Thông qua việc khảo sát t ng hệ thống thiết bị, dưới đây là bảng mô tả tổng hợp các hệ thống thiết bị trong công ty :
Bảng 12. Tổng hợp hệ thống thiết bị tiêu thụ năng lƣợng
STT Tên thiết bị tiêu thụ năng lƣợng Số lƣợng Loại năng lƣợng tiêu thụ Tổng công suất (kW)
Đánh giá hiệu quả làm việc của thiết bị
1 Động cơ cán M1 và
M2 loại 2500 kW 2 Điện 3 kV 5000
Thường làm việc ở khoảng 40% công suất định mức, cần tăng cường quản lý vận hành hiệu quả
2 Động cơ cán M3
loại 1500 kW 1 Điện 3 kV 1500
Thường làm việc ở khoảng 65% công suất định mức, cần tăng cường quản lý vận hành hiệu quả
3 Động cơ cán M3
loại 1200 kW 1 Điện 3 kV 1200
Thường làm việc ở khoảng 65% công suất định mức, cần tăng cường quản lý vận hành hiệu quả 4 Động cơ máy cắt
loại 22kW 10 Điện 220 Tốt, cần lắp powerboss
4 Động cơ máy nắn thẳng loại 220kW, 2,2kW, 1,5kW 1 + 5+ 5 Điện 238,5 Thường làm việc ở khoảng 60% công suất định mức, cần tăng cường quản lý vận hành hiệu quả
STT Tên thiết bị tiêu thụ năng lƣợng Số lƣợng Loại năng lƣợng tiêu thụ Tổng công suất (kW)
Đánh giá hiệu quả làm việc của thiết bị
5
Động cơ bơm dầu thuỷ lực loại 55 và 75 kW
1 + 1 Điện 130 Tốt, cần lắp biến tần
6
Động cơ bơm nước làm mát trục cán loại 45 kW và động cơ máy bơm tuần hoàn loại 55 kW
2 + 1 Điện 145 Tốt, cần lắp biến tần
7
Động cơ quạt gió loại 30 kW và loại 187 kW
1 + 1 Điện 217 Tốt, cần lắp biến tần
8 Máy điều hoà nhiệt
độ loại cũ 10 Điện 35,1 Kém, cần thay mới
9 Lò khí hoá tan 1 Than cục Khá, cần tăng cường quản lý vận hành tốt hơn
10 Lò nung phôi công
suất 10 t/h 1
Khí của lò khí hoá
Trung bình, cần tăng cường bảo ôn trong hoặc ngoài
11 Lò nung phôi công
suất 70 t/h 1 Dầu FO
Trung bình, cần tăng cường bảo ôn trong hoặc ngoài
Tổng công suất
toàn công ty 8.671,6
T bảng trên ta có th vẽ được bi u đồ tỷ lệ sử dụng công suất các thiết bị điện của công ty như sau:
Hình 21. Biểu đồ tỷ lệ công suất các thiết bị điện trong công ty
Như vậy có th thấy rằng , những động cơ điện máy cán có công suất lớn nhất. Động cơ máy cán M1, M2 chiếm 58% tổng công suất thiết bị, động cơ M3 là 17 %, động cơ M4 là 14 %, động cơ máy cắt chiếm 3%. Điều hòa nhiệt độ công suất nhỏ không đáng k trên tổng công suất cả công ty nên xấp xỉ 0%.
Qua điều tra, khảo sát sơ bộ và khảo sát chi tiết tổng th dây chuyền sản xuất của Công ty TNHH thép An Khánh kết hợp với một số kết quả đo về hiện trạng tiêu thụ năng lượng và hiện trạng các thiết bị chính, bằng việc phân tích các số liệu điều tra và số liệu đo đạc, nhóm chuyên gia thực hiện công việc ki m toán năng lượng đã nhận dạng được một số khu vực trong dây chuyền đang sử dụng năng lượng chưa có hiệu quả. Đây chính là cơ hội đ đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng.
2.2. Các cơ hội tiết kiệm năng lƣơng (ECO)
Danh sách các ECO tiềm năng
Bảng 13. Danh sách các ECO tiềm năng
STT Mô tả
1
Tăng cƣờng thực hiện quản lý nội vi: hình thành đội chuyên trách quản lý tình hình sử dụng năng lượng, tích cực giám sát sự tuân thủ và phối hợp nhịp nhàng các quy trình vận hành cho toàn dây chuyền, hạn chế xảy ra hiện tượng kẹt tắc khi cán, vận hành hiệu quả hơn cho hệ thống lò khí hoá và lò nung phôi.
2 Đầu tƣ mới hệ thống điều hoà cho một số văn phòng làm việc
58% 17% 14% 3% 1% 2% 2% 3% 0%
Biểu đồ thể hiện tỷ lệ công suất của các thiết bị điện của công ty
Động cơ cán M1.M2 Động cơ cán M3 Động cơ cán M4 Động cơ máy nắn
Động cơ bơm dầu thuỷ lực Động cơ bơm nước Động cơ quạt gió Động cơ máy cắt
STT Mô tả
4
Lắp đặt thêm bộ gia nhiệt dầu FO bằng khói: bằng cách tận dụng nhiệt thải của khói lò nung hoàn toàn có th gia nhiệt cho dầu FO trước khi đốt, thay cho cách gia nhiệt bằng điện hiện nay.
2.2.1. Cơ hội 1 (ECO 1)
"Tăng cƣờng thực hiện quản lý nội vi": hình thành đội chuyên trách quản lý tình hình sử dụng năng lượng, tích cực giám sát sự tuân thủ và phối hợp nhịp nhàng các quy trình vận hành cho toàn dây chuyền, hạn chế xảy ra hiện tượng kẹt tắc khi cán, vận hành hiệu quả hơn cho hệ thống lò khí hoá và lò nung phôi.
a) Hiện trạng
Thực tế tình hình quản lý sử dụng năng lượng trong các công ty ở nước ta được xem nhẹ do rất nhiều nguyên nhân khác nhau, nhất là ở các công ty có tiêu thụ nhiều dạng năng lượng như tai Công ty TNHH thép An Khánh. Một số nguyên nhân chính của việc quản lý tiêu thụ năng lượng chưa chặt chẽ là:
i) Sự quan tâm chưa thực sự thích đáng đến việc sử dụng tiết kiệm năng lượng t nhiều cấp quản lý cả trong và ngoài công ty mà nhất là của an Giám đốc và đội ngũ những người trực tiếp quản lý vận hành những thiết bị tiêu thụ năng lượng;
ii) Thói quen sản xuất chạy theo tiến độ và kế hoạch cũng như những thói quen hàng ngày khó thay đổi có nguồn gốc xuất phát t trình độ hi u biết và ý thức tuân thủ kỷ luật, quy trình trong sản xuất của một lượng không nhỏ công nhân viên;
iii) Thị trường chưa thực sự cạnh tranh lành mạnh và công bằng;
iv) Những người quản lý sản xuất trong đó có cả lãnh đạo công ty chưa thực sự hi u và nhận thức rõ được ý nghĩa của việc sử dụng tiết kiệm năng lượng hoặc có nhận thức về vấn đề này nhưng chưa thật sự đầy đủ và hay có thói quen không muốn thay đổi phương thức quản lý sản xuất;
v) Thiếu nguồn nhân lực có trình độ và có năng lực quản lý việc sử dụng năng lượng do không hi u thật thấu đáo bản chất của mọi vấn đề liên quan đến tiêu thụ năng lượng và giảm tiêu thụ năng lượng.
b) Đề xuất giải pháp
Đ thực hiện tốt được biện pháp tiết kiệm năng lượng đơn giản nhất này Công ty TNHH thép An Khánh cần thiết phải t ng bước hoàn thành những nội dung cơ bản sau đây:
1) Thành lập một nhóm (tổ) theo dõi & quản lý tình hình sử dụng năng lượng trong Công ty. Có chính sách, cơ chế hoạt động, lương và cả chế độ thưởng phạt công minh cho những người trong nhóm (tổ) này.
3) Thực hiện các buổi tập huấn về sử dụng năng lượng hiệu quả cho công nhân vận hành lò khí hoá, lò nung phôi và công nhân trực tiếp sản xuất trên dây chuyền cán nhằm giúp họ hi u được t ng thao tác mà họ thực hiện trong khi vận hành những thiết bị đó nếu không đúng quy trình sẽ gây lãng phí năng lượng như thế nào. Những buổi tập huấn có th do chính những thành viên trong tổ quản lý năng lượng làm giảng viên hoặc do liên kết với những cơ sở đào tạo chuyên về công nghệ sử dụng năng lượng hoặc những cơ sở cung cấp dịch vụ tiết kiệm năng lượng làm giảng viên.
4) an hành một quy trình thích hợp nhất về các bước thao tác vận hành các thiết bị tiêu thụ năng lượng, nhất là đối với công nhân lái máy cán, công nhân vận hành lò nung, công nhân thao tác trên sàn dây chuyền cán. Quy trình đưa ra cần chú ý thoả mãn được sự kết hợp thích hợp giữa nhiều khâu trong toàn bộ dây chuyền, tránh đ các khâu vận hành riêng biệt nhau mà thiếu sự linh động phối hợp nhịp nhàng sao cho có th giảm tối đa thời gian chạy không tải của những động cơ lớn như động cơ máy cán cũng như phải giảm được tối đa thời gian khởi động lò nung, thời gian bị kẹt thép cán hay bị dính những thanh phôi ngay t bên trong lò.
5) Xây dựng và thực hiện nghiêm túc những quy định về thưởng - phạt đối với mỗi người trong công ty nhất là với những người có liên quan đến vận hành không hiệu quả lò nung và máy cán.
6) Hàng tháng hoặc hàng tuần đều có tổng kết và đánh giá những chỉ tiêu tiêu thụ năng lượng tổng hợp được t việc theo dõi, giám sát và ghi chép t nhóm (tổ) quản lý sử dụng năng lượng.
7) Duy trì hoạt động nhịp nhàng của nhóm quản lý sử dụng năng lượng. Đầu tư tăng cường những thiết bị đo ki m và giám sát quá trình sản xuất về khía cạnh sử dụng năng lượng.
2.2.2. Cơ hội 2 (ECO2)
Thay điều hòa 1 cục 1 chiều ki u cũ bằng điều hòa loại 2 cục 1 chiều Inverter (Tiết kiệm điện năng)
a. Hiện trạng
Hệ thống điều hòa nhiệt độ bao gồm 10 máy điều hòa sử dụng trong khu vực văn phòng, phòng điều khi n. Thiết bị điều hoà không khí chủ yếu là máy điều hòa một cục, một chiều cũ lạc hậu thường xuyên hỏng hóc và tổn thất năng lượng lớn.
Bảng 14. Thông số điều hòa đƣợc dùng
Tên thiết bị Số lƣợng máy (chiếc) CS định mức P1 (BTU) CS thực tế P2 (BTU) Điện áp (V) Dòng điện (A)
Máy điều hòa 1 cục
b. Phương án cải thiện
Các máy điều hòa 1 cục 1 chiều ki u cũ nên được thay bằng điều hòa loại 2 cục 1 chiều Inverter (Tiết kiệm điện năng). Thứ nhất nó đảm bảo cung cấp đủ lạnh cho nhân viên t đó tăng năng suất làm việc của họ. Thứ hai nó tiết kiêm điện năng hơn là loại cũ.
Theo tính toán thì trong cùng một điều kiện vận hành Chiller dùng biến tần sẽ có th tiết kiệm được khoảng 10-20% so với Chiller không dùng biến tần.
c) Tính toán tiết kiệm năng lượng
Bảng 15. Tính toán tiết kiệm năng lƣợng cho hệ thống điều hòa
STT Chỉ tiêu Thông sô Đơn vị
1 Tổng tiêu thụ điện của 10 máy ĐHKK (cũ) 47.808 kWh/năm
2 Tiềm năng tiết kiệm khi thay bằng 10 máy ĐHKK
Daikin 12000BTU 20 %
3 Lượng điện năng tiết kiệm được 9.562 kWh/năm
4 Giá điện 1.179,25 VNĐ
5 Chi phí điện năng tiết kiệm được 11.275.516,8 VNĐ/năm
6
Số tiền mà công ty tiết kiệm được trong 1 năm cũng chính là chi phí bảo dưỡng cho các máy điều hòa cũ
12.000.000 VNĐ/năm
7 Tổng tiền tiết kiệm đƣợc 23.275.516,8 VNĐ/năm
8 Chi phí thay 10 máy ĐHKK Daikin (thiết bị +
lắp đặt) 65.000.000 VNĐ
9 Thời gian hoàn vốn 2,79 Năm
10 NPV 23.232.518 VNĐ
11 IRR 23,59 %
Với 1 BTU= 2,931 x 10-4
kWh
Như vậy, giải pháp thay điều hòa 1 cục 1 chiều ki u cũ bằng điều hòa loại 2 cục 1 chiều Inverter (Tiết kiệm điện năng) sẽ giúp tiết kiệm 20 % điện năng. Công ty không phải lo bảo dưỡng máy cũ và cung cấp đủ lạnh cho nhân viên làm việc hiệu quả. Thời gian hoàn vốn là 2,79 năm. NPV > 0 , Irr > I như vậy dự án này là dự án khả thi.
2.2.3. Cơ hội 3 (ECO 3)
Lắp đặt thiết bị Powerboss cho các động cơ máy cắt a. Hiện trạng
Hiện tại Công ty có khoảng 10 máy cắt công suất 22 kW. Các máy này thường xuyên hoạt động ở chế độ rất non tải và phụ tải phải thay đổi. Các thông số đo đạc động cơ được th hiện ở bảng dưới đây:
Bảng 16. Thông số động cơ Tên thiết bị Số lƣợng máy (chiếc) CS định mức P1 (kW) CS thực tế P2 (kW) Điện áp (V) Dòng điện (A) Cos Động cơ máy cắt 10 22 13,2 380 10,5 0,78
b. Phương án cải thiện
Giải pháp được đưa ra là lắp đặt thiết bị Powerboss cho các động cơ và cải tạo hệ thống truyền động cơ khí. Nguyên lý Powerboss là một thiết bị điều chỉnh công suất động cơ phù hợp với nhu cầu của tải bằng cách cấp v a đủ điện năng cần thiết thông qua thay đổi điện áp cấp cho động cơ.
Kết quả đo ki m các động cơ máy cắt của doanh nghiệp cho thấy các mày này thường xuyên hoạt động ở chế độ non tải, hệ số mang tải trung bình chỉ vào khoảng 0,6. Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng khi lắp đặt Powerboss cho các máy cắt này là 20% . Điều này không những tiết kiệm điện cả năm là 20% mà còn mang lại lợi nhuận do tăng số lượng sản phẩm.
c. Lợi ích – chi phí
Bảng 17. Tính toán tiết kiệm năng lƣợng cho động cơ
STT Thông số Thông số Đơn vị
1 Tổng điện năng tiêu thụ toàn công ty 2.277.325 kWh/năm
2 Tiềm năng tiết kiệm điện năng 20% %
3 Lượng điện năng tiết kiệm trong một năm 455.465 kWh/năm
4 Giá điện trung bình 1.179,25 VNĐ/kWh
7 Thời gian hoàn vốn 0,45 Năm
8 Chiết khấu i 10 %
9 Giá trị hiện tại thuần (NPV) 1.796.058.493 VNĐ
Phương án thay thế lắp thiết bị powerboss cho động cơ máy cắt sẽ giúp tiết kiệm một khoản điện năng đến 455.465 kWh, tương đương khoảng 537 triệu đồng. Vốn đầu tư lắp thiết bị powerboss cho động cơ máy cắt khoảng 240 triệu đồng và thời gian hoàn vốn ngắn 0,45 năm . Dự án có NPV > 0 như vậy dự án này khả thi .
2.2.4. Cơ hội 4 (ECO 4)
"Lắp đặt thêm bộ gia nhiệt dầu FO bằng khói": bằng cách tận dụng nhiệt thải của khói lò nung hoàn toàn có thể gia nhiệt cho dầu FO trước khi đốt thay cho hiện nay được gia nhiệt bằng điện.
a) Hiện trạng
Với đặc đi m vận hành liên tục của nguồn nhiên liệu là dầu FO cấp t các téc, trước khi đưa vào vòi phun cần phải gia nhiệt qua hai cấp đ giảm độ nhớt của dầu mới có th bơm vận chuy n trong các đường ống và xé tơi cùng khí nén có áp suất cao tại các vòi phun tạo quá trình cháy kiệt nhiên liệu. Hiện nay, toàn bộ lượng dầu FO tiêu thụ đều được gia nhiệt bằng điện t điều kiện môi trường lên 180 oC trước khi phun vào vòi phun.
Lò nung được thiết kế đ gia nhiệt cho phôi thép trước khi cán với công suất 70t/h. Nhiên liệu cung cấp cho lò nung là dầu FO. Dầu được tích vào trong 2 téc. Khi sử dụng, dầu được d n vào một b đo, đặt ở cốt thấp hơn 2 téc dự trữ. Dầu trước khi bơm cần phải làm giảm độ nhớt, cho nên nó phải được gia nhiệt sơ bộ bằng điện trở có công suất 75 kW ngay trong b đo. Nhiệt độ dầu sau khi được gia nhiệt sơ bộ đạt khoảng 50 o
C, Sau đó, bơm dầu tiếp tục đưa dầu đi gia nhiệt và nâng cao nhiệt độ trong các bộ gia nhiệt ki u điện trở khác có công suất 35 kW, 50 kW, 60 kW trước khi cấp vào các vùng khác nhau của lò. Vùng gia nhiệt chính và vùng đồng nhiệt là vùng 1 và 2 thường xuyên được sử dụng, và gia nhiệt bằng các bộ điện trở có công suất 50 và 60 kW. Vùng 3 là vùng sấy được trang bị bộ gia nhiệt điện trở công suất 35 kW rất ít khi sử dụng. Nhiệt độ sau các bộ gia nhiệt này vào khoảng 110 oC. Thời gian gia nhiệt cho lò nung t trạng thái nguội đến lúc có th cán được mất t 7 - 8 giờ. Trong thời gian gia nhiệt, phôi được nạp vào đầy lò.
Sau khi lò ổn định nhiệt, công việc cán thép bắt đầu được tiến hành. Thời gian cán thường kéo dài t 3-4 ngày, tùy vào t ng loại mặt hàng. Sau thời gian này, lò nung lại đ nguội tự nhiên.
Qua kết quả tính toán cho thấy rằng, nếu chúng ta tận dụng nguồn nhiệt th a của khói thải đ gia nhiệt cho hệ thống dầu nhiên liệu thay vì dùng điện trở đ gia nhiệt