Công ty tuyển than Hòn Gai - Nghiên cứu đề xuất số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Công ty tuyển than Hòn Gai Phương pháp nghiên cứu Để giải nhiệm vụ mục 5, luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp sau: + Thống kê, đo lường, thu thập số liệu từ thực tế đối tượng nghiên cứu + Tính tốn số thông số kỹ thuật, kết hợp mô phỏng, phục vụ cho mục đích nghiên cứu cở số liệu thu thập Công ty tuyển than Hịn Gai 82 tuyến băng, sàng, có chủng loại biến tần đa dạng (ABB, LG …) Việc sử dụng biến tần cho hệ truyền động động điện nhằm giảm chi phí đầu tư vào giá thành than, nâng cao hiệu dùng điện công ty Dưới phân tích chi tiếtđể đề cập đến việc ứng dụng biến tần vào việc giảm thiểu chi phí điện số động dây chuyền băng tải 3.4.1 Tổng quan chung điều khiển động biến tần [9] Biến tần biến đổi tần số điện áp xoay chiều nhằm mục đích điều khiển tốc độ động thông qua thay đổi tần số Biểu thức biểu diễn thay đổi tốc độ động theo tần số cho biểu thức 3.1:   2 f p (3.1)  =  (1-s) Trong đó: s - hệ số trượt; f1 - tần số nguồn điện cấp vào stato;  - tốc độ góc động cơ; 0 - tốc độ góc từ trường quay ; p - số đôi cực động Khi xét ảnh hưởng tần số đến đặc tính động không đồng (ĐCKĐB), bỏ qua tổn hao điện áp U1 lúc đó: U1 E1=kf1 Từ nhận thấy rằng, thay đổi tần số f mà giữ nguyên điện áp U1 từ thơng  động thay đổi: Để hiệu hoạt động động tốt thay đổi tần số f1 83 phải làm cho từ thông động không thay đổi từ thông định mức động Để đạt điều đó, điều chỉnh f1 cần phải thay đổi U1 theo luật điều khiển Sự biến thiên U1 theo tần số thường dựa theo:  M th  const Mc Khi bỏ qua tổn hao điện áp thì: M th  3U 12 2 x nm   2 f p Mặt khác lại có: x  2f Lnm nm Từ có: CU M th  21 với f1 C 3p 8 Lnm Để giữ hệ số tải động không đổi thay đổi f1 thì: U2 U2 i 1dm i     dm 2 f M ci f M 1i 1dm cdm Hay: U2 f2 1i  1i M ci U2 f M cdm 1dm 1dm Kết cuối thu luật biến đổi điện áp theo tần số: 84 U f  U f 1dm 1dm Mc M cdm Trong đó: U1, Mc - giá trị điện áp mômen ứng với tần số f1 điều chỉnh; U1dm, Mcdm - giá trị điện áp mômen ứng với tần số fdm lưới điện đấu vào động Trong hệ tương đối: U1*  f1* M co*  (1  M co* ) f1*a Về bản, cấu trúc kinh điển hệ truyền động điện dùng biến tần điều khiển động cho hình 3.7 Z R SI RI BT KI K FT §C Hình 3.7 Sơ đồ mạch điều khiển động biến tần Trong đó: Z - tiến hiệu đặt; R - điều chỉnh tốc độ; RI - điều chỉnh dòng điện; BT - biến tần Thực tế hoạt động thấy dùng loại biến tần:Biến tần trực tiếp: biến tần có tần số đầu ln nhỏ tần số f lưới 85 thường dùng cho hệ truyền động công suất lớn; Biến tần gián tiếp (trung gian): thường dùng cho hệ điều khiển nhiều động cơ; Biến tần có nghịch lưu độc lập nguồn dịng: thích hợp cho điều khiển có đảo chiều, công suất lớn Hiện công ty sàng tuyển có tuyển than Hịn Gai, biến tần thường dùng biến tần trung gian thể hình 3.8 Hình 3.8 Sơ đồ cấu trúc biến tần điều khiển dây chuyền sàng tuyển 3.4.2 Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng biến tần điều khiển động Đặc điểm băng tải Băng tải thiết bị có công suất số lượng lớn dây chuyền sàng tuyển than Cơng ty CP tuyển than Hịn Gai Các khảo sát cho thấy băng tải sử dụng cấp điện áp 380 V truyền động động rô to lồng sóc Các băng tải dây chuyền sàng tuyển than Cơng ty CP tuyển than Hịn Gai thường chạy non tải gián đoạn đơi 86 chạy không tải, đặc điểm công nghệ tuyển than số băng tải vận hành chế độ ngắt quãng, thường xuyên phải khởi động hãm Sử dụng biến tần để tiết kiệm điện Qua khảo sát thấy hiệu sử dụng biến tần để điều khiển sử dụng biến tần để thay điện trở phanh PoocTic Dưới phân tích chi tiết [1] Hiện động Pooctic động tải, di chuyển xe giường, áp dụng phương thức khởi động đảo chiều quay biến tần, thiết bị có nhiều ưu điểm như:Khởi động dừng mềm, thay đổi tốc độ đơn giản; điều khiển đảo chiều quay đơn giản không cần đảo nguồn cấp cách đảo pha; thiết bị có khả tiết kiệm điện trình hoạt động, nâng cao tuổi thọ thiết bị Pooctic có hệ phanh độc lập phanh thủy lực tác động trực tiếp lên tang tời, phanh điện trở xả đấu vào biến tần Biến tần sử dụng có nhiều ưu điểm khơng có tính hãm tái sinh nên tồn lượng điện trình hãm xả nhiệt độ tỏa điện trở phanh Công suất xả điện trở phanh điện áp đặt lên điện trở phanh thể hiệntrên hình 3.9 4.0 3.5 3.0 kW 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 10:43:20 AM 10:43:36 AM 10:43:52 AM 10:44:08 AM 10:44:24 AM 10:44:40 AM 10:44:56 AM 10:45:12 AM 10:45:28 AM 10:45:44 AM 10:46:00 AM 10:46:16 AM 10:46:32 AM 10:46:48 AM 10:47:04 AM 10:47:20 AM 10:47:36 AM 10:47:52 AM 10:48:08 AM 10:48:24 AM 10:48:40 AM 10:48:56 AM 10:49:12 AM 0.0 Hình 3.9 Biểu đồ dạng cơng suất xả tiêu thụ điện trở phanh Từ hình 3.9 cho thấy q trình thả gầu, cơng suất xả tăng dần đặt lên 87 điện trở phanh Công suất trung bình thời gian thả tải đạt 10-30% cơng suất tiêu thụ tùy vào khoảng cách tốc độ thả tải Trung bình ngày Pooctic thả tải ≈2.800 lần, khả tiết kiệm điện mang lại hệ thống có khả thi Giải pháp kỹ thuật Với đặc điểm trạng pooctic tại, giải pháp đề xuất lắp thêm biến tần có nghịch lưu tổng thể thay cho điện trở xả biến tần Giải pháp ta tiến hành đấu chung tất DC bus biến tần có Pooctic với đầu DC bus biến tần Nguyên lý đầu nối thể hình 3.8, thống kê vị trí lắp biến tần cho bảng 3.4 Qua phân tích, hiệu kinh tế việc lắp biến tần cho bảng 3.5 Bảng 3.4 Thống kê vị trí lắp biến tần nghịch lưu Vị trí TT Công suất Biến tần Biến tần nghịch động cũ lưu tổng kW HP kW Động tải 30 45 Động tải 30 45 Di chuyển xe hàng 12 22 Di chuyển cẩu 15 22 Di chuyển cẩu 15 22 22 Bảng 3.5 Hiệu kinh tế lắp biến tần thay điện trở phanh pooctic ĐNTK CPTK CPĐT TGHV HSHV nội IRR (kWh/năm) (1.000đ/năm) (1.000đ) (năm) GTHT (%) 1.000đ) 6.134 9.256 45.000 4,86 13,99 2.056 6.134 9.256 45.000 4,86 13,99 2.056 88 Các kết bảng 3.5 cho thất với vốn đầu tư 45 triệu đồng, chưa đến năm hồn vốn, hệ số IRR cao (13,99%) lớn 12% chi phí lãi suất ngân hàng, điều chứng tỏ phương án đề xuất hiệu cao vốn đầu tư Ngồi việc lắp biến tần nói trên, đay nghiên cứu lắp đặt số biến tần cho số động công suất vừa lớn số khâu dây chuyền Theo [9] ứng với giá trị tải Pt, lượng tổn thất công suất tác dụng tiết kiệm được: P = Pt - Pđm = Pt.[(đm - t + kkt (tgt - tgđm)] (3.5) Giả sử ứng dụng giải pháp cho động băng nghiền dây chuyền số1 có cơng suất 17kW (bảng 1.8) * Động băng nghiền cấp liệu có Pđm = 17kW, cosφdm = 0,9, hiệu suất ηdm =9%, làm việc với kt = 0,7 Từ biểu thức 3.5, lượng giảm tổn thất công suất tác dụng sử dụng biến tần để điều khiển động không sử dụng biến tần cụ thể hóa sau: P  Pt  Pdm  Pt dm t  k kt tgt  tgdm  = 0,7*17*[(0,95-0,8)+0,15(0,68-0,482)]= 2,112kW Giả thiết động làm việc 6.000 giờ/năm lượng điện tiết kiệm W = P*T = 2,112*6000 = 12672 (kWh) Với đơn giá điện Co = 1700 (đồng/kWh) lượng tiền tiết kiệm hàng năm: C = Co W = 1.700 x 12672 = 21,5(tr.đồng) Để đồng hóa với hệ biến tần dùng toàn dây chuyền, sử dụng biến tần ABB PVI-5000/6000-TL-OUTD có tuổi thọ định mức năm, giá thành 42 triệu đồng Khi dễ dàng tính thời gian thu hồi vốn: năm Chi phí tiết kiệm năm: C= (∆C.Ttc – V))/Ttc=(21,5.5-42)/5= 13,1 (tr.đồng) Khấu hao biến tần tính năm việc đầu tư có hiệu 89 Tính tốn áp dụng cho dây chuyền khác Công ty tuyển than Hòn Gai giá trị kinh tế lớn Thống kê băng tải khu vực Công ty tuyển than Hòn Gai biểu diễn bảng 3.8 Như thấy với dự kiến lắp khoảng 20 biến tần cho động băng tải, biến tần cho pooctic, hiệu kinh tế thu tiết kiệm điện xấp xỉ bằng: B=2013+69,2=315,2 triệu đồng 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Với mục tiêu đánh giá trạng tiêu thụ điện từ đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu chi phí điện mạng điện hạ áp dây chuyền sàng tuyển Cơng ty tuyển than Hịn Gai, đề tài thực nội dung sau: - Đánh giá tổng quan vềCơng ty CP tuyển than Hịn Gai hệ thống sàng tuyển than Công ty - Đánh giá trạng sử dụng điện dây chuyền sàng tuyển Công ty CP tuyển than Hòn Gai: - Nghiên cứu số giải pháp nhằm tiết kiệm điện khâu sàng tuyển than Cơng ty tuyển than Hịn Gai, cụ thể giải pháp đề xuất bao gồm: Nghiên cứu sử dụng hiệu thiết bị chiếu sáng; Tính tốn bù kinh tế cho số điểm nút phụ tải hệ thống sàng tuyển; Sử dụng biến tần điều chỉnh tốc độ động hệ truyền động băng tải cho dây chuyền sàng tuyển than cho pooctic: Các giải pháp đề xuất hầu hết phù hợp với đặc điểm lưới điện hạ áp công ty, tính tốn đánh giá hiệu kinh tế giải pháp mà luận văn đề có tính hiệu Kiến nghị: + Cần sớm áp dụng giải pháp vào khâu quan trọng hệ thống sàng tuyển nhằm giảm chi phí sử dụng nâng cao hiệu dùng điện năng, giảm giá thành sản xuất + Ngoài giải pháp đề xuất, cần nghiên cứu lắp đặt hệ thống giám sát đo lường điện để hạn chế tình trạng mốt số thời điểm dây chuyền sàng tuyển làm việc khơng tải gây lãng phí điện 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo kiểm tốn lượng cơng ty tuyển than Hòn Gai năm 2015, Viện khoa học cơng nghệ mỏ Việt Nam Hồng Hữu Hiên, Nguyễn Đức Lượng, Bạch Quang Minh, Nguyễn Đỗ Thiện, Nguyễn Đức Trung (1997), Sổ tay điện mỏ (Tập 1), NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Nguyễn Hanh Tiến (2005), Tổ chức cung cấp điện mỏ,Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1997), An toàn điện mỏ, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa(1995), Nâng cao chất lượng mạng điện hạ áp mỏ hầm lò Tạp chí than Việt Nam Nguyễn Anh Nghĩa(2003), Nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng điện xí nghiệp mỏ Quảng Ninh Tuyển tập báo cáo hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ XV Nguyễn Anh Nghĩa (2007), Tổ chức cung cấp điện mỏ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Lê Xuân Thành (2015), Nghiên cứu nâng cao chất lượng điện lưới điện 6kV mỏ lộ thiên Quảng Ninh, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội Nguyễn Khánh Thiện, Nghiên cứu số giải pháp giảm tổn thất điện dây chuyền sảng tuyển công ty than Cao Sơn, Đại học Mỏ-Địa chất, 2015 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Diễn giải sử dụng phần mềm PSS-ADEPT tìm giá trị điểm bù tối ưu [10] Phương pháp xác định vị trí bù tối ưu phần mềm PSS/ADEPT 5.0 - CAPO đặt tụ bù lưới cho kinh tế (nghĩa cho số tiền tiết kiệm từ việc đặt tụ bù lớn số tiền phải bỏ để lắp đặt tụ bù) - CAPO chọn nút cho tụ bù thứ n để số tiền tiết kiệm lớn * Thiết lập thông số kinh tế lưới điện cho CAPO Các thông số kinh tế lưới điện sử dụng q trình tính tốn vị trí đặt tụ bù tối ưu Để thiết lập thơng số kinh tế này, chọn Network>Economics từ trình đơn Bảng thơng số kinh tế hình Hình PL1 Thiết lập thơng số tụ bù Giá điện tiêu thụ, cP, tính đơn vị /kWh Nhìn vào đơn vị ta thấy lượng “thực” PSS/ADEPT CAPO không bắt buộc đơn vị tiền tệ phải sử dụng, sử dụng đơn vị tiền tệ đảm bảo tính quán biến số Giá điện phản kháng tiêu thụ, cQ, có đơn vị tuỳ chọn giống với giá điện tiêu thụ Giá trị (cũng giá trị khác) đặt giá trị thực tế Giá cơng suất thực lắp đặt, dP, giá công suất phát phải trả để thay tổn hao hệ thống Hiện CAPO không sử dụng giá trị Giá công suất phản kháng lắp đặt, dQ, giống với giá công suất thực lắp đặt Hiện CAPO không sử dụng giá trị Tỷ số trượt giá, r, sử dụng để quy đổi số tiền tiết kiệm chi phí từ tương lai thời điểm Nếu nguồn tài việc mua lắp đặt tụ bù vay từ ngân hàng tỷ số trượt giá gần lãi suất cho vay ngân hàng Khi sử dụng tỷ số trượt giá CAPO khơng tính đến thuế yếu tố khác Sau thông số kinh tế giải thích, ta biết phương trình CAPO sử dụng để tính tốn Tỷ số lạm phát, i, tăng giá điện tiền bảo trì tụ bù hàng năm Lưu ý tỷ số tính đơn vị tương đối (pu) phần trăm (%) Thông thường giá trị khoảng 0.02 đến 0.08 cho năm Thời gian tính tốn, N, khoảng thời gian mà tiền tiết kiệm từ việc lắp tụ bù với tiền lắp đặt bảo trì tụ bù (nghĩa thời gian hồn vốn) Nếu thực tế có sách đầu tư phải hồn vốn năm giá trị đặt Giá lắp đặt tụ bù cố định, cF, có đơn vị /kVAr kích cỡ tụ bù; giá trị cần tính để phù hợp với thực tế người sử dụng Có thể bao gồm tiền vỏ bọc tụ bù, tiền vận chuyển, tiền công lao động, v.v… Giá lắp đặt tụ bù ứng động, cQ, giống với tụ bù cố định, nhiên tụ bù ứng động có giá cao hơn, để thành giá trị riêng Tỷ giá bảo trì tụ bù cố định, mF, tiền để trì hoạt động tụ bù hàng năm Tỷ giá tính /kVAr-yr Tiền bảo trì tăng theo tỷ số lạm phát Tỷ giá bảo trì tụ bù ứng động, mS, giống với tụ bù cố định Vì tiền bảo trì cao nên để riêng * Thiết lập tùy chọn cho phép phân tích CAPO PSS/ADEPT cho phép sửa đổi tuỳ chọn phần tìm vị trí tụ bù tối ưu Các bước để sửa tùy chọn cho CAPO: - Bước 1: Chọn Analysis>Options từ trình đơn Bảng tuỳ chọn - Buớc 2: Chọn thẻ CAPO Hình PL2 Hộp thoại thẻ CAPO - Buớc 3: Chọn tuỳ chọn mà muốn cho phép phân tích CAPO: Loại đấu nối: chọn tụ có loại đấu nối phù hợp: tam giác Loại đấu nối chọn cho loại tụ cố định ứng động tất nút lưới điện Vì phép phân tích CAPO dựa thời gian năm nên khoảng thời gian dùng để tính toán phân số năm đồ thị phụ tải Thường tổng thời gian tính tốn tất đồ thị phụ tải mà sử dụng CAPO 1.0; nhiên điều bắt buộc Số dải tụ cho phép: số tụ cố định ứng động mà có để đặt lên lưới Để thực việc bù tối ưu đề xuất sử dụng tụ bù cố định dung lượng 10kVAr để lắp đặt cho lưới điện hệ thống sàng tuyển Kích thước tụ pha: tổng độ lớn dải tụ pha tính kVAr cho loại tụ cố định Ví dụ: thiết lập đặt dải tụ cố định 10 kVAr chương trình đặt tụ cố định 10 kVAr tìm điều kiện tối ưu Các nút hợp lệ: chọn nút hợp lệ đặt tụ cố định ứng động cách đánh dấu vào ô trước tên nút Đánh dấu chọn bỏ chọn nút đặt tụ bù Cách chạy tốn tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu Để chạy tốn phân tích vị trí đặt tụ bù tối ưu ta thực cách sau: - Chọn Analysis>CAPO từ trình đơn - Nhấp chuột vào nút CAPO công cụ Analysis Trong q trình tối ưu hố, thơng báo viết cửa sổ “Progress View” cho ta biết độ lớn loại dải tụ đặt nút tương ứng tổn thất hệ thống Khi q trình tối ưu hóa thực xong, sơ đồ mạng điện với tụ bù cần đặt lên lưới vẽ lại với độ lớn dải tụ ký hiệu “FX” cho tụ bù cố định “SW” cho tụ bù ứng động cần đặt lên lưới * Report sau phân tích tính tốn Để có bảng báo cáo kết dạng bảng chứa tham số đầu kết phân tích, chọn Report>Capacitor Placement Optimization từ trình đơn ... thống sàng tuyển than Công ty tuyển than Hòn Gai Lựa chọn, đề xuất đánh giá hiệu kinh tế số giải pháp nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Cơng ty tuyển than Hịn Gai Nhiệm vụ đề. .. sàng tuyển 53 2.4 Nhận xét 73 Chương NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG TUYỂN CƠNG TY TUYỂN THAN HỊN GAI 75 3.1 Đặt vấn đề. .. ty tuyển than Hịn Gai - Nghiên cứu đề xuất số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Cơng ty tuyển than Hịn Gai Phương pháp nghiên cứu Để giải nhiệm vụ mục 5,