t ổn hấ.
1.5.8 Tổn thất ñ iện năng trong ñộ ng cơ
Thực tế phần lớn các sản phẩm ựều ựòi hỏi việc sử dụng các ựộng cơ ở một
vài công ựoạn nào ựó trong quá trình sản xuất, chúng ta không ngạc nhiên khi nói
rằng ựộng cơ ựiện là thiết bị tiêu thụ nhiều ựiện năng nhất.
Hao tổn ựiện năng của ựộng cơ không ựồng bộ gồm hai thành phần: ựó là tổn hao ựồng Pcu và tổn hao sắt PFe. Trong ựộng cơ không ựồng bộ thì tổn hao ựồng chiếm ựến 70% còn tổn hao sắt chiếm 30%. Các công thức tắnh hao tổn trong ựộng cơ như sau:
- Tổn hao công suất trong lõi thép: ∆PFe = Pựm.(
η
1
- 1) (1.28)
∆PCu = Pựm.( η 1 - 1).( ựm tt S S )2.k2 (kW) (1.29)
Trong ựó : Stt = Sdo/cosφdo; Sựm = Pdm/cosφdm.
k1, k2 Ờ hệ số tỉ lệ hao tổn thép và ựồng phụ thuộc vào từng loại ựộng cơ. η Ờ hiệu suất làm việc của ựông cơ thường ựược xác ựịnh bằng những công thức thực nghiệm.
- Hao tổn công suất trong ựộng cơ ựược tắnh: ∆P = ∆PFe + ∆PCu
- Hao tổn ựiện năng trong tháng ựược tắnh như sau: ∆A = ∆P . t (kWh);
Trong ựó t là thời gian làm việc của ựộng cơ trong năm (h).
1.6 GIẢI PHÁP CHỦ YẾU TIẾT KIỆM đIỆN TRONG DNCN
Trong phạm vi luận văn, sau khi nghiên cứu các giải pháp , thiết bị có khả năng áp dụng tương ứng với tiềm năng về tiết kiệm ựiện của DNCN. Chúng tôi ựưa ra một số giải pháp áp dụng cho DNCN như sau:
* Giải pháp về tổ chức quản lý kỹ thuật:
- Khuyến nghị các DNCN tổ chức làm việc theo ca kắp, nhằm thực hiện tiêu thụ ựiện vào thời gian thấp nhất ở ựồ thị phụ tải của hệ thống, sẽ giảm ựược hao tổn ựiện năng trong máy biến áp, cũng với việc ựó thì doanh nghiệp sẽ ựược hưởng giá ựiện ở mức thấp nhất
- Các xắ nghiệp tổ chức làm việc ca kắp sẽ giảm thời gian chạy không tải của máy móc thiết bị ựồng nghĩa với việc giảm chi phắ ựiện năng trên một ựơn vị sản phẩm
- đóng ựiện các ựộng cơ thông qua các bộ ựiều khiển bằng thiết bị khả trình ựể giảm thiểu dòng ựiện mở máy và giàm tối ựa sự ựồng thời mở máy ựộng cơ của các xắ nghiệp.
* Giải pháp công nghệ áp dung cho các ựối tựơng của mạng ựiện là: - Trong các ựộng cơ ựiện;
Tr ng i h c Nông nghi p Hà N i Ờ Lu n v n th c s k thu t... ...26 - Trong hệ thống chiếu sáng, thông gắo;
- Trong hệ thống nhiệt;
- Trong hệ thống cung cấp ựiện.
1.6.1 Trong các ựộng cơựiện.
1.6.1.1 Giải pháp nâng cao hệ số công suất cosφ
Hệ số công suất cosφ càng lớn thì càng có lợi cho việc cung cấp ựiện lẫn
khách hàng tiêu thụ ựiện: cos 3. p p Q UI ϕ= =
Phần lớn các thiết bị ựiện ựều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất
phản kháng Q, ựặc biệt là ựộng cơ không ựồng bộ, tieu thụ khoảng 60 - 65% tổng
công suất phản kháng. Vì vậy việc làm giảm công suất phản kháng là giải pháp ựược quan tâm. Có rất nhiều giải pháp làm gỉam công suát phản kháng, song chúng ta phải biết lựa chọn cho thắch hợp. Sau ựây là một số giải pháp:
a) Nâng cao hệ số cosφ tự nhiên
đó là tìm ra các phương pháp ựể ựộng cơ giảm bớt ựược lượng công suất phản kháng tiêu thụ, ta có thể áp dụng các công nghệ tiên tiến, sử dụng các thiết bị một cách hợp lý... biện pháp này ựem lại hiệu quả kinh tế mà không phải ựặt thêm thiết bị bù,
Các cán bộ phải chỉ ựạo, thay ựổi cải tiến quy trình, công nghệ ựể các thiết bị ựiện làm việc ở chế ựộ hợp lắ nhất. Căn cứ vào ựiều kiện cụ thể của doanh nghiệp ựể
sắp xếp quy trình công nghệ một cách hợp lắ nhất. Việc giảm bớt những tác ựộng,
những nguyên công thừa ựều ựưa ựến hiệu quả tiết kiệm ựiện, giảm bớt ựiện năng tiêu thụ trên một sản phẩm.
- Hạn chế chạy ựộng cơ không tải - Nâng cao chất lượng sửa chữa ựộng cơ
- Nếu ựộng cơ nào không cần ựiều chỉnh tốc ựộ thì ta nên dùng ựộng cơ không ựồng bộ vì:
+ động cơ ựồng bộ có hệ số công suất cos φ cao, có thể làm việc ở chế ựộ
quá kắch từ ựể trở thành một máy bù cung cấp thêm công suất phản kháng cho
mạng.
+ Mô men quay tỷ lệ bậc nhất với ựiện áp của mang nên ắt nhất phụ thuộc vào phụ tải do ựó năng suất làm việc của máy cao.
- Thay thế những ựộng cơ làm viẹc non tải bằng những ựộng cơ dung lượng công suất nhỏ hơn.
đối với nhà máy, xắ nghiệp lâu năm thường ựộng cơ ựã cũ tiêu thụ nhiều ựiện, gây hao tổn công suất lơn, làm việc bị non tải... ảnh hưởng ựến chất lượng sản
phẩm và nền kinh tế của doanh nghiệp. Khi ựộng cơ làm việc non tải ựược thay
bằng ựộng cơ có công suất ta sẽ tăng ựược số phụ tải kpt dẫn ựến cos φ tăng. Nhưng việc thay thế phải:
+ Giảm ựược tổn thất công suất tác dụng trong mạng và ựộng cơ vì như vậy thì việc thay thế mới có lợi. Qua kinh nghiệm cho thấy:
+ Nếu kpt < 0.45 thì việc thay thế bao giờ cũng có lợi
+ Nếu 0.45<kpt <0.78 thì phải so sánh kinh tế kỹ thuật mới xác ựịnh ựược
việc thay thế có lợi hay không.
+ điều kiện kỹ thuật : việc thay thế ựộng cơ phải ựảm bảo nhiệt ựộ của ựộng
cơ nhỏ hơn nhiệt ựộ cho phép ( tdc< tcp) ựảm bảo ựiều kiện mở máy làm việc ổn ựịnh
của ựộng cơ.
b) Dùng phương pháp bù ựể nâng cao hệ số công suất cosφ
Bù công suất phản kháng sẽ nâng cao ựược hệ số công suất cosφ giảm tổn
thất ∆P ựể tiết kiệm ựiện và quan trọng hơn là ựiều chỉnh và ổn ựịnh ựược ựiện áp
của mạng.
Dung lượng bù ựược xác ựịnh theo công thức: Qb = Q.α.(tgϕ1 - tgϕ2)
Tr ng i h c Nông nghi p Hà N i Ờ Lu n v n th c s k thu t... ...28
Trong ựó: φ1- góc ứng với hệ số công suất trước khi bù
φ2- góc ứng với hệ số công suất mong muốn sau khi bù;
α = 0.9ọ1 Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosφ bằng các biện pháp khác
Q- Công suất phản kháng ựộng cơ tiêu thụ. - Chọn loại thiết bị bù:
Thiết bị bù ựược lựa chọn dựa trên cơ sở tắnh toán các so sánh về kinh tế và kỹ thuật.
1.6.1.2 Dựa vào ựồ thị phụ tải hàng ngày ựể giảm bớt nhu cầu ựiện ở giờ cao
ựiểm cho sản xuất.
a) điều chỉnh ựồ thị phụ tải hàng ngày
Giả sử một doanh nghiệp sản xuất làm việc với phụ tải:
- Cực ựại là: 2.85 MW - cực tiểu là: 1 MW- trung bình là 1.9 MW.
Giờ cao ựiểm từ 18 giờ ựến 22 giờ, giờ thấp ựiểm từ 22h ựến 4giờ sáng ngày hôm sau, còn lại giờ trung bình là từ 4giờ sáng ựến 18 giờ.
Hình 1.6 đồ thị phụ tải ngày ựặc trưng
Từ ựồ thị này ta nhận thấy. Ở giờ cao ựiểm ( từ 18-22 giờ) phụ tải yêu cầu là cực ựại, ựạt giá trị ựỉnh 2.85MW. Do ựó ựể tránh phụ tải cực ựại giờ cao ựiểm, chúng ta hãy chọn phương thức vận hành các thiết bị sao cho các thiết bị nào có thể
vận hành ựược vào các giờ khác mà không ảnh hưởng nhiều ựến sản xuất thì hãy
vận hành chúng vào các giờ khác ựể tránh vận hành vào giờ cao ựiểm. Mục ựắch
cuối cùng là ựể cho phụ tải ở giờ cao ựiểm của nhà máy sẽ ựược san bằng tạo nên
ựồ thị bằng phẳng hơn. Nếu ựược tốt nhất hãy tạo phụ tải của nhà máy ở giờ thấp ựiểm ựược cao hơn phụ tải ở giờ cao ựiểm nhằm tiết kiệm ựược tiền ựiện phải trả giá cao do việc sử dụng ựịên ở giờ cao ựiểm.
Trên ựồ thị phụ tải hình 1.6 ựường nét ựứt biểu diễn ựồ thị phụ tải ở giờ cao ựiểm ựã ựược san bằng một ắt vào giờ thấp ựiểm, giờ trung bình ựược san bằng vào giờ thấp ựiểm. Do ựó tránh ựược việc phải trả tiền ựiện với giá tiền cao.
b) Bố trắ sản xuất một cách ựều ựặn hàng ngày, hàng tuần
Chúng ta nên cố gắng sắp xếp cho ựồ thị phụ tải hàng ngày gần như bằng phẳng và nếu có thế ựược, các nhóm tiêu thụ công suất lớn hơn cho vận hành vào ban ựêm, vào giờ thấp ựiểm thì hiệu quả kinh tế sẽ rất cao. Mặt khác cũng cần lưu ý nên bố trắ sản xuất ba ca tránh dồn vào ngày nghỉ, thứ bảy hay chủ nhật. Như vậy về phương diện sử dụng công suất của thiết bị sẽ rất tốt và tránh ựược căng thẳng về
thiếu thiết bị hay thiếu công suất nguồn. đồng thời như vậy sẽ ựưa ựến thời gian
khấu hao thiết bị nhanh, nhanh chóng thay ựổi ựược công nghệ sản xuất mớắ, phù hợp với sự phát triền ựổi mới công nghệ ựang diễn ra với tốc ựộ nhanh hiện nay. Có như vậy mới làm năng suất cao, giá thành rẻ và ựáp ứng ựược sự tiến bộ kỹ thuật, cạnh tranh ựược trong thị trường sản xuất hàng hoá.
1.6.1.3 Sử dụng một số thiết bị tiết kiệm ựiện
a) Bộ ựiều khiển tốc ựộ ựộng cơ bằng linh kiện ựiện tử VSD ( Variable - Speed- Drive)
Khi sử dụng bộ biến tốc với linh kiện ựiện tử VSD trong ựại ựa số các trường hợp sẽ làm phù hợp giữa công suất ựiện cung cấp vào ựộng cơ với yêu cầu của phụ tải biến ựổi, ựặc biệt là ựối với thiết bị tiêu thụ ựiện như quạt, bơm li tâm.
Tr ng i h c Nông nghi p Hà N i Ờ Lu n v n th c s k thu t... ...30
- Lắp thiết bị VSD sẽ tiết kiệm ựược ựiện năng và tiền ựiện trong việc sử
dụng ựúng phù hợp với phụ tải.
- Có khả năng sử dụng ựộng cơ không ựồng bộ xoay chiều trong quá trình
sản xuất cần ựiều chỉnh tốc ựộ. động cơ KđB xoay chiều là loại có giá bán trên thị trường rẻ hơn nhiều và dễ dàng trong vận hành bảo dưỡng hơn những loại ựộng cơ khác.
- Tăng ựược tắnh linh hoạt và quy mô sản xuất. - Tăng ựược tắnh an toàn và ựộ tin cậy cao.
- Giá thành sản phẩm rẻ hơn do tiết kiệm ựược chi phắ tiền ựiện Ngoài ra khi sử dụng VSD có thể ựưa ựến các kết quả sau :
- đối với ựộng cơ cũ, sau khi tắnh toán áp dụng VSD vào thì sẽ không cần thay ựộng cơ mới khi phụ tải tăng lên.
- Không cần tháo dỡ bộ VSD khi tháo dỡ ựộng cơ bởi lúc tắnh toán VSD ựã phù hợp.
- Nhiều ựộng cơ có thể ựấu vào một bộ VSD.
- Dùng VSD có thể vận hành ựộng cơ với tốc ựộ từ vài % ựến vài trăm % so với tốc ựộ ghi trên nhãn ựộng cơ.
- Giảm tiếng ồn, tăng tuổi thọ cho ựộng cơ.
Tuy nhiên nó có nhược ựiểm là, ở tốc ựộ cực thấp thì trục ựộng cơ không thế quay tròn ựều.
b) động cơ hiệu quả hay ựộng cơ hiệu suất năng lượng cao ( High Effeciency Motor - HEMs)
động cơ hiệu quả cao hay ựể dễ hiểu hơn ta có thế gọi là ựộng cơ có hiệu
suất năng lượng cao (Energy Eficency motor HEMs) ựó là các ựộng cơ có các chỉ
tiêu sau ựây:
- Tổn thất trên ựiện trở giảm vì: + Vật liệu dẫn chất lượng cao
+Thanh dẫn Stato và thanh dẫn Roto với tiết diện cắt lớn nên ựưa ựến kết
qủa là, hệ số công suất cao và ựể tăng tắnh năng mở máy tốt hơn nên ở rãnh Rôto
kắch thước phắa trên bé lại, phắa dưới phình to ra có dạng cổ lọ và hình thang nên
khi mở máy do hiệu ứng mặt ngoài dòng ựiện Rôto hầu như tập trung trên mặt
thanh dẫn nên ựiện trở Rôto tăng lên rõ rệt dẫn ựến kết quả làm cho tắnh năng mở máy tốt hơn so với các loại rãnh thông thường.Thông thường người ta sử dụng thêm thiết bị ựiều khiển tốc ựộ hỗ trợ ựể phát huy kết quả
- Giảm ựược tổn thất lõi thép một cách tối ựa vì :
+ Tăng tiết diện cắt của lõi thép nên giảm ựược mật ựộ từ thông nhưng trọng lượng có tăng lên một ắt
+ Các lá tôn kỹ thuật ựiện mỏng hơn ựể giảm dòng ựiện xoáy (Làm nóng
tăng tổn thất nhiệt)
+ Sử dụng vật liệu từ thấp dẫn ựến tổn thất do từ trễ thấp ( Dùng thép Silic chất lượng cao)
- Giảm tổn thất tản mạn:
Khoảng không gian giữa Rôto và Stato tạo nên luồng khắ thoáng mát tối ưu, dẫn ựến giảm tổn thất vì giảm ựược yêu cầu làm mát ựộng cơ và kắch thước của quạt làm mát cũng ựược giảm xuống.
Từ các phân tắch trên chúng ta ựã nhận thấy kết quả ưu việt của ựộng cơ
hiệu quả cao ( HEMs). Sau ựây ựể làm rõ hơn ta hãy nêu vài số liệu về giá trị kinh tế và kỹ thuật của nó:
* Số liệu từ Cataloge của các loại ựộng cơ
Cỡ Công suất ựộng cơ ( Kw) Hiệu quả - Hiệu suất %
1k w 70-75%
150 k w 92%
7200 k w 95%
Tr ng i h c Nông nghi p Hà N i Ờ Lu n v n th c s k thu t... ...32 - Gần 6 - 8% cao hơn so với loại ựộng cơ thông thường - ựối với kắch cỡ bé, ựến 15 Kw
- Gàn 2 - 4% cao hơn loại ựộng cơ thông thường - ựối với kắch cỡ lớn trên 20 Kw.
Ớ Loại HEMs có giá trị ựầu tư ban ựầu:
- Gần 15 - 25% cao hơn ựối với loại kắch cỡ bé - Hơi cao hơn ựôi chút ựối với loại kắch cớ lớn
Ớ Loại HEMs có ựộ tin cậy bằng và cao hơn loại ựộng cơ tiêu chuẩn và tiêu
tốn bảo trì tương tự như loại ựộng cơ tiêu chuẩn.
1.6.2 Hệ thống chiếu sáng
a) Chọn phương án chiếu sáng hợp lắ
Việc lắp ựặt và phân bổ ựèn trong nhà xưởng phù hợp với yêu cầu sản xuất. Chọn thiết bị chiếu sáng phù hợp, hiệu năng cao.
Cụ thể là. Phân bố ựèn trên bề mặt bằng sản xuất, chọn chiều cao treo ựèn
hợp lắ ựể ựạt ựộ rọi tối ựa mà không gây loá mắt, mua những loại ựèn có hiệu quả
phát quang tốt, sử dụng chấn lưu hiệu năng cao. Bố trắ số lượng ựèn hợp lý theo
từng khu vực sản xuất và theo từng công tắc chung sao cho chỉ bật sáng ựèn ở
những khu vực sản xuất.
b) Nâng cao hệ số công suất cho các loại ựèn huỳnh quang bằng cách sử dụng tụ bù hoặc sử dụng chấn lưu ựiện tử
Tụ ựiện vừa có chức năng bù hệ số công suất vừa lọc ựược nhiễu sóng hài tần số cao, làm giảm công suất tiêu thụ của ựèn. Theo kết quả thắ nghiệm tại các nhà máy khi kiểm toán thì khi nối tụ 4ộF vào hai cực của bóng ựèn huỳnh quang 40W thì công suất ựèn giảm từ 5 - 8 W.
Các bộ ựèn ựã ựược lắp tụ luôn có công suất tiêu thụ gần ựúng ựịnh mức. Các chấn lưu thông thường tiêu thụ công suất rất lớn ( 14 - 20W) do ựó hạn chế ựộ sáng ựèn và tiêu tốn năng lượng. Chấn lưu hiệu năng cao có công suất tiêu thụ thấp ( 8 - 10 W) sẽ làm tăng hiệu quả sử dụng ựèn.
1.6.3 Hệ thống lạnh
a)Giảm nhiệt ựộ ngưng tụ cho hệ thống lạnh
- đảm bảo cho bộ ngưng tụ có kắch thước ựủ lớn( không nhỏ). Diện tắch bề mặt trao ựổi nhiệt lớn cho phép nhiệt ựộ ngưng tụ thấp.
Sử dụng bộ ngưng tụ loại bay hơi thay vì làm mát bằng không khắ khi nhiệt ựộ bầu ướt thấp hơn nhiệt ựộ bầu khô.
- Thiết lập việc kiểm tra ựối với áp suất ngưng tụ thấp nhất ựạt ựược và thay