Đề tài Tìm hiểu và xây dựng hệ thống quản lý năng lượng trong các xí nghiệp công nghiệp

ải lò hơi giảm xuống nữa, hiệu suất cũng có xu hướng giảm. Ở sản lượng bằng không, hiệu suất của lò hơi bằng không, và nhiên liệu đốt sẽ chỉ tạo ra tổn thất. Những hệ số ảnh hưởng đến hiệu suất lò hơi bao gồm: Khi giảm tải, giá trị lưu lượng khí lò qua các ống cũng giảm. Khi lưu lượng khí giảm với cùng một diện tích truyền nhiệt sẽ làm giảm một chút nhiệt độ khí lò, làm giảm tổn thất nhiệt. Ở dưới mức nửa tải, các thiết bị cháy cần thêm khí dư để đốt cháy hết nhiên liệu. Vì thế, tổn thất nhiệt tăng. Nói chung, hiệu suất lò hơi có thể giảm đáng kể xuống dưới mức 25 % tải và nên tránh vận hành lò hơi dưới mức này càng ít càng tốt. Lịch trình vận hành lò hơi chuẩn Vì lò hơi đạt hiệu suất tối ưu khi hoạt động ở mức 65-85 % đầy tải, nhìn chung, vận hành ít lò hơi ở mức tải cao hơn sẽ hiệu quả hơn là vận hành nhiều lò hơi ở mức tải thấp. Thay thế lò hơi Tiềm năng tiết kiệm nhờ thay thế lò hơi phụ thuộc vào thay đổi của hiệu suất toàn phần dự kiến. Về mặt tài chính, giải pháp thay lò hơi sẽ rất hấp dẫn nếu lò hơi đang sử dụng có những yếu tố sau: Cũ và không hiệu quả . Không thể sử dụng nhiên liệu thay thế rẻ tiền hơn. Kích cỡ quá to hoặc quá nhỏ so với các yêu cầu hiện tại Được thiết kế không phù hợp với các điều kiện tải lý tưởng Nghiên cứu tính khả thi cần xem xét tất cả các khả năng có sẵn nhiên liệu lâu dài và kế hoạch phát triển của công ty. Cần tính đến các yếu tố tài chính và kỹ thuật. Vì những dây chuyền lò hơi truyền thống có tuổi thọ hơn 25 năm, cần nghiên cứu kỹ trước khi tiến hành thay thế. Giải pháp sử dụng hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí Giới thiệu Làm lạnh và điều hòa không khí được sử dụng để làm mát sản phẩm hoặc môi trường của tòa nhà. Hệ thống làm lạnh và điều hòa không khí hấp thụ nhiệt từ nơi cần làm mát và truyền nhiệt hấp thụ ra khu vực khác có nhiệt độ cao hơn. Hệ thống làm lạnh có một số chu trình trao đổi nhiệt: Chu trình sử dụng không khí trong nhà : Ở chu trình bên phải, quạt thổi không khí trong nhà và dàn lạnh, tại đó không khí sẽ truyền nhiệt cho nước lạnh. Không khí sẽ làm mát không gian tòa nhà. Chu trình sử dụng nước lạnh : Được thực hiện bởi bơm nước lạnh, nước quay trở lại từ giàn lạnh, được đua tới thiết bị bay hơi của bộ phận làm lạnh để được làm mát trở lại. Chu trình sử dụng môi chất lạnh: Sử dụng môi chất lạnh đổi pha, máy nén ở hệ thống làm lạnh truyền nhiệt từ môi chất lạnh sang nước ngưng. Chu trình sử dụng nước ngưng : Nước hấp thụ nhiệt độ từ bình ngưng của thiết bị làm lạnh, và được máy bơn nước ngưng tới tháp giải nhiệt. Chu trình sử dụng tháp giải nhiệt : Quạt của tháp giải nhiệt hút khí vào dòng hở nước ngưng nóng truyền nhiệt ra bên ngoài. Các hệ thống điều hòa không khí : Tùy theo các thiết bị ứng dụng, có một số cách kết hợp điều hòa không khí có thể áp dụng Điều hòa không khí ( cho không gian máy móc) Điều hòa hai cục Bộ giàn lạnh trong hệ thống lớn hơn (FCU) Bộ xử lý không khí trong hệ thống lớn hơn (AHU) Hệ thống làm lạnh (cho các quá trình ) Thiết bị điều biến công suất thấp dạng giãn nở trực tiếp tường tự như tủ lạnh sinh hoạt. Dây chuyền làm lạnh trung tâm sử dụng nước lạnh với nước lạnh là chất tải lạnh thứ cấp với dải biến thiên nhiệt độ trên 50C. Dây chuyền làm lạnh bằng muối sử dụng muối nhiệt độ thấp hơn làm môi chất lạnh thứ cấp cho thiết bị ứng dụng nhiệt độ dưới 00C, với hệ thống điều hòa cục bộ hoặc trung tâm. Các công ty lớn có thể có hệ thống các tổ máy, thường có nước bơm lạnh, bơm nước ngưng, tháp giải nhiệt là thiết bị bên ngoài, có thể có hai hoặc ba mức làm lạnh và điều hòa không khí, VD hệ thống gồm 3 cấp : Điều hòa không khí (20-250C) Hệ thống nước lạnh (8-100C) Hệ thống sử dụng muối (các thiết bị ứng dụng nhiệt độ dưới 00C) Để thực hiện các chu trình trên hệ thống lạnh dùng các động cơ ( thường động cơ không đồng bộ roto lồng sóc) để sử dụng kéo máy nén, bơm, quạt. Các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả Chọn công suất động cơ điện kéo máy nén, bơm, quat hợp lý Việc tính toán chọn công suất động cơ điện rất quan trọng. Nếu chọn công suất quá lớn so với tải, không chỉ lãng phí về chi phí đầu tư thiết bị mà còn giảm hiệu suất truyền động, tăng tổn thấp năng lượng, giảm hệ số công suất cosφ của động cơ. Ngược lại nếu chọn công suất bé hơn so với yêu cầu, động cơ không thể kéo được tải hoặc giảm tuổi thọ, hỏng hóc động cơ. Để chọn được động cơ hợp lý, cần phải tính toán công suất tải hợp lý. Mặt khác phải biết dạng mô tải : mô men không đổi, hoặc phụ thuộc vào vận tốc đã phối hợp giữa các đặc tính của động cơ . Thông thường chọn động cơ điện lớn tải một chút: Pđc = Kđt.Ptải = (1,1÷1,3).Ptải Giải pháp nhiệt hệ thống làm lạnh Bảo ôn lạnh: bảo ôn tất cả các đường ống lạnh, sử dụng độ dày bảo ôn một cách kinh tế để giảm thiểu nhiệt thu và chọn cách bảo ôn lạnh thích hợp. Che chắn xung quanh: tối ưu hoá lưu lượng điều hoà không khí bằng các biện pháp như sử dụng trần giả và tách riêng khu vực quan trọng của điều hoà không khí bằng mành gió. Giảm thiểu tải nhiệt: giảm thiểu tải nhiệt điều hoà không khí bằng các biện pháp làm mát mái, làm mát sơ bộ không khí bằng bộ trao đổi nhiệt không khí, điều chỉnh nhiệt độ của không gian điều hòa không khí, sử dụng màng chống bức xạ mặt trời. Giảm thiểu tải nhiệt của quá trình : Giảm thiểu tải nhiệt của quá trình về mặt công suất TR cũng như cấp độ làm lạnh, tức là nhiệt độ cần có bằng cắch : Tối ưu hóa lưu lượng Tăng diện tích trao đổi nhiệt để chấp nhận được chất tải lạnh ở nhiệt độ cao hơn Tránh những lãng phí như tổn thất nước làm mát, dòng không làm việc Tại khu vực dây chuyền A/C làm lạnh: Đản bảo thường xuyên bảo trì tất cả các bộ phận của dây chuyền A/C theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Đảm bảo chất lượng nước lạnh và lưu lượng nước làm mát, trành dòng rẽ nhánh bằng cách đóng các van của thiết bị đang không hoạt động. Giảm thiết hoạt động non tải bằng cách điều chỉnh tải và công suất dây chuyền, sử dụng bộ điều khiển tốc độ vô cấp cho tải biến đổi quá trình. Luôn cố gắng tối ưu hóa các thông số bình ngưng và thiết bị bay hơi để giảm thiểu sử dụng năng lượng và tối đa hóa công suất. Lưu trữ nước làm mát: Tùy theo bản chất của tải, sử dụng các thiết bị lưu trữ nước lạnh được bảo ôn tốt sẽ kinh tế hơn. Có thể nạp đầy thiết bị lưu trữ để đáp ứng nhu cầu của quá trình để máy làm lạnh không phải hoạt động liên tục. Hệ thống này có ưu điển là thiết bị làm lạnh hoạt động ở những lúc nhu cầu điện thấp, giúp giảm tiền điện tối đa. Ngoài ra giải pháp này còn có lợi ích nữa do nhiệt độ bên ngoài thấp hơn vào ban đêm nên nhiệt độ bình ngưng cũng thấp hơn. Nếu dao động của nhiệt độ trong khoảng không chấp nhận được thì việc sử dụng thiết bị lưu trữ có thể kém hiệu quả kinh tế hơn vì chất tải lạnh thứ cấp sẽ được lưu trữ ở nhiệt độ thấp hơn so với yêu cầu để thu nhiệt. Chi phí phát sinh để làm mát xuống nhiệt độ thấp hơn có thể vượt qua lợi ích của việc lưu trữ này. Giải pháp trong hệ thống điều hòa không khí Đảm bảo rằng điều hòa không khí không khí không bị quá tải Thay hoặc làm sạch bộ lọc và thường xuyên làm sạch thiết bị bay hơi, ống xoắn giàn ngưng để máy điều hòa nhiệt độ làm mát hiệu quả. Sử dụng bộ lọc không khí tốt sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của máy điều hòa vì nó giúp các bộ phận quan trọng như quạt thổi, giàn lạnh và các bộ phận bên trong sạch sẽ, hoạt động hiệu quả và lâu hơn. Tránh không mở của, của sổ thường xuyên, của mở sẽ làm tăng tiêu thụ năng lượng máy điều hòa lên nhiều. Đảm bảo ánh nắng mặt trời và nhiệt không chiếu trực tiếp vào khu vực điều hòa nhất là vào các buổi chiều. Hầu hết mọi người đều tin rằng việc thiết lập bộ ổn định nhiệt độ ở mức nhiệt độ thấp hơn mong muốn sẽ khiến máy điều hòa làm mát nhanh hơn, thực sự không phải như vậy, việc đó chỉ làm máy điều hòa chạy lâu hơn. Thêm vào đó bạn sẽ có căn phòng lạnh quá mức cần thiết và lãng phí năng lượng. Mỗi mức giảm nhiệt độ xuống 10C sẽ tăng mức tiêu thụ năng lượng lên 3-4%. Khi hệ thống điều hòa không khí đã được thiết kế và lắp đặt, tránh các thay đổi lớn về tải nhiệt của máy. Giải pháp thu hồi nhiệt thải Giới thiệu Nhờ việc sử dụng kỹ thuật thu hồi nhiệt từ khí thải và nước thải để sử dụng trở lại, hiệu suất sử dụng nhiệt năng của các dây chuyền công nghiệp có thể đạt tới hơn 90%, điều mà cuối thế kỷ 20 ít người nghĩ tới. Các nhà máy nhiệt điện, luyện kim, xi măng, hóa chất, gạch, gốm sứ, thủy tinh, dệt, nhuộm, ép nhựa, chế biến thực phẩm, đường, cà phê, chè... đều có các lò đốt sử dụng than, dầu, ga hoặc điện năng để tạo ra nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất. Lượng nhiên liệu thật sự hữu ích thường chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số nhiên liệu bị đốt cháy, thường chỉ từ 5-30%. Phần lớn phần nhiệt năng còn lại đi theo khí thải, nước thải hoặc nước làm nguội máy... thoát ra môi trường. Ðiều này không những gây lãng phí tài nguyên, mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường và khí quyển trái đất. Với các thiết bị thu hồi nhiệt hiện đại, người ta có thể tận dụng hầu hết nhiệt năng thải ra để đưa trở lại quá trình sản xuất. Mặt khác, nếu tận dụng triệt để nhiệt lượng sinh ra từ các quá trình đốt, lượng CO2 và SO2 cùng các chất khí độc hại do công nghiệp sinh ra có thể giảm từ 50-80%. Hệ thống các thiết bị thu hồi nhiệt đã được áp dụng từ những năm giữa thế kỷ 20. Tuy nhiên, lúc đầu hiệu quả thu hồi nhiệt còn rất thấp, giá nhiên liệu cũng còn thấp và giá thành thiết bị rất cao nên ít được áp dụng. Trong những năm gần đây, ngành sản xuất vật liệu và thiết bị thu hồi nhiệt đã đạt được những tiến bộ đáng kể, đồng thời tương quan giữa giá nhiên liệu và giá thiết bị đã thay đổi rất nhiều nên các thiết bị thu hồi nhiệt được rất nhiều nhà công nghệ sử dụng. Hiệu suất của thiết bị thu hồi nhiệt phụ thuộc vào kích thước và cấu tạo buồng trao đổi nhiệt, vật liệu làm ra thiết bị, vào nhiệt độ của nước thải, khí thải và các đặc điểm của quá trình sản xuất. Hiệu suất thu hồi nhiệt càng cao nếu buồng trao đổi nhiệt càng dài và vật liệu làm ống với cánh tản nhiệt có hệ số dẫn nhiệt cao. Khi thiết kế hệ thống thu hồi nhiệt cần thực hiện một bài toán tối ưu để tìm ra giải pháp kinh tế nhất. Các thiết bị thu hồi nhiệt theo nguyên tắc dòng ngược chiều cho phép thu hồi tới 80% số nhiệt lượng trong khí thải và nước thải, đưa hiệu quả sử dụng nhiên liệu lên tới hơn 90%. Các giải pháp thu hồi nhiệt thải Thu hồi nhiệt từ khói lò, nước làm mát dộng cơ, khí xả động cơ, hơi nước áp suất thấp, khí xả lò xấy, xả đáy nồi hơi… Thu hồi nhiệt thải từ khí lò thiêu. Sử dụng nhiệt thải để đốt dầu nhiên liệu, gia nhiệt nước cấp nồi hơi, gia nhiệt bên ngoài. Sử dụng nhiệt thải làm mát đẻ gia nhiệt nước nóng. Khi nhiệt được thu hồi sẽ được sử dụng Gia nhiệt bộ không khí cháy của nồi hơi Đốt nóng lại khí tự nhiên cho máy sấy khí nóng Tái sử dụng nhiệt thải lò luyện làm nguồn nhiệt cho lò khác Gia nhiệt nước cấp cho nồi hơi bằng cách thu hồi nhiệt thải từ khói lò. Các giải pháp trong hệ thống thiết bị phụ trợ Giải pháp sử dụng năng lượng trong máy nén và hệ thống khí nén Giới thiệu Các nhà máy công nghiệp sử dụng khí nén trong rất nhiều hoạt động sản xuất. Khí nén được tạo ra từ thiết bị nén khí có công suất 5 hp đến 50.000 hp. Báo cáo năm 2003 của cơ quan năng lượng Mỹ cho thấy, 70-90% khí nén bị tổn thất dưới dạng nhiệt, ma sát, tiếng ồn và do sử dụng không đúng. Chi phí vận hành một hệ thống nén khí đắt hơn nhiều so với chi phí mua máy nén khí. Tiết liệm năng lượng nhờ cải thiện hệ thống chiếm khoảng từ 20-50% tiêu thụ điện, có thể mang lại lợi nhuận lớn.Quản lý hệ thống khí nén hợp lý có thể giúp tiết kiệm năng lượng, giảm khối lượng bảo dưỡng, rút ngắn thời gian ngừng vận hành, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm. Hệ thống khí nén bao gồm bộ phận cung cấp (gồm: máy nén và phần xử lý không khí), và bộ phận tiêu thụ (gồm:hệ thống lưu trữ, phân phối các thiết bị sử dụng cuối cùng). Quản lý tốt bộ phận cung cấp sẽ đảm bảo có khí nén sạch, khô và ổn định ở áp xuất thích hợp với chi phí thấp và đáng tin cậy. Quản lý tốt bộ phận tiêu thụ sẽ giúp giảm thiểu lãng phí và sử dụng khí nén một cách hợp lý. Các giải pháp sử dụng năng lượng máy nén hiệu quả Vị trí đặt máy nén: Vị trí đặt máy nén và chát lượng khí hút vào máy nén có ảnh hưởng rất lớn đến mức năng lượng tiêu thụ. Hoạt động của máy nén khí cũng giống như một máy thở, sẽ được cải thiện nếu sử dụng khí vào sạch, khô và mát. Lắp đặt bộ lọc khí trên đường cấp khí vào, yêu cầu chọn đúng công suất bộ lọc và bảo dưỡng tốt bộ lọc. Với cùng một năng suất, máy nén tiêu thụ nhiều điện hơn ở áp suất cao hơn. Không nên vận hành máy nén ở mức vượt áp áp suất vận hành tối ưu vì như vậy sẽ không chỉ lãng phí năng lượng mà dấn đến chóng hao mòn, từ đó gây các lãng phí năng lượng khác. Giảm áp suất cấp khả năng giản mức đặt áp suất cần thực hiện thông qua nghiên cứu kĩ về yêu cầu áp suất ở thiết bị khác, về sụp áp trên đường phân phối. Nếu một hộ tiêu thụ, nhóm các hộ tiêu thụ cần áp suất cao hơn nhóm còn lại trong dây chuyền, nên xem xét việc lắp riêng một hệ thống cho nhóm đó, hoặc lắp thêm máy tăng áp suất tại các hộ tiêu thụ này. Tại nhà máy xí nghiệp rất hay có trường hợp các máy nén với cấu tạo, năng suất, chủng loại khác được nối kết với nhau thành một mạng lưới phân phối chung. Việc lựa chọn phượng thức kết nối các máy nén phù hợp điều biến tối ưu các máy nén khác sẽ giúp tiết kiệm năng lượng. Khi có một hoặc nhiều máy nén cấp cho đầu phân phối chung, cần vận hành sao cho chi phí sản xuất khí nén là nhỏ nhất. Nếu tất cả các máy nén giống nhau, có thể điều chỉnh áp suất sao cho chỉ có một máy nén những biến động về tải, còn các máy khác hoạt động ở điều kiện gần đầy tải. Nếu các máy nén có năng suất khác, cần điều chỉnh áp suất sao cho chỉ máy nén nhỏ thực hiện biến đổi (thay đổi lưu lượng) Nếu các máy nén khác loại cùng làm việc với nhau, mức tiêu năng lượng không tải rất quan trọng. Cần dùng máy nén có công suất không tải nhỏ để điều biến. Các máy nén có thể được phân loại theo mức tiêu thụ năng lượng riêng ở áp suất khác, với các máy có hiệu suất năng lượng cao nhất đáp ứng phần lớn nhu cầu hệ thống. Nếu nhu cầu áp suất thấp, nên phát khí nén áp suất cao và thấp riêng rẽ, cấp riêng cho tuỳ hệ thống tiêu thụ thay vì phát áp suất cao rồi dùng van giảm áp để giảm áp suất, sau đó cấp các hộ tiêu thụ áp suất thấp sẽ gây lãng phí năng lượng. Thiết kế hợp lý nhằm giảm thiểu sụt áp trên hệ thống đường ống phân phối. Kiểm tra khắc phục các rò rỉ. Kiểm soát sử dụng khí nén. Khi hệ thống nén đã có sẵn các kĩ sư nhà máy thường có xu hướng muốn sử dụng khí nén để cấp cho thiết bị cần áp suất thấp như cánh khuấy, vận tải bằng khí nén, cấp khí cho buồng đốt. Tuy nhiên, các ứng dụng khí này nên lấy khí cấp từ quạt thổi là thiết bị thiết kế cho áp suất thấp. Như vậy sẽ giảm rất nhiều chi phí về năng lượng so với dùng khí nén. Điều khiển máy nén: Máy nén khí sẽ không hiệu quả nếu chúng được vận hành ở mức thấp hơn nhiều so với sản lượng cfm theo định mức. Để tránh trường hợp chạy thêm máy nén khí không cần thiết, nên đặt bộ điều khiển tự động bật và tắt máy nén tuỳ theo yêu cầu. Sử dụng nhiệt thải từ máy nén khí cho các bộ phận khảc trong dây chuyền để tiết kiệm năng lượng. Sử dụng động cơ hiệu suất cao thay cho động cơ tiêu chuẩn. Đối với các nhân viên vận hành thiết bị cần được đào tạo nâng cao về nhận thức để vận hành và bảo dưỡng hiệu quả cho hệ thống máy nén. Đảm bảo cả hệ thống được quản lý bằng các hoạt động quản lý nội vi tốt. Thường xuyên kiểm tra xử lý rò rỉ, ngăn ngừa lặp lại tổn thất áp suất ở toàn hệ thống Đóng tất cả các nguồn cấp khi không vận hành. Các yêu cầu về vệ sinh thiết bị. Chọn các sản phẩm có chất lượng tốt khi thay thế các bộ phận máy nén. Cần áp dụng các chiến lược bảo dưởng phòng ngừa một cách có hệ thống cho máy nén. Giải pháp chọn lựa và sử dụng hệ thống thông gió làm mát trong nhà máy xí nghiệp. Giới thiệu Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt của con người, không gian điều hoà thường sinh ra các chất độc hại và nhiệt thừa, ẩm thừa làm cho các thông số khí hậu trong đó thay đổi, mặt khác nồng độ oxy cần thiết cho con người giảm, sinh ra mệt mỏi và ảnh hưởng lâu dài đến sức khoẻ. Vì vậy cần phải thông không khí đã bị ô nhiễm ra ngoài, đồng thời thay thế vào đó là không khí đã được xử lý. Quá trình như vậy được gọi là thông gió. Có 2 hình thức thông gió thường được sử dụng trong các nhà máy xí nghiệp hiện nay: Thông gió tự nhiên Thông gió tự nhiên là hiện tượng trao đổi không khí trong nhà và ngoài trời do chênh lệch mật độ không khí. Thông gió tự nhiên được thực hiện nhờ gió, nhiệt thừa hoặc cả hai. Các loại thông gió tự nhiên thường dùng. Thông gió tự nhiên dưới tác dụng của áp suất gió Thông gió tự nhiên dưới tác dụng của nhiệt thừa Thông gió tự nhiên theo kiểu kênh gió Thông gió cưỡng bức Thông gió nhờ quạt, ống dẫn…gọi là thông gió cưỡng bức. Hệ thống quạt bao gồm một quạt, một động cơ điện, một hệ thống điều khiển, đường ống, thiết bị kiểm soát lưu lượng và thiết bị điều hoà không khí (bộ lọc, dàn làm mát, dàn trao đổi nhiệt …) Năng lượng điện được cấp vào để quay các động cơ, động cơ sẽ cung cấp năng lượng cho quạt làm chuyển động các dòng khí. Theo đánh giá hiệu suất quạt tăng lên một mức nhất định “hiệu suất đỉnh” rồi giảm xuống khi lưu lượng tiếp tục tăng. Hiệu suất của quạt là tỉ số giũa công suất truyền cho dòng khí (công suất hữu ích) và công suất do động cơ cung cấp cho quạt (công suất toàn phần). Hiệu suất cả quá trình bằng tích hiệu suất của quạt với hiệu suất của động cơ kéo quạt. Các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả Chọn quạt thích hợp Khi chọn quạt cần chú ý đến các yếu tố sau: tiếng ồn, tốc độ quay, các đặc tính dòng khí, dải nhiệt độ, biến động trong điều kiện hoạt động, hạn chế không gian, sơ đồ bố trí hệ thống, chi phí mua sắm, chi phí vận hành, tuổi thọ quạt. Một vần đề thường gặp ở các công ty sử dụng quạt quá lớn cho nhu cầu sử dụng sử dụng. Quạt quá lớn sẽ không hoạt động ở điểm đạt hiệu suất tối đa (BEP), gây tổn thất năng lượng. Hậu quả là quạt quá lớn không chỉ có chi phí vận hành đắt hơn mà còn gây trục trặc hệ thống.Giải pháp áp dụng là : thay thế quạt, thay thế động cơ, điều khiển vô cấp động cơ. Giảm trở lực hệ thống Thường xuyên kiểm tra trợ lực hệ thống và kiểm tra kĩ hơn khi có dự định cải tạo, phải áp dụng các biện pháp để duy trì hoạt động kiệu quả của quạt. Trở lực hệ thống đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất và hoạt động của quạt. Trở lực hệ thống cũng thay đổi tùy theo quy trình. VD : việc bán bẩn, ăn mòn trong ống là thay đổi trở lực Các giải pháp trong vận hành Sử dụng ống tròn nhẵn để lấy khí vào. Giảm thiểu chỗ uốn trong đường ống Tắt quạt và quạt cao áp khi không cần thiết Sử dụng các đông cơ hiệu suất cao. Hiện nay có nhiều biện pháp thông gió làm mát nhà xưởng. Khi sử dụng nên kết hợp các biện pháp trhông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức. Lắp thông gió tự nhiên tại các nhà xưởng, kết hợp với quạt trên từng máy. Lắp đặt các hệ thống làm mát nhà xưởng như: phun nước mái nhà, làm trần xốp, lắp đặt cửa sổ, hệ thống thông gió tự nhiên, che chắn mái nhà các hướng nắng chiếu nhiều. Giải pháp lựa chọn, vận hành bơm và hệ thống bơm Giới thiệu Hệ thống bơm chiếm khoảng 20% nhu cầu điện trên thế giới, hệ thống bơm được sử dụng hầu hết các nhà máy xí nghiệp để truyền dẫn chất lỏng , lưu thông chất lỏng trong một hệ thống. Hệ thống máy bơm có thể là tối quan trọng đến hoạt động của nhà máy. Trong rất nhiều lĩnh vực công nghiệp như nhiệt điện và hoá dầu, luyện thép,.. Máy bơm trực tiếp phục vụ sản xuất và vận hành cùng với hoặc nhiều hơn bất cứ thiết bị chính nào trong nhà máy. Tổng tiêu thụ điện năng trong quá trình vận hành hệ thống bơm luôn chiếm tỷ lệ lớn trong chi phí vận hành hàng năm Thực tế, khoảng 30% năng lượng tiêu thụ cho động cơ điện dùng cho các thiết bị sản xuất là dành cho máy bơm. Hệ thống máy bơm được coi là mục tiêu chính trong nỗ lực giảm chi phí năng lượng tiêu thụ của hệ thống động cơ điện. Khi hệ thống bơm chưa được điều chỉnh để tối đa hiệu xuất, thì chúng đang làm mất lợi nhuận của công ty bằng việc lãng phí điện năng, chi phí bảo dưỡng cao, mất thời gian chờ sửa chữa và kém tin cậy. Các thành phần chính của hệ thống bơm: Bơm (các loại bơm khác) Động cơ được dùng: động cơ điện, động cơ Diezen Đường ống dùng để vận chuyển chất lỏng. Van: dùng để kiểm soát lưu lượng trong hệ thống Các phụ kiện thiết bị điều khiển. Thiết bị sử dụng cuối cùng có những yêu cầu khác.Ví dụ:(áp suất, lưu lượng) Các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả Chọn bơm phù hợp với yêu cầu hệ thống để bơm luôn hoạt động ở điểm đạt hiệu suất tối ưu (BEP) . Loại bỏ van điều chỉnh lưu lượng: Một biện pháp điều chỉnh lưu lượng bơm là đóng hoặc mở van xả (van tiết lưu) phương pháp này giảm lưu lượng của bơm nhưng không giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng. Biện pháp này tăng rung động và ăn mòn, vì thế tăng chi phí bảo trì bơm và giảm tuổi thọ bơm . Phương pháp này nên được loại bỏ trong hệ thống bơm. Loại bỏ điều chỉnh lưu lượng bằng rẽ nhánh: Có thể giảm lưu lượng bằng cách sử dụng hệ thống điều chỉnh các rẽ nhánh . Trong hệ thống bơm đường ống được chia 2 dòng đi vào 2 đường ống khác nhau. Một đường ống đưa chất lỏng đến các nơi tiêu thụ, đường ống thứ 2 đưa chất lỏng quay trở lại nguồn. Phần chất lỏng quay trở lại nguồn này không cho mục đích nào vì vậy gây lãng phí năng lượng. Sử dụng các bơm song song để đáp ứng các nhu cầu khác nhau Sử dụng hai bơm song song và tắt một bơm khi nhu cầu giảm có thể tiết kiệm năng lượng rất nhiều. Hai bơm này có thể khác nhau về lưu lượng. Sử dụng thiết bị điều khiểm tốc độ vô vấp(VSD) Điều chỉnh lưu lượng bơm bằng cách thay đổi tối độ. Điều chỉnh tốc độ bơm là cách hiệu quả nhất để điều chỉnh lưu lượng, vì khi tốc độ bơm giảm, tiêu thụ năng lượng cũng giảm. Ứng dụng hệ thống biến tần cho bơm khi: Dùng khi tải biến đổi ít nhất (30%) Cải tạo những nơi mà lưu lượng sơ cấp có thể thay đổi được. Hệ thống biến tần không nên áp dụng khi: Hệ thống điều khiển hiện tại đã quá cũ và các thiết bị đo lường chính xác không được ứng dụng. Hệ thống quá lớn, công trình cao, nếu chỉ có một hệ bán sơ cấp có thể sẽ phải rất lớn và cột áp mức quá lớn gây ra các vấn đề thuỷ lực thì phải dùng thêm hệ thống thứ cấp Hệ thống chia nhiều khu vực, đặc tính khác mà chung phòng máy. Giảp pháp trắc quan trong hệ thống quản lý năng lượng Thiết bị đo điện Đo dòng điện Dụng cụ đo dòng diện : ampe kế, shunt , biến dòng TI, đồng hồ vạn năng, thiết bị phân tích công suất… Phương pháp đo : Dụng cụ đo được nối tiếp với mạch cần đo dòng điện. Điện trở trong của dụng cụ đo không đáng kể. Đối với dòng điện một chiều lớn phải đo gián tiếp qua điện trở song song gọi là shunt. Điện áp định mức của shunt là 60 hoặc 75mV. Dòng điện xoay chiều lớn cần đo gián tiếp qua máy biến dòng điện. Dòng điện thứ cấp của máy biến dòng chuẩn hóa là 5A Kết quả đo giản tiếp phải quy đổi bằng cách nhân với tỷ số biến đổi. Đo điện áp Dụng cụ đo : Vôn kế, điện trở phụ, máy biến áp đo lường, đồng hồ vạn năng, thiết bị phân tích công suất… Phương pháp đo : Mách dụng cụ đo song song với điện áp cần đo. Điện trở trong của dụng cụ đo coi như lớn vô cùng. Nếu điện áp 1 chiều lớn phải nối tiếp điện trở phụ vào vôn kế, nếu điện áp xoay chiều lớn cần nối dụng cụ đo với cuộn dây hạ thê của máy biến áp đo lường thường chuẩn hóa (100V) . Với nguồn 1 chiều mắc đúng cực +. -. Kết quả đo phải quy đổi bằng cách nhân với tỉ số biến đổi. Đo công suất Dụng cụ đo : wattke, biến dòng, biến áp đo lường, thiết bị phân tích công suất, công tơ đo điện… Phương pháp đo : Nối tiếp cuộn dòng của watt kế với mạch tải cần đo và nối song song cuộn áp với phụ tải cần đo. Khi đo gián tiếp cuộn dòng được mắc máy biến dòng như với ampe kế, cuộn áp được nối qua máy biến áp đo lường như đối với vôn kế. Kết quả đo là số chỉ của dụng cụ đo nhân với hệ số biến đổi áp và dòng. Các thiết bị đo điện khác Đo điện trở cách điện : dùng mega ôm Do dòng rò : Am phe kìm Đo điện trở đất : thiết bị đo điện điện trở đất Thiết bị đo nguồn đa năng hiển thị sóng dòng điện, sóng điện áp.. Thiết bị đo nhiệt độ Dung cụ đo : Nhiệt kế tiếp xúc, nhiệt kế hồng ngoại.. Phương pháp đo : Với nhiệt kế tiếp xúc đưa que thăm vào dòng chất lỏng hoặc dòng khí để đo nhiệt độ. Để đo nhiệt độ bề mặt người ta dùng que thăm dạng tấm. Trong hầu hết các trường hợp cặp nhiệt điện sẽ đưa ra trực tiếp kết quả của thiết bị cần đo ( 0C hoặc 0F ) trên màn hình số . Để đảm bảo chính xác que thăm phải để 1, 2 phút để thông số đo ổn định. Cần kiểm tra dải nhiệt độ thiết kế trước khi sử dụng cặp nhiệt điện . Không được sử dụng que thăm tiếp xúc với ngọn lửa Với nhiệt kế hồng ngoại thực hiện đo mà không cần tiếp xúc vật chất giữa nhiệt kế và vật đo nhiệt độ. Nhiệt kế hướng vào bề mặt và cho ngay kết quả vật cần đo . Vd : đo điểm nóng trong lò, nhiệt độ bề mặt, tại những nơi không thể đo trực tiếp được ,.. Phạm vi sử dụng nhiệt kế : Trong kiểm toán năng lượng, nhiệt độ là một trong những thông số quan trọng nhất cần đo để xác định tổn thất năng lượng nhiệt hoặc để tính cân bằng năng lượng. Đo nhiệt độ được thực hiện khi kiểm toán thiết bị điều hoà không khí, lò hơi, lò đốt, hệ thống hơi, hệ thống thu hồi nhiệt thải, thiết bị trao đổi nhiệt, vv… Trong quá trình kiểm toán, nhiệt độ có thể đo ở: Không khí xung quanh Nước được làm lạnh trong hệ thống làm lạnh Khí vào ở Thiết bị điều chỉnh không khí của dây chuyền điều hoà không khí Nước làm mát vào và ra ở tháp giải nhiệt Bề mặt đường ống hơi, lò hơi, lò Nước vào lò hơi Đồng hồ đo lưu lượng nước Đồng hồ đo lưu lượng nước là công cụ dùng để đo lưu lượng thể tích, tuyến tính hoặc không tuyến tính của chất lỏng hoặc khí. Phần này sẽ đề cập cụ thể đến đồng hồ đo lưu lượng nước. Việc lựa chọn phương pháp hoặc loại đồng hồ đo phụ thuộc vào điều kiện đo và độ chính xác cần thiết.. Ngoài đồng hồ đo lưu lượng nước, còn có rất nhiều phương pháp khác để đo lưu lượng nước trong quá trình kiểm toán. Hai phương pháp thông dụng nhất giúp có được ước tính chính xác lưu lượng nước là: Phương pháp tính thời gian cấp đầy: Đổ đầy nước vào bể có thể tích xác định trước (m3). Thời gian sử dụng để cấp đầy bể có thể tích như trên được ghi lại, sử dụng đồng hồ bấm giờ (giây). Lấy thể tích chia cho thời gian sẽ cho kết quả lưu lượng trung bình, m3/giây. Phương pháp sử dụng phao: Phương pháp này thường được sử dụng để đo lưu lượng ở một ống hở. Khoảng cách nhất định (ví dụ như 25-50 m) được đánh dấu vào thành ống. Một quả bóng bàn đặt trên nước và thời gian để bóng trôi đến khoảng cách đã đánh dấu được ghi lại. Các lần đọc khác nhau sẽ cho thời gian chính xác hơn. Vận tốc nước được tính bằng khoảng cách bóng trôi/thời gian trung bình bóng trôi. Tuỳ theo các điều kiện về lưu lượng và đặc tính ống, lấy vận tốc tính được chia cho hệ số 0,8 – 0,9 để đạt vận tốc cao nhất ở ống hở, vì vận tốc bề mặt sẽ giảm do lực cản của gió, vv… Đo cường độ sáng Dụng cụ đo : Dùng lux kế Phần lớn lux kế đều bao gồm một phần thân, một thiết bị cảm ứng với một tế bào quang điện, và một màn hình hiển thị. Thiết bị cảm ứng được đặt tại nguồn sáng. Ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện có năng lượng, được truyền từ tế bào quang điện sang dòng điện. Tế bào quang điện hấp thụ được càng nhiều ánh sáng, dòng điện tạo ra càng cao. Đồng hồ đo sẽ đọc dòng điện và tính toán giá trị thích hợp của Lux hoặc Foot candles (độ sáng). Giá trị đo được hiển thị trên màn hình. Cần lưu ý một yếu tố quan trọng về ánh sáng là ánh sáng thường do các dạng (màu sắc) ánh sáng tại chiều dài bước sóng khác nhau. Vì vậy, thông số đo được là kết quả của các hiệu ứng kết hợp của tất cả các chiều dài bước sóng. Màu chuẩn được tính là nhiệt độ màu và nhiệt độ màu được tính bằng độ Kelvin. Nhiệt độ màu chuẩn để hiệu chỉnh hầu hết các đồng hồ ánh sáng là 2856 độ Kelvin, ngả về vàng hơn là màu trắng. Các loại đèn sáng cháy ở nhiệt độ màu khác nhau. Vì vậy, các thông số đo của Lux kế sẽ thay đổi với các nguồn sáng khác nhau có cùng một cường độ. Đó là lý do tại sao một số ánh sáng lại "gắt hơn" hoặc “dịu hơn”. Ứng dụng để đo độ rọi tại văn phòng, nhà xưởng,…. Cách thức sử dụng : Sử dụng công cụ này rất đơn giản. Thiết bị cảm được đặt tại nơi làm việc hoặc nơi có thể đo được cường độ ánh sáng, và lux kế sẽ đưa ra kết quả trực tiếp trên màn hình hiển thị. Các dụng cụ đo khác Thiết bị phân tích quá trình cháy: để đo thành phần khói lò trong đường ống sau khi quá trình cháy diễn ra. Áp kế : để đo áp suất trên lệch giữa 2 điểm, áp suất tại đường ống.. Tốc độ kế, máy hoạt nghiệm : dùng đo tốc độ động cơ, tốc độ động cơ thay đổi theo tần số, tải, hệ số trượt. Thiết bị phát hiện rò rỉ: thiết bị phát hiện rò rỉ bằng siêu âm phát hiện âm thanh siêu âm của vết rò rỉ. Chương 3 XÂY DỰNG GIẢI PHÁP QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ VÀ TIẾT KIỆM Giới thiệu chung về hệ thống quản lý năng lượng tại các xí nghiệp công nghiệp Xí nghiệp công nghiệp là một tổ chức kinh tế tham gia các hoạt động sản xuất kinh doanh, nhằm cung cấp các sản phẩm thỏa mãn nhu cầu thị trường. Để thực hiện mục tiêu của mình mỗi xí nghiệp phải thực hiện tốt các bộ phận cấu thành nhằm thực hiện các chức năng cơ bản. Sản xuất là một trong những phân hệ chính có ý nghĩa tạo ra sản phẩm phục vụ thị trường. Trong quá trình sản xuất của mình doanh nghiệp sử dụng các năng lượng đầu vào, nguyên vật liệu để tiến hành sản xuất tạo ra sản phẩm. Theo xu thế hiện đại quản lý năng lượng là yêu cầu thiết yếu để mỗi xí nghiệp có thể đúng vững và phát triển trên thị trường. Quản lý năng lượng là quá trình hoặch định, tổ chức điều hành và kiểm tra theo dõi hệ thống sử dụng năng lượng trong xí nghiệp nhằm thực hiện mục tiêu tiết kiệm năng lượng. Ta biểu diễn quá trình sản xuất để tạo ra sản phẩm: Yếu tố trung tâm của quá trình sản xuất là quá trình biến đổi. Đó là quá trình chế biến, chuyển hóa các yếu tố đầu vào thành hàng hóa đáp ứng nhu cầu xã hội. Kết quả hoạt động của xí nghiệp phụ thuộc rất lớn vào việc thiết kể tổ chức thực hiện quá trình sản xuất này. Các yếu tố đầu vào rất đa dạng gồm nguồn tài nguyên thiên nhiên, con người, công nghệ, kĩ năng quản lý. Chúng là điều kiện cần thiết cho bất cứ quá trình sản xuất nào. Muốn quá trình sản xuất kinh doanh của xí nghiệp có hiệu quả cần phải tổ chức, khai thác sử dụng các yếu tố đầu vào hợp lý, tiết kiệm nhất. Thông tin phản hồi là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống sản xuất của doanh nghiệp . Đó là những thông tin ngược cho biết tình hình thực hiện kế hoạch sản xuất trong thực tế. Đặc điểm của hệ thống quản lý năng lượng Khái niệm quản lý năng lượng : Quản lý năng lượng là một tập hợp các hoạt động của chức năng quản lý như hoạch định, tổ chức, kiểm soát, điều chỉnh và cải thiện quá trình sản xuất của nhà máy. Những đặc điểm quản lý năng lượng : Quản lý năng lượng là trách nhiệm của tất cả các thành viên trong doanh nghiệp. Quản lý năng lượng phải được thực hiện mọi cấp, mọi khâu, mọi quá trình. Nó vừa có ý nghĩa chiến lược vừa mang tính chất tác nghiệp. Ở cấp cao nhất doanh nghiệp thực hiện quản lý chiến lược, cấp phân xưởng và các bộ phận thực hiện quản lý năng lượng và ở từng nơi làm việc mối người lao động thực hiện qúa trình quản lý vận hành, hoạt động của thiết bị mình sử dụng. Cải tiến việc sử dụng năng lượng là quá trình tìm hiểu, phát hiện, đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng, các giải pháp vận hành thiết bị giây chuyền. Quản lý năng lượng tập trung vào quá trình đảm bảo toàn bộ quá trình được kiểm soát. Các công cụ thống kê do đó được sử dụng rộng rãi để phát hiện nguyên nhân tổn thất, khắc phục sự cố hỏng hóc. Nhiệm vụ của quản lý năng lượng là duy trì và cải tiến quá trình sử dụng năng lượng một cách hợp lý, hiệu quả trong nhà máy xí nghiệp. Duy trì quá trình sử dụng năng lượng hiệu quả bao gồm toàn bộ biện pháp, phương pháp nhằm đảm bảo các quy định về sử dụng năng lượng đặt ra đã được thực hiện trong nhà máy. Cải tiến quá trình sử dụng năng lượng là quá trình tìm kiếm, phát hiện, đưa ra, giải pháp tiết kiệm năng lượng nhằm không ngừng hoàn thiện quá trình sản xuất hiệu quả. Những yêu cầu chủ yếu của hệ thống quản lý năng lượng Trong giai đoạn hiện nay quản lý năng lượng ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao khả năng cạnh tranh và hiệu quả của các doanh nghiệp. Để thực hiện vai trò đó, quản lý năng lượng phải thực hiện những yêu cầu có tính nguyên tắc sau: Tiết kiệm năng lượng phải trở thành mục tiêu hàng đầu có vai trò quan trọng trong trung tâm hoạt động của các doanh nghiệp. Có sự cam kết thực hiện của tất cả các thành viên trong doanh nghiệp. Tập trung vào yếu tố con người.Vì người lao động là người trực tiếp sử dụng máy móc nên họ là người thực hiện quy định, đề ra các phương pháp mới. Cần xây dựng chương trình đào tạo, các hình thức đào tạo thích hợp, phổ biến kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm, kiến thức về tiết kiệm năng lượng cũng như bồi dưỡng tinh thần trách nhiệm, ý thức tự giác, lòng nhiệt tình của người lao động. Đảm bảo tính đồng bộ và toàn diện. Công tác quản lý năng lượng là kết quả của một hệ thống giải pháp mang tính đồng bộ. Quản lý năng lượng là nhiêm vụ của tất cả các mọi bộ phận chứ không chỉ là trách nhiệm của bộ phận quản lý năng lượng trong xí nghiệp. Tập trung vào quản lý quá trình quản lý hệ thống. Thiết kế hệ thống kiểm soát tôi 0ưu, phát triển tính linh hoạt, không ngừng nâng cao chất lượng của toàn bộ hệ thống từ quá trình đưa nguyên liệu đầu vào đến khâu sản xuất và thành sản phẩm. Xác định mọi nguyên nhân dẫn đến tổn thất, tìm cách khắc phục tốt nhất. Giải pháp quản lý hệ thống năng lượng trong xí nghiệp công nghiệp Quản lý năng lượng bao trùm tất cả các chức năng của quản lý. Toàn bộ các chức năng quản lý năng lượng mô tả trong vòng tròn quản lý hay còn gọi vòng tròn PDAC. Các chức năng gồm hoạch định năng lượng, thực hiện giải pháp, kiểm tra giải pháp, điều chỉnh các giải pháp. Các chức năng này được lặp đi lặp lại thành một vòng tuần hoàn liên tục, nhờ đó làm cho tình hình sử dụng năng lượng các doanh nghiệp không ngừng hoàn thiện, cải tiến, đổi mới. Vòng tròn quản lý thể hiện đầy đủ các chức năng của quản lý chất lượng ở bất kì cấp nào, bộ phận nào và cho từng công việc cụ thể. Ta xây dựng mô hình quản lý năng lượng theo các bước trên của vòng tròn quản lý : hoạch định năng lượng, thực hiện giải pháp quản lý năng lượng, kiểm tra các giải pháp, điều chỉnh giải pháp. Hoạch định năng lượng ( kiểm toán năng lượng) Thu thập thông tin: Tìm hiểu các thông tin của công ty tiến hành quản lý năng lượng , thông tim cần tìm hiểu bao gồm : chi tiết về công ty và các địa chỉ liên hệ; năm thành lập; ca làm việc / số giờ , số ngày làm việc trong năm, số nhân viên, công suất lắp đặt nhà máy, các loại sản phẩm sản xuất hàng năm, doanh thu hàng năm. Thống kê số liệu chi phí năng lượng, nguyên liệu vật liệu khác trong vài năm gần đây. Chi phí năng lượng ở đây gồm chi phí : điện mua từ lới, điện máy phát nhà máy, nhiên liệu sử dụng đốt (than, dầu, khí đốt), nhiên liệu cho vận tải (xăng dầu..) Lập sơ đồ dây chuyền sản xuất chung cho toàn bộ công ty với các thông số đầu ra cho từng công đoạn sản xuất. Sơ đồ hệ thống năng lượng năng lượng của xí nghiệp. Kiểm kê các thiết bị chính của nhà máy qua bảng biểu sau : Bộ phận/ phân xưởng Số Đặc tính Công suất Nhãn hiệu Chủng loại Thông số chi tiết khác Thông số vận hành thực tế Máy biến áp Động cơ Quạt gió Bơm Máy nén khí Nồi hơi Hệ thống lạnh Tháp giải nhiệt Buồng đốt Khác Xem xét cụ thể từng phân xưởng và bộ phận sản xuất trong nhà máy thông qua đo dạc đơn giản( Đo mức tải máy biến áp, tải động cơ, độ rọi tại nơi làm việc, nhiệt độ các lò nung, áp suất máy nén…) ghi số liệu vào các sổ ghi chép cho từng khu vực). Với mỗi thiết bị sản xuất, liệt kê các công đoạn khác của khu vực sản xuất, liệt kê tất cả đầu vào: điện, nước, nguyên liệu, nhiên liệu.... Liệt kê tất cả các đầu ra: chất thải rắn, nhiệt lượng thải khí, nước thải…. Liệt kê các bán thành phẩm, thành phẩm giữa các công đoạn sản xuất… Thu thập thông tin và tính toán chi phí đầu vào, đầu ra của mỗi công đoạn của từng khu vực đánh giá thông qua phỏng vấn cán bộ, nhân viên vận hành; từ các đồng hồ đo đạc, hoặc tiến hành đo đạc. Các dữ liệu lưu trong hệ thống máy tính về tình hình sử dụng năng lượng, các hóa đơn điện, than, xăng dầu, nước, nguyên vật liệu, các báo cáo tình hình sản xuất. Phân tích số liệu và thống kê: Quy đổi các dạng năng lượng khác về chuẩn VD : quy đổi về Toe, KWh,J.109 (GJ) Lập biểu đồ sử dụng năng lượng trong các bộ phận nhà máy VD: một nhà máy tiêu thụ điện như sau Lập biểu đồ chi phí năng lượng Các đơn vị năng lượng đã quy đổi ra đơn vị chung bảng qui đổi: Dạng NL Đơn vị Hệ số chuyển đơn vị chung J.106 Điện kWh Than Tấn Dầu Ton Biểu đồ chi phí các dạng năng lượng khác nhau ở 1 công ty Lập biểu đồ suất tiêu thụ năng lượng điện KWh/T nguyên liệu, KWh/T thành phẩm cho từng tháng.So sánh với định mức chuẩn nghạch tiềm năng có thể tiết kiệm năng lượng. Đánh giá mức sử dụng năng lượng của công ty. Lựa chọn khu vực trọng tâm: Khu vực trọng tâm là khu vực sử dụng nhiều năng lượng nhất trong xí nghiệp được xác khi đo đạc, thống kê sử dụng năng lượng của các bộ phận trong nhà máy. Khu vực trọng tâm có thể là: Toàn bộ nhà máy. VD: Nhà máy công nghiệp nhẹ, dệt, may mặc… Một bộ phận dây chuyền sản xuất, hoặc một công đoạn nào đó trong quá trình sản xuất. VD: hệ thống lạnh, hệ thống cấp đông, hệ thống máy ném.. Các thiết bị sử dụng năng lượng nào đó. VD : động cơ, nồi hơi.. Số liệu nền là một yêu cầu quan trọng vì nhờ đó ta có thể đánh giá được mức độ cải thiện sau khi thực hiện các giải pháp. Thu thập các thông tin năng lượng trước khi tiến hành đề ra các giải pháp sử dụng năng lượng để tiến hành đánh giá dự án. Thu thập số liệu nền cần thu thập thông tin sau mỗi công đoạn của quá trình sản xuất( số tấn than, KWh điện, m2 khí cho một ngày sản xuất…) Chi phí (giá than, điện, dầu…) Số liệu điện lấy bằng cách lắp đặt các công tơ đo điện tại các phân xưởng sản xuất, tại máy động lực chính, tại máy biến áp, các đồng hồ đo lưu lượng khí cung cấp cho lò, cân khối lượng than đầu vào, nhiệt kế đo nhiệt độ.. Tuỳ theo sơ đồ cung cấp điện ta chọn vị trí lắp đặt công tơ hợp lý để xác định được các số liệu cần đo. Tuy nhiên không phải thực tế công ty nào cũng có thể làm được ngay việc này. VD: Công ty có đủ hoá đơn điện tại từng phân xưởng sản xuất, đồng hồ đo tại từng phân xưởng nhưng không có số liệu tại từng thiết bị hoặc bộ phận riêng rẽ sử dụng điện. Thiết bị trắc quan không có sẵn tại xưởng sản xuất vì vậy cần có giải pháp trắc quan để lấy số liệu đó. VD: Lắp đặt thêm công tơ đo điện, công to đo nước,.. Xác định tổn thất nhờ cân bằng vật liệu và năng lượng: Dựa vào sơ đồ quy trình sản xuất, dòng năng lượng, số liệu đầu vào đầu ra, các dữ liệu tiêu thụ lưu trên máy tính ta lập bảng cân bằng vật liệu, năng lượng cho các khu vực trọng điểm. Bất cứ đầu vào nào không cho đầu ra hiệu quả đều là “tổn thất”. Bao gồm các tổn thất: nhiệt năng, khí lò, nguyên liệu chưa cháy hết, hao hụt sản phẩm và nguyên liệu… Dựa vào các thông tin chi phí, giá nguyên vật liệu, giá năng lượng xác định giá trị tổn thất. Tên khu vực trọng tâm : Đầu vào Đầu ra Tổn thất (số lượng) Tổn thất(chi phí) Tên Số lượng Chi phí Tên Số lượng Chi phí Chất rắn Chất lỏng Năng lượng Tập trung vào định lượng các tổn thất lớn, vì các tổn thất lớn khi được giảm sẽ tiết kiệm rất nhiều chi phi cho xí nghiệp. Tiến hành kiểm tra đo đặc trên các động cơ trong dây chuyền, máy biến áp của xí nghiệp, các hệ thống lạnh, thông gió, bơm đã vận hành hiệu quả chưa? Sau khi tiến hành xác định các tổn thất cần họp bàn, hỏi công nhân vận hành, cán bộ quản lý và cùng tìm ra các nguyên nhân gây ra các tổn thất đó : VD : Thấy tổn thất trên đường dây truyền tải đến các phân xưởng khá lớn ta xem xét các nguyên nhân có thể : cos φ của xí nghiệp thấp, đường dây truyền tải quá dài chưa hợp lý, có nhiều đoạn cũ nát, rò điện, quá nóng.. Phân xưởng cơ khí tiêu thụ năng lượng quá lớn trên thành phẩm : xem xét quá trình hoạt động các động cơ, động cơ có thường xuyên chạy không tải không? Bố trí sản xuất chưa hợp lý, các động cơ chạy non tải nhiều, thời gian hao phí nhiều .. Đề ra các giáp pháp có thể : Các giải pháp ở đây có thể là : Thứ nhất : Quản lý nội vi Giáo dục ý thức, tình cảm của người lao động nhằm nâng cao tính tự giác nhiệt tình lao động của họ trong công việc thực hiện nhiệm vụ. Phương pháp giáo dục dựa trên cơ sở vận dụng các quy luật tâm lý. Đặc trưng của phương pháp là tính thuyết phục, tức là làm người lao động phân biệt phải – trái, đúng – sai, lợi- hại, đẹp- xấu, thiện – ác, từ đó nâng cao tính tự giác làm việc và sự gắn bó với xí nghiệp. VD: cho họ thấy những tổn thất máy chạy không tải phân tích để họ nâng cao ý thức sử dụng máy móc Phương pháp giáo dục thường được sử dụng kết hợp với các phương pháp khác một cách uyển chuyển , linh hoạt, vừa nhẹ nhàng vừa sâu sắc đến từng người lao động, có tác động giáo dục rộng rãi trong xí nghiệp, đây là một trong những bí quyết thành công của xí nghiệp của Nhật hiện nay. Khi các công nhân sản xuất có thêm các kiến thức, tài liệu về sử dụng năng lượng hiệu quả các máy móc thiết bị mà mình sử dụng, các nhân viên văn phòng có kiến thức về sử dụng điện hợp lý thì việc sử dụng năng lượng trong xí nghiệp sẽ hiệu quả hơn. Các quy định sử dụng máy móc được gắn trên các máy, các quản đốc trong công ty thường xuyên kiểm tra tình hình sử dụng máy móc của các công nhân. Phát hiện các sự cố để khắc phục ngay. Các phương pháp hành chính : Các phương pháp hành chính trong quản lý chính là tác động trực tiếp lên tập thể người lao động dưới quyền bằng các quyết định dứt khoát, mang tính chất bắt buộc, đòi hỏi người lao động phải thực hiện nghiêm ngặt nếu vi phạm sẽ bị xử lý kịp thời , thích đáng. Vai trò của phương pháp hành chính trong quản lý rất to lớn. Nó xác lập trật tự kỷ cương làm việc trong xí nghiệp; khâu nối giữa các khâu quản lý lại. Phương pháp hành chính tác động vào đối tượng lao động theo hai hướng về mặt tổ chức và tác động về điều chỉnh hành động. Theo hướng tác động về mặt tổ chức, xí nghiệp ban hành các văn bản quy định về sử dụng năng lượng hiệu quả cho từng bộ phận sản xuất, từng loại máy móc..Những quy định có hiệu quả cao khi nó có căn cứ khoa học, được kiểm chứng về mọi mặt. Các phương pháp kinh tế : Đặc điểm của các phương pháp kinh tế là tác động lên đối tượng quản lý không bằng cưỡng bức hành chính mà bằng lợi ích, tức là nếu mục tiêu nhiệm vụ phải đạt được, đưa ra những điều khuyến khích về kinh tế. Sử dụng phương pháp về kinh tế, các biện pháp đòn bẩy, kích thích kinh tế để lôi quấn, thu hút, khuyến khích các cá nhân, xác lập trật tự kỷ cương, xác lập chế độ cho bộ phận. VD : đưa ra các chỉ tiêu tiêu thụ về năng lượng cho các văn phòng làm việc, khen thưởng các văn phòng thực hiện tốt giảm số năng lượng tiêu thụ, phạt phòng ban vi phạm sử dụng năng lượng; ở bộ phần sản xuất lắp đặt các công tơ đo điện tại các máy sản xuất, đề ra các chỉ tiêu năng lượng tiêu thụ trên sản phẩm theo định mức ngành, hoặc định mức công ty. Thứ hai : Thay đổi quá trình sản xuất, quá trình vận hành thiết bị Khi thay đổi quá trình sản xuất xem xét các yếu tố ảnh hưởng, phân tích lợi ích khả thi cửa dự án. VD : khi ghép thêm tải cho máy biến áp ta xét xem các chỉ tiêu về kĩ thuật có đạt không? Xem lúc máy vận hành tải lớn nhất có bị quá tải không? Khả năng quá tải có trong phạm vi cho phép không? Thay đổi các vận hành trong hệ thống máy nén cũng xem xét xem có đạt yêu cầu kĩ thuật không? Các yêu cầu về áp suất, lưu lượng, nhiệt độ,… Thứ ba : Thay đổi công nghệ, mua sắm các thiết bị mới Khi tiến hành thay đổi công nghệ ở xí nghiệp khi công nghệ quá lạc hậu, tiêu tốn quá nhiều năng lượng, lãng phí nhiều. Tiến hành thay thế cũng đánh giá các chỉ tiêu về kinh tế như : thời gian thu hồi vốn, NPV, IRR( tính khả thi dự án)… Khi tiến hành thay thế thiết bị cũng phải tiến hành đánh giá các chỉ tiêu về kĩ thuật và kinh tế . Một dự án chỉ được khả thi khi thỏa mãn đồng thời các 2 chỉ tiêu này.VD: thay thế động cơ ( khi động cơ thường xuyên làm việc non tải dưới 30% mức tải thì nên tiến hành thay thế) . Thứ tư : Thay thế nguyên liệu đầu vào Khi thay thế nguyên liệu đầu vào cũng đánh giá các chỉ tiêu về kinh tế và kĩ thuật. Các chỉ tiêu về mặt kĩ thuật như có thể sử dụng nguyên liệu đó để thay thế . Các chỉ tiêu về kinh tế như: giá cả nguyên vật liệu, chi phí của nguyên liệu thay thế nhỏ hơn chi phí của nguyên liệu trước đó để cùng tạo ra một lượng sản phẩm như nhau. Thứ năm : Tái sử dụng nhiên liệu, thu hồi nhiệt thải Khi tiến hành lắp đặt các thiết bị thu hồi nhiệt thải phải đánh giá khả thi về kĩ thuật các chi phí lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thời gian thu hồi vốn của dự án. Điều kiện có thể áp dụng tại xí nghiệp. Ngoài ra cũng có thể sử dụng biểu đồ xương cá hoặc biểu đồ Ishikawa vì nó do tác giả Kaor Ishikawa người Nhật Bản đề xuất. Đây là công cụ đơn giải nhưng rất có ích trong việc xác định các nguyên nhân gây ra sự lãng phí năng lượng. Thực chất biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa kết quả và nguyên nhân gây ra kết quả đó. Sử dụng năng lượng không hiệu quả thường do rất nhiều nguyên nhân gây ra, nhưng phần lớn do con người, nguyên vật liệu, phương tiện thiết bị, phương tiện sản xuất. Vì vậy ta có sơ đồ ban đầu đưa ra thường gọi sơ đồ 4M. Biểu đồ nhân quả : Sàng lọc các cơ hội phân tích tính khả thi, xếp thứ tự ưu tiên thực hiện trước. Các cơ hội có thể trực tiếp thực hiện: Đơn giản về mặt kĩ thuật, không tốn kém chi phí hoặc chi phí rất ít. VD: Khắc phục sự cố rò rỉ, thay đổi thời gian vận hành, ghép tải máy biến áp, điều chỉnh điện áp, lắp đặt tấm kính lấy ánh tự nhiên, thông gió tự nhiên… Các cơ hội yêu cầu phải tiến hành phân tích thêm : những cơ hội phức tạp về kĩ thuật phải có đầu tư. VD: Thay thế động cơ, máy nén, máy biến áp, thu hồi nhiệt thải, thay nguồn nguyên liệu, lắp đặt biến tần… Các cơ hội có thể cân nhắc trong các giai đoạn sau: Những cơ hội này khó khăn trong việc điêù tra, thực hiện. VD: Chi phí quá cao, cần nhiều thời gian điều tra, thay thế dây chuyền… Lập bảng phân tích khả thi giải pháp: Tên giải pháp: Số thứ tự Khu vực trọng tâm Khu vực trọng tâm thứ yếu Các khảo sát Các nguyên nhân Mô tả giải pháp Loại giải pháp kĩ thuật Khả thi kĩ thuật Thiết bị lắp đặt có sẵn có, hợp với dây chuyền sản xuất Không gian có phù hợp Yêu cầu thời gian thực hiện Các tác động đến quá trình sản xuất Các thông tin khác Khả thi kinh tế Đầu tư một lần Chi phí vận hành hàng năm Tiết kiệm thu được hàng năm Thời gian hoàn vốn Khả thi về môi trường Giảm sử dụng năng lượng hàng năm Giảm pháp thải nhà kính hàng năm Giảm tác động môi trường hàng năm Với các giải pháp thực hiện nên quyết định ngay các vấn đề sau: Chi phí thực hiện Thời gian hoàn thành Thời gian thu hồi vốn Kiểm tra tổng quan kết quả Xếp thứ tự thực hiện các giải pháp được phân tích ở trên, các giải pháp có thể thực hiện ngay được thực hiện trước. Thực hiện các giải pháp Tổ chức thực hiện có ý nghĩa quyết định đến việc biến các giải pháp thành thực tế. Đây là quá trình triển khai các giải pháp thông qua các hoạt động cụ thể, VD: Điều chỉnh thiết bị, quy trình sản xuất, thay thể động cơ, thay thế hệ thống chiếu sáng… Bước thực hiện đảm bảo kế hoạch được thực hiện một cách hợp lý( đưa ra từng bước rõ ràng từng phần việc cụ thể cho từng cá nhân ngày thực hiện, ngày hoàn thành) , các phần việc quản lý cho các đốc công quản lý công nhân, nhân viên bảo vệ quản lý điện tiêu thụ trong văn phòng.. Tổ chức chương trình đào tạo( đào tạo sử dụng năng lượng hiệu quả trong các thiết bị mà mình vận hành, đào tạo về ý thức …) Dán các quy định tại nơi làm việc, thực hiện lắp đặt các công tơ đo đạc… Xây dựng ban hành hệ thống tiêu chuẩn quy định bắt buộc( các quy định được thi hành, có người giám sát thực hiện các quy định), các chuẩn về tiêu thụ năng lượng khi có sự bất thường cần tiến hành kiểm tra xử lý các sự cố… Khen thưởng cá nhân có đề xuất giải pháp tốt. Phạt cá nhân vi phạm quy định. Có thể dùng sơ đồ quá trình để thể hiện các hoạt động được thực hiện liên quan tới việc sử dụng năng lượng hiệu quả, được sử dụng để phân tích quá trình và các hoạt động tác động tới sử dụng năng lượng, những ảnh hưởng, hạn chế trong quá trình thực hiện. Sơ đồ quá trình thực hiện tổng quát : Kiểm tra, kiểm soát thực hiện các dự án Đảm bảo các bước thực hiện các giải pháp được thực hiện đúng theo yêu cầu bản kế hoạch. Cần tiến hành các hoạt động kiểm tra, theo dõi, thu thập số liệu sau khi tiến hành giải pháp. Theo dõi tình hình thực hiện, tổ chức thu thập thông tin và các dữ liệu cần thiết về chất lượng thực hiện Đánh giá tình hình thực hiện chất lượng và xác định mức độ đạt được. Kiểm tra các công tơ đo đạc sau khi tiến hành các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả để đánh giá được năng lượng điện tiết kiệm. Các cân đo đạc xác định khối lượng than, đồng hồ đo lưu lượng khí xác định khối lượng than tiết kiệm, m3 khí tiết kiệm Lắp đặt các camera quan sát quá trình sản xuất, phân việc cho các cán bộ quản lý kiểm tra các bộ phận mình được giao kiểm tra. Thực hiện kiểm tra chéo với các công nhân sản xuất xem xét các quá trình sản xuất, tình hình sử dụng thiết bị của công nhân. Khi tiến hành các giải pháp cần lập các báo cáo kiểm tra thực hiện thường xuyên. Điều chỉnh vào cải tiến các giải pháp Một công ty đã tiến hành thực hiện các giải pháp sử dụng năng lượng không có nghĩa là không cần thực hiện thêm các biện pháp khác. Các biện pháp cải tiến kĩ thuật phải không ngừng được đề xuất. Các công nhân vận hành, các kĩ sư kĩ thuật là những người thường xuyên tiếp xúc với các máy móc thiết bị nên có thể đưa ra các phương án tốt giúp tiết kiệm nguyên vật liệu, tiết kiện năng lượng. Ngoài ra còn các yếu tố như : bố trí sản xuất trong xí nghiệp, điều độ sản xuất, dự báo nguồn nguyên vật liệu.. cũng ảnh hưởng đến quá trình quản lý năng lượng. Vì vậy lên ghép quản lý năng lượng chung vào quản lý xí nghiệp để các biện pháp tiến hành thuận lợi. Xí nghiệp chỉ thực sự quản lý năng lượng tốt khi quản lý xí nghiệp tốt, các cá nhân trong xí nghiệp nghiêm túc thực hiện các quy định đã đề ra, thường xuyên có các giải pháp tốt đề xuất lên cấp lãnh đạo.