AI GIANG MON SAN XUAT SACH HON - NANG LUONG SU DUNG TRONG CONG NGHIEP LO HOI

BÀI GIẢNG SAN XUẤT SACH HƠN NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP-LÒ HƠI

CHƯƠNG 5: SỬ DỤNG HIỆU QUẢ NGUỒN NĂNG LƯỢNG

Hoạt động sản xuất luôn cần năng lượng qua nhiều dạng khác nhau  tiết kiệm năng lượng nhằm thực hiện 2 mục tiêu: lợi ích kinh tế và lợi ích

môi trường

CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG CHỦ YẾU ĐƯỢC SỬ DỤNG

Điện

Dầu DO và FO Than

CÁC CƠ HỘI TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Phan Dien-chinhthuc.ppt

1 ĐIỆN

- Thành phần chủ yếu:

- Là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng chất dầu thô ở nhiệt độ sôi lớn hơn 350 o C, thu được sau phân đoạn gasoil

- Chất gây ô nhiễm MTKK: lưu huỳnh (S = 0.5% - 2.5%) (S nhỏ hơn trong dầu FO)

- Nhiệt trị: khoảng 10.700-10.800 Kcal/kg

3 DẦU DO

- Thu được trong công đoạn gasoil

-Nặng hơn dầu lửa và xăng

- Chất gây ô nhiễm MTKK: lưu huỳnh 2 – 3%

- Nhiệt trị: khoảng 10.500 Kcal/kg

4 DẦU FO

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI

- Vai trò của lò hơi: chuyển đổi năng lượng hóa học của nhiên liệu thành năng lượng nhiệt

-Lò hơi đốt dầu: không kinh tế, giá thành cao do

giá xăng dầu tăng

- Lò hơi đốt than:

+ Ưu điểm: vận hành đơn giản, đốt được hầu hết các loại than, củi, gỗ, phế thải TV…

+ Nhược điểm: các thao tác được thực hiện bằng tay (cấp than)  vất vả, tốn nhân công, ô nhiễm môi trường

HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI

Lò hơi ống lửa:

Lò hơi ống nước

Lò hơi đốt cháy tầng sôi

CÂN BẰNG NHIỆT VÀ TỔN THẤT TẠI

Thất thoát qua bức xạ & đối lưu

Thất thoát qua khí thải khô Thất thoát ướt (nước trong nhiên liệu và trong không khí, cháy không hoàn toàn)

CÁC TỔN THẤT ĐIỂN HÌNH TẠI

LÒ HƠI

-Tổn thất qua khói lò: 10 – 30%

-Tổn thất qua bức xạ và đối lưu: 1 – 2%

-Tổn thất khi tắt lò: 2 – 4%

-Tổn thất do H 2 trong nhiên liệu: 8%

-Tổn thất do nước trong nhiên liệu: 2%

-Tổn thất do cháy không hoàn toàn: 2 – 3%

Tổn thất qua khói thải chiếm tỷ lệ cao nhất

Tính theo lý thuyết 1 kg dầu F.O cần 14,1 kg không khí để đốt cháy hòan tòan

- Trong thực tế cần lượng không khí nhiều hơn, tuy nhiên nếu quá nhiều sẽ làm tăng tổn thất nhiệt qua khói thải

- Thiếu không khí  dầu sẽ cháy không hết và tạo khói đen

- Lượng không khí thừa tối ưu cho mỗi lọai nhiên liệu

Nguyên nhân gây nên cháy không hòan tòan

Thời gian Phối trộn giữa dầu/than và không khí Nhiệt độ phải cao hơn nhiệt độ bốc cháy của dầu/than

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

Lắp đặt thiết bị thu hồi nhiệt thừa

Lắp đặt thiết bị thu hồi nước ngưng

Nếu thu hồi nước ngưng về hòa với nước cấp mới  tăng nhiệt độ nước cấp từ 30 0 C lên 70 0 C

Làm nóng khí trước khi cấp vào lò đốt

Nhiệt độ không khí cấp cho quá trình cháy tăng 20 0 C  tăng hiệu suất thêm 1%

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

Cách nhiệt tốt nồi hơi và đường ống dẫn hơi nước

Để giảm tổn thất do đối lưu (lượng nhiệt mất mát ở thành lò hơi do sự truyền nhiệt từ thành lò ra không khí xung quanh)

Ống Φ34mm dẫn hơi nước ở 150 O C dài 1m có bề mặt không cách nhiệt  thất thoát nhiệt tương đương 230 lít dầu FO/năm

VD

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

Giảm đóng cặn và tạo bồ hóng

Lò hơi đốt

than & dầu

Bồ hóng tích tụ nhiều trong ống

ngăn cản quá trình

truyền nhiệt

 nhiệt độ ống khói tăng

cao  truyền nhiệt kém

Nhiệt độ ống khói tăng 22 %  hiệu suất giảm 1%

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

- Làm vệ sinh bề mặt truyền nhiệt định kì

- kiểm tra và lấy số liệu nhiệt độ ống xả khí

thường xuyên

 Khi t khí nóng tăng thêm 20C  loại bỏ bồ hóng (lắp đặt nhiệt kế để kiểm tra)

GIẢI PHÁP

1 lớp bồ hóng có bề dày 1 mm

 t ống xả khí tăng 55 C

Bề mặt ống sạch: Truyền nhiệt tốt

Bề mặt ống bẩn ít: Tăng nhiệt độ khói thải

Bề mặt ống bẩn nhiều: Nhiệt độ tăng cao hơn

Nguy cơ gây nổ với bề mặt ống bị bám bẩn hòan tòan

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

 Đôi khi nồi hơi họat động với năng

suất rất thấp nhằm mục đích chờ  tổn thất 1,5 – 2,0% nhiên liệu tiêu thụ định mức

Giảm tình trạng nồi hơi ở

trạng thái chờ

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

 Một ống dẫn hơi Φ150mm có 5 mặt

bích nối ống không bọc cách nhiệt sẽ làm tổn thất 5 tấn than hay 3.000 lít F.O/năm

Bọc cách nhiệt toàn bộ

đường ống

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

Một số giải pháp khác

Giảm áp suất hơi nước

Nếu không cần thiết, giảm áp suất hơi để giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm nhiệt độ khói thải

NHỮNG BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NỒI HƠI

Một số giải pháp khác

Hạn chế bốc hơi nhanh

Nước ngưng ở nhiệt độ cao về bồn chứa hở làm bốc hơi nhanh

 Nếu hơi nước ngưng ở 5 kg/cm 2 về bồn chứa hở sẽ bốc hơi nhanh mất khỏang 7%

 Tuần hoàn về 1.000 kg/h nước ngưng sẽ bốc hơi mất 70 kg/h (1 kg F.O → 13 kg hơi nước) → tổn thất 70/13 = 5,4 kg F.O/h

họat động 6.000 h/năm → tổn thất 32.400 kg F.O/năm

KIỂM TRA

 Kiểm tra hàng ngày

Nhiệt độ dầu tại béc đốt Rò rỉ dầu, hơi nước

 Kiểm tra hàng tuần

Làm vệ sinh các bộ lọc Tháo nước từ bỗn chứa

 Công việc mỗi năm

Làm vệ sinh các bồn chứa

MÁY LẠNH

MÁY LẠNH

• CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT

- Thiết kế của động cơ, máy nén, giàn ngưng

- Môi chất lạnh sử dụng

- Nhiệt độ nước làm mát đầu vào

- Cài đặt nhiệt độ đầu ra của nước được làm mát

- Độ sạch của bề mặt truyền nhiệt

- Tránh vận hành non tải các máy nén

- Quản lý nhu cầu điện năng lúc cao điểm

- Sử dụng hệ thống kho trữ nước lạnh hoặc nước đá

- Áp dụng chu trình vận hành cho các máy lạnh

ĐỀ XUẤT CÁC BƯỚC TRONG QUẢN

LÝ NĂNG LƯỢNG

• Trong bất kì nhà máy nào, 3 thành phần chi phí cao nhất là năng lƣợng, nhận công, nguyên vật liệu đầu vào

• Khi đề cập đến quản lý chi phí hoặc tìm kiếm tiềm năng giảm thiểu chi phí trong 3 thành phần trên  năng lƣợng ở vị trí tiềm năng nhất

•  tiết kiệm năng lƣợng là 1 chiến lƣợc trong tiết kiệm chi phí

 Quản lý năng lượng là “sử dụng một cách hợp lý và hiệu quả năng lượng nhằm tối đa lợi nhuận và tăng cường vị trí cạnh tranh” (Cape Hart, Turner and Kennedy, Guide to Energy Managemant, 2 nd

Edn, Fairmont press inc, 1997)

ĐỊNH NGHĨA

Thể hiện qua 3 nguyên lý

1 Mua năng lượng giá thấp nhất

2 Quản lý tiêu thụ năng lượng ở mức hiệu quả

nhất

3 Sử dụng công nghệ thích hợp nhất

1 Mua năng lượng giá thấp nhất

2 Quản lý tiêu thụ năng lượng ở mức hiệu quả

nhất

3 Sử dụng công nghệ thích hợp nhất

 Trong điều kiện hiện nay có ít sự lựa chọn

 Tạo ra thực tế vận hành tốt nhất, trong đó

công tác quản lý để bảo đảm cho hiệu quả cao nhất trong tiêu thụ năng lượng

 Liên quan đến khía cạnh kỹ thuật trong sử dụng năng lượng

3 Sử dụng công nghệ thích hợp nhất

 Liên quan đến khía cạnh kỹ thuật trong sử dụng năng lượng, gồm các mức sau:

Không cần chi phí Quản lý tốt nội vi hoặc

thay đổi cách vận hành

Chi phí thấp

Một ít cải tiến về kỹ thuật  phần lớn là dựa vào vận hành và bảo trì

Chi phí cao Các bpháp cần đầu tư ban đầu lớn  lắp đặt

máy móc hquả về tiêu thụ năng lượng

CÁC BƯỚC TRONG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG Bước 1: Nắm về chi phí năng lượng của công ty Bước 2: Thực hiện công tác định mức sử dụng Q Bước 3: Cần phải biết rõ khi nào cần sử dụng Q Bước 4: Nắm được ở đâu cần Q cần sử dụng

Bước 5: Đồng bộ hóa sự sử dụng Q và yêu cầu sử dụng Q

Bước 6: Tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống

Bước 7: Tối ưu hóa yêu cầu Q đầu vào

Bước 1: Nắm về chi phí năng lượng của công ty

Các yếu tố về

giá năng lượng

Giúp giảm thiểu chi phí sử dụng năng lượng

Thay thế nhiên liệu khác rẻ hơn hoặc phối hợp các dạng năng lượng

Bước 2: Thực hiện công tác định mức sử dụng Q

Thực hiện nội bộ

Liệt kê lịch sử sử dụng Q Phân tích các xu hướng

So sánh với bên ngoài nhà máy (các ngành tương đương)

Dữ liệu trong quá khứ, tài liệu ghi chép đầy đủ, phân tích xu hướng sử dụng Q, chi phí, biểu đồ sản xuất  đánh giá hiệu quả sử dụng Q  đề xuất hợp lý trong cải tiến

Bước 2: Thực hiện công tác định mức sử dụng Q

So sánh với những đơn vị sản xuất tương tự bên trong và bên ngoài nhà máy

Bước 2: Thực hiện công tác định mức sử dụng Q

Các chỉ tiêu định mức có thể:

Liên quan đến tổng sản lượng

Liên quan tới thiết bị

Ví dụ: Kwh/tấn cement (nhà máy ximang), kcal/kg giấy hoặc Kwh/tấn giấy, Kwh/tấn kim loại lỏng (lò nấu thép)

Ví dụ: %hiệu dụng nhiệt của lò hơi, % hiệu quả ngưng hơi ở thiết bị lạnh, Kwh/lít dầu diesel của nhà máy nhiệt điện

Bước 3: Cần phải biết rõ khi nào cần sử dụng Q

Vẽ biểu đồ sử dụng Q

trong 1 ngày

Khi xác định nhu cầu sử dụng điện với khoảng cách là giờ ở mức bộ phận hoặc mức nhà máy để biết được đặc tính tải, xác định những đơn

vị nào tạo nên nhu cầu “đỉnh”  kiểm soát lúc vận hành

Bước 3: Cần phải biết rõ khi nào cần sử dụng Q

Các máy truyền động 2 chiều (máy nén khí, máy lạnh) hoạt động theo chu kì chất tải/xả tải… nắm được đường cầu ở các thời gian khác nhau trong ngày  tránh sự tắt/chạy dày đặc hoặc chỉ chất tải 1 phần công suất

Một cách cơ bản, làm khớp công suất nhu

cầu của thiết bị  tránh sự vận hành không hiệu quả

Bước 4: Nắm được ở đâu cần Q cần sử dụng

- Kiểm kê những thiết bị sử dụng điện trong hệ thống

- Qui trình sản xuất, bảng cân bằng vật chất và năng lượng, khảo sát tải của động cơ…là các công cụ quan trọng và cung cấp 1 nền dữ liệu tham khảo về nhu cầu Q ở các công đoạn sx khác nhau

Tối ưu hóa Q sử dụng 

chìa khóa

Bước 5: Đồng bộ hóa sự sử dụng Q và yêu cầu sử dụng Q

Sự không đồng bộ giữa công suất thiết bị và yêu cầu sử dụng;

thiết kế ban đầu không tốt  không hiệu quả

Chạy 1 phần công suất (non tải)

1 số người thiết kế có xu hướng chọn động cơ

có csuất lớn  động cơ sẽ khỏe đ/v phụ tải và dự trữ cho csuất tăng lên trong tương lai

Là ý tưởng không tốt  Động cơ hoạt động < 50% công suất là không kinh tế  chi phí điện năng tăng do hiệu suất giảm

Bước 6: Tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống

Vận hành các thiết

bị 1 cách hiệu quả

Loại bỏ rò rỉ hơi bằng cách cải tiến thiết

bị bẫy hơi

Tối đa hóa thu hồi nước ngưng

Lắp đặt các thiết bị điều khiển để tăng cường hiệu quả quá trình đốt cháy

Thay thế bơm, quạt, máy nén khí, máy làm lạnh, lò hơi, lò nấu, thiết bị gia nhiệt…

Bước 7: Tối ưu hóa yêu cầu Q đầu vào

Thu hồi nhiệt lượng thải để giảm thiểu lượng nhiệt cần đầu vào

Sử dụng thêm các nguồn Q khác để cùng cấp Q 1 cách tối ưu  giảm thiểu mua Q cho đầu vào

Tạo ra các nguồn Q tái tạo: năng lượng mặt trời, năng lượng sinh khối

Thay thế 1 phần lẫn nhau giữa các loại nhiên liệu như: điện, gas, dầu nặng và nhẹ

TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƢỢNG TRONG MỘT SỐ XÍ

NGHIỆP CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

Ở TPHCM

TÌNH TRẠNG LÃNG PHÍ NĂNG LƯỢNG

• THEO LĨNH VỰC TẠI NHÀ MÁY

- Tình trạng lãng phí NL trong khâu quản lý

- Tình trạng lãng phí NL trong hệ thống Nhiệt – Lạnh

- Tình trạng lãng phí NL trong hệ thống điện

• CÁC BIỆN PHÁP TKNL XÉT THEO YÊU CẦU ĐẦU TƢ

- Các biện pháp đầu tƣ ngắn hạn

- Các biện pháp đầu tƣ trung hạn

- Các biện pháp đầu tƣ dài hạn

KHÂU QUẢN LÝ

Giúp nhà máy xác định hiệu suất tiêu hao năng lượng

Ví dụ:

- CT lương thực sông Hậu có TB đo lường

 tiêu hao điện năng 22,8 Kwh/tấn thành phẩm vs XN mễ cốc Long Xuyên là 33,64 Kwh/TTP (chênh lệch 32%)

- CT bột mì Sài Gòn có TB đo lường và thường xuyên theo dõi  tiêu hao điện năng 82 Kwh/TTP vs CT bột mì Bình Đông

> 90 Kwh/TTP (chênh lệch gần 10%)

Ví dụ: Tại VINABICO, do không có đồng hồ

đo  tốc độ và nhiệt độ sấy đƣợc công nhân điều chỉnh theo cảm tính, không định mức đƣợc thời gian sấy

 Qui luật VÀNG “2M”: “no Measurement,

no Management”

 tiết kiệm 330.000.000 VNĐ/năm

• Đây là các cơ hội TKNL với chi phí đầu tƣ rất thấp hoặc không có

HỆ THỐNG LẠNH

• HỆ THỐNG MÁY LẠNH

- Máy nén NH3 hoạt động ở áp suất nén khá cao (16 – 17 kg/cm2)  hệ số COP thấp

 tăng chi phí bảo trì

- Nước cứng + không kiểm soát mức xả tràn ở tháp giải nhiệt  giàn ngưng mau đóng cáu  giảm năng suất lạnh + tiêu hao điện cho máy nén

HỆ THỐNG LẠNH

• Kho lạnh: khoảng cách giữa các kiện hàng

và tường quá hẹp, xếp hàng không ngăn nắp  nhiệt độ hàng không đều…

• Lưu lượng nước lạnh cho chế biến được

điều khiển bằng bypass  tốn điện cho

bơm cấp rất nhiều

HỆ THỐNG NHIỆT: LÒ HƠI

• BẢO HÀNH THƯỜNG XUYÊN

• ĐIỀU CHỈNH QUÁ TRÌNH CHÁY

HỆ THỐNG NHIỆT

• THU HỒI NƯỚC NGƯNG LÒ HƠI

• Ví dụ: Nhà máy sữa Trường Thọ: Nếu thực hiện việc thu hồi nước ngưng

- Lượng nước thu hồi 80%

- Nước cấp cho lò hơi tiết kiệm 216 m3/ngày

- Tiết kiệm dầu mỗi năm 309 tấn

- Tiết kiệm 896.000.000VNĐ/năm

HỆ THỐNG NHIỆT – LẠNH

• Bọc bảo ôn hoặc tái bảo ôn các đường ống dẫn hơi, van, mặt bích

• Ví dụ: Tại công ty VISSAN

Tiến hành bọc bảo ôn lại máy NISSUI

- Tổng Q tiết kiệm được: 162247 kWh/năm

- Số tiền tiết kiệm: 162247  870 = 141.154.977 VNĐ/năm

- Số tiền đầu tư: 24.000.000 VNĐ

 Thời gian hoàn vốn: 2 tháng

HỆ THỐNG NHIỆT – LẠNH

• XÍ NGHIỆP KHO VẬN SEAPRODEX

- Bảo ôn lại 15m ống 100, 4m 150, 5m

HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

• Đây là vấn đề mà các công ty, xí nghiệp chế biến thường hay gặp nhất

- Không tận dụng chiếu sáng tự nhiên

- Bóng đèn không có chóa đèn, không làm

Xí nghiệp kho vận SEAPRODEX: thay thế các bóng đèn cao áp ở hành lang bằng đèn compact điện tử

 Điện năng tiết kiệm hàng năm 50.493 kWh  43.424.000 VNĐ/năm tiền điện

HỆ THỐNG ĐIỆN

• Quản lý vận hành máy biến áp

• Quản lý vận hành động cơ, mạnh dạn thay động cơ cũ quá công suất và hiệu suất thấp

• Quản lý nhu cầu điện và hệ số cos

KẾT LUẬN

• Kết quả thực hiện Kiểm toán NL và thực hiện các bpháp TKNL tại các DN cbiến thực phẩm  các bpháp đƣợc chia 3 nhóm:

- Các biện pháp yêu cầu đầu tƣ ngắn hạn (hoàn vốn < 3 tháng)  tiết kiệm 15% NL

- Các biện pháp yêu cầu đầu tƣ trung hạn (hoàn vốn 3 tháng – 1 năm)  tiết kiệm 15 – 30% NL

- Các biện pháp yêu cầu đầu tƣ dài hạn (hoàn vốn >1 năm)  tiết kiệm 30 – 45%

NL