Tìm hiểu các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng điện trong xí nghiệp công nghiệp

Nội dung text: Tìm hiểu các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng điện trong xí nghiệp công nghiệp

1. TÌM HIỂU CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP THE STUDY ABOUT SOLUTIONS IMPROVE EFFECTIVE USING IN INDUSTRIAL. Phan Thị Thanh Bình1, Phan Hồng Phương2 1Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM 2Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM TÓM TẮT Bài báo này trình bày “Tìm hiểu các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng điện trong xí nghiệp công nghiệp”. Qua đó tìm ra những hạn chế và bất cập cần tháo gỡ, và đưa ra những giải pháp tiết kiệm năng lượng có tính khả thi, tổng kết, đánh giá những thành tựu đạt được, nắm chắc các vấn đề về quản lý hệ thống điện, xác định các nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng và làm giảm chất lượng điện năng, đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng điện hiệu quả và tiết kiệm điện trong hệ thống điện. ABSTRACT This paper presents "The study about solutions improve effective using in industrial”. Thence find out the limitations and shortcomings need to solve, and offer energy- saving solutions that are feasible, review, evaluate achievements, grasp the problems of management power system, identify the reasons caused the power loss and reduce power quality, recommended solutions using effective energy of electricity and saving power in power system. 1. Giới Thiệu tải cực tiểu sẽ rất lớn và sẽ dẫn đến sự quá tải ở Hiện nay nhiều cơ sở sản xuất vẫn còn sử một sổ máy móc trong một khoảng thời gian dụng dây chuyền công nghệ lạc hậu, lựa chọn nhất định nhưng lại non tải ở một khoảng thời các thiết bị điện không đúng công suất hay do gian khác điều đó làm giảm chất lượng điện sự phân bố các thiết bị không hợp ý hoặc do năng, giảm hệ số công suất gây lãng phí điện chưa áp dụng được các giải pháp công nghệ tiên năng. tiến vào qui trình sản xuất, nên gây ra những tổn Ở một số nhà máy các thiết bị không được thất và lãng phí điện năng không đáng có. trang bị cơ cấu điều chỉnh tự động dung lượng Trước tình hình đó việc thực hiện “ Tìm bù công suất phản kháng nên thường dẫn đến hiểu các biện pháp nâng cao hiệu quả sử hiện tượng không cân bằng công suất phản dụng điện trong xí nghiệp công nghiệp” đã kháng. Hiện tượng bù thừa xảy ra khi phụ tải trở thành vấn đề hết sức nóng bỏng và cấp thiết thấp khi đó gây tổn thất điện năng. Ngoài ra bù đòi hỏi sự quan tâm, ý thức, của các nhà máy, thừa còn dẫn đến hiện tượng quá áp ớ một số xí nghiệp doanh nghiệp, Sự căng thẳng và gia điểm nút của mạng điện làm giảm chất lượng tăng giá nhiên liệu trong cân bằng năng lượng, điện. lại càng khẳng định nhiệm vụ to lớn Dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà của việc thực hiện tiết kiệm điện năng. máy chưa hiện đại, còn nhiều dây chuyền lạc 2. Tình hình sử dụng điện tại các xí nghiệp hậu, sử dụng động cơ với hiệu suất thấp, làm công nghiệp tiêu tốn điện năng không mang lại hiệu quả. Chế độ làm việc và sự phân bố phụ tải Chưa ứng dụng công nghệ thông minh tiết không hợp lý: Sự phân bố phụ tải và chế độ làm kiệm điện C-Bus Clipsal vào điều khiển thiết bị việc ảnh hưởng lớn đến hình dạng của đồ thị chiếu sáng, máy lạnh hay các tải văn phòng. phụ tải. Nếu đồ thi phụ tải thay đồi nhiều trong 3. Sử dụng điện hiệu quả và tiết kiệm trong ngày thì sự chênh lệch phụ tải cực đại và phụ xí nghiệp công nghiệp.
2. Giảm hóa đơn tiền điện giờ cao điếm, Ngoài ra còn có một số phương pháp khác chuyển bớt phụ tải từ giờ cao điểm sang giờ để nâng cao hiệu quả sử dụng điện như thường thấp điểm xuyên có các buổi huấn luyện và đào tạo người Lựa chọn phương pháp bù sao cho hiệu quả vận hành từ đó nâng cao ý thức người vận hành và vị trí lắp đặt tụ bù chính xác để giảm tổn thất trong công việc tiết kiệm điện, lập kế hoạch bảo điện năng và sử dụng hiệu quả nhất. trì, bảo dưỡng máy móc theo định kỳ để nâng Đối với hệ thống chiếu sáng: Lựa chọn đèn cao hiệu quả của thiết bị. có hiệu suất năng lượng cao, sử dụng đèn Led, 4. Áp dụng nâng cao hiệu quả sử dụng điện tận dụng chiếu sáng tự nhiên hoặc áp dụng công cho công ty Posco VST Việt Nam nghệ thông minh vào chiếu sáng. 4.1. Bù công suất phản kháng cấp điện hạ áp. Đối với động cơ điện : sử dụng động cơ có  Hiện trạng hiệu suất cao, hạn chế động cơ làm việc non tải Hệ thống các tải tiêu thụ điện của nhà máy hoặc quá tải, hoặc sử dụng biến tần để điều có hai cấp điện áp, cấp điện áp trên 6kV cấp khiển động cơ. nguồn cho các máy cán và cấp điện áp 440V Đối với máy biến áp : Thay thế những máy cấp nguồn cho các máy phụ trợ trong dây biến áp làm việc non tải bằng những máy biến chuyền cán và các dây chuyền còn lại. Hệ thống áp có dung lượng nhỏ hơn hay chọn hợp lý dung tụ bù công suất phản kháng được thực hiện ở lượng máy biến áp. cấp điện áp 6,6kV. Việc lắp đặt tụ bù với công Giảm thiệt hại do sóng hài gây ra như sử suất 2000kVar ở phía trung áp thường có hiệu dụng điện kháng vào các mạch vào ra của biến quả kinh tế về chi phí lắp đặt hơn nhưng trong thời gian dài thì không có lợi về chi phí vận tần, hoặc sử dụng các mạch lọc sóng hài trên các tải phi tuyến. hành so với việc lắp đặt tụ bù phía hạ áp. Sử dụng hệ thống điều khiển thông minh -  Giải pháp tiết kiệm năng lượng công nghệ C-BUS Clipsal để điều khiển, lập Qua thời gian khảo sát và đo đạc thực tế, trình hẹn giờ tắt mở các thiết bị tiêu thụ điện đề nghị Công ty thực hiện giải pháp bù công như bóng đèn, máy lạnh, quạt hút suất phản kháng cho mạng hạ áp. Việc bù công suất phản kháng phía hạ áp sẽ giảm được tổn thất công suất qua máy và tăng được khả năng mang tải cho máy biến áp. Bảng 1: Tính lượng giảm tổn thất ΔΔA khi thực hiện phương án bù tại cấp điện hạ áp Q P Qb ∆As ∆At ∆∆A STT Tên máy biến áp (kVA) (kW) (kVA) ( kWh) ( kWh) ( kWh) ACB INCOMING SPM 1 TR01 - 2000KVA 875 1015 600 8107 82082 79397 ACB INCOMING SPM 2 TR02 - 1200KVA 580 500 400 6161 56663 50502 ACB INCOMING 3 TLTR01 - 2500KVA 1129 872 800 8251 97157 88906 ACB INCOMING 4 TLTR02 - 1000KVA 486 412 300 8592 58665 50073 ACB INCOMING 5 TLTR03 - 500 KVA 176 139 100 2289 7693 5404 ACB INCOMING 6 CBLTR01 -1500KVA 750 640 500 7573 68164 60591
3. Bảng 2: Tính chi phí và lợi ích Phân xưởng công ty PoscoVST dùng tổng Tiềm năng tiết cộng là 158 bộ đèn cao áp HPS-T 400W E40, STT kiệm điện Đơn vị Giá trị thời gian thắp sáng trung bình trên ngày là 12h Tiết kiệm và một năm sử dụng 300 ngày, nếu công ty thay 329.451 1 điện/1 năm kWh 158 bộ đèn cao áp HPS-T 400W bằng 158 bộ Tiết kiệm chi 494.176.500 đèn Led SL1&SL2 thì hiệu quả sẽ như bảng bên 2 phí/1 năm đồng dưới: Dự kiến đầu 494.200.00 3 tư đồng Bảng 5: So sánh hiệu quả giữa 2 đèn Thời gian Thời 1 Nhiệt độ 4 hoàn vốn năm Loại đèn P (w) gian khởi màu(oK) động(s) 4.2. Sử dụng đèn Led cho chiếu sáng HPI 400 2000 Văn phòng công ty PoscoVST dùng tổng 180 cộng là 446 bộ đèn huỳnh quang T8 36W, thời Led 15 -200 2700-7000 gian thắp sáng trung bình trên ngày là 10h, một SL1&SL4 2 năm sử dụng 300 ngày, nếu công ty thay 446 bộ đèn huỳnh quang 1,2m bằng Led tube thì hiệu Bảng 6: Tính chi phí và lợi ích quả sẽ như bảng bên dưới: Tiềm năng tiết Bảng 3: So sánh hiệu quả giữa 2 đèn STT kiệm điện Đơn vị Giá trị Tiết kiệm Loại Cường độ Tuổi 113760 P (w) 1 điện/1 năm kWh đèn sáng(lux) thọ (h) Tiết kiệm chi 170.640.500 Huỳnh 2 phí/1 năm đồng quang 36-40 322 13000 Dự kiến đầu 474.000.000 T8 3 tư đồng Đèn Thời gian 18 -20 345 40000 2.2 Led 4 hoàn vốn năm Bảng 4: Tính chi phí và lợi ích 4.3. Sử dụng biến tần điều khiển máy nén khí Tiềm năng tiết  Nhận xét STT kiệm điện Đơn vị Giá trị Máy hoạt động với chu kỳ có tải trong 2 Tiết kiệm 59122 phút và và không tải trong 1 phút. Để thực hiện 1 điện/1 năm kWh Tiết kiệm chi tiết kiệm năng lượng cho hệ thống cung cấp khí 106.317.500 2 phí/1 năm đồng nén có chu kỳ vận hành như trên nên sử dụng Dự kiến đầu biến tần để giảm tốc độ động cơ xuống trong 361.260.00 3 tư đồng khoảng thời gian không có tải. Thời gian 3.3 4 hoàn vốn năm Công suất (W, Var và VA) 300000 200000 P 100000 Q S 0 9:41 9:42 9:43 9:44 9:45 9:46 9:47 9:48 9:49 9:50 9:51 9:52 9:53 9:54 9:55 9:56 9:57 9:58 Hình 1: Biểu đồ thông số công suất của máy nén khí
4.  Tình toán chi phí tiết kiệm khi sử = 1.119.6900 (kWh) dụng biến tần như sau Bảng 8: Tính chi phí và lợi ích Máy nén khí có công suất 220 Kw làm Tiềm năng tiết việc 24h/ngày, 300 ngày/ năm (7200 giờ/năm) STT kiệm điện Đơn vị Giá trị Tiết kiệm theo chu trình : 66.7% thời gian ( 4788 giờ) 464.310 với 100% lưu lượng, 33.3% thời gian( 2412 1 điện/1 năm kWh Tiết kiệm chi giờ) với 50% lưu lượng. 696.465.500 2 phí/1 năm đồng Điện năng sử dụng khi không sử dụng biến Dự kiến đầu 300.000.000 tần: 3 tư đồng Thời gian Ađm = 220 x 7200 = 1.584.400(kWh) 0.5 Điện năng sử dụng khi sử dụng biến tần: 4 hoàn vốn năm 3 Abt = (220(3000/3000) x 478) + (220(1500/3000)3 x 2412 ) 4.4. Sử dụng công nghệ thông minh tiết kiệm điện C-Bus Clipsal Bảng 9: Ước tính khung và chi phí khi dùng hệ thống C-Bus Clipsal Tên dự án : Văn phòng công ty Posco VST NO. MÔ TẢ SỐ LƯỢNG GIÁ TIỀN NO ĐƠN VỊ (VND) 1 Vật tư 1.1 Tủ điều khiển năng lượng 12 Channel relay 10A 1 bộ 2.200.000 8 Channel relay 10A 2 bộ 3.600.000 4 Channel relay 5A 1 bộ 1.600.000 8 Channel relay 5A 2 bộ 3.200.000 8 Dimmer relay 1A 5 bộ 6.600.000 Power supply 3 bộ 6.600.000 1.2 Switch& Sensor 2 Key input unit 9 bộ 7.200.000 4 Key input unit 28 bộ 25.200.000 Light level sensor (LL) 3 bộ 3.200.000 PIR ( Motion sensor) 11 bộ 13.200.000 1.3 Đóng cắt trung tâm (CSS) Computer 1 bộ 10.000.000 Tổng cộng giá vật tư 82.000.000 1.4 Phụ kiện Cáp quang Cat.5 1000 m 5.000.000 Đầu rack cáp quang Cat.5 200 cái 1.000.000 Tổng cộng chi phí vật tư 87.000.000 2 Chi phí thi công và lắp đặt 50% giá vật tư 43.500.000 3 Tổng cộng: 130.500.000 Giả sử trong 1 ngày văn phòng với công Vậy nếu dùng C-Bus thì ta tiết kiệm được suất 60.290(kW) hoạt động 10h, giá điện bình khoản 30% lượng tiêu thụ điện năng (theo quân là 1.500 đồng thì số tiền phải trả trong 1 thống kê của nhà sản xuất): năm: Ctk = 271.305.000 x 30% = 81.391.500 (đ) C = 60.290 x 10 x 300 x 1.500 = 271.305.000 (đồng)
5. 5. Kết Luận ty Posco VST, đề tài cũng có thể nhân rộng Phân tích tổng quan về nguyên nhân gây và áp dụng cho các nhà máy khác. Điện năng lãng phí và tổn thất điện năng. Qua đó, phân tiêu thụ sẽ giảm và góp phần đảm bảo an ninh tích và ứng dụng cụ thể các giải pháp đó vào năng lượng Quốc gia và có ý nghĩa thiết thực Công ty Posco VST để giảm lượng lãng phí trong việc thực hiện luật sử dụng năng lượng và tổn thất điện năng tiết kiệm và hiệu quả vừa mới được ban hành. Từ những kết quả nghiên cứu cho công
6. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bảo Toàn Năng Lượng - Sử Dụng Hợp Lý, Tiết Kiệm và Hiệu Quả Trong Công Nghiệp Tác giả: Nguyễn Xuân Phú & Nguyễn Thế Bảo - NXB Khoa học & Kỹ thuật 2006. [2] Quản Lý và Tiết Kiệm Năng Lượng - Sở Khoa học và Công nghệ TP.HCM - NXB ĐHQG TP.HCM 2004 [3] Design guide – Clipsal. [4] C-Bus version 2.3.0 training manual – Clipsal. Thông tin liên hệ tác giả chính (người chịu trách nhiệm bài viết): Họ tên: Phan Hồng Phương Đơn vị: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. HCM Điện thoại: 0908.485.622 Email: phanhongphuong.dkc@gmail.com
7. BÀI BÁO KHOA HỌC THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ Bài báo khoa học của học viên có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn B n ti ng Vi t ©, T NG I H C S PH M K THU T TP. H CHÍ MINH và TÁC GI Bản quếy n táệc ph mRƯ ãỜ cĐ bẠ o hỌ b Ưi Lu tẠ xu t Ỹb n vàẬ Lu t S hỒ u trí tu Vi t Nam. NgẢhiêm c m m i hình th c xu t b n, sao ch p, phát tán n i dung khi c a có s ng ý c a tác gi và ả ng ề i h ẩ pđh đưm ợK thuả tộ TP.ở H ậChí Mấinh.ả ậ ở ữ ệ ệ ấ ọ ứ ấ ả ụ ộ hư ự đồ ủ ả Trườ Đạ ọCcÓ Sư BÀI BạÁO KHỹ OA ậH C T ồT, C N CHUNG TAY B O V TÁC QUY N! ĐỂ Ọ Ố Ầ Ả Ệ Ề Th c hi n theo MTCL & KHTHMTCL h c 2017-2018 c a T vi n ng i h c S ph m K thu t Tp. H Chí Minh. ự ệ Năm ọ ủ hư ệ Trườ Đạ ọ ư ạ ỹ ậ ồ