(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy thép tuấn tú tỉnh bình dương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN KHÁNH NHẬT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THÉP TUẤN TÚ TỈNH BÌNH DƯƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 SKC006718 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN KHÁNH NHẬT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THÉP TUẤN TÚ TỈNH BÌNH DƯƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng 5/2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN KHÁNH NHẬT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THÉP TUẤN TÚ TỈNH BÌNH DƯƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Tp Hồ Chí Minh, tháng 5/2020 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ & tên: NGUYỄN KHÁNH NHẬT Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 17/6/1987 Nơi sinh: Bình Dương Quê quán: Tân Uyên- Bình Dương Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 355/E, Tổ 6, Kp5, Phường Uyên Hưng, Thị xã Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương Điện thoại: 0979858616 Email: nknhatspkt@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học: - Hệ đào tạo: Đại học quy - Thời gian đào tạo: Từ năm 2006 đến năm 2011 - Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh - Ngành học: Điện Cơng nghiệp III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian 01/2012 – 9/2014 09/2014- Đến Nơi công tác Trường Trung cấp Kỹ thuật Phú Giáo TTGDTX- KTHN TX Tân Uyên HVTH: Nguyễn Khánh Nhật Công việc đảm nhiệm Giáo Viên Giáo viên Trang i Luận văn Thời gian hoàn vốn HVTH: Nguyễn Khánh Nhật GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG năm N= M/I 1.0 Trang 82 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Phụ lục 3: Lắp biến tần cho bơm nước cấp Giá tiền điện 103vnđ/kWh A 1,677 Số ngày hoạt động năm Ngày/năm B 300 Thời gian hoạt động Giờ C 10 Công suất bơm định mức kW D 25 E 40 F 85 Phần trăm thời gian mở van % by pass ngày Phần trăm nhu cầu nước sử % dụng mở van by pass Lượng điện tiêu thụ kWh/năm G= D*C*B 75.000 H= D*(F/100)^3 15.353 I= D- H 9.465 J= I* B* C 28.395 K 29.337 năm Lắp biến tần Công suất vận hành động kW nhu cầu sử dụng nước giảm Công suất tiết kiệm lắp kW biến tần thời gian nhu cầu nước giảm Lượng điện tiết kiệm lắp kW biến tần Đầu tư Đơn giá biến tần HVTH: Nguyễn Khánh Nhật 103vnđ Trang 83 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Chi phí khác 103vnđ L 4.163 Tổng chi phí đầu tư 103vnđ M= K + L 33.5 Số tiền tiết kiệm 103vnđ N= J * A 47.618 Thời gian hoàn vốn năm O= M/ N 1,9 HVTH: Nguyễn Khánh Nhật Trang 84 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Phụ lục 4: Lắp biến tần cho quạt Giá tiền điện 103vnđ/kWh A 1,677 Số ngày hoạt động năm Ngày/năm B 300 Thời gian hoạt động Giờ C 20 Công suất quạt hút định mức kW D 75 Công suất quạt trung bình kW E 52.5 Số lượng quạt hút máy F G 70 K 900.000 Tỉ lệ % lưu lượng so với định % mức Điện tiêu thụ năm kW Khả tiết kiệm điện % H= (1- 39 (1/((100%/G)^3)))*0 có inverter Tổng lượng điện tiết kiệm kW L= H*E*F*C 245.7 năm Đầu tư Đơn giá biến tần cho quạt hút 103vnđ/cái J 110.044 Chi phí khác 103vnđ Y 44.986 Tổng chi phí đầu tư biến tần 103vnđ Q 265.074 Chi phí điện tiết kiệm 103vnđ P= A*L 412.03 Thời gian hoàn vốn năm T= Q/P 0.64 HVTH: Nguyễn Khánh Nhật Trang 85 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Phụ lục 5: Lắp biến tần băng tải 1,677 10 vnđ/kWh A Ngày/năm B 300 Thời gian hoạt động C 20 Công suất băng tải kW D Công suất trung bình kW E 2.5 Tỉ lệ % cơng suất so với định mức % I 70 máy F 10 kW G=B*C*E*F Giá điện trung bình Số ngày hoạt động năm Số lượng động Điện tiêu thụ năm 150.000 Lắp Biến tần Khả tiết kiệm điện có % inverter K=(1- 39 (1/((100%/I)^ 3)))*0.6 H= Tổng lượng điện giảm năm kWh 58.500 K*E*F*B*C Chi phí tiết kiệm năm 103vnđ L= H*A 98.1045 Tổng chi phí đầu tư 103vnđ Q 200.064 Thời gian hồn vốn năm HVTH: Nguyễn Khánh Nhật T=Q/L 2,03 Trang 86 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Phụ lục 6: Lắp biến tần cho cẩu trục 1,677 10 vnđ/kWh A Ngày/năm B 300 Thời gian hoạt động C Công suất băng tải kW D 40 Công suất trung bình kW E 25 Tỉ lệ % cơng suất so với định mức % I 70 máy F Giá điện trung bình Số ngày hoạt động năm Số lượng động G=B*C*D* Điện tiêu thụ năm kW F 24.000 Lắp Biến tần Khả tiết kiệm điện có % inverter K=(1- 39 (1/((100%/I) ^3)))*0.6 H= 5.85 K*E*F*B* Tổng lượng điện giảm năm kWh C Chi phí tiết kiệm năm 103vnđ L= H*A 9.81045 Tổng chi phí đầu tư 103vnđ Q 107.921 Thời gian hoàn vốn năm HVTH: Nguyễn Khánh Nhật T=Q/L 10,9 Trang 87 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Phụ lục 7: Lắp biến tần máy ép thủy lực 103vnđ/kWh A 1,677 Ngày/năm B 300 Thời gian hoạt động C Công suất máy ép kW D 75 Công suất trung bình kW E 60 % I 70 máy F kW G=B*C*D*F Giá điện trung bình Số ngày hoạt động năm Tỉ lệ % công suất so với định mức Số lượng động Điện tiêu thụ năm 180.000 Lắp Biến tần Khả tiết kiệm điện có % inverter K=(1- 39 (1/((100%/I)^3)) )*0.6 Tổng lượng điện giảm năm kWh H= K*E*F*B*C 5.616 9.418 Chi phí tiết kiệm năm 103vnđ L= H*A Tổng chi phí đầu tư 103vnđ Q Thời gian hồn vốn năm HVTH: Nguyễn Khánh Nhật T=Q/L 220.064 23.04 Trang 88 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Phụ lục 8: Lắp biến tần cho hệ thống cán thép 1,677 10 vnđ/kWh A Ngày/năm B 300 Thời gian hoạt động C Công suất định mức kW D 200 Cơng suất trung bình kW E 170 Tỉ lệ % công suất so với định mức % I 70 máy F Giá điện trung bình Số ngày hoạt động năm Số lượng động G=B*C*D* Điện tiêu thụ năm kW F 1.920.00 Lắp Biến tần Khả tiết kiệm điện có % inverter K=(1- 39 (1/((100%/I) ^3)))*0.6 H= 63.648 K*E*F*B* Tổng lượng điện giảm năm kW C Chi phí tiết kiệm năm 103vnđ L= H*A 106.737 Tổng chi phí đầu tư 103vnđ Q 464.000 Thời gian hoàn vốn năm HVTH: Nguyễn Khánh Nhật T=Q/L 4.3 Trang 89 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG BÀI BÁO NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THÉP TUẤN TÚ, TỈNH BÌNH DƯƠNG RESEARCH ON ELECTRICITY SAVING SOLUTIONS FOR TUAN TU STEEL FACTORY, BINH DUONG PROVINCE Nguyễn Khánh Nhật Trường đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM TÓM TẮT Ngành Thép số ngành sử dụng tiêu hao lượng điện lớn, có nhiều lị cơng suất cao với thiết bị công nghệ cũ, không đồng bộ, dẫn đến điện sử dụng bị tiêu hao nhiều Để giảm chi phí điện năng, nhằm hạ giá thành sản phẩm, tăng sức cạnh tranh thị trường, nhà máy sản xuất thép đề xuất giải pháp tiết kiệm lượng xây dựng chiến lược tiết kiệm điện cho ngành sản xuất thép vừa nh , công nghệ sản xuất lạc hậu Việc sử dụng biện pháp tiết kiệm điện th o nh m giải pháp tiết kiệm điện chi phí thấp, giải pháp tiết kiệm điện chi phí vừa, giải pháp tiết kiệm điện chi phí cao s mang lại hiệu uả đáng kể việc tiết kiệm điện cho nhà máy thép Tuấn Tú n i riêng nhà máy khác n i chung Từ khóa: Giảm chi phí điện năng; Hạ giá thành sản phẩm; Tiết kiệm điện theo nhóm ABSTRACT The steel industry is one of the industries that use and consume a large amount of electricity, because there are many high-capacity furnaces with old, asynchronous technology equipment, resulting in a high consumption of electricity In order to reduce electricity costs, in order to lower production costs, increase competitiveness in the market, steel mills propose energy conservation solutions and formulate power saving strategies for small and medium steel industry , outdated production technology The use of power-saving measures in groups of low-cost electricity-saving solutions, medium-sized electricity-saving solutions and high-cost electricity-saving solutions will bring about significant efficiency in electricity saving for Tuan Tu steel factory in particular and other factories in general Keywords: Reduce electricity costs; Decrease the price of product; Power saving in groups Tổng quan Ngành thép ngành công nghiệp sử dụng lượng, nhiên liệu quy mô lớn Công nghệ luyện phôi thép chủ yếu lị điện, cơng suất thấp, lạc hậu nên hiệu suất tiêu hao lượng cao.Bên cạnh đó, nhà máy cán thép có công suất thấp sử dụng thiết bị lạc hậu khiến chênh HVTH: Nguyễn Khánh Nhật lệch mức tiêu hao cán thép nhà máy so với nhà máy đại mức 30% Năng lượng sản xuất thép điện than Trong q trình sản xuất, lượng khí thải bụi lớn với nhiệt độ cao bao gồm khí thải trực tiếp từ lị điện hồ quang lị thùng tinh luyện, khí thải vận chuyển nạp liệu, rót thép, đúc thép, khói Trang 90 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG chế biến xỉ làm nhiễm mơi trường, lãng phí lượng, lãng phí nguồn tài nguyên giảm hiệu sản xuất Vì việc đề xuất giải pháp tiết kiệm điện theo nhóm giải pháp tiết kiệm điện chi phí thấp, giải pháp tiết kiệm điện chi phí vừa, giải pháp tiết kiệm điện chi phí cao áp dụng cho nhà máy thép Tuấn tú tỉnh Bình Dương.[4] 909,28 đồng/kWh (tương đương 4,78 cent US/kWh), giá bán tương ứng Thái Lan 8,12 cent US/kWh, Singapore 14,1 cent US/kWh, Indonesia 6,7 cent US/kWh… Do chênh lệch lớn nên hầu hết nhà đầu tư doanh nghiệp sản xuất thép không quan tâm đến vấn đề tiết kiệm điện sản xuất.[1].[2].[3] Cơ s lý thuyết 2.1 Mức điện tiêu thụ trung bình để sản xuất sản phẩm thép giới Ở nước tiên tiến Nhật Bản, điện tiêu thụ cho thép thành phẩm khoảng 350 – 400 kWh Đề xuất giải pháp tiết kiệm điện 3.1 Lưu đồ phương pháp tiết kiệm điện cho nhà máy thép B TĐ U [1] ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN THEO NHĨM [2] CHI PHÍ THỰC HIỆN i= [3] TIẾT KIỆM ĐIỆN Hình 1: Biểu đồ giá tiền điện kWh nước CHO NHÓM GIẢI PHÁP 2.2 Tình hình khai thác sử dụng lượng ngành thép Việt Nam [4] TÍNH TỐN TÍNH Theo số liệu thống kê năm 2010 EVN Tập đoàn phải dành tới 4,67 tỷ kWh (chiếm 5,52%) điện phục vụ sản xuất cho ngành thép tổng số 85,7 tỷ KWh sản xuất được, năm phải đầu tư khoảng 35.500 tỷ đồng cho hệ thống dây dẫn, máy biến áp, nguồn điện… Trong đó, dự án thép vận hành khoảng 50% công suất Với khả cung ứng hệ thống điện nay, EVN cho việc cung cấp điện cho ngành Thép gây cân đối việc cấp điện cho ngành khác sinh hoạt nhân dân 1÷3 HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA NHĨM GIẢI PHÁP [5].ĐỀ XUẤT KẾ HOẠCH ÁP DỤNG NHÓM GIẢI PHÁP KẾT TH C Hình 2: Lưu đồ thực tiết kiệm điện Hiện nay, Ngành Thép nước ta mua điện năm 2009 với giá khoảng HVTH: Nguyễn Khánh Nhật Trang 91 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG 3.2 Đề xuất nhóm giải pháp tiết kiệm điện Thép 3.2.1 Nhóm giải pháp tiết kiệm điện chi phí thấp phế liệu Bao gồm giải pháp không cần chi phí đầu tư hay chi phí đầu tư phần thực tế, khơng ảnh hưởng đến hoạt động bình thường thiết bị/ dây chuyền cơng nghệ Thời gian hoàn vốn tháng Phân loại theo kích Giải pháp: Quản lý lượng điện hiệu Cách tính STT: 3.2.2 Nhóm giải pháp tiết kiệm điện chi phí vừa 3.2.3 Nhóm giải pháp tiết kiệm điện chi phí cao Bao gồm giải pháp cần chi phí đầu tư cao, làm gián đoạn đáng kể hoạt động thiết bị/ dây chuyền công nghệ như: - Lắp đặt thêm biến tần cho động cơ, lắp đặt thiết bị điều chỉnh hệ số cơng suất, thay thế, cải tạo lị hơi, làm mát (chillers), v.v… - Thay đổi công nghệ sản xuất hay phần công nghệ giai đoạn định.[5] Kết thực cho nhà máy thép Tuấn Tú Phơi thướt thướt nhỏ Lị lớn Cắt Tạo Lị phơi nấu Phơi thép Cán Thép xây Hình 3: Sơ đồ quy trình sản xuất thép dựng 4.2 Kế hoạch thực thời gian 06 tháng Đối với giải pháp khơng có đầu tư đầu tư nhỏ, thời gian hoàn vốn thấp, khoảng tháng trở lại, Công ty cần nên áp dụng thực để giảm chi phí cho đơn vị Thơng thường, giải pháp liên quan đến việc cải thiện vận hành máy móc, thiết bị, điều chỉnh công việc hàng ngày nhân viên Bảng 4: Thực nhóm giải pháp thời gian tháng giải Kinh phí Dự kiến đầu tư % tiết (triệu kiệm đồng) Stt Nhóm pháp Quản lý lượng hiệu 4.1 Quy trình sản xuất HVTH: Nguyễn Khánh Nhật thướt Kích đúc STT = Lượng điện tiêu thụ (kWh) / Sản lượng sản xuất (1) Bao gồm giải pháp cần chi phí đầu tư vừa, làm gián đoạn khơng đáng kể hoạt động thiết bị/ dây chuyền công nghệ, lắp đặt thêm điều khiển thời gian tắt, bật thiết bị/ đóng, cắt dây chuyền cơng nghệ, thay đèn chiếu sáng tiết kiệm điện, lắp thêm đồng hồ đo lường chỗ, v.v… Kích Khơng đáng kể Trang 92 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG Bảng 6: Thực nhóm giải pháp thời gian năm đến năm Tiết kiệm 5-10 lượng hành vi: Không đáng kể + Vận hành tránh cao điểm; + Thực bảo trì bảo dưỡng thiết bị hệ thống Kinh phí Dự kiến đầu tư giải % tiết (triệu kiệm đồng) Stt Nhóm pháp Lắp biến tần 39 cho máy bơm 35.5 4.5 Kế hoạch thực thời gian năm đến năm Thay đèn 15 huỳnh quang T8-balast sắt từ đèn Led 18W 32.804 4.3 Kế hoạch thực thời gian 06 tháng đến năm Bảng 5: Thực nhóm giải pháp thời gian tháng đến năm Kinh phí Dự kiến đầu tư giải % tiết (triệu kiệm đồng) Bảng 7: Thực nhóm giải pháp thời gian năm đến năm Kinh phí Dự kiến đầu tư giải % tiết (triệu kiệm đồng) Stt Nhóm pháp Lắp biến tần 39 cho băng tải 200.064 Kết luận Stt Nhóm pháp Lắp biến tần 39 cho quạt hút 265.047 Với kết khảo sát nhà máy thép Tuấn Tú với giải pháp tiết kiệm điện với mức tiết kiệm điện đạt 348.94 kWh điện chi phí tiết kiệm 585.188 đồng Các giải pháp tập trung thiết bị, công đoạn sau trình sản xuất: Thay đèn 5-10 cao áp sodium 1000W đèn Led pha 250W 51.197 - Giải pháp cải tạo hệ thống chiếu sáng - Giải pháp lắp biến tần cho quạt hút, máy bơm, hệ thống băng tải 4.4 Kế hoạch thực thời gian năm đến năm HVTH: Nguyễn Khánh Nhật Có giải pháp đề xuất, cơng ty mua thiết bị dự phịng tự thay Đối với xưởng sản xuất, công ty nên lắp đồng hồ theo dõi lượng điện tiêu thụ tháng có bảng đánh giá so sánh sản lượng, lượng tiêu thụ tăng, giảm đột biến Từ kết luận văn cho thấy việc tiết kiệm điện vấn đề quan tâm nguồn lượng Trang 93 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG ngày cạn kiệt Tiết kiệm điện không tiết kiệm cho thân mà tiết kiệm cho gia đình, cho xã hội, cho cơng ty, cho đất nước cho tồn giới hơm Nó góp phần tiết kiệm lượng điện không cần thiết hạn chế phần thiếu điện khu vực thiếu điện Bên cạnh đó, tiết kiệm điện cịn góp phần gìn giữ tài ngun, mơi trường cho hệ tương lai Trong số chúng ta, nhiều người hiểu ý nghĩa tầm quan trọng việc tiết kiệm sống phát triển xã hội nhờ vận động, tuyên truyền tư vấn Nhà nước cộng đồng thực Với ý nghĩa thiết thực nêu hi vọng người dân tiêu dùng có ý thức có thói quen tốt hành động thực tiễn tiết kiệm điện để góp phần giải tình trạng thiếu điện đồng thời đảm bảo an toàn hoạt động bảo toàn an ninh lượng cho quốc gia HVTH: Nguyễn Khánh Nhật Trang 94 Luận văn GVHD: PGS.TS VÕ VIẾT CƯỜNG TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Công Thương, 12415/BCT-TKNL “Báo cáo sử dụng lượng cập nhật danh sách sử dụng lượng trọng điểm năm 2017” [2] Văn phịng Tiết kiệm Năng lượng-Bộ Cơng Thương, Chính sách lượng Nguồn: http://vneec.gov.vn/tin-tuc/chinh-sach-nang-luong/t16930/bp-du-bao-nhucau-nang-luong-cua-thegioi-se-giam.html [3] Thủ tướng Chính phủ, Quyết định số 428/QĐ-TTg năm 2016, “ Phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030” [4] Bộ Cơng Thương, “Báo cáo Chương trình mục tiêu quốc gia sử dụng lượng tiết kiệm hiệu Tổng Cục Năng lượng” , năm 2015 [5] PGS.TS Võ Viết Cường, Giáo trình kiểm tốn tiết kiệm lượng, NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2017 Tác giả chịu trách nhiệm viết: Xác nhận GVHD Họ tên: Nguyễn Khánh Nhật Đơn vị: TTGDNN- GDTX Tx Tân Uyên Điện thoại: 0979858616 Email: nknhatspkt@gmail.com HVTH: Nguyễn Khánh Nhật PGS.TS Võ Viết Cường Trang 95 S K L 0 ... DỤNG NHÓM GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THÉP TUẤN TÚ – TỈNH BÌNH DƯƠNG 69 4.1 Khái quát công nghệ sản xuất tình hình tiêu thụ lượng điện nhà máy thép Tuân Tú tỉnh Bình Dương ... KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN KHÁNH NHẬT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THÉP TUẤN TÚ TỈNH BÌNH DƯƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học:... KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN KHÁNH NHẬT NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY THÉP TUẤN TÚ TỈNH BÌNH DƯƠNG NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp Hồ Chí Minh, tháng