Tài liệu Tính toán, phân tích và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy sợi số 2 công ty cổ phần dệt may nha trang

TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH TÍNH TOÁN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY SỢI SỐ 2 CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY NHA TRANG Học viên: Trần Công Quốc - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 - Khóa: 2016-2018 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Ngày nay, tiết kiệm năng lượng đang là vấn đề rất cần thiết, nhất là đối với các doanh nghiệp. Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công ty không những tiết kiệm được chi phí sản xuất, giúp tăng năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh, tăng lợi nhuận mà còn giảm bớt chi phí đầu tư cho các công trình cung cấp năng lượng, đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng thời giảm sự phát sinh chất thải, bảo vệ tài nguyên môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Hiện trạng, nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang đã hoạt động nhiều năm, các động cơ, thiết bị, đèn, .. đã cũ, dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng. Nghiên cứu này đề xuất các phương pháp để sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Qua tìm hiểu, khảo sát và tính toán, tác giả đề xuất các giải pháp thay mới các bóng đèn LED, thay các động cơ có hiệu suất thấp bằng động cơ có hiệu suất cao HEMs và lắp đặt thiết bị biến tần cho các động cơ. Tác giả đã tóm tắt các kết quả đã đạt được và đề xuất một số công tác về quản lý hoạt động tiết kiệm năng lượng và cải thiện môi trường làm việc. Từ khóa - Tiết kiệm năng lượng; đèn LED, biến tần, động cơ. CALCULATING ANG GIVING PROPOSALS TO SAVE ENERGY FOR NO.2 TETXILE FACTORY OF NHA TRANG TEXTILE – GARMENT JOINT STOCK COMPANY Abstract: Today, energy saving is a very necessary issue, especially for businesses. The use of energy saving and efficiency in the company not only save production costs, help increase productivity, improve product quality, reduce product costs, increase competitiveness, increase profitability but also reduce the investment costs in energy supply facilities, meet the higher energy demands of national economy. Besides, it also reduces the generation of waste, protects environmental resources as well as exploits energy resources reasonably in order to implement the sustainable social- economic development. The current status, No.2 Textile Factory of Nha Trang Textile- Garment Joint Stock Company has been operating for many years, the engines, equipment, lights and so on are old and leads to loss energy. This study proposes methods for energy saving and efficiency. Through investigations, surveys and calculations, the author proposes solutions for replacing LEDs, the engines with low efficiency by HEMs engines with higher efficiency as well as installing inverter equipment for motors. The author has summarized the achieved results and proposed some tasks on managing energy saving activities and improving the working environment. Key words - Energy saving; LEDs, inverter, motors. MỤC LỤC TRANG BÌA LỜI CAM ĐOAN TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG ..............................................................................................1 DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................................3 MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................2 4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài.......................................................2 5. Cấu trúc luận văn ..................................................................................................2 CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY VÀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG ..............................................................................................................3 1.1. Tình hình sử dụng năng lượng hiện nay: .............................................................. 3 1.2. Chính sách về tiết kiệm năng lượng. ..................................................................... 3 1.3. Đánh giá tình hình sử dụng năng lượng hiện nay trong nước ............................... 4 1.3.1. Tiềm năng năng lượng Việt Nam ...................................................................4 1.3.2. Tình hình sử dụng năng lượng ........................................................................5 1.4. Nhận xét ................................................................................................................ 5 1.5. Khái niệm về DSM................................................................................................ 6 1.6. Tổng quan và phạm vi công việc .......................................................................... 6 1.6.1. Phương pháp kiểm toán năng lượng ...............................................................6 1.6.2. Mục đích của KTNL .......................................................................................7 1.6.3. Phân loại kiểm toán năng lượng .....................................................................8 1.7. Kết luận: .............................................................................................................. 10 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG CƠ SỞ SẢN XUẤT ...................................................................................................................11 2.1. Các ràng buộc về tài chính .................................................................................. 11 2.2. Tổng quan về công suất tiêu thụ, hiệu suất của động cơ .................................... 12 2.3. Giải pháp giảm thiểu hao phí năng lượng ........................................................... 13 2.3.1. Giảm non tải và quá tải cho các động cơ ......................................................13 2.3.2. Thay thế động cơ có hiệu suất cao HEMs (High Efficiency Motors) ..........14 2.4. Giải pháp dùng biến tần ...................................................................................... 17 2.4.1. Nguyên lý làm việc của biến tần...................................................................17 2.4.2. Ứng dụng của biến tần ..................................................................................18 2.4.3. Đặc điểm chính của biến tần .........................................................................19 2.4.4. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ khi thay đổi tần số ..........................................20 2.4.5. Sự thay đổi công suất khi thay đổi tốc độ động cơ ......................................21 2.5. Thay thế các đèn huỳnh quang hiệu suất thấp bằng đèn led. .............................. 25 2.5.1. Cấu tạo ..........................................................................................................25 2.5.2. Nguyên lý hoạt động .....................................................................................26 2.6. Kết luận ............................................................................................................... 28 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ KÉO SỢI VÀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ MÁY SỢI SỐ 2 – CÔNG TY CPDM NHA TRANG ...................................................29 3.1. Giới thiệu tổng quan về nhà máy sợi 2 – Công ty Cổ phần dệt may Nha Trang 29 3.1.1. Thông tin chung ............................................................................................29 3.1.2. Cơ cấu hoạt động ..........................................................................................29 3.2. Quy trình sản xuất ............................................................................................... 30 3.2.1. Công nghệ kéo sợi ........................................................................................30 3.2.2. Máy bông ......................................................................................................31 3.2.3. Máy Chải.......................................................................................................31 3.2.4. Máy Ghép .....................................................................................................31 3.2.5. Máy Cuộn cúi, Chải kỹ .................................................................................32 3.2.6. Máy Thô ........................................................................................................33 3.2.7. Máy Sợi con ..................................................................................................34 3.2.8. Máy Đánh ống ..............................................................................................35 3.2.9. Hệ thống phụ trợ trong công nghệ kéo sợi. ..................................................36 3.2.10. Hệ thống hút bụi (Trung tâm hút bụi). ........................................................36 3.3. Tình trạng sử dụng điện của các hệ thống trong nhà máy sợi số 2 ..................... 37 3.3.1. Nhóm máy kéo sợi : ......................................................................................37 3.3.2. Hệ thống điều không. ....................................................................................42 3.3.3. Hệ thống chiếu sáng......................................................................................43 3.3.4. Máy nén khí. .................................................................................................44 3.4. Kết luận: .............................................................................................................. 45 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SỢI SỐ 2 CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY NHA TRANG ...................46 4.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 46 4.2. Cơ hội 1: Thay đèn chiếu sáng hiện tại bằng đèn Led tuýp ................................ 46 4.3. Cơ hôi 2: Lắp biến tần cho động cơ M10 máy ghép DZ2C ................................ 50 4.4. Cơ hội 3: Lắp biến tần cho động cơ M1 Máy Thô FL6 ...................................... 53 4.5. Cơ hội 4: Lắp biến tần cho động cơ M1 Máy Sợi con RY ................................. 55 4.6. Cơ hội 5: Lắp biến tần động cơ M20 – DZ2C, M4 – FL6, M2 – RY ................. 57 4.7. Cơ hôi 6: Lắp biến tần động cơ máy bơm Pump hệ thống điều không số 8 ....... 59 4.8. Cơ hội 7: Lắp biến tần cho động cơ máy nén BOGE S75 .................................. 62 4.9. Cơ hội 8: Thay thế động cơ có hiệu suất cao.[7] ................................................ 64 4.10. Cơ hội 9: Thay động cơ M101, M162–SCFO máy bông Trutzschler bằng động cơ có hiệu suất cao ..................................................................................................... 65 4.11. Cơ hội 10: Tăng cường bảo trì, bảo dưỡng ...................................................... 67 4.12. Kết luận ............................................................................................................ 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................71 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT TKNL: Tiết kiệm năng lượng. CTCPDMNT: Công ty cổ phần dệt may. NMSS2: Nhà máy sợi số 2. DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 2.1 Biểu giá điện áp dụng trong tính tính toán, áp dụng cho ngành sản xuất, điện áp dưới 6kV 11 2.2 Thông số kỹ thuật biến tần ABB ACS 550 19 2.3 Công suất điện cung cấp vào động cơ với yêu cầu phụ tải biến đổi 25 3.1 Tốc độ sản phẩm và puly của máy ghép 32 3.2 Tốc độ sản phẩm và puly của máy thô FL6 33 3.3 Nhóm mặt hàng sản xuất và tốc độ cọc sợi máy con RY 35 3.4 Tốc độ sản phẩm và puly của máy con RY. 35 3.5 Thông số chi tiết dây chuyền máy bông RIETER 38 3.6 Thông số chi tiết dây chuyền máy bông TRUTZSCHLER 39 3.8 Thông số chi tiết máy ghép DZ2C 41 3.9 Thông số chi tiết máy Thô FL6 41 3.10 Thông số chi tiết máy con RY 42 3.11 Thông số chi tiết hệ thống điều không 42 3.12 Tổng hợp đèn chiếu sáng NMSS2 43 3.13 Thông số chi tiết các máy nén khí 44 4.1 So sánh đặc tính kỹ thuật và hiệu quả của đèn Led với đèn huỳnh quang T8 hiện tại 47 4.2 Tổng hợp hiệu quả đầu tư khi thay mới toàn bộ đèn trong nhà máy 48 4.3 Tổng hợp hiệu quả đầu tư khi thay mới toàn bộ đèn trong nhà máy 49 4.4 Bảng tổng hợp độ sáng từng khu vực sau khi thay thế hệ thống đèn led chiếu sáng. 50 4.5 Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần động cơ M10-DZ2C. 53 4.6 Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần động cơ M1 Máy Thô FL6 55 4.7 Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần động cơ M1 Máy sợi con RY 57 4.8 Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần cho động cơ M20 – DZ2C, M4 – FL6, M2 – RY 59 Số Tên bảng hiệu 4.9 4.10 4.11 4.12 Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần cho động cơ SupplyPump 40 kW. Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần cho động cơ máy nén BOGE S75 Vốn và thời gian thu hồi vốn khi thay thế động cơ M1 - TVD, M121 –SCFO bằng động cơ HEMs Vốn và thời gian thu hồi vốn khi thay thế động cơ M101, M162– SCFO bằng động cơ HEMs Trang 61 63 65 66 DANH MỤC CÁC HÌNH Số Tên hình hiệu Trang 2.1 Biểu đồ quan hệ giữa hiệu suất và mức tải của động cơ 14 2.2 Động cơ hiệu suất cao HEMs 15 2.3 Sơ đồ so sánh hiêu suất Động cơ hiệu suất cao HEMs và Động cơ tiêu chuẩn 16 2.4 Điện năng cấp cho động cơ khi chưa có Biến tần và khi có Biến tần 17 2.5 Biến tần ABB ACS 550 19 2.6 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và lưu lượng 22 2.7 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và áp suất 22 2.8 Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và công suất 23 2.9 Giản đồ thay đổi công suất khi thay đổi lưu lượng 24 2.10 Cấu tạo đèn LED TUBE 25 2.11 Đèn LED TUBE 28 3.1 Sơ đồ tổ chức Công ty cổ phần dệt may Nha Trang 29 3.2 Sơ đồ mặt bằng Công ty cổ phần dệt may Nha Trang 30 3.3 Các công đoạn trong dây chuyền kéo sợi 30 3.4 Các công đoạn trong dây chuyền bông 31 3.5 Mô hình hệ thống phụ trợ trong dây chuyền kéo sợi 36 4.1 Mô hình hệ thống điều không 60 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Sử dụng năng lượng hiệu quả có tầm quan trọng ngày càng lớn trong bối cảnh nền kinh tế thị trường cạnh tranh như hiện nay. Tiết kiệm năng lượng đang được nhà nước ta quan tâm và khuyến khích các Công ty, cơ sở sản xuất, người dân thực hiện nhằm đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia khi các nguồn năng lượng ngày càng khan hiếm, nhu cầu sử dụng ngày càng cao. Ở nước ta cơ hội tiết kiệm năng lượng ở các Công ty, Xí nghiệp còn rất lớn do hầu hết các hệ thống thiết bị đã quá cũ và công nghệ còn lạc hậu, trong một doanh nghiệp sản xuất, chi phí đầu vào ảnh hưởng quan trọng đến hiệu quả sản xuất kinh doanh, một trong những biện pháp làm giảm chi phí đầu vào của quá trình sản xuất là tiết kiệm năng lượng, việc làm này vẫn đảm bảo năng suất và còn nâng cao chất lượng môi trường sản xuất cũng như giảm thiểu ô nhiễm môi trường cho những vùng lân cận. Sử dụng năng lượng một cách hợp lý, tiết kiệm và hiệu quả còn gọi là tiết kiệm năng lượng (TKNL), thực chất là tìm cách sử dụng năng lượng theo yêu cầu của sản xuất một cách hợp lý, nhờ các biện pháp bố trí lại sản xuất, nghiên cứu quy trình công nghệ, sử dụng tối đa nguồn năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, chiếu sáng, thông gió tự nhiên, lợi dụng chất lỏng, chất khí thải còn chứa nhiệt năng v.v... Trong trường hợp cần thiết, tính toán đầu tư đổi mới và kết hợp công nghệ hiện đại với các thành tựu của thiết bị mới để đảm bảo tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu suất. Công ty Cổ phần dệt may Nha Trang được thành lập năm 1979. Do ra đời đã lâu nên dây chuyền sản xuất còn nhiều lạc hậu, không đồng bộ, chưa áp dụng kỹ thuật tân tiến vào công nghệ sản xuất nên đã ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả lao động, tổn hao năng lượng tiêu thụ, lượng khí thải nhiều gây ảnh hưởng đến môi trường. Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong nhà máy không những tiết kiệm được chi phí sản xuất, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh, tăng tính lợi nhuận đồng thời đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, giảm nguồn phát sinh chất thải, bảo vệ tài nguyên môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển – kinh tế xã hội bền vững. Chính vì lý do đó, tôi thực hiện đề tài “Tính toán, phân tích và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy sợi số 2 Công ty Cổ phần dệt may Nha Trang”. 2. Mục đích nghiên cứu Khảo sát và nghiên cứu thực trạng sử dụng năng lượng nhằm chỉ ra các điểm có thể áp dụng giải pháp tiết kiệm năng lượng góp phần giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng cho Nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang. 2 Mục đích nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng, cải thiện môi trường, thực hiện phát triển kinh tế xã hội bền vững, qua đó góp phần đảm bảo an ninh năng lượng của đất nước. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Đề tài đi sâu vào việc nghiên cứu các giải pháp tiết kệm năng lượng cho nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Tính toán, đề xuất giải pháp hiệu quả để tiết kiệm năng lượng cho dây chuyền công nghệ sợi, hệ thống chiếu sáng của nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang. 4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài Nghiên cứu và áp dụng các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang, có thể nhân rộng cho các cơ sở sản xuất khác nhằm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, làm giảm chi phí sản xuất của doanh nghiệp, đảm bảo môi trường, tiết kiệm nguồn năng lượng cho đất nước. 5. Cấu trúc luận văn Nội dung của luận văn ngoài phần mở đầu, các nội dung còn lại được bố trí bao gồm các chương sau: Chương 1: Tình hình năng lượng hiện nay và kiểm toán năng lượng. Chương 2: Một số giải pháp tiết kiệm năng lượng trong cơ sở sản xuất. Chương 3: Công nghệ kéo sợi và kiểm toán năng lượng tại nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang. Chương 4: Đề xuất giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang. 3 CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY VÀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG 1.1. Tình hình sử dụng năng lượng hiện nay: Năng lượng là một trong những vấn đề mang tính toàn cầu. Loài người hiện đang phải đối mặt với hàng loạt các vấn đề như điều kiện sống khó khăn, thiếu dinh dưỡng, thất nghiệp và khan hiếm vốn để đầu tư phát triển, suy thoái môi trường, những nguy cơ biến đổi khí hậu nghiêm trọng do lượng khí thải CO2 tích tụ vào khí quyển, gia tăng vũ khí hạt nhân và tình hình bất an toàn cầu, những vấn đề này đều có thể làm gia tăng nguy cơ chiến tranh hạt nhân. Vì vậy, vấn đề cấp thiết đặt ra hiện nay là chúng ta phải sử dụng nguồn năng lượng một cách hiệu quả và tiết kiệm vì những lợi ích của chính chúng ta trong hiện tại và trong tương lai. Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển khai rộng rãi, kết quả mang lại chưa nhiều, các doanh nghiệp chỉ thực hiện tiết kiệm năng lượng khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho công ty chứ không phải vì cảm thấy nó là điều bức thiết và thực hiện tiết kiệm không phải vì lợi ích của toàn xã hội. Một phần cũng do các quy định pháp luật chỉ bàn đến người sử dụng năng lượng thông thường mà chưa có các chế tài cũng như biện pháp khuyến khích các doanh nghiệp tham gia công cuộc tiết kiệm năng lượng chung của cả nước, đặc biệt là việc nhận thức mối liên hệ gắn kết giữa năng lượng với chúng ta. 1.2. Chính sách về tiết kiệm năng lượng. Chính sách năng lượng là cách thức mà các Quốc gia đã quyết định để giải quyết các vấn đề của phát triển năng lượng bao gồm cả sản xuất năng lượng, phân phối và tiêu thụ. Các thuộc tính của chính sách năng lượng có thể bao gồm pháp luật, điều ước quốc tế, ưu đãi để đầu tư, hướng dẫn bảo tồn năng lượng, thuế và chính sách kỹ thuật khác. Chính sách năng lượng của một quốc gia bao gồm một hoặc nhiều biện pháp sau: - Pháp luật về kinh doanh năng lượng. - Pháp luật tác động đến sử dụng năng lượng, chẳng hạn như ban hành các tiêu chuẩn hiệu quả năng lượng, tiêu chuẩn khí thải, . . . - Tuyên bố chính sách quốc gia về vấn đề quy hoạch năng lượng, phát điện, truyền tải và tiêu thụ. - Khuyến khích và ưu đãi các nghiên cứu và phát triển việc thăm dò nguồn năng lượng, về năng lượng mới. - Chính sách tài chính liên quan đến sản xuất và dịch vụ năng lượng (thuế, miễn giảm thuế, trợ cấp, . . .). 4 1.3. Đánh giá tình hình sử dụng năng lượng hiện nay trong nước 1.3.1. Tiềm năng năng lượng Việt Nam Trong những năm vừa qua, cùng với tốc độ tăng trưởng GDP trung bình hàng năm đạt khoảng 7,5%, nhu cầu năng lượng tiếp tục tăng với tốc độ tương ứng là 10,5% và 15%. Theo dự báo của các chuyên gia kinh tế và năng lượng, tốc độ tăng GDP, nhu cầu năng lượng sẽ tiếp tục duy trì ở mức độ cao (17%). Nguồn năng lượng chính hiện nay của nước ta chủ yếu là thủy điện, nhiệt điện than và nhiệt điện khí. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo như: Năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng thủy triều, địa nhiệt có giá thành sản xuất điện cao, tính phân tán và không ổn định, chỉ có thể tạo ra những nguồn năng lượng nhỏ, chưa thể chiếm tỷ lệ đáng kể trong cân bằng năng lượng. Nguồn tài nguyên của nước ta đa dạng nhưng không phải dồi dào. Do đó việc khai thác và sử dụng có hiệu quả, bảo vệ nguồn tài nguyên năng lượng, gìn giữ cho các thế hệ mai sau là một trong những phương hướng quan trọng của chính sách năng lượng trong thời gian tới. Ở Việt nam, nguồn năng lượng hóa thạch còn lại và được phân bố trên một số vùng tiêu biểu như sau: - Than: Còn khoảng 3,5 tỷ tấn Antraxit tập trung 95% ở Quảng Ninh. Trong đó: 17 triệu tấn than mỡ, 1 tỷ tấn than bùn, Ở độ sâu 150-2.300 mét than nâu có khoảng 37 tỷ tấn, Ở độ sâu ≤ 500 mét than nâu có khoảng 3÷5 tỷ tấn. Than nâu nằm ở đồng bằng sông hồng nhưng khó khai thác do khu vực này hàng năm đất luôn được phù sa bồi đắp. - Dầu mỏ và khí: Có khoảng 4,5 tỷ tấn dầu khí đã quy đổi. Trong đó tiềm năng đã xác minh chắc chắn chỉ có 1 tỷ tấn: 60% là khí, 40% là dầu. - Thủy điện: Nếu không xét phụ thuộc vào các yếu tố khác tiềm năng có khoảng 308 tỷ kWh. Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển khai rộng rãi, kết quả mang lại chưa nhiều, các doanh nghiệp chỉ thực hiện tiết kiệm năng lượng khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho công ty chứ không phải vì cảm thấy nó là điều bức thiết và thực hiện tiết kiệm không phải vì lợi ích của toàn xã hội. Một phần cũng do các quy định pháp luật chỉ bàn đến người sử dụng năng lượng thông thường mà chưa có các chế tài cũng như biện pháp khuyến khích các doanh nghiệp tham gia công cuộc tiết kiệm năng lượng chung của cả nước. Do đó, yêu cầu cấp thiết lúc này là ngoài việc nghiên cứu các chương trình và đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các lĩnh vực thì đòi hỏi Chính phủ phải nhanh chóng có hướng dẫn thi hành luật về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả với các điều khoản qui định rõ ràng, các biện pháp chế tài nghiêm khắc cũng như các biện 5 pháp hỗ trợ và khuyến khích để đẩy nhanh chương trình triển khai sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả. 1.3.2. Tình hình sử dụng năng lượng Theo dự báo, nhu cầu điện sản xuất theo phương án cơ sở, trong giai đoạn 2010 – 2020 tăng trưởng trung bình GDP 7,1 – 7,2%, thì chúng ta cần tới 201 tỷ kWh và 327 tỷ kWh vào năm 2030. Trong khi đó, khả năng huy động tối đa các nguồn năng lượng nội địa của nước ta tương ứng 165 tỷ kWh vào năm 2020 và 208 tỷ kWh vào năm 2030, thiếu gần 119 tỷ kWh. Xu hướng gia tăng sự thiếu hụt nguồn điện trong nước sẽ ngày càng gay gắt và sẽ tiếp tục kéo dài trong những năm tới. Dự đoán nước ta có thể xuất hiện sự mất cân đối giữa khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng các nguồn năng lượng nội địa, và Việt Nam chuyển từ nước xuất khẩu thành nước nhập khẩu năng lượng, mức độ phụ thuộc vào năng lượng nhập khẩu ngày một tăng. Tuy nhiên, ngành năng lượng Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập, chủ yếu là các vấn đề sau: Hiệu suất chung của ngành năng lượng còn thấp. Nhiều cơ sở sản xuất năng lượng vẫn phải duy trì công nghệ cũ, lạc hậu, dẫn đến ô nhiễm môi trường lớn… Để tạo ra 1.000 USD GDP, Việt Nam phải tiêu tốn khoảng 600 kg dầu quy đổi, cao gấp 1,5 lần so với Thái Lan và gấp 2 lần mức bình quân của thế giới. Nguyên nhân gây lãng phí và sử dụng năng lượng không hiệu quả là do công nghệ lạc hậu, hệ thống thiết bị, đường dây truyền tải ở một số khu vực đã quá cũ chưa được thay thế, mục tiêu sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả chưa đặt đúng tầm quan trọng của nó, công tác quản lý sử dụng năng lượng còn nhiều bất hợp lý... Hiệu quả hoạt động kinh doanh còn chưa cao, năng suất lao động của các ngành (nhất là than và điện) còn thấp. Việc định giá năng lượng còn nhiều bất cập (còn bù lỗ, bù giá chéo lớn giữa các nhóm khách hàng…) Đầu tư phát triển năng lượng còn thấp so với nhu cầu, thủ tục đầu tư phức tạp, tiến độ thực hiện nhiều công trình còn chậm… 1.4. Nhận xét Việt Nam chưa được triển khai rộng rãi các chương trình tiết kiệm năng lượng, vì vậy kết quả mang lại chưa cao, do các doanh nghiệp chỉ chú trọng về lợi ích kinh tế trước mắt mà không chú ý đến lợi ích lâu dài của toàn xã hội . Do vậy, ngoài việc nghiên cứu các chương trình và đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng thì Chính phủ phải nhanh chóng có hướng dẫn thi hành luật về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả với các điều khoản qui định rõ ràng, các biện pháp 6 chế tài nghiêm khắc cũng như các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích để đẩy nhanh chương trình triển khai sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả hơn. 1.5. Khái niệm về DSM Chương trình quản lý nhu cầu gọi tắt là DSM. DSM là một hợp tác giải pháp kỹ thuật - Công nghệ - Kinh tế - Xã hội- nhằm sử dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm. DSM nằm trong chương trình tổng thể quản lý nguồn cung cấp (SSM- Supply Side Management). [11] Trong những năm trước đây, để thỏa mãn nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của phụ tải người ta quan tâm đến đầu tư khai thác và xây dựng các nhà máy điện mới. Giờ đây, do sự phát triển quá nhanh của nhu cầu dùng điện, lượng vốn đầu tư cho ngành điện trở thành gánh nặng cho các quốc gia. Lượng than, dầu, khí đốt dùng trong các nhà máy nhiệt điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng và những nhà máy năng lượng tái tạo như năng lượng gió, mặt trời chưa phát triển mạnh dẫn đến DSM được xem như một nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất, bởi vì DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng các nhà máy điện mới, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt sự ô nhiễm môi trường. Không chỉ vậy, nhờ DSM người tiêu dùng có thể được cung cấp điện năng với giá rẻ và chất lượng cao hơn. Thực tế, kết quả thực hiện DSM tại các nước trên thế giới đã đưa ra kết luận là DSM có thể giảm trên 10% nhu cầu dùng điện với mức chi phí vào khoảng (0,3 ÷ 0,5) chi phí cần thiết để xây dựng nguồn và lưới để đáp ứng lượng điện năng tương ứng. Nhờ đó, DSM mang lại lợi ích về mặt kinh tế cũng như môi trường cho quốc gia, ngành điện và cho khách hàng. DSM được xây dựng dựa vào hai chiến lược chủ yếu là: nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện để giảm điện năng tiêu thụ và điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất. 1.6. Tổng quan và phạm vi công việc 1.6.1. Phương pháp kiểm toán năng lượng a. Giới thiệu hoạt động kiểm toán năng lượng : Kiểm toán năng lượng là hoạt động khảo sát, đo đạc, trao đổi với cán bộ công ty, thu thập số liệu thực tế và phân tích dữ liệu tiêu thụ năng lượng của đối tượng cần kiểm toán năng lượng. Mục đích chung của hoạt động là đánh giá hiện trạng sử dụng năng lượng của Doanh nghiệp, phân tích ưu và nhược điếm của dây chuyền sản xuất và tìm kiếm các cơ hội tiết kiệm năng lượng. Trên cơ sở đó, nhóm kiểm toán đề xuất các giải pháp và định hướng thực hiện các giải pháp nhằm đạt hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao nhất cho Doanh nghiệp. 7 b. Trình tự và thủ tục thực hiện kiểm toán năng lượng: Trình tự và thủ tục thực hiện kiểm toán năng lượng được trình bày sơ lược trong Hình 1-1. Hình 1.1. Quy trình kiểm toán năng lượng 1.6.2. Mục đích của KTNL Thông qua kiểm toán năng lượng, người ta có thể đánh giá được tình hình sử dụng năng lượng của đơn vị hiện tại. Sau đó, từ các phân tích về thực trạng sử dụng năng lượng, có thể nhận biết được các cơ hội bảo tồn năng lượng và tiềm năng tiết kiệm chi phí trong hệ thống sử dụng năng lượng dựa trên thực trạng hoạt động tiêu thụ năng lượng của đơn vị. Kiểm toán viên phải kiểm tra tổng thể đơn vị, đồng thời kiểm tra chi tiết các hệ thống. Sau khi phân tích số liệu về khía cạnh tiêu thụ năng lượng của đơn vị, kiểm toán viên sẽ đánh giá về cả mặt kỹ thuật và kinh tế của các cơ hội bảo tồn năng lượng và tiềm năng tiết kiệm chi phí trong hệ thống sử dụng năng lượng thông qua các chỉ 8 tiêu kinh tế, kỹ thuật. Từ đó kiểm toán viên đưa ra các giải pháp nhằm mang lại tiết kiệm chi phí sử dụng năng lượng cho đơn vị kiểm toán. Kiểm toán năng lượng mang lại lợi ích: sử dụng các công nghệ lạc hậu, thiết kế chưa tối ưu, vận hành chưa phù hợp, hành vi sử dụng chưa hiệu quả là những nguyên nhân gây thất thoát năng lượng. Xác định được tiềm năng tiết kiệm năng lượng và mức độ ưu tiên với từng giải pháp. Đánh giá được ảnh hường của giải pháp tiết kiệm năng lượng tới các hoạt động sản xuất, kinh doanh của doanh nghiệp. Hiệu quả của những kiểm toán năng lượng cho thấy tiềm năng áp dụng các giải pháp đối với các doanh nghiệp của Việt Nam thường mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng từ 5%-40% tổng điện năng tiêu thụ. 1.6.3. Phân loại kiểm toán năng lượng a) Kiểm toán năng lượng sơ bộ Kiêm toán năng lượng sơ bộ là hoạt động khảo sát thoáng qua quá trình sử dụng năng lượng của hệ thống. Kiểm toán sơ bộ nhận diện và đánh giá các cơ hội và tiềm năng tiết kiệm năng lượng của thiết bị tiêu thụ năng lượng chính trong hệ thống hoạt động này có thể phát hiện ra ít nhất 70% các cơ hội tiết kiệm năng lượng trong hệ thống. Các bước thực hiện: Khảo sát lướt qua toàn bộ tất cả các dây chuyền công nghệ, các thiết bị cung cấp và tiêu thụ năng lượng, các phân xưởng. Nhận dạng nguyên lý, quy trình công nghệ. Nhận dạng dòng năng lượng. Nhận dạng định tính các cơ hội tiết kiệm năng lượng. Nhận dạng các thiết bị, điểm cần đo, các vị trí đặt thiết bị đo lường. Báo cáo tiết kiệm năng lượng sơ bộ: Danh mục. Tên cơ hội tiết kiệm năng lượng. Khả năng tiết kiệm có thể (ước lượng). Chi phí thực hiện khảo sát định lượng sâu hơn. b) Kiểm toán năng lượng chi tiết Kiểm toán năng lượng chi tiết là hoạt động khảo sát, thu thập, phân tích sâu hơn về kỹ thuật, lợi ích kinh tế, tài chính,... Cho một vài giải pháp tiết kiệm năng lượng của hệ thống tiêu thụ năng lượng. Các bước thực hiện: 9 Thu thập số liệu quá khứ của đối tượng (thiết bị, dây chuyền, phương án...) trong nhiều mặt: vận hành, năng suất, tiêu thụ năng lượng... Khảo sát, đo lường, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của thiết bị, đối tượng về tập quán vận hành, đo lường tại chỗ. Xây dựng giải pháp từ đó lập danh sách các phương án chi tiết có thể áp dụng. Khảo sát, đo lường, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của thiết bị đối tượng bao gồm: tập quán vận hành, đo lường tại chỗ, xử lý số liệu. Khảo sát thị trường . Phân tích phương án để tìm ra, lựa chọn giải pháp tốt nhất cả 3 mặt: kỹ thuật, đầu tư, thi công. Tính toán chi phí đầu tư. + Phân tích lợi ích tài chính. + Nhận dạng và phân tích các nguồn vốn. Báo cáo tiết kiệm năng lượng chi tiết: Thông tin chi tiết các giải pháp tiết kiệm năng lượng được sử dụng; Giải pháp quản lý, giải pháp công nghệ, thiết bị sử dụng giá thành... Thông tin chi tiết các giải pháp tài chính: mức đầu tư, thời gian thu hồi vốn, nguồn tài chính, lợi ích/chi phí sử dụng vốn. c) Kiểm toán năng lượng tổng thể. Là hoạt động kháo sát, thu thập, phân tích số liệu tiêu thụ năng lượng trong quá khứ và hiện tại. Phát hiện các cơ hội TKNL chi tiết hơn (nhờ thu thập và phân tích các số liệu quá khứ và hiện tại, nhận diện cơ hội và phân tích tính khả thi về kinh tế, kỹ thuật). Đây cũng là một khâu, mắt xích quan trọng trong quá trình kiểm toán năng lượng vì nhờ đó các Nhà máy kiểm toán năng lượng, dịch vụ năng lượng có thể biết được chi tiết quá trình sử dụng năng lượng của doanh nghiệp khảo sát dạng ở mức độ nào. * Các hước thực hiện: Thu thập và phân tích sô liệu quá khứ. Khảo sát và kiểm tra các vị trí cần đo lường, thu thập số liệu, lấy mẫu. Nhận dạng giải pháp. Lập bảng kế hoạch thu thập số liệu tại chỗ. Tiến hành thu thập số liệu tại chỗ. Khảo sát thị trường để xác định mức độ sẵn có về công nghệ và giá các thiết bị. Phân tích tính khả thi về kỹ thuật của các giải pháp. Phân tích tính khả thi về kinh tế, chi phí/lợi ích đầu tư của các giải pháp. 10 Phân loại mức độ ưu tiên của các giải pháp (theo yêu cầu của doanh nghiệp). * Nội dung kết quả thông tin thể hiện: Danh mục các cơ hội, giải pháp TKNL. Mức tiết kiệm tính toán của từng giải pháp. Mức đầu tư của từng giải pháp. Thời gian thu hồi vốn của từng giải pháp. Kiến nghị thứ tự ưu tiên của các giải pháp (nếu cần, tuỳ theo yêu cầu của doanh nghiệp). 1.7. Kết luận: Trong chương 1 đã trình bày những khái niêm cơ bản về DSM đó là điều khiển nhu cầu dùng điện phù hợp với khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng để giảm điện năng tiêu thụ. DSM là một chương trình mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất cao đã được thực hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở nước ta chương trình DSM thực hiện tuy có phần chậm hơn so với các nước khác nhưng tiềm năng thực hiện DSM rất lớn. DSM thực sự là một công cụ rất hữu ích không chỉ cho các hộ dùng điện mà còn đem lại hiệu quả cho Tập đoàn điện lực Việt Nam, chủ động quản lý và điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với cung cấp một cách hợp lý nhất. DMS được xem là một trong những giải pháp “cung cấp năng lượng” hiệu quả nhất và yêu cầu nghiên cứu ứng dụng trở nên cấp thiết nhất. 11 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG CƠ SỞ SẢN XUẤT 2.1. Các ràng buộc về tài chính Về cơ bản các giá trị sau đây được xác định để đánh giá các biện pháp tiết kiệm năng lượng: Tiết kiệm năng lượng theo đơn vị nhiệt (kJ hoặc kWh). Tiết kiệm chi phí năng lượng hàng năm. Chi phí vốn để thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng. Thời gian hoàn vốn. - Thời gian hoàn vốn giản đơn (năm) = Chi phí đầu tư ban đầu [103 đồng] Tiền tiết kiệm [103 đồng/năm] Các thông tin lựa chọn để tính các chỉ số tài chính dựa trên cơ sở: - Chi phí tiết kiệm năng lượng hàng năm (103 đồng/năm) được tính dựa trên đơn giá trung bình của năng lượng được sử dụng tại Công ty. - Chi phí đầu tư thực hiện giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, gồm chi phí thiết bị, chi phí nhân công. - Chi phí thiết bị được tính trên chi phí được ước tính giá trung bình từ các Công ty cung cấp thiết bị, giá thiết bị được tính tại thời điểm làm kiểm toán năng lượng. - Các chi phí được tính bằng tiền Việt Nam. Biểu giá điện áp dụng tính toán hiệu quả giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu theo biểu giá điện từ ngày 16/3/2015, áp dụng cho loại hình sản xuất cấp điện áp dưới 6kV. Do Công ty sản xuất tất cả thời gian trong ngày, nên giá điện được áp dụng tính toán dựa trên giá trung bình thực tế từ cơ cấu điện 3 giá. Cụ thể như bảng sau: Bảng 2-1. Biểu giá điện áp dụng trong tính tính toán, áp dụng cho ngành sản xuất, điện áp dưới 6kV TT Hạng mục Đơn giá (đồng/kWh) 1 Giờ cao điểm 2.753 2 Giờ bình thường 1.518 3 Giờ thấp điểm 983 4 Đơn giá điện trung bình 1.621 Ghi chú: biểu giá trên không bao gồm 10% VAT 12 Trong đó: 1. Giờ bình thường: a. Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy: - Từ 04 giờ 00 đến 9 giờ 30 (05 giờ 30 phút); - Từ 11 giờ 30 đến 17 giờ 00 (05 giờ 30 phút); - Từ 20 giờ 00 đến 22 giờ 00 (02 giờ). b. Ngày Chủ nhật: Từ 04 giờ 00 đến 22 giờ 00 (18 giờ). 2. Giờ cao điểm: a. Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy: - Từ 09 giờ 30 đến 11 giờ 30 (02 giờ); - Từ 17 giờ 00 đến 20 giờ 00 (03 giờ). b. Ngày Chủ nhật: không có giờ cao điểm. 3. Giờ thấp điểm: Tất cả các ngày trong tuần: từ 22 giờ 00 đến 04 giờ 00 (06 giờ) sáng ngày hôm sau. 2.2. Tổng quan về công suất tiêu thụ, hiệu suất của động cơ Trong thực tế, động cơ xoay chiều là thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng nhất trong các nhà máy. Thông thường các nhà thiết kế luôn trang bị công suất động cơ cho máy móc lớn hơn mức độ cần thiết để tăng độ an toàn của máy. Nhưng trong quá trình làm việc rất ít khi động cơ hoạt động ở chế độ đầy tải, thông thường dao động từ 20% tới 80% tải định mức, 70% động cơ trang bị trong máy móc hoạt động với tải thay đổi từ 20% tới 80%. Vấn đề tồn tại là động cơ điện không tự điều chỉnh được điện năng tiêu thụ theo mức độ tải hoạt động thay đổi. Ví dụ, một động cơ hoạt động ở chế độ 50% tải vẫn tiêu thụ lượng điện năng khoảng bằng 90% khi hoạt động ở chế độ đầy tải hoặc động cơ hoạt động ở chế độ không tải vẫn tiêu thụ lượng điện năng bằng 50% tới 75% so với khi hoạt động đầy tải [1]. Mức tiêu thụ vượt quá này không chỉ tăng chi phí tiền điện mà còn góp phần gây hỏng thiết bị vì năng lượng dư thừa thông qua vòng quay động cơ được chuyển hóa thành nhiệt độ, độ rung và tiếng ồn. Hiệu suất của động cơ suy giảm nhanh khi động cơ chạy non tải hoặc không tải [7]. Đối với động cơ điện, công suất ra P2 (Pra) chính là công suất cơ hay công suất ở trục rôto, còn công suất P1(Pvao) là công suất mà lưới điện cung cấp cho động cơ. Hiệu suất động cơ là ηdongco.