Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp nhằm tiết kiệm điện năng cho khâu sàng tuyển ở công ty than hạ long tkv

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN LÂM NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG TUYỂN CÔNG TY THAN HẠ LONG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠIDỤC HỌCVÀ MỎĐÀO - ĐỊA CHẤT BỘ GIÁO TẠO -TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN LÂM NGUYỄN MINH HÙNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CỨU ỨNG DỤNG HIỆU QUẢ SỬ NGHIÊN DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG RƠLE BẢO VỆ KỸ THUẬT TRẠM BIẾN ÁP 110KV TUYỂN CÔNG TYSỐ THAN HẠ LONG CƠNG TY CỔ PHẦN NHIỆT ĐIỆN HẢI PHỊNG Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 Ngành: Kỹ thuật điện s: 60520202 LUNMóVN THC S K THUT NGI luận văn th¹c sÜ küHƯỚNG thuËt DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Anh Nghĩa NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS BÙI ĐÌNH THANH HÀ NỘI - 2014 HÀ NỘI - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi Các tài liệu, số liệu đƣợc nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 15 tháng 10 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Lâm MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN MẠNG ĐIỆN HỆ THỐNG SÀNG TUYỂN THAN CÔNG TY THAN HẠ LONG 1.1 Giới thiệu chung Công ty than Hạ Long 1.2 Hệ thống cung cấp điện cao áp 1.3 Trạm biến áp 35/6kV khu vực công ty 1.4 Mạng điện 6kV hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long TKV 12 1.4.1 Các phụ tải điện 0,4kV hệ thống sàng tuyển than khu vực Hà Ráng Công ty than Hạ Long - TKV 13 1.4.2 Các phụ tải điện 0,4kV hệ thống sàng tuyển than khu vực Cẩm Thành Công ty than Hạ Long - TKV 13 1.4.3 Các phụ tải điện 0,4kV hệ thống sàng tuyển than khu vực Khe Tam Công ty than Hạ Long - TKV 13 1.4.4 Các phụ tải điện 0,4kV hệ thống sàng tuyển than khu vực Tân Lập Công ty than Hạ Long - TKV 14 1.5 Đặc điểm cung cấp điện khu Sàng tuyển than 14 1.6 Kết luận 14 CHƢƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG TUYỂN CÔNG TY THAN HẠ LONG 15 2.1 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện cao áp công ty than Hạ Long 15 2.1.1 Công suất tiêu thụ thiết bị mỏ xác định theo phƣơng pháp biểu đồ phụ tải 15 2.1.2 Xác định phụ tải tính tốn theo phƣơng pháp cơng suất đặt hệ số yêu cầu 22 2.1.3 Đánh giá trạng sử dụng trang thiết bị điện 24 2.1.4 Nhận xét 26 2.2 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp cung cấp điện cho dây chuyền sàng tuyển than khu vực công ty than Hạ Long 26 2.2.1 Đặc điểm tổ chức hệ thống cung cấp điện sàng tuyển than 27 2.2.2 Đánh giá thực trạng vận hành mạng hạ áp dây chuyền sàng Công ty than Hạ Long 31 2.3 Tình hình tiêu thụ điện hệ thống sàng tuyển Công ty than Hạ Long năm 2013 66 2.3.1 Cơ sở lý thuyết 66 2.3.2 Kết đánh giá: 67 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG TUYỂN CÔNG TY THAN HẠ LONG 69 3.1 Tổng quan chung điều khiển động biến tần 70 3.2 Nguyên lý tiết kiệm điện sử dụng biến tần 76 3.3 Giới thiệu số loại biến tần hãng 77 3.3.1 Biến tần SIEMENS: 77 3.3.2 Biến tần Altivar: 83 3.3.3 Biến tần Hitachi: 87 3.4 ứng dụng biến tần điều chỉnh tốc độ cho dây chuyền sàng tuyển than Công ty than Hạ Long 91 3.4.1 ứng dụng biến tần cho hệ truyền động máy nghiền, sàng rung 91 3.4.2 ứng dụng thiết bị điều khiển cho hệ truyền động băng tải 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV khu vực Hà Ráng - Công ty than Hạ Long Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV khu vực Cẩm Thành - Công ty than Hạ Long Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV khu vực Khe Tam - Công ty than Hạ Long 10 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV khu vực Tân Lập - Công ty than Hạ Long 11 Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 05/7/2014 khu vực Hà Ráng 18 Hình 2.2: Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 19/7/2014 Khu vực Cẩm Thành 19 Hình 2.4 Sơ đồ dây chuyền sàng 250 tấn/h khu vực Hà Ráng 39 Hình 2.5 Sơ đồ dây chuyền sàng 150 tấn/h khu vực Hà Ráng 40 Hình 2.6 Sơ đồ dây chuyền sàng 250 tấn/h khu vực Cẩm Thành 42 Hình 2.7 Sơ đồ dây chuyền sàng 150 tấn/h khu vực Cẩm Thành 43 Hình 2.8 Sơ đồ dây chuyền sàng 150 tấn/h khu vực Khe Tam 45 Hình 2.9 Sơ đồ dây chuyền sàng 150 tấn/h khu vực Khe Tam 46 Hình 2.10 Sơ đồ dây chuyền sàng 150 tấn/h khu vực Khe Tam 47 Hình 2.11 Sơ đồ dây chuyền sàng 150 tấn/h khu vực Tân Lập 49 Hình 2.12 Sơ đồ dây chuyền sàng 700.000 tấn/năm khu vực Tân Lập 50 Hình 3.1 Sơ đồ mạch điều khiển động biến tần 73 Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc biến tần trung gian 74 Hình 3.3 Sơ đồ điều khiển biến tần trung gian 75 Hình 3.4 Đặc tính ĐCKĐB ba pha điều khiển biến tần mômen cản không thay đổi theo tốc độ 76 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc tính kĩ thuật máy biến áp trung gian 35/6kV Công ty than Hạ Long - TKV 12 Bảng 2.1: Bảng theo dõi trạm 35/6 kV khu vực Hà Ráng Công ty than Hạ Long - TKV từ ngày 03/7/2014 đến ngày 09/7/2014 16 Bảng 2.2: Bảng theo dõi trạm 35/6 kV khu vực Cẩm Thành 16 Công ty than Hạ Long - TKV từ ngày 19/7/2014 đến ngày 25/7/2014 16 Bảng 2.3: Năng lƣợng tác dụng, lƣợng phản kháng trung bình ngày khu vực cơng ty năm gần 17 Bảng 2.4 Số liệu phụ tải ngày điển hình khu vực Hà Ráng 18 Công ty than Hạ Long 18 Bảng 2.5: Số liệu phụ tải ngày điển hình khu vực Cẩm Thành 19 Công ty than Hạ Long 19 Bảng 2.6 Các thông số đặc trƣng biểu đồ phụ tải 21 Bảng 2.7 Công suất tính tốn khu vực Hà Ráng 23 Bảng 2.8 Cơng suất tính tốn khu vực Cẩm Thành 24 Bảng 2.9 Cơng suất tính tốn khu vực 24 Bảng 2.10 Năng lực sử dụng trang thiết bị điện khu vực 25 Bảng 2.11 Đặc điểm tình trạng làm việc mạng điện hạ áp 380V khu vực sàng tuyển than Công ty than Hạ Long 28 Bảng 2.12 Số lƣợng chủng loại biến áp khu vực 29 Bảng 2.13 Số lƣợng chủng loại Aptomat 30 Bảng 2.14 Số lƣợng chủng loại khởi động từ 30 Bảng 2.15 Số lƣợng chủng loại băng tải 30 Bảng 2.16 Số lƣợng chủng loại loại sàng 31 Bảng 2.17 Số lƣợng chủng loại máy cấp liệu 31 Bảng 2.18 Kết kiểm tra cơng suất tính tốn máy biến áp khu vực công ty than Hạ Long 33 Bảng 2-19a Kết tính tốn cáp mềm theo điều kiện dịng nung nóng cho phép khu vực Hà Ráng Cơng ty than Hạ Long 37 Bảng 2-19b Kết tính tốn cáp mềm theo điều kiện dịng nung nóng cho phép khu vực Cẩm Thành Công ty than Hạ Long 41 Bảng 2-19c Kết tính tốn cáp mềm theo điều kiện dịng nung nóng cho phép khu vực Khe Tam Công ty than Hạ Long 44 Bảng 2-19d Kết tính tốn cáp mềm theo điều kiện dịng nung nóng cho phép khu vực Tân Lập Công ty than Hạ Long 48 Bảng 2.20 Kết tính tốn cáp theo điều kiện dịng nung nóng cho phép khu vực Công ty than Hạ Long 51 Bảng 2.21 Kết tính tốn tổn thất điện áp máy biến áp khu vực 53 Bảng 2.22 Kết tính tốn tổn thất điện áp từ trạm biến áp khu vực đến cực phụ tải 54 công trƣờng lựa chọn khảo sát 54 Bảng 2.23 Kết tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện máy biến áp công trƣờng lựa chọn khảo sát 59 Bảng 2.24 Kết tính tốn tổn thất công suất tổn thất điện mạng cáp mềm công trƣờng lựa chọn khảo sát 60 Bảng 2.25: Kết tính tốn tổn thất cơng suất tổn thất điện mạng cáp cơng trƣờng lựa chọn khảo sát 65 Bảng 2.26: Điện tiêu thụ thực tế dây chuyền Sàng tuyển khu vực công ty năm 2013 67 Bảng 2.27 Kết tính tốn hệ số u cầu 68 dây chuyền sàng tuyển 68 Bảng 3.1 Thống kê máy nghiền máy sàng rung khu vực công ty than Hạ Long 93 Bảng 3.2 Giá trị kinh tế áp dụng biến tần điều khiển máy nghiền, máy sàng rung 94 Bảng 3.3 Thống kê băng tải khu vực 97 công ty than Hạ Long 97 Bảng 3.4 Giá trị kinh tế áp dụng biến tần điều khiển 98 băng tải 98 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Các thiết bị hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long sử dụng cấp điện áp 380V Khi khả khai thác ngày phát triển sản lƣợng than ngày tăng nhanh, dây chuyền sàng tuyển than phải đầu tƣ lắp đặt nhiều để đáp ứng khâu sàng tuyển than Với sản lƣợng công ty than Hạ Long năm 2014 sản xuất khoảng 2.000.000 than/ năm điện cho khâu chế biến sàng tuyển than theo tính tốn 1.500.000 kWh Đặc biệt quy mô mở rộng dây chuyền sàng tuyển năm phải lắp đặt thiết bị gia công than nhƣ máy đập hàm, máy nghiền than có cơng suất lớn từ (75 -:- 160) kW Do tổn hao điện tổn hao điện áp đƣờng dây truyền tải tăng, ảnh hƣởng trực tiếp đến điều kiện làm việc bình thƣờng điều kiện khởi động động cơ, làm giảm suất máy tuổi thọ thiết bị, động bị tải Khi chi phí điện máy biến áp đƣờng dây tăng cao, ảnh hƣởng trực tiếp đến giá thành sản phẩm Để khắc phục nhƣợc điểm thiết bị hệ thống sàng tuyển than công ty than Hạ Long đáp ứng nhu cầu tổng sơ đồ phát triển ngành than, mỏ hầm lị Cơng ty than Hạ Long cần phải tiến hành đổi mới, áp dụng giới hóa tự động hóa cơng nghệ khai thác Trong giá thành sản phẩm, tỷ trọng chi phí điện cho khâu sàng tuyển than tƣơng đối cao, việc nghiên cứu đề xuất giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện hệ thống sàng tuyển mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tƣợng nghiên cứu đề tài hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long Phạm vi nghiên cứu đề tài nghiên cứu tình hình tiêu thụ điện lƣới điện hạ áp hệ thống sàng tuyển than công ty than Hạ Long Mục đích đề tài Đánh giá tổng quan tình trạng sử dụng điện hệ thống sàng tuyển than công ty than Hạ Long Phân tích, lựa chọn đề xuất số giải pháp nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than công ty than Hạ Long Nhiệm vụ đề tài Để thực đƣợc mục đích trên, đề tài cần giải nhiệm vụ sau: - Đánh giá tình trạng tiêu thụ điện nhƣ trạng trang thiết bị điện hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long - Lựa chọn giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long - Đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật giải pháp áp dụng để tiết kiệm điện khâu sàng tuyển Công ty than Hạ Long Nội dung đề tài - Đánh giá tổng quan hệ thống cung cấp điện cho thiết bị sàng tuyển than Công ty than Hạ Long - Nghiên cứu tình hình sử dụng điện hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long - Nghiên cứu đề xuất số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long Phương pháp nghiên cứu Để giải nhiệm vụ đề tài, tác giả sử dụng phƣơng pháp nghiên cứu tổng hợp sau: + Thống kê, đo lƣờng, thu thập số liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu + Xác định thông số phục vụ cho mục đích nghiên cứu cở số liệu thu thập đƣợc Công ty than Hạ Long, kết hợp với kinh 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bá Đề (2003), Giáo trình Trạm Điện, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Hoàng Hữu Hiên, Nguyễn Đức Lƣợng, Bạch Quang Minh, Nguyễn Đỗ Thiện, Nguyễn Đức Trung, Sổ tay điện mỏ (Tập 1), NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội-1977 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, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề (1997), Giáo trình Điện khí hóa mỏ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1997), An tồn điện mỏ, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa(1995), Nâng cao chất lượng mạng điện hạ áp mỏ hầm lị 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 Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê, Cung cấp điện, NXBKHKT, 1998 10 Nguyễn Đức Trung (1970), Kỹ thuật điện mỏ, Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội 103 ... dụng điện hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long - Nghiên cứu đề xuất số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long Phương pháp nghiên cứu. .. phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tƣợng nghiên cứu đề tài hệ thống sàng tuyển than Công ty than Hạ Long Phạm vi nghiên cứu đề tài nghiên cứu tình hình tiêu thụ điện lƣới điện hạ áp hệ thống sàng tuyển. .. mạng điện hạ áp cung cấp điện cho dây chuyền sàng tuyển than khu vực công ty than Hạ Long Trong mạng điện hạ áp dây chuyền sàng tuyển than công ty than Hạ Long sử dụng thiết bị điện có cấp điện