các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các nghành công nghiệp

Hệ thống thiết bị trong nhà máy:• Hệ thống quạt thông gió, quạt tháp giải nhiệt • Bơm nước giải nhiệt • Hệ bơm điều áp • Hệ thống xử lý nước thải • Hệ thống nồi hơi • Máy thổi khí, má

CÁC GIẢI PHÁP TIẾT

KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO

CÁC NGÀNH CÔNG

NGHIỆP

Hệ thống thiết bị trong nhà máy:

• Hệ thống quạt thông gió, quạt tháp giải nhiệt

• Bơm nước giải nhiệt

• Hệ bơm điều áp

• Hệ thống xử lý nước thải

• Hệ thống nồi hơi

• Máy thổi khí, máy nén khí …v.v

NGUYÊN LÝ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

Nguyên tắt cơ bản của Bơm và Quạt ly tâm

Lưu Lượng: QQ21 = n1

n2

Aùp suất: H1

H2 = nn21 2Công suất: P1

P2 = nn21 3

Quy luật của tỷ lệ thức

1 Lưu lượng Q tỷ lệ thuận với tốc độ

2 Aùp suất H tỷ lệ với bình phương tốc độ

Thí dụ:

Tại 80% tốc độ,

Công suất được sử dụng = 0.8 x 0.8 x 0.8 = 0.51hay 51%

∴ Năng lượng tiết kiệm được = 100% – 51% = 49%

3 Công suất P tỷ lệ với lập phương tốc độ

Chi phí vận hành – Chi phí trọn vòng

đời của động cơ bơm

• Được thống kê như sau:

- Chi phí đầu tư ban đầu + chi phíbảo hành trọn đời của bơmchiếm khoảng 5% của tổng chi phí

- 95% chi phí còn lại là chi phí vềnăng lượng điện vận hành

• Theo thống kê của British Pump Manufacturers Association (BPMA) nói rằng 20% năng

lượng trên thế giới được sử dụngcho bơm và 95% số bơm đó cócông suất lớn hơn thực tế

5%

95%

Các phương pháp điều khiển lưu lượng

• Chất khí

– Dampers

– Inlet guide vanes

– Variable pitch fan

– Variable Speed Drive (VSD)

• Bơm ly tâm chất lỏng

– Bypass valve (three way)

– Throttling valve (two way)

– Variable Speed Drive (VSD)

Hay nói một cách khác…

Khi chúng ta thấy bất kỳ một phương pháp điều khiển nào bên trên trong hệ thống (ngoại trừ Biến tần - Variable Speed Drive), thì chúng đều có tiềm năng tiết kiệm năng lượng!!!

Yêu cầu năng lượng

Yêu cầu năng lượng

Van Tiết Lưu (Throttling)

0 100 200 300 400 500 600

Flow

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Yêu cầu năng lượng

Chức năng của tháp giải nhiệt

• Được dùng để loại bỏ nhiệt

từ các nguồn khác nhau

như máy móc thiết bị hay

các quy trình phát sinh

nhiệt.

• Một lượng nước đã bay hơi

trong tháp giải nhiệt, và

phần nước lạnh thì tồn tại.

Quạt tháp giải nhiệt

Điều khiển quạt tháp giải nhiệt

• Vì có sự khác biệt về nhiệt độ

khá lớn giữa ngày và đêm nên

tốc độ quạt có thể giảm tùy

thuộc vào nhiệt độ

• Vị trí của Sensor nhiệt độ nằm

trên đường hồi lưu của các

chậu tháp.

• Yêu cầu bảo vệ quá tải, quá

nhiệt cho tất cả các quạt

Condenser Water Pump

Temperature Sensor

Cooling Tower Fan Drive

Cooling Tower Cells

ChillerLoad

Những ưu điểm khi sử dụng biến tần

điều khiển tốc độ quạt

• Tiết kiệm năng lượng

• Giảm đáng kể độ ồn

• Giảm hao mòn cơ khí

• Nhiệt độ nước trở nên ổn định

Condenser Water Pump Basics

• Provides water flow for the heat

exchanger and Cooling Tower

• Traditional Control Methods

Cooling Tower Fan

Condenser Water Pump

Pump Motors Pump

Condenser Water Pump

Cooling Tower Cells

Chiller

Pressure Reducing Valve

Condenser Water Pump Basics

• Traditionally, manually close a

valve to reduce the flow to

Chiller design flow

– Continuously wastes energy

– The more the valve is

closed, the more energy is

wasted

Load

Controlling Condenser Water

Pumps

• Just as the pressure reducing

valve is normally set manually, set

the VFDs speed manually

– VFD operates as an “electronic”

valve

• A flow meter can be used as

feedback to maintain constant flow

– Compensates for scale build up

in piping

Condenser Water Pump

Dri ve Condenser Water Pump

Cooling Tower Cells

Chiller

Load

Hệ thống bơm điều áp

• Nhu cầu sử dụng nước thay đổi liên

tục trong ngày Vào ban đêm, gần

như không sử dụng, trong khi buổi

sáng và buổi trưa thì sử dụng quá

nhiều

• Theo truyền thống thì sử dụng van

để giảm lưu lượng trong đường ống

nên lãng phí điện

• Nếu Sensor áp lực hồi tiếp về biến

tần, tốc độ bơm sẽ tăng giảm và khi

đó sẽ tiết kiệm điện

Dùng biến tần điều khiển tốc độ

•Bể sục khí được quản lý bằng cách đo lượng DO trong bể và đáp ứng yêu cầu sục khí trong bể bằng cách thay đổi tốc độ các thiết bị như máy thổi khí, máy khuấy, máy bơm… cho phù hợp

– Tiết kiệm năng lượng – Quy trình xử lý được cải tiến tốt hơn do quản lý được lượng DO – Giảm hao mòn cơ cho các thiết bị – Tăng hiệu suất các thiết bị

Bể sục khí trong xử lý nước thải

Ưu điểm khi sử dụng biến tần điều

khiển tốc độ bơm

• Tiết kiệm năng lượng

• Giảm độ ồn

• Giảm hao mòn cơ

• Giảm va đập thủy lực

Dùng Biến Tần Điều Khiển Máy Nén Khí

Trục Vít

Air Treatment

Controller

Properly Sized Air Storage

Air Receiver

ĐẶC TÍNH HỆ THỐNG

Images provided by Ingersoll-Rand

Yêu cầu điều khiển khí nén,

• Đặc tính tải: thường là 70 – 80% tải định mức

• Thiếu khả năng điều khiển áp lực hoặc điều khiển không chính xác

Các loại máy nén khí

• Hiệu suất cao hơn khi

chạy non tải

Air Compressor Types

• Rotary screw (Loại

Air Compressor Types

Các phương pháp điều áp

• Điều khiển Tắt – Mở (On-off control)

• Điều khiển Có tải-Không taiû (Load-No Load control)

• Sự điều biến

– Van tiết lưu - Throttle valve

– Van tự động - Slide valve

• Hybrid L-NL / Modulation

• Biến tần

Lợi ích của điều khiển bằng

biến tần

• Tiết kiệm năng

lượng và ổn định áp

suất

– Chi phí sẽ tăng

thêm 1.5% cho mỗi

PSI áp lực tăng

Năng lượng tiêu thụ cho máy nén

Năng lượng tiêu thụ trong suốt quá trình có tải

Energy = Power x time

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng

Maintenance 5%

Energy 84%

Purchase Price 11%

• Điều khiển truyền thống

– 11% Giá mua thiết bị

– 5% Phí bảo trì

– 84% chi phí năng lượng điện

Energy 51%

Maintenance 7%

Purchase Price 12%

AFD Savings 30%

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng

• Điều khiển bằng biến tần

– 12% Giá mua thiết bị

MÁY THỔI KHÍ

Air is free but compressed air cost!

Danfoss VLT Frequency Inverter help to reduce cost

of energy per psi

Closed Loop control system

Danfoss Pressure transmitter

( feedback pressure signal 4-20mA)

Motor name-plate

THÔNG SỐ MÁY THỔI KHÍ

Design

Head/Flow

Actual

Head/Flo w

Giảm chi phí vận hành máy thổi khí

Các thông số Tốc độ cố định Chạy với Biến tần Dòng điện có tải (A) 70 56 (dự kiến)

Số giờ chạy/Năm 24x300=7200 24x335=7200

Tiết kiệm chi phí ( USD) 53,280 x 0.062 = 3,303

Thời gian hoàn vốn 1.66 năm (20 tháng)

Tính toán dựa trên thời gian hoạt động 24g/ngày, 10 tháng

(300ngày)/năm

Benefits of Air Control By VLT

• Reduced wear & tear for mechanical part

• Reduced the physical noise

• Improve the power factor

• Reduced the starting current

• Most important… Save Electricity bill-Money!!!