Tài liệu Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm điện cho hầm đường bộ hải vân

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN QUANG VINH NGHI N CỨU ĐỀ XUẤT M T S GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO HẦM ĐƢỜNG B HẢI V N LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2017 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC TÓM TẮT DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................................2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................2 4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................................2 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................2 6. Bố cục luận văn...................................................................................................2 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ TH NG ĐANG VẬN HÀNH TẠI HẦM HẢI V N ........................................................................................................................4 1.1 TỔNG QUAN HẦM ĐƢỜNG BỘ HẢI VÂN ............................................................. 4 1.2 TỔNG QUAN CÁC HỆ THỐNG ĐANG VẬN HÀNH TẠI HẦM ĐƢỜNG BỘ HẢI VÂN .................................................................................................................................. 5 1.2.1 Hệ thống điện ................................................................................................ 5 1.2.2 Hệ thống th ng tin liên lạc và ph ng chá ch a chá . .................................5 1.2.3 Hệ thống điều khiển và giám sát giao th ng ................................................6 1.2.4 Hệ th ng gi ..................................................................................................6 Chƣơng 2. GIỚI THIỆU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG ............7 2.1 QUY TRÌNH KIỂM TOÁN NĂNG LƢỢNG .............................................................. 7 2.1.1 Khái niệm, phân loại kiểm toán năng lƣợng ...............................................7 2.1.2 Mục đích của kiểm toán năng lƣợng ........................................................... 7 2.1.3 Qu trình của kiểm toán năng lƣợng ........................................................... 8 2.1.4 Các c ng cụ kiểm toán năng lƣợng ........................................................... 11 2.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG ....................... 14 2.2.1 Giới thiệu giải pháp sử dụng biến tần và cách điều khiển động cơ điện kh ng đồng bộ ba pha bằng biến tần. ............................................................................14 2.2.2 Giới thiệu giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điều h a kh ng khí ......36 2.2.3 Giới thiệu giải pháp sử dụng đèn LED ..................................................... 39 Chƣơng 3. THỰC TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG ĐIỆN TRONG QUÁ TRÌNH VẬN HÀNH CỦA CÁC HỆ TH NG TẠI HẦM ĐƢỜNG B HẢI VÁN .......................................................................................................................................41 3.1 QUY VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ ............................................... 41 3.1.1 Quạt phản lực (JF) ..................................................................................... 41 3.1.2 Hệ thống lọc bụi tĩnh điện .........................................................................42 3.1.3 Hệ thống quạt cấp xả khí ...........................................................................44 3.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG .................................................................. 46 3.2.1 Đặc điểm hệ thống đèn chiếu sáng. ........................................................... 46 3.2.2 Thực trạng vận hành hệ thống đèn chiếu sáng. .........................................46 3.3 HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA ............................................................................................... 47 3.3.1 Đặc điểm hệ thống điều h a. .....................................................................47 3.3.2 Vận hành hệ thống điều h a ......................................................................47 Chƣơng 4. NGHI N CỨU ĐỀ XUẤT CÁC PHƢƠNG PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG ĐIỆN TẠI HẦM ĐƢỜNG B HẢI V N ....................................48 4.1 PHƢƠNG PHÁP ÁP DỤNG BIẾN TẦN VÀO CÁC QUẠT TẠI HỆ THỐNG THÔNG GIÓ HẦM ĐƢỜNG BỘ HẢI VÂN .................................................................... 48 4.1.1 Phƣơng pháp chung ................................................................................... 48 4.1.2 Đối với quạt phản lực JF ...........................................................................48 4.1.3 Đối với quạt lọc bụi tĩnh điện....................................................................50 4.1.4 Đối với quạt cấp xả, khí ............................................................................51 4.2 PHƢƠNG PHÁP THAY THẾ CÁC ĐIỀU HÕA HIỆN CÓ BẰNG ĐIỀU HÕA CÓ CÔNG NGHỆ INVERTER ........................................................................................... 53 4.2.1 Vị trí ..........................................................................................................53 4.2.2 Th ng số ....................................................................................................53 4.2.3 Chọn thiết bị .............................................................................................. 53 4.3 PHƢƠNG PHÁP THAY THẾ ĐÈN SODIUM CHIẾU SÁNG TRONG HẦM BẰNG ĐÈN LED .................................................................................................................. 54 4.3.1 Vị trí ..........................................................................................................54 4.3.2 Th ng số ....................................................................................................55 4.3.3 Vận hành ...................................................................................................55 4.3.4 Phƣơng án tha thế .................................................................................... 56 4.4 TỔNG KẾT LỢI ÍCH ĐẠT ĐƢỢC ............................................................................. 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................58 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN PHỤ LỤC TÓM TẮT NGHI N CỨU ĐỀ XUẤT M T S GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO HẦM ĐƢỜNG B HẢI V N Học viên: Trần Quang Vinh. Chu ên ngành: Kỹ Thuật điện Mã số: 60520202 Khóa: 31 Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt - Hầm đƣờng bộ Hải Vân là một trong 30 hầm lớn nhất châu Á và nằm trên tu ến giao th ng hu ết mạch quốc lộ 1A. Hầm c các phụ tải với tổng c ng suất tới 5,3 MW và lƣợng điện tiêu thụ trung bình hằng tháng khoảng 1,5 triệu kWh. Trong đ phụ tải của hệ thống th ng gi gần 4MW chiếm gần 75% tổng c ng suất của toàn hầm. Hệ thống th ng gi bao gồm các quạt phản lực, quạt lọc bụi tĩnh điện, quạt cấp xả khí hoạt động liên tục 23/24h một ngà . Mặt khác, hệ thống điều h a và hệ thống điện chiếu sáng trong hầm cũng có công suất rất lớn chiếm tỉ trọng kh ng nhỏ trong sử dụng điện của hầm. Các hệ thống nà c 107 má c c ng suất từ 9.000 BTU đến 100.000 BTU và c gần 5000 b ng đèn Sodium có công suất từ 8W đến 1000W hoạt động liên tục 24/24h. Chính vì hệ thống th ng gi , hệ thống điều h a và điện chiếu sáng c c ng suất điện lớn, hoạt động liên tục nên việc nghiên cứu này đƣợc đề suất nhằm đƣa ra các biện pháp kỹ thuật để tiết kiệm điện năng trong quá trình vận hành cũng nhƣ tính toán tha thế các thiết bị c ng nghệ cũ bằng các thiết bị tiết kiệm điện để làm giảm lƣợng c ng suất điện tiêu thụ nhƣng vẫn bảo đảm quá trình lƣu th ng xe qua hầm an toàn là nhiệm vụ đƣợc đặt lên hàng đầu của Hầm đƣờng bộ Hải Vân hiện na . Từ khóa: Hầm Hải Vân, phụ tải, lƣợng điện tiêu thụ, biện pháp kỹ thuật, tiết kiệm điện. RESEARCH, PROPOSE SOME POWER SAVING SOLUTIONS FOR HAI VAN ROAD TUNNEL Abstract - Hai Van road tunnel is one of the 30 largest tunnels Asia and on the traffic breath of life at 1A highway. The tunnel has load with total capacity are 5.3MW and average power consumption per month about 1.5 million kWh. In there, load of the ventilation system neary 40MW to occupy nearly 75% total capacity of all tunnels. The ventilation system includes jet fans, fan electrostalis dust filter, exhaust fans continuous operation 23/24 hours one day. Alternatively, the air condictioning system and electric lighting system in the tunnels have power very large, to occupy density not fewer in use electricity of the tunnels. This systems have 107 machines with power from 9000 BTU to 100000 BTU and nearly 5000 Sodium’s lamp with power from 8W to 100W, continuous operation 24/24h. By the ventilation system, the air condictioning system and electric lighting system have power large, continuous operation so this research has proposed to fall offer the technical solution to saving electrical power during operation as to caculate to replace the old technology equipment by the equipment can saving more than to reduce the electrical power consumed but still ensured the process of vehicle traffic through the tunnels safely are the mission put on top of the Hai van road tunnel. Keyword - Hai Van’s tunnel, load, power consumption, technical solution, saving lectrical. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT AV DTC ĐHKK JF HVAC KĐB KTNL OCCB TKNL VI : ANEMOMETER VELOCITY : DIRECT TORQUE CONTROL : ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ : JET FAN : HEATING, VENTILATION, AIR CONDITIONING : KHÔNG ĐỒNG BỘ : KIỂM TOÁN NĂNG LƢỢNG : OPERATIONS CONTROL CENTER BUILDING : TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG : VISIBILITY METER DANH MỤC CÁC BẢNG S hiệu bảng 2.1. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. Tên bảng Trang Giá trị điện áp các trạng thái đ ng ngắt và vectơ kh ng gian tƣơng ứng C ng suất và số lƣợng điều h a trong Hầm Hải Vân Danh sách loại điều h a c ng nghệ inverter tha thế Tính chọn c ng suất đèn Led tha thế Th ng số và c ng suất đèn Led chọn tha thế Lợi ích đạt đƣợc 32 53 54 56 56 57 DANH MỤC CÁC HÌNH S hiệu hình 1.1. 1.2. 2.1 2.2. 2.3 2.4. 2.5 2.6. 2.7. 2.8. 2.9. 2.10 2.11. 2.12. 2.13. 2.14. 2.15. 2.17. 2.18. 2.19. 2.20. 2.21. 2.22. 3.1. 3.2 3.3. 3.4 3.5. 3.6. 4.1. 4.2. 4.3. Tên hình Trang Vị trí hầm đƣờng bộ Hải Vân Tổng quan hầm Hải Vân Các bƣớc xâ dựng qu trình kiểm toán năng lƣợng Ngu ên lý làm việc của động cơ kh ng đồng bộ ba pha Sơ đồ tha thế một pha động cơ kh ng đồng bộ Đƣờng đặc tính cơ của động cơ kh ng đồng bộ ba pha Họ đặc tính cơ khi tha đổi tần số nguồn Đặc tính cơ của động cơ KĐB khi tha đổi tần số nguồn kết hợp với tha đổi điện Sơ đồ cấu trúc của biến tần gián tiếp Cấu trúc cơ bản của một bộ biến tần Dạng s ng đầu ra theo phƣơng pháp điều chế độ rộng xung Ngu ên lý điều chế SPWM một pha Nghịch lƣu áp ba pha Ngu ên lý điều chế SPWM ba pha Biểu diễn vectơ kh ng gian trong hệ tọa độ x0 Các vectơ kh ng gian từ 1 đến 6 Trạng thái đ ng ngắt của các van Vectơ kh ng gian Vr trong vùng bất kỳ Giản đồ đ ng cắt linh kiện Vectơ Vs trong các vùng từ 0-6 Điều hoà c ng nghệ inverter Sơ đồ ngu ên lý hệ thống điều hoà dạng tủ Các loại đèn Led chiếu sáng Quạt phản lực Sơ đồ điều khiển quạt JF Quạt lọc bụi tĩnh điện Sơ đồ bố trí thiết bị hệ thống quạt lọc bụi tĩnh điện Quạt cấp khí, xả khí Bố trí hệ thống đèn chiếu sáng Hầm Hải Vân Vị trí lắp quạt phản lực Vị trí lắp đặt quạt cấp khí, xả khí Ví trí lắp đặt đèn chiếu sáng trong hầm Hải Vân 4 5 9 15 16 17 18 19 23 24 25 26 27 27 29 31 31 33 34 35 37 38 40 41 42 43 44 45 46 49 51 55 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hầm đƣờng bộ Hải Vân là một trong 30 hầm lớn nhất châu Á và nằm trên tu ến giao th ng hu ết mạch quốc lộ 1A, nên để đảm bảo việc lƣu th ng qua hầm an toàn là một c ng việc rất cấp thiết. Để thực hiện tốt nhiệm vụ nà , Hầm Hải Vân đƣợc thiết kế với các hệ thống vận hành liên động với nhau, trong các hệ thống đ thì hệ thống thông gió đƣợc ví nhƣ lá phổi, hệ thống điện là mạch máu, hệ thống giám sát giao th ng là con mắt và hệ thống Scada là bộ não của hầm. Mặt khác tại hầm đƣờng bộ Hải Vân, các phụ tải c tổng c ng suất tới 5,3 MW và lƣợng điện tiêu thụ trung bình hằng tháng khoảng 1,5 triệu kWh. Trong đ phụ tải của hệ thống th ng gi gần 4MW chiếm gần 75% tổng c ng suất của toàn hầm. Hệ thống th ng gi bao gồm các quạt phản lực, quạt lọc bụi tĩnh điện, quạt cấp xả khí hoạt động liên tục 23/24h một ngà . Mặt khác, hệ thống điều h a và hệ thống điện chiếu sáng trong hầm c c ng suất rất lớn chiếm tỉ trọng kh ng nhỏ trong sử dụng điện của hầm. Các hệ thống nà c 107 má c c ng suất từ 9.000 BTU đến 100.000 BTU và c gần 5000 b ng đèn Sodium c c ng suất từ 8W đến 1000W hoạt động liên tục 24/24h. Chính vì hệ thống th ng gi , hệ thống điều h a và điện chiếu sáng c c ng suất điện lớn, hoạt động liên tục nên việc nghiên cứu áp dụng các biện pháp kỹ thuật trong quá trình vận hành cũng nhƣ tính toán tha thế bằng thiết bị tiết kiệm điện để làm giảm lƣợng c ng suất điện tiêu thụ nhƣng vẫn bảo đảm quá trình lƣu th ng xe qua hầm an toàn là nhiệm vụ đƣợc đặt lên hàng đầu của Hầm đƣờng bộ Hải Vân hiện na . Nắm bắt đƣợc nhu cầu đ , Học viên thực hiện đề tài: “nghiên cứu một giải pháp tiết kiệm điện cho hầm đƣờng bộ Hải Vân” nhằm giảm lƣợng điện năng tiêu thụ hằng tháng là nhu cầu cấp thiết hiện na . 2 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, tính toán và áp dụng các phƣơng án nghiên cứu đƣợc để tiết kiệm năng lƣợng điện cho Hầm đƣờng bộ Hải Vân. 3. Đ i tƣợng và phạm vi nghiên cứu  Đ i tƣợng nghiên cứu - Hệ thống th ng gi Hầm đƣờng bộ Hải Vân. - Hệ thống giao th ng Hầm đƣờng bộ Hải Vân. - Điều h a và đèn chiếu sáng tại hầm đƣờng bộ Hải Vân  Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu điều khiển hệ thống th ng gi bằng biến tần dựa vào lƣợng kh i bụi và vận tốc gi ở trong hầm. - Nghiên cứu tính toán việc tha thế hệ thống điều h a đang sử dụng tại các trạm và ph ng điều khiển bằng điều h a c sử dụng inverter. - Nghiên cứu tính toán việc tha thế hệ thống đèn Sodium chiếu sáng bằng hệ thống đèn led. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu các bài báo, sách và tạp chí về cấu tạo, ngu ên lý hoạt động của biến tần. - Nghiên cứu và tìm hiểu qu trình vận hành của các hệ thống tại Hầm Hải Vân. - Thống kê lƣu lƣợng xe trung bình tại các giờ trong ngà và sự ảnh hƣởng của lƣu lƣợng xe đến lƣợng kh i bụi trong hầm vào thời điểm đ . - Tính toán, thiết kế bộ biến tần vào các quạt của hệ thống th ng gi . - Tính toán về mặt kinh tế, kỹ thuật việc sử dụng điều h a c ng nghệ inverter tại các trạm. - Tính toán về mặt kinh tế và kỹ thuật việc tha thế đèn led 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Đâ là đề tài nghiên cứu cấu trúc tiêu thụ điện và tìm ra các giải pháp tiết kiệm điện nhằm áp dụng hiệu quả các biện pháp nà vào hệ thống thiết thiết của hầm đƣờng bộ Hải Vân g p phần giảm áp lực thiếu hụt điện và cải thiện m i trƣờng, qua đ đảm bảo an ninh năng lƣợng của đất nƣớc. 6. B cục luận văn Nội dung luận văn với đề tài “nghiên cứu một giải pháp tiết kiệm điện cho hầm đƣờng bộ Hải Vân” có 04 chƣơng bao gồm: Chƣơng 1: Tổng quan về các hệ thống đang vận hành tại hầm đƣờng bộ Hải Vân. 1.1 Tổng quan về hầm đƣờng bộ Hải Vân. 1.2 Tổng quan về các hệ thống đang vận hành tại Hầm đƣờng bộ Hải Vân. 1.2.1 Hệ thống điện 1.2.2 Hệ thống th ng tin liên lạc và báo động chá . 1.2.3 Hệ thống điều khiển và giám sát giao th ng. 3 1.2.4 Hệ th ng gi . Chƣơng 2: Giới thiệu các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng.. 2.1 Qu trình kiểm toán năng lƣợng. 2.1.1 Khái niệm, phân loại kiểm toán. 2.1.2 Mục đích của kiểm toán năng lƣợng 2.1.3 Quy trình của kiểm toán năng lƣợng 2.1.4 Các c ng cụ kiểm toán năng lƣợng. 2.2 Giới thiệu một số giải pháp tiết kiệm năng lƣợng. 2.2.1 Giới thiệu giải pháp sử dụng biến tần và cách điều khiển động cơ điện kh ng đồng bộ ba pha bằng biến tần. 2.2.2 Giới thiệu giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điều h a kh ng khí 2.2.3 Giới thiệu giải pháp sử dụng đèn LED Chƣơng 3: Thực trạng sử dụng năng lƣợng điện trong quá trình vận hành của các hệ thống tại hầm đƣờng bộ Hải Vân. 3.1 Qu trình vận hành hệ thống th ng gi 3.1.1 Quạt phản lực 3.1.2 hệ thống quạt lọc bụi tĩnh điện 3.1.3 Hệ thống quạt cấp xả khí 3.2 Vận hành hệ thống đèn chiếu sáng 3.3 Hệ thống điều h a Chƣơng 4: Nghiên cứu, đề xuất một số giải pháp tiết kiệm điện tại hầm đƣờng bộ Hải Vân. 4.1 Phƣơng pháp áp dụng biến tần vào các quạt tại hệ thống th ng gi . 4.2 Phƣơng pháp tha thế hệ thống điều h a hiện c bằng hệ thống điều h a có c ng nghệ inverter. 4.3 Phƣơng pháp tha thế đèn Sodium chiếu sáng trong hầm bằng đèn led. 4.4 Tổng kết đánh giá kết quả đạt đƣợc. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN PHỤ LỤC 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ TH NG ĐANG VẬN HÀNH TẠI HẦM HẢI VÂN 1.1 TỔNG QUAN HẦM ĐƢỜNG B HẢI VÂN Hầm Hải Vân đƣợc khởi c ng xâ dựng năm 2000 và đƣa vào sử dụng năm 2005, hầm c chiều dài 6280 m xu ên qua đèo Hải Vân. N nằm trên quốc lộ 1A nối liền tỉnh Thừa Thiên Huế và thành phố Đà Nẵng ở miền Trung Việt Nam. Hình 1.1. Vị trí hầm đường bộ Hải Vân Để giao th ng qua hầm an toàn, Hầm Hải Vân c 4 hệ thống chính: hệ thống giám sát giao th ng, hệ thống th ng tin liên lạc, hệ thống điện và hệ thống th ng gi . Các hệ thống nà đƣợc điều khiển bởi trung tâm vận hành đƣờng hầm (OCC) đặt ở cửa hầm phía nam, trung tâm nà c nhiệm vụ trực 24h/24h để điều khiển giao th ng qua hầm và xử lý, ứng cứu khi c sự cố xả ra. 5 1.2 TỔNG QUAN CÁC HỆ TH NG ĐANG VẬN HÀNH TẠI HẦM ĐƢỜNG B HẢI VÂN 1.2.1 Hệ th ng điện Toàn bộ hệ thống điện hầm Hải Vân đƣợc cấp bởi hai xuất tu ến 110KV từ trạm Hoà Khánh và trạm Liên Chiểu. Qua trạm đ ng cắt cách điện bằng khí FS6 (GIS) và hai má biến áp 110/22 KV đặt tại nhà điều khiển trung tâm sẽ cung cấp các xuất tu ến 22 KV kéo vào hầm theo một mạch v ng nhằm đảm bảo tính cung cấp điện liên tục. Th ng qua 10 trạm biến áp tự dùng 22/0,4 KV c c ng suất từ 100KVA đến 1600KVA. Đƣợc bố trí tại nhà điều khiển trung tâm (2 trạm), trong hầm (6 trạm), hai đầu trạm thu phí Bắc, Nam cung cấp nguồn cho các phụ tải trong hầm nhƣ: Hệ thống quạt phản lực, quạt cung cấp và xả khí, hệ thống lọc bụi tĩnh điện và hệ thống chiếu sáng trong và ngoài hầm. Hình 1.2. Tổng quan hầm Hải Vân 1.2.2 Hệ th ng th ng tin liên lạc và phòng cháy chữa cháy. Hầm Hải vân đƣợc trang bị một tổng đài điện thoại gồm các điện thoại khẩn cấp (SOS) lắp đặt tại các đƣờng ngang thoát hiểm và các hốc ch a giúp cho ngƣời tham gia giao th ng, nhân viên vận hành hầm liên lạc với trung tâm vận hành hầm khi phát hiện ra sự cố tai nạn, chá xả ra. Trong hầm c n đƣợc trang bị Hệ thống Radio tiếp sóng AM, FM để phát lại trong hầm trong điều kiện bình thƣờng và để điều tiết giao 6 th ng, báo động chá , nổ hoặc phát các bản tin đã đƣợc ghi sẵn để hƣớng dẫn giao th ng, hƣớng dẫn thoát hiểm trong hầm. Ngoài ra, Hầm Hải vân đƣợc trang bị hệ thống phát hiện vào báo động chá tự động theo tiêu chuẩn EN - 54 của Châu âu nhằm loại phát hiện sớm đám chá trong hầm. 1.2.3 Hệ th ng điều khiển và giám át giao th ng Hệ thống điều khiển và giám sát giao th ng bao gồm các camera cố định và xoa đƣợc giúp các vận hành viên giám sát và nhận định tình huống giao th ng trong hầm, hệ thống c n bao gồm các mạch cảm ứng đƣợc phân bố dọc trong hầm và 2 đầu hầm để xác định các phƣơng tiện dừng, đỗ, chạ chậm, chạ ngƣợc chiều, khoảng cách gi a các xe và các đèn tín hiệu giao th ng, biển báo điện tử c nội dung tha đổi để điều khiển giao th ng qua hầm. 1.2.4 Hệ th ng gió Hệ thống th ng gi trong hầm Hải Vân đƣợc ví nhƣ lá phổi của hầm, hệ thống bao gồm các trạm lọc bụi tĩnh điện, các quạt cấp xả khí và các quạt phản lực để th ng gió dọc hầm. Chức năng của hệ thống nhằm lọc các hạt bụi đang ba lơ lửng trong hầm, hút khí bẩn trong hầm ra bên ngoài và cấp khí sạch từ bên ngoài vào, đồng thời nhờ c ng nghệ th ng gi dọc hầm bằng cách sử dụng các quản phản lực c c ng suất lớn gắng trên trần hầm giúp đảm bảo tầm nhìn và các lƣợng khí ngu hiểm nhƣ CO nằm trong qu định cho phép. 7 Chƣơng 2 GIỚI THIỆU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG 2.1 QUY TRÌNH KIỂM TOÁN NĂNG LƢỢNG 2.1.1 Khái niệm, phân loại kiểm toán năng lƣợng 2.1.1.1 Khái niệm kiểm toán năng lượng Kiểm toán năng lƣợng là quá trình khảo sát, phân tích và đánh giá thực trạng các hoạt động tiêu thụ năng lƣợng nhằm xác định tiêu thụ năng lƣợng của đơn vị kinh doanh, dịch vụ, các nhà má sản xuất ha hộ gia đình, đồng thời tìm ra các lĩnh vực sử dụng năng lƣợng lãng phí, đƣa ra các cơ hội bảo tồn năng lƣợng và biện pháp mang lại tiết kiệm năng lƣợng. Các hoạt động chủ yếu của kiểm toán năng lƣợng bao gồm: + Khảo sát, đo lƣờng, thu thập số liệu về mức sử dụng năng lƣợng của cơ sở sản xuất. + Phân tích, tính toán và đánh giá hiệu quả sử dụng năng lƣợng. + Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lƣợng. + Đề xuất giải pháp sử dụng tiết kiệm và hiệu quả năng lƣợng. + Phân tích hiệu quả đầu tƣ các hạng mục tiết kiệm năng lƣợng và xâ dựng các hoạt động, giải pháp hỗ trợ sau kiểm toán. 2.1.1.2 Phân loại kiểm toán năng lượng  Kiểm toán năng lƣợng sơ bộ là hoạt động khảo sát thoáng qua quá trình sử dụng năng lƣợng của hệ thống. Bao gồm cả việc đánh giá các d liệu về tiêu thụ năng lƣợng để phân tích số lƣợng và m hình sử dụng năng lƣợng, cũng nhƣ so sánh với các giá trị trung bình hoặc tiêu chuẩn của các thiết bị tƣơng tự.  Kiểm toán năng lƣợng chi tiết là việc xác định lƣợng năng lƣợng sử dụng và tổn thất th ng qua quan sát và phân tích các thiết bị, hệ thống và các đặc điểm vận hành, phân tích sâu hơn về mặt kỹ thuật, lợi ích kinh tế tài chính và mức tiết kiệm của các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng. 2.1.2 Mục đích của kiểm toán năng lƣợng Sử dụng các c ng nghệ lạc hậu, thiết kế chƣa tối ƣu, vận hành chƣa phù hợp, sử dụng chƣa hiệu quả...là nh ng ngu ên nhân gâ thất thoát năng lƣợng. Theo khảo sát thực trạng tiêu thụ năng lƣợng và nhiều báo cáo kiểm toán năng lƣợng cho thấ tiềm năng áp dụng các giải pháp đối với các doanh nghiệp của Việt Nam thƣờng mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lƣợng từ 5% - 40% tổng năng lƣợng tiêu thụ. Th ng qua kiểm toán năng lƣợng, ngƣời ta c thể:  Đánh giá đƣợc tình hình sử dụng năng lƣợng của đơn vị hiện tại. Nhận biết đƣợc nh ng vị trí sử dụng năng lƣợng đang tiết kiệm, nh ng vị trí sử dụng năng lƣợng chƣa tốt, c n lãng phí năng lƣợng. Sau đ , từ các phân tích c thể nhận biết đƣợc các 8 cơ hội bảo tồn năng lƣợng và tiềm năng tiết kiệm chi phí dựa trên thực trạng hoạt động tiêu thụ năng lƣợng của đơn vị.  Kiểm toán năng lƣợng sẽ đƣa ra các cơ hội và giải pháp tiết kiệm năng lƣợng với mức độ ƣu tiên với từng giải pháp, đánh giá đƣợc nh ng tác động của các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng đối với các hoạt động sản xuất, kinh doanh và nh ng tác động tới m i trƣờng.  Giảm chi phí năng lƣợng và tăng cƣờng nhận thức về tiết kiệm và sử dụng năng lƣợng của lãnh đạo và nhân viên trong doanh nghiệp.  Kiểm toán năng lƣợng giúp xác định đƣợc khu nh hƣớng tiêu thụ năng lƣợng và các ngu cơ hiện tại và tiềm ẩn th ng qua đánh giá chi tiết các hệ thống, thiết bị khác nhau nhƣ: động cơ, bơm, hệ thống th ng gi , má nén, hệ thống hơi, nhiệt... 2.1.3 Quy trình của kiểm toán năng lƣợng 2.1.3.1 Các bước của quá trình kiểm toán năng lượng Qu trình kiểm toán năng lƣợng đƣợc chia làm hai giai đoạn chính là kiểm toán năng lƣợng sơ bộ và kiểm toán năng lƣợng chi tiết. Các bƣớc trong qu trình kiểm toán năng lƣợng đƣợc minh họa qua hình dƣới đâ : 9 Khảo át ơ bộ Phân tích các dòng năng lƣợng Đề xuất các cơ hội TKNL Lựa chọn các cơ hội TKNL - Liệt kê qu lƣợng, xác định mức tiêu thụ. - Xác định bƣớc đầu các c ng đoạn tiêu hao năng lƣợng lớn. - Xâ dựng sơ đồ c ng nghệ cho phần trọng tâm kiểm toán. - Xác định sơ đồ d ng phân bố năng lƣợng. - cân bằng vật chất và năng lƣợng. - Xác định các cơ hội tiết kiệm năng lƣợng. - Lựa chọn các cơ hội tiền khả thi. - Đánh giá khả thi về kỹ thuật, kinh tế và môi trƣờng. - Lựa chọn các giải pháp thực hiện. Thực hiện các giải pháp đ chọn - Thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng. - Đo đạc và đánh giá kết quả. Lập báo cáo KTNL - Lập báo cáo chi tiết kiểm toán năng lƣợng. - Đƣa ra gợi ý ha kế hoạch du trì các giải pháp. Hình 2.1 Các bước xây dựng quy trình kiểm toán năng lượng 2.1.3.2 Kiểm toán năng lượng sơ bộ Kiểm toán năng lƣợng sơ bộ cho phép các kiểm toán viên c đƣợc bức tranh tổng quát về hệ thống tiêu thụ năng lƣợng của doanh nghiệp. Qua đ nhận dạng các cơ hội và tiềm năng lƣợng tiết kiệm năng lƣợng của đơn vị và xác định các giải pháp ƣu tiên (giải pháp kh ng mất chi phí hoặc chi phí thấp). Hoạt động nà c thể phát hiện ra ít nhất 70% các cơ hội tiết kiệm năng lƣợng trong hệ thống. Nội dung các bước thực hiện kiểm toán sơ bộ:  Khảo sát lƣớt qua toàn bộ các dâ chu ền c ng nghệ, các thiết bị cung cấp và tiêu thụ năng lƣợng tại doanh nghiệp.  Nhận dạng ngu ên lý, qu trình c ng nghệ của thiết bị, hệ thống.  Thu thập th ng tin về sản lƣợng sản phẩm, năng lƣợng tiêu thụ và ngu ên vật liệu để tính toán cân bằng năng lƣợng.  Thu thập h a đơn tiêu thụ năng lƣợng thực tế và các ếu tố liên quan đến việc tiêu thụ năng lƣợng. 10  Đánh giá tiềm năng tiết kiệm và sắp xếp thứ tự ƣu tiên của các giải pháp.  Nhận dạng các thiết bị, các điểm cần đo lƣợng sâu hơn sau nà , các vị trí đặt thiết bị đo lƣờng. 2.1.3.3 Kiểm toán năng lượng chi tiết Sau khi kiểm toán năng lƣợng sơ bộ, tiếp theo cần phân tích, đánh giá kỹ thuật các phƣơng án tiết kiệm năng lƣợng (căn cứ vào đánh giá từ kiểm toán năng lƣợng sơ bộ). Xem xét các vị trí, thiết bị cần đo đạc, tính toán chi tiết để thấ rõ cách thức, hiệu quả thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng c thể áp dụng tại đơn vị. Phân tích hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, lợi ích m i trƣờng của từng giải pháp. Nội dung các bước thực hiện kiểm toán năng lượng chi tiết như sau:  Thu thập, kiểm tra số liệu quá khứ về vận hành, năng suất, tiêu thụ năng lƣợng và chi phí năng lƣợng...  Khảo sát, đo lƣờng, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của thiết bị, đo lƣờng tại chỗ.  Nhận diện các hệ thống tiêu thụ năng lƣợng từ kiểm toán năng lƣợng sơ bộ nhƣ hệ thống: chiếu sáng, động cơ, nhiệt, HVAC...  Xâ dựng chi tiết các giải pháp và phƣơng án thực hiện.  Ƣớc lƣợng mức tiết kiệm và đầu tƣ của các giải pháp.  Phân tích phƣơng án để lựa chọn phƣơng án tốt nhất trên cả 3 mặt: Kỹ thuật, kinh tế và tác động m i trƣờng.  Lập kế hoạch du trì, giám sát các giải pháp sau kiểm toán. 2.1.3.4 Phân tích kiểm toán C ng việc tiếp theo sau khi đã thu thập đƣợc các số liệu, kiểm toán viên phải kiểm tra, xem xét lại toàn bộ các khía cạnh liên quan đến việc tiêu thụ năng lƣợng. Nếu thiếu th ng tin ha số liệu nào c n thiếu thì cần phải hỏi lại ngƣời quản lý, vận hành hoặc kiểm tra trực tiếp thiết bị. Trong kiểm toán năng lƣợng chi tiết, các kiểm toán viên xác định đƣợc các cơ hội bảo tồn năng lƣợng, đồng thời cần phải phân tích về mặt kinh tế, kỹ thuật và tác động m i trƣờng, chi phí thực hiện cũng nhƣ nh ng lợi ích tiềm năng của từng cơ hội bảo tồn năng lƣợng. Sau khi phân tích các cơ hội bảo tồn năng lƣợng, với nh ng cơ hội khả thi về mặt kỹ thuật, kiểm toán viên cần sắp xếp chúng theo mức độ ƣu tiên và hiệu quả kinh tế. Xét đến tính hiệu quả kinh tế, ngƣời ta thƣờng quan tâm đến thời gian hoàn vốn giản đơn của các cơ hội tiết kiệm năng lƣợng. Các cơ hội bảo tồn năng lƣợng khả thi về mặt kỹ thuật và tối ƣu về mặt kinh tế sẽ đƣợc lựa chọn để thực hiện và lập báo cáo kiểm toán năng lƣợng. Báo cáo kiểm toán là tổng hợp các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng khả thi nhất và đƣa ra đƣợc cách thức, phƣơng pháp ha kế hoạch thực hiện cũng nhƣ hiệu quả của từng giải pháp sau khi thực hiện. 11 Quá trình phân tích kiểm toán cần thực hiện c hệ thống, kết hợp với một số tiêu chuẩn năng lƣợng để c thể đánh giá, đƣa ra nh ng đánh giá và kết luận chính xác nhất về các cơ hội tiết kiệm năng lƣợng. 2.1.3.5 Lập báo cáo kiểm toán năng lượng Bƣớc tiếp theo trong qu trình kiểm toán năng lƣợng là lập báo cáo chi tiết kết quả kiểm toán, đƣa ra nh ng gợi ý, kế hoạch thực hiện và du trì các cơ hội tiết kiệm năng lƣợng. Mức độ chi tiết của báo cáo phụ thuộc vào từng loại kiểm toán năng lƣợng, từng lĩnh vực và từng dạng năng lƣợng. Báo cáo thƣờng c 3 phần là mở đầu, nội dung và kết luận. Cụ thể là: + Phần mở đầu: cần đƣa ra một bảng t m tắt về các cơ hội bảo tồn năng lƣợng c thể đạt đƣợc và các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật, tính khả thi của từng giải pháp; Nói rõ đƣợc mục đích của kiểm toán năng lƣợng, sự cần thiết của việc thực hiện và kiểm soát chi phí năng lƣợng. + Phần nội dung: kiểm toán viên cần phải m tả đơn vị thực hiện kiểm toán và các d liệu về tiêu thụ năng lƣợng. Đồng thời, đƣa ra đƣợc các bảng biểu, đồ thị biểu diễn mức độ tiêu thụ và chi phí năng lƣợng, phân tích chi phí năng lƣợng. + Phần kết luận: đƣa ra danh sách các cơ hội tiết kiệm năng lƣợng tiềm năng, hiệu quả kinh tế của từng cơ hội và một số nhận xét cuối cùng. Báo cáo kiểm toán năng lƣợng phải đƣợc trình bà ngắn gọn, trung thực và dễ hiểu, hạn chế sử dụng nhiều thuật ng chu ên ngành để khách hàng áp dụng đƣợc tốt nhất các giải pháp. 2.1.3.6 Lập kế hoạch hoạt động trong sử dụng năng lượng Đâ là c ng việc cuối cùng trong qu trình kiểm toán năng lƣợng, các kiểm toán viên cần đƣa ra kế hoạch du trì các giải pháp tiết kiệm năng lƣợng trong tƣơng lai đối với đơn vị đƣợc kiểm toán. Kế hoạch hoạt động cần đƣa ra các định hƣớng, các bƣớc thực hiện trong quản lý sử dụng năng lƣợng nhằm du trì việc sử dụng năng lƣợng hiệu quả. Sau khi lập kế hoạch, các doanh nghiệp cần thực hiện liên tục các giải pháp và thành lập các nhân ha một nh m đảm nhiệm c ng việc nà . Đồng thời doanh nghiệp cũng cần c sự sáng tạo trong hoạt động sử dụng năng lƣợng để các giải pháp đƣợc thực hiện hiệu quả nhất hoặc c thể tìm ra các cơ hội tiết kiệm khác. 2.1.4 Các công cụ kiểm toán năng lƣợng Để c th ng tin tốt nhất trong quá trình kiểm toán năng lƣợng, kiểm toán viên cần sử dụng các thiết bị đo th ng số năng lƣợng. Các thiết bị đo hiện na rất đa dạng, ngà càng đƣợc cải tiến với nhiều chức năng, nhỏ gọn, độ chính xác cao, đơn giản trong vận hành và sử dụng mà kh ng gâ ảnh hƣởng đến quá trình vận hành, sản xuất của đơn vị. Ngoài ra các thiết bị đo c n c chức năng ghi, phân tích số liệu và tru xuất d liệu với má tính và các thiết bị chu ên dụng khác. 12 Các thiết bị đo lƣờng trong kiểm toán năng lƣợng đƣợc phân thành nhiều loại khác nhau. Thiết bị đo phân loại theo chức năng sử dụng bao gồm các nh m thiết bị đo th ng số về: điện năng, ánh sáng, động cơ, nhiệt, lƣu lƣợng...Dƣới đâ em giới thiệu một số thiết bị đo điển hình với chức năng và th ng số cơ bản nhƣ sau: a) Máy đo và phân tích điện đa năng Kyoritsu 6310 + Đo c ng suất, cƣờng độ d ng điện, hiệu điện thế, hệ số c ng suất, tần số và nhiễu s ng hài của d ng điện 1 và 3 pha. + Phạm vi đo: 120/300/600/1000V + Nhiệt độ vận hành: 0 ÷ 400C + Độ chính xác: ±0,02 – 0,03% + Nguồn cung cấp: AC 100 ~ 240V ± 10% (45 ~ 65 Hz). + Xuất xứ: Nhật bản b) Thiết bị phân tích khí thải IMR – 2800P + Phân tích nồng độ kh i thải, bao gồm: O2, CO2, CO, NO, NO2, SO2, H2S, CXHY, hiệu suất chá , chênh áp, nhiệt độ và vận tốc khí. + Nguồn cung cấp: 110V hoặc 230V + Độ chính xác: Tù theo từng loại khí thải khoảng ±0,2 ~ 5% + Nhiệt độ hoạt động: -20 ~ 1200 0C + Hãngc)sản xuất: IMR – Mỹ c) Súng đo nhiệt độ IFRAPOINT – INSPACTOR HT + Đo nhiệt độ bề mặt và các điểm theo yêu cầu, chu ên dùng cho ngành c ng nghiệp lu ện kim, thủ tinh và các ngành c ng nghiệp khác. + Thang đo: 250 ~ 18000C + Độ chính xác: ±0,75 % + Chức năng : Lƣu d liệu, max, min, AVG. + Đơn vị đo : 0C / 0F + Hãng sản xuất: Infrapoint – Đức 13 d) Thiết bị đo tốc độ động cơ Kyoritsu 5601 + Đo tốc độ, v ng qua của động cơ kh ng tiếp xúc. + Phạm vi đo: 0 ~ 30.000 rpm + Khoảng cách đo: 50 – 300mm + Độ chính xác: ±0,01% + Thời gian xử lý: 1 – 10 giây + Lƣu tr d liệu đo và tự tắt má khi kh ng sử dụng sau 3 phút + Hãng sản xuất: K oritsu – Nhật Bản e) Thiết bị đo vận tốc gió và nhiệt độ Extech 451181 + Đo vận tốc, lƣu lƣợng gi , độ ẩm tƣơng đối, khối lƣợng kh ng khí, điểm sƣơng. + Thang đo: - Tốc độ gi : 0,3 ~ 35 m/s - Nhiệt độ: -4 ~ 1440F; -20 ~ 600C - Độ ẩm: 0 ~ 100% RH - Khối lƣợng kh ng khí: 0 ~ 999 - Điểm sƣơng: -7,6 ~ 1580F; -22 ~ 700C + Đơn vị đo: m/s, f/s + Độ chính xác: ±3% + Hãng sản xuất: Extech – Mỹ f) Máy đo lưu lượng bằng siêu âm + Đo lƣu lƣợng d ng chả trong hầu hết các loại đƣờng ống. + Phạm vi đo: 0,1 ~ 9,0 m/s + Độ chính xác: ±2% + Thời gian xử lý: 30 giâ + Nhiệt độ vận hành:- Máy: -20 ~ 600C - Cảm biến: -40~820C + Đơn vị đo: m/s, f/s + Tự động tắt má : sau 3 phút. + Xuất xứ: Mỹ