TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO TRẠM NGHIỀN CAM RANH THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG HÀ TIÊN 1

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO TRẠM NGHIỀN CAM RANH THUỘC CTY CP PHẦN XI MĂNG HÀ TIÊN 1 Học viên: HOÀNG THANH CẦM Chuyên ngành: Kỹ thu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HOÀNG THANH CẦM

TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO TRẠM NGHIỀN CAM RANH THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG HÀ TIÊN 1

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HOÀNG THANH CẦM

TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG

CHO TRẠM NGHIỀN CAM RANH THUỘC CÔNG TY CỔ PHẦN XI MĂNG HÀ TIÊN 1

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: TS ĐOÀN ANH TUẤN

Đà Nẵng - Năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hoàng Thanh Cầm

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO TRẠM NGHIỀN CAM RANH THUỘC CTY CP PHẦN XI MĂNG HÀ TIÊN 1

Học viên: HOÀNG THANH CẦM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60 52 02 02 Khóa: 33 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt - Hiện nay có rất nhiều cuộc hội thảo, nhiều giải pháp thực nghiệm, đồng thời rất

nhiều thiết bị mới, công nghệ mới được áp dụng với mục đích giảm thiểu tiêu thụ năng lượng Tuy nhiên hiệu quả đem lại vẫn chưa cao thứ nhất là do ý thức của các doanh nghiệp, thứ hai

là chính sách pháp luật chưa nghiêm nên tình trạng thất thoát năng lượng một cách vô ích còn lớn Trạm nghiền Cam Ranh thuộc Cty CP xi măng Hà Tiên 1 là một doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực chế biến khoáng sản, hàng năm tiêu thụ khoảng 27199221 (kWh) chiếm một tỷ

lệ tiêu thụ điện năng rất lớn trong khu vực TP Cam Ranh Việc sử dụng năng lượng chưa hiệu quả tại một số khâu sản xuất, đặc biệt là những khâu có nhiều động cơ điện Nghiên cứu này được đề xuất nhằm tìm ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng nhằm áp dụng các giải pháp này vào Trạm nghiền Cam Ranh góp phần giảm áp lực thiếu hụt năng lượng và cải thiện môi trường, đảm bảo an ninh năng lượng đất nước Từ các số liệu, thông tin thu thập ở Trạm nghiền tác giả đã nêu ra giải các pháp tiết kiệm năng lượng và được phân tích cụ thể trong bài báo Tác giả đã tóm tắt các kết quả đã đạt được và đưa ra các hướng phát triển tiếp theo

Từ khoá – Tính toán và đề xuất; các giải pháp tiết kiệm năng lượng; tiết kiệm năng lượng;

Trạm nghiền Xi măng; nghiên cứu tiết kiệm năng lượng

CALCULATION AND PROPOSITION OF ENERGY SAVING SOLUTIONS FOR CAM RANH GRINDING STATION OF VICEM HA TIEN 1 CEMENT JOINT

STOCK COMPANY Summary - There are many seminars, many experimental solutions, and many new

equipment, new technologies are applied to reduce energy consumption However, the effect

is still not high, first of all, because of the awareness of enterprises, the second , the law is not strict, so the energy is lost uselessly The Cam Ranh grinding station of Vicem Ha Tien 1 Cement Joint Stock Company is an enterprise operating in the field of mineral processing, consuming about 27199221 kWh, accounting for large percentage of electricity consumption

in the Cam Ranh City The use of energy is not effective at some stages of production, especially those with multiple electric motors.This research is proposed to find energy saving solutions to apply these solutions to Cam Ranh grinding station to reduce the pressure of energy shortages and improve the environment, ensuring national energy security From the data is collected at the author's grinding station, the energy saving solutions are described and analyzed in detail in the article The author has summarized the results achieved and set out the next direction

Keywords – calculation and proposition; energy saving solutions; energy saving; Cement grinding station; Energy saving study

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ix

DANH MỤC CÁC HÌNH x

MỞ ĐẦU……….1

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 1

3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

4 ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 2

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 2

6 KẾT CẤU ĐỀ TÀI 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM… ……….…….3

TẦM QUAN TRỌNG CỦA NĂNG LƯỢNG……….3

1.1 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI……….3

1.2 1.2.1 Tình hình sử dụng năng lượng 3

1.2.2 Vài nét chung về nhu cầu năng lượng của thế giới 3

1.2.3 Chính sách về tiết kiệm năng lượng 7

1.2.3.1 Belarus: 7

1.2.3.2 Slovakia 7

1.2.3.3 Thái Lan 7

1.2.3.4 Trung Quốc 7

1.2.3.5 Idonesia 8

1.2.3.6 Nhật Bản 8

ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY TRONG 1.3 NƯỚC……… 8

1.3.1 Tình hình sử dụng năng lượng 8

1.3.2 Chính sách về tiết kiệm năng lượng 10

1.3.3 Nhận xét 11

TỔNG KẾT CHƯƠNG……… 11

1.4 CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP TKNL CHO TRẠM NGHIỀN CAM RANH 12

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT……….12

2.1 2.1.1 Sơ lược về Trạm nghiền Cam Ranh 12

2.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất xi măng của Trạm nghiền 13

SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ DANH MỤC THIẾT BỊ SỬ DỤNG ĐIỆN……14

2.2 2.2.1 Sơ đồ cung cấp điện của trạm nghiền: 14

2.2.2 Danh mục thiết bị sử dụng năng lượng cho trạm nghiền (Phụ lục 05) 15

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG Ở CÁC 2.3 KHÂU SẢN XUẤT……… 15

2.3.1 Tình hình sản xuất và sử dụng năng lượng của Trạm nghiền 15

2.3.2 Đặc điểm tiêu thụ năng lượng ở các khâu sản xuất 15

2.3.3 Phân tích các vấn đề kỹ thuật của HT tiêu thụ năng lượng 16

2.3.3.1 Hệ thống nhập nguyên liệu 16

2.3.3.2 Hệ thống nghiền xi măng 18

2.3.3.3 Hệ thống xuất xi măng 21

2.3.3.4 Hệ thống khí nén 22

2.3.3.5 Hệ thống bơm nước giải nhiệt 24

2.3.3.6 Hệ thống phi sản xuất 25

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP TKNL………26

2.4 2.4.1 Giải pháp TKNL chung 26

2.4.1.1 Giải pháp TKNL cho động cơ điện 26

2.4.1.2 Giải pháp tiết kiệm năng lượng bằng biện pháp quản lý – Vận hành 26

2.4.1.3 Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống chiếu sáng 27

2.4.2 Giải pháp TKNL cụ thể 27

2.4.2.1 Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất cho động cơ có công suất lớn 27

2.4.2.2 Giải pháp dùng biến tần cho hệ thống quạt, bơm nước, máy nén khí 29

2.4.2.3 Giải pháp tiết kiệm năng lượng bằng biện pháp quản lý – Vận hành 37

2.4.2.4 Giải pháp dùng đèn hiệu suất cao cho hệ thống chiếu sáng 42

TỔNG KẾT CHƯƠNG……… 45

2.5 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CÁC GIẢI PHÁP TKNL TRẠM NGHIỀN CAM RANH 46

TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI DÙNG GIẢI PHÁP BÙ CÔNG SUẤT 3.1 PHẢN KHÁNG CHO ĐỘNG CƠ CÓ CÔNG SUẤT LỚN……….46

3.1.1 Tính toán kinh tế khi dùng giải pháp bù 46

3.1.1.1 Các công thức tính toán 46

3.1.1.2 Phân tích chi phí, lợi ích 48

3.1.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi dùng giải pháp bù 49

TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI DÙNG BIẾN TẦN CHO HỆ THỐNG 3.2 QUẠT, BƠM NƯỚC, MÁY NÉN KHÍ………50

3.2.1 Tính toán kinh tế khi dùng giải pháp biến tần 50

3.2.1.1 Công thức tính toán 50

3.2.1.2 Phân tích chi phí, lợi ích 54

3.2.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi dùng giải pháp biến tần 55

TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI DÙNG GIẢI PHÁP QUẢN LÝ - VẬN 3.3 HÀNH………56

3.3.1 Giảm nước ngưng trong hệ thống phân phối khí nén 56

3.3.1.1 Công thức tính toán 56

3.3.1.2 Phân tích chi phí, lợi ích 56

3.3.1.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế 57

3.3.2 Giảm nhiệt độ đầu vào máy nén khí 57

3.3.2.1 Công thức tính toán 57

3.3.2.2 Phân tích Chi phí – Lợi ích 57

3.3.2.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế 58

3.3.3 Giảm thời gian sử dụng cho máy điều hoà 58

3.3.3.1 Công thức tính toán 58

3.3.3.2 Phân tích chi phí – lợi ích 58

3.3.3.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế 59

3.3.4 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi dùng giải pháp quản lý - vận hành 59

TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ KHI DÙNG ĐÈN HIỆU SUẤT CAO CHO 3.4 HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG……… 60

3.4.1 Tính toán kinh tế khi dùng đèn hiệu suất cao 60

3.4.1.1 Công thức tính toán 60

3.4.1.2 Phân tích lợi ích khi dùng giải pháp dùng đèn hiệu suất cao 60

3.4.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế khi dùng đèn hiệu suất cao 61

TỔNG HỢP CÁC GIẢI PHÁP BÙ, BIẾN TẦN, QUẢN LÝ – VẬN HÀNH, 3.5 DÙNG ĐÈN HIỆU SUẤT CAO……… 62

PHÂN TÍCH TÀI CHÍNH……… 62

3.6 TỔNG KẾT CHƯƠNG……… 63

3.7 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….67 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI

BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC

PHẢN BIỆN

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Btu: British Thermal Unit: Đơn vị nhiệt lượng Anh

DO – Diesel Oil: Dầu Diesel

HT: Hệ thống

IEO - International economic organization: Tổ chức kinh tế quốc tế

TKNL: Tiết kiệm năng lượng

TOE – Ton of Oil Equivalent: Tấn dầu tương đương

UNDP - United Nations Development Programme: Chương trình Phát triển Liên Hợp Quốc

WB - World Bank: Ngân hàng Thế giới

WTO - World Trade Organization: Tổ chức thương mại thế giới

VSD: Variable speed drive

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Dự báo tăng trưởng GDP giai đoạn 2011 đến 2030 8

Bảng 2.1 Biểu giá điện hiện nay của nhà máy ở cấp 6kV 14

Bảng 2.2 Sản lượng xi măng, điện năng tiêu thụ và suất tiêu hao điện

Bảng 2.3 Tiêu thụ điện năng ở các khâu sản xuất 16

Bảng 2.4 Thống kê thiết bị tiêu thụ NL chính HT nhập nguyên liệu 17

Bảng 2.5 Thống kê thiết bị tiêu thụ NL chính HT nhập nghiền xi măng 19

Bảng 2.6 Thống kê thiết bị tiêu thụ năng lượng chính HT xuất xi măng 21

Bảng 2.7 Thống kê thiết bị tiêu thụ năng lượng chính 23

Bảng 2.9 Thống kê các thiết bị chiếu sáng 25

Bảng 2.10 Bảng vận hành hệ thống khí nén đề xuất 39

Bảng 2.11 Nhiệt độ khí vào và mức tiêu thụ năng lượng của máy nén 41

Bảng 2.12 So sánh giữa đèn Led và đèn huỳnh quang T10 44

Bảng 3.1 Danh mục thiết bị bù công suất phản kháng 46

Bảng 3.2 Phân tích chi phí, lợi ích khi dùng giải pháp bù 49

Bảng 3.3 Danh mục các thiết bị dùng giải pháp biến tần 50

Bảng 3.4 Phân tích chi phí, lợi ích khi lắp biến tần 54

Bảng 3.5 Chi phí và lợi ích giải pháp giảm nước ngưng trong HTPP khí

Bảng 3.6 Chi phí và Lợi ích – Giảm nhiệt độ không khí đầu vào máy nén 58

Bảng 3.7 Phân tích chi phí, lợi ích khi giảm thời gian sử dụng cho máy

Bảng 3.8 Tổng hợp chi phí, lợi ích khi dùng giải pháp quản lý – Vận hành 59

Bảng 3.9 Phân tích chi phí lợi ích khi dùng đèn hiệu suất cao 60

Bảng 3.10 Tổng hợp chi phí lợi ích các giải pháp 62

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1.1 Các lĩnh vực sử dụng năng lượng ở Việt Nam giai đoạn

Biểu đồ 1.2 Tương quan kinh tế và năng lượng, từ năm 2005 đến 2030 9

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Mức tiêu thụ NL Thế giới từ 1970 -2025 3

Hình 1.2 Mức tiêu thụ NL theo khu vực từ 1970 -2025 3

Hình 1.3 Mức tiêu thụ các nguồn NL của thế giới từ 1970 – 2025 4

Hình 1.4 Lượng khí thải CO2 sinh ra do sử dụng nguồn hoá thạch từ

Hình 1.5 Tiêu thụ NL thế giới theo nguồn NL từ 1970 -2025 4

Hình 1.6 Biểu đồ tiêu thụ NL thế giới của các nguồn NL (%) 4

Hình 1.7 Tiêu thụ NL cho ngành vận tải của Mỹ, Canada, Mexico từ

Hình 2 1 Các loại sản phẩm của Công ty Xi măng Hà Tiên 1 12

Hình 2 2 Quy trình sản xuất xi măng cơ bản 13

Hình 2.7 Đồ thị phụ tải cẩu trục số 2 năm 2016 17 Hình 2.8 Đồ thị phụ tải băng tải dài nhập liệu năm 2016 18 Hình 2.9 Đồ thị phụ tải quạt lọc bụi phía núi năm 2016 18

Hình 2.10 Máy nghiền bi 19

Hình 2.12 Khu vực máy nghiền và silo xi măng 19

Hình 2.14 Đồ thị phụ tải động cơ quay chậm máy nghiền 20 Hình 2.15 Độ mở van của quạt tuần hoàn và quạt lọc bụi chính 21 Hình 2.16 Khu vực xuất xi măng bao và xi măng xá 22

Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống khí nén 23

Hình 2.27 Đồ thị phụ tải máy nén khí số 3 năm 2016 33

Hình 2.28 Đồ thị quan hệ giữa công suất tiêu thụ và lưu lượng khí nén 34 Hình 2.29 Sơ đồ nguyên lý chung hệ thống quạt hút tại nhà máy 34 Hình 2.30 Sơ đồ nguyên lý chung lắp biến tần cho hệ thống quạt 35

Hình 2.31 Quan hệ giữa lưu lượng và công suất tiêu thụ của hệ thống quạt 35

Hình 2.33 Đồ thị quạt lọc bụi chính 36 Hình 2.34 Lưu lượng đọc khoảng 140 m3/h 37

Hình 2.36 Bộ xả nước ngưng tự động bằng timer 38

Hình 2.37 Hình ảnh một số bộ xả nước ngưng tự động trên thị trường 38

Hình 2.38 Sơ đồ cải tạo hệ thống khí nén đề xuất 39 Hình 2.39 Phòng máy nén khí rất kín, không thoáng gió 40

Hình 2.40 Gió nóng giải nhiệt đầu nén thải trực tiếp vào không gian trong

Hình 2.41 Đồ thị phụ tải máy nén khí trục vít ngoài cảng 40

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Các nguồn năng lượng được sử dụng phổ biến hiện nay trên thế giới là nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu… Tuy nhiên, các nguồn năng lượng này đang đứng trước vần đề cạn kiệt Các nguồn năng lượng khác, như năng lượng gió, mặt trời… có khả năng tái tạo thì việc triển khai và sử dụng chúng hiện tại đang gặp rất nhiều khó khăn về mặt công nghệ và chưa hoàn toàn hiệu quả về mặt kinh tế

Thời gian gần đây sự biến động của giá nhiên liệu ngày càng lên cao, thúc đẩy yêu cầu tiết kiệm năng lượng lên mức cao đối với các ngành sản xuất, đặc biệt là sản xuất công nghiệp Có rất nhiều cuộc hội thảo, nhiều giải pháp thực nghiệm, đồng thời rất nhiều thiết bị mới, công nghệ mới được áp dụng với mục đích giảm thiểu tiêu thụ năng lượng Bên cạnh sự thiếu năng lượng do nhu cầu tăng cao, một vấn đề cũng không kém phần quan trọng là sự nóng lên toàn cầu; biến đổi khí hậu do khai thác và

sử dụng năng lượng không hợp lý

Theo kinh nghiệm của nhiều nước, một trong những giải pháp kinh tế và có hiệu quả để giảm bớt nhu cầu phát triển nguồn năng lượng và giảm sự ô nhiễm môi trường gây biến đổi khí hậu là áp dụng các chương trình quản lý sử dụng nhu cầu năng lượng

Trạm nghiền Cam Ranh thuộc Cty CP xi măng Hà Tiên 1 là một doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực chế biến khoáng sản, hàng năm tiêu thụ khoảng

27199221 (kWh) chiếm một tỷ lệ tiêu thụ điện năng rất lớn trong khu vực TP Cam Ranh Việc sử dụng năng lượng chưa hiệu quả tại một số khâu sản xuất, đặc biệt là những khâu có nhiều động cơ điện Xuất phát từ những vấn đề nêu trên tôi tiến hành

nghiên cứu đề tài: “ Tính toán và đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho

Trạm Nghiền Cam Ranh thuộc CTy CP Xi măng Hà Tiên 1”

2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

- Đánh giá việc quản lý sử dụng và tiết kiệm năng lượng của Trạm Nghiền Cam Ranh thuộc Cty CP Xi măng Hà Tiên 1; tìm ra những yếu tố tích cực, những hạn chế bất cập còn tồn tại

- Nghiên cứu các chương trình tiết kiệm năng lượng từ đó đề xuất các giải pháp

để thực hiện có hiệu quả việc quản lý sử dụng nhu cầu năng lượng trong tương lai, đảm bảo hài hòa giữa mục đích ngắn hạn và mục đích dài hạn, phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế của Trạm nghiền

- Giảm suất tiêu hao năng lượng trong sản xuất cho Trạm nghiền

`

3 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu:

- Phân tích quản lý sử dụng nhu cầu năng lượng và đề xuất các giải pháp thực hiện tiết kiệm năng lượng đối với Trạm nghiền

Phạm vi nghiên cứu:

- Tình hình sản xuất và sử dụng năng lượng tại Trạm nghiền

Phương pháp nghiên cứu:

- Lấy số liệu, thu thập xử lý và tổng hợp thông tin liên quan đến đề tài nghiên cứu, qua đó tiến hành tra cứu, ghi chép lại những kết quả, thông tin, lí luận

4 ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

- Phân tích thực trạng về quản lý, sử dụng năng lượng của Trạm nghiền

- Thu thập và xử lý thông tin về hệ thống quản lý cung cấp năng lượng đối với Trạm nghiền

- Đề xuất các giải pháp nâng cao việc quản lý sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài nghiên cứu tình hình sử dụng năng lượng nhằm tìm ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng áp dụng các giải pháp này vào Trạm nghiền Cam Ranh góp phần giảm áp lực thiếu hụt năng lượng và cải thiện môi trường, đảm bảo an ninh năng lượng đất nước

6 KẾT CẤU ĐỀ TÀI

Đề tài ngoài phần mở đầu và kết luận, gồm có 3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về tình hình TKNL trên thế giới và tại Việt Nam

Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất Xi măng và phân tích, lựa chọn các giải pháp TKNL cho Trạm nghiền Cam Ranh

Chương 3: Tính toán, đánh giá hiệu quả kinh tế các giải pháp TKNL cho Trạm nghiền Cam Ranh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI

VÀ TẠI VIỆT NAM TẦM QUAN TRỌNG CỦA NĂNG LƯỢNG

1.1.

Năng lượng là một vấn đề mang tính toàn cầu Loài người hiện nay đang đối mặt với hàng loạt các vấn đề như điều kiện sống khó khăn, thiếu dinh dưỡng, thất nghiệp,… Vì vậy cần có một sự hiểu biết về vấn đề này, đặc biệt là vấn đề nhận thức mối liên hệ gắn kết giữa năng lượng với chúng ta

ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TRÊN THẾ GIỚI 1.2.

1.2.1 Tình hình sử dụng năng lượng

Trên thế giới vào những năm đầu của thế kỷ thứ 21 đang đứng trước nhiều vấn đề cần phải đối mặt Trong đó, vấn đề được xem là nóng bỏng nhất và thu hút sự quan tâm của tất cả các nhà khoa học cũng như Chính Phủ các quốc gia hiện nay là hiện tượng ấm lên toàn cầu do tác động của hiệu ứng nhà kính và sự khủng hoảng về năng lượng Theo dự báo của Cơ quan thông tin về năng lượng (EIA) vào năm 2004, trong vòng 24 năm kể từ năm 2001 đến năm 2025, mức tiêu thụ năng lượng trên toàn thế giới có thể tăng thêm 54% (ước tính khoảng 404 nghìn triệu triệu Btu năm 2001 tới

623 Btu vào năm 2025) mà nhu cầu chủ yếu sẽ rơi vào các quốc gia có nền kinh tế đang phát triển mạnh mẽ, ví dụ như Trung Quốc hay Ấn Độ ở châu Á

Hình 1.1 Mức tiêu thụ NL Thế giới từ

1970 -2025 (đơn vị nghìn triệu Btu)

Hình 1.2 Mức tiêu thụ NL theo khu vực từ

1970 -2025 (đơn vị nghìn triệu Btu)

1.2.2 Vài nét chung về nhu cầu năng lượng của thế giới

Về vấn đề này, có 3 điểm chúng ta cần lưu ý

Thứ nhất là, nhu cầu về năng lượng của thế giới tiếp tục tăng lên đều đặn trong hơn hai thập kỷ qua

Thứ hai là, nguồn năng lượng hóa thạch vẫn chiếm 90% tổng nhu cầu về năng lượng cho đến nay

Thứ ba là, nhu cầu đòi hỏi về năng lượng của từng khu vực trên thế giới cũng không giống nhau

Hình 1.3 Mức tiêu thụ các nguồn NL của

thế giới từ 1970 – 2025 (đơn vị nghìn

triệu Btu)

Hình 1.4 Lượng khí thải CO2 sinh ra do

sử dụng nguồn hoá thạch từ 1970-2025

Hình 1.3 chỉ ra mức tiêu thụ các nguồn năng lượng khác nhau trên thế giới theo nguồn năng lượng Tài liệu của Cơ quan thông tin năng lượng 2004 đã dự báo rằng nhu cầu tiêu thụ tất cả các nguồn năng lượng đang có xu hướng tăng nhanh Giá của các năng lượng hóa thạch dùng cũng vẫn rẻ hơn so với các nguồn năng lượng hạt nhân, năng lượng tái tạo hay năng lượng các dạng năng lượng hoàn nguyên khác (renewable energy) Các nguồn năng lượng hóa thạch trên thế giới đang dần cạn kiệt, thêm nữa là những vấn đề môi trường nảy sinh trong quá trình khai thác đã dẫn đến việc khuyến khích sử dụng năng lượng hoàn nguyên để giảm bớt sự ô nhiễm môi trường (Hình 1.4 cho thấy lượng khí thải CO2 sinh ra trong quá trình sử dụng năng lượng hóa thạch) và tránh gây cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch Nhưng do chưa

có những điều luật cụ thể về vấn đề này, nên dầu mỏ, than đá, khí thiên nhiên vẫn được coi là nguồn nhiên liệu chủ yếu để nhằm thỏa mãn những đòi hỏi về năng lượng

và chính điều đó sẽ dẫn đến sự cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch trong một thời gian không xa

Hình 1.5 Tiêu thụ NL thế giới theo nguồn

NL từ 1970-2025 (đơn vị nghìn triệu triệu

Btu

Hình 1.6 Biểu đồ tiêu thụ NL thế giới của các nguồn NL (%)

Hình 1.5 Minh họa tình hình tiêu thụ năng lượng cơ bản của thế giới phân theo nguồn năng lượng từ năm 1970-2025

Nguồn tài nguyên thiên nhiên từ biển đã trở thành tiêu điểm cạnh tranh quốc tế Dầu mỏ vẫn được coi là nguồn năng lượng chính cho toàn thế giới tới năm 2025 Hình 1.6 thống kê nhu cầu tiêu thụ các loại năng lượng của thế giới Thống kê của IEO

2004 cho thấy, với nhu cầu đòi hỏi về dầu mỏ tăng lên 1,9% mỗi năm thì trong vòng

24 năm tới, mức tiêu thụ 77 triệu thùng/ngày năm 2001 sẽ tăng lên tới 121 triệu thùng/ngày vào năm 2025, mà nhu cầu lớn nhất sẽ là từ Mỹ và các nước đang phát triển ở châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc… Các quốc gia này có thể sẽ chiếm tới 60% nhu cầu của thế giới

Một số quốc gia với nhu cầu tiêu thụ năng lượng hàng đầu của thế giới:

Mỹ là quốc gia đứng đầu trên thế giới về sức tiêu thụ năng lượng Nhu cầu về dầu mỏ của Mỹ tăng lên khoảng 1,5% mỗi năm kể từ năm 2001 và sẽ đạt tới 28,3 triệu thùng/ngày vào năm 2025 Theo báo cáo của IEO 2004, nhu cầu về năng lượng dùng trong ngành vận tải của Mỹ từ 26,6 nghìn triệu triệu Btu trong năm 2001 sẽ tăng lên 41,2 nghìn triệu triệu Btu vào năm 2025, tức là tăng từ 28% lên 30% so với tổng nhu cầu về năng lượng trên toàn nước Mỹ (Hình 1.7) Chỉ riêng đối với ngành vận tải hàng không nội địa và quốc tế, mức tiêu tốn năng lượng trung bình đã tăng khoảng 1,8% mỗi năm, từ 2,97 nghìn triệu triệu Btu cho năm 2001 lên tới 4,3 nghìn triệu triệu Btu vào năm 2005 Năng lượng dùng để chuyên chở cho ngành xe lửa cũng tăng 0,9% mỗi năm, từ 0,5 nghìn triệu triệu Btu đạt tới 0,57 Btu

Hình 1.7 Tiêu thụ NL cho ngành vận tải

của Mỹ, Canada, Mexico từ 2001 – 2025

(đơn vị triệu triệu Btu)

Hình 1.8 Tiêu thụ NL cho ngành vận tải của Trung Quốc và một số nước châu Á

từ 2001 – 2025 (đơn vị triệu triệu Btu) Nhật Bản là quốc gia châu Á có nền kinh tế đứng thứ hai thế giới Nhật là một quốc gia có trình độ kỹ thuật tối tân hiện đại nhưng hầu như không có tài nguyên khoáng sản nên phải nhập khẩu dầu mỏ, than từ Trung Đông, Indonesia và các nước khác Sau khủng hoảng dầu mỏ lần thứ nhất (năm 1973), Nhật Bản đã đặt chiến lược dự trữ dầu mỏ lên vị trí hàng đầu, ví dụ như xây các kho dự trữ quốc gia cũng như bù

lỗ hàng trăm triệu yên cho dân dự trữ dầu để đảm bảo việc duy trì nguồn cung cấp dầu

mỏ ổn định khi xảy ra khủng hoảng đồng thời duy trì quan hệ với các quốc gia ở Trung Đông để đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng lâu dài cũng như góp phần duy trì và đảm bảo an ninh thông suốt cho tuyến đường vận chuyển dầu mỏ từ eo biển Đài Loan tới Malacca, Ấn Độ Dương và vịnh Ba Tư

Một quốc gia khác có vai trò hết sức quan trọng nữa ở châu Á là Trung Quốc, nước có sức tiêu thụ dầu thô đứng thứ 2 thế giới Năng lượng sử dụng trong ngành vận tải ở Trung Quốc tăng 5,3% mỗi năm, từ 4,1 nghìn triệu triệu Btu trong năm 2001 có thể sẽ tăng lên 14 nghìn triệu triệu Btu vào năm 2025 (Hình 1.8), với nguồn nhiên liệu chính là dầu mỏ, vì vậy khoảng 2/3 nhu cầu về dầu mỏ của Trung Quốc sẽ được sử dụng cho ngành vận tải Thị trường ô tô chở khách tăng 10 lần kể từ năm 1990-2000 Thêm nữa, nhu cầu về xe hơi bùng nổ vào năm 2002 do sự cạnh tranh giá cả dẫn tới việc lượng xe hơi nhập khẩu tăng vọt sau khi thuế nhập khẩu giảm do Trung Quốc gia nhập WTO tháng 12 năm 2001 Tờ Thời Báo Bắc Kinh đã viết rằng, mức nhiên liệu tiêu thụ trên 1 cây số đối với xe hơi ở Trung Quốc lớn hơn 10-20% so với ở các nước phát triển Ngành công nghiệp hàng không phát triển mạnh thứ hai trong các phương tiện vận tải Nhu cầu nhiên liệu ngày càng lớn khiến Trung Quốc trở thành một trong những quốc gia nhập khẩu và tiêu dùng nhiên liệu hàng đầu thế giới Hiện nay Trung Quốc đã trở thành quốc gia lớn thứ 2 thế giới về nhập khẩu dầu lửa Dự tính năm

2005, mỗi ngày Trung Quốc nhập khẩu 2,5 triệu thùng, năm 2010 nhập khẩu 3,3 triệu thùng/ ngày, năm 2030 nhập khẩu 7,3 triệu thùng/ ngày Một số học giả cho rằng trong tương lai, Trung Quốc, chứ không phải là Mỹ, Nhật Bản hay các nước công nghiệp phát triển khác, sẽ chi phối giá cả thị trường nguyên liệu toàn thế giới

Nhu cầu về năng lượng cho ngành vận tải của Ấn Độ với mức tăng trưởng khoảng 4,4% mỗi năm từ 1,9 nghìn triệu triệu Btu trong năm 2001 lên 5,3 nghìn triệu triệu Btu ở thời điểm năm 2025 và chiếm khoảng 20% tổng mức tiêu thụ năng lượng trên toàn lãnh thổ Các quốc gia khác như Úc, New Zealand, các nước Đông, Tây Âu, cho dù có mức tăng dân số chậm thì cũng có nhu cầu tiêu thụ dầu mỏ và các năng lượng khác ngày càng tăng cao

Nga là một nước lớn về sản xuất dầu mỏ trên thế giới, Nga trở thành nguồn cung cấp dầu mỏ quan trọng cho phương Tây Nga đã thu được nhiều lợi ích khi giá dầu quốc tế tăng lên và đòi hỏi ngày càng nhiều về dầu lửa của Trung Quốc, Nhật Bản

Tuy nhiên, Nga cũng gặp khó khăn trong việc khai thác dầu mỏ ở vùng biển Caspi Vùng biển này nối liền hai đại lục Âu, Á, nằm ở giữa khu vực Trung Á, Kavkaz

và Iran, có diện tích mặt nước biển 44 vạn km2 (dài 1.440 km, rộng 278 km), được coi

là "Vịnh Ba Tư thứ hai của thế kỷ 21", với trữ lượng dầu đã thăm dò khoảng 7 - 10 tỉ tấn, phần lớn tập trung ở vùng thềm lục địa gần Azecbaizan và Kazakhstan Mặc dù nhu cầu về năng lượng cho các ngành đặc biệt là ngành vận tải chỉ tăng có 3,1% hàng năm nhưng cũng thay đổi từ 3,9 nghìn triệu triệu Btu (năm 2001) tới mức 8,0 nghìn triệu triệu Btu vào năm 2025 (Hình 1.9)

Hình 1.9 Tiêu thụ NL cho ngành vận tải của đông Âu và Liên Xô cũ từ 2001 – 2025 (triệu triệu Btu)

1.2.3 Chính sách về tiết kiệm năng lượng

1.2.3.1 Belarus

Ban hành chính sách năng lượng nhưng chưa phải là chính sách TKNL; có Ban kiểm soát liên bộ về TKNL Trích một phần thuế quan NL xây dựng quỹ hiệu quả năng lượng năm 2006 Quỹ đạt trên 100 triệu USD; Chiến lược EC (2000 – 2008) đã triển khai do mức tiêu thụ nước và nhiệt độ trong nhà; khuyến khích dùng năng lượng phi thương mại (như củi); mục tiêu giảm 7% tổng tiêu thụ NL trong nhà nước;

1.2.3.2 Slovakia

Tranh thủ nguồn vốn hỗ trợ của UNDP/ GEF Sovakia rất quan tâm việc nâng cao nhận thức; nâng cao năng lực quốc gia trong lĩnh vực xây dựng năng lực TKNL Quan tâm xây dựng thể chế Năm 2006 ban hành Chính sách quốc gia về TKNL

1.2.3.3 Thái Lan

Nhập khẩu 63% tổng NL tiêu thụ, chi phí 10% GDP năm 2007 Năm 1982 đã bắt đầu xây dựng chương trình TKNL lần thứ nhất, tiết kiệm 300 nghìn TOE/ năm; Kiểm toán năng lượng cho các xí nghiệp; Giảm thuế cho thiết bị TKNL (trị giá 15 triệu USD năm 2003) Năm 1987 thành lập Trung tâm TKNL Thái lan (ECCT); năm

1992 luật TKNL ban hành Uỷ ban chính sách năng lượng quốc gia (NEPC) được thành lập, đứng đầu là thủ tướng chính phủ Xây dựng chương trình thúc đẩy bảo tồn năng lượng ENCON với 3 chương trình chính và 10 chương trình phụ Xây dựng chương trình ENCON, hình thành do trích một phần tiền bán dầu, đạt gần 100 triệu USD/năm

1.2.3.4 Trung Quốc

Năm 1980 nguyên tắc phát triển năng lượng phát triển đồng thời sử dụng hiệu quả năng lượng Năm 1986 ban hành quy định tạm thời về quản lý NL Năm 1990 bắt đầu dự thảo TKNL Năm 1997 ban hành luật TKNL

1.2.3.5 Idonesia

Năm 1979 xây dựng chương trình TKNL; Năm 1987 thành lập cơ quan TKNL quốc gia KONEBA

1.2.3.6 Nhật Bản

Là quốc gia phải nhập năng lượng, có thống kê năng lượng từ năm 1980 Năm

1947 ban hành quy định về quản lý nhiệt; năm 1951 ban hành luật quản lý nhiệt; năm

1979 ban hành luật liên quan đến sử dụng năng lượng hợp lý ( năm 1983, 1993, 2002,

sử dụng đáp ứng nhu cầu phát triển những năm trước đây, kịch bản về tăng trưởng kinh tế và dự báo đến năm 2030

Về kịch bản tăng trưởng kinh tế tính theo chỉ tiêu GDP, được dự báo theo nghiên cứu của nhóm phân tích và dự báo của Viện Chiến lược phát triển, Bộ Kế hoạch và đầu tư được thể hiện thông qua bảng 1.1 dưới đây

Bảng 1.1 Dự báo tăng trưởng GDP giai đoạn 2011 đến 2030 Lĩnh vực 2011-2015 2016-2020 2021-2030

P/A Thấp Cơ sở Cao Thấp Cơ sở Cao Thấp Cơ sở Cao Tăng trưởng GDP(%) 7,0 7,5 8,0 7,0 8,0 8,4 7,2 7,8 8,6 Nông – lâm - thuỷ sản

(%) 2,7 3,0 3,0 2,0 2,2 2,2 2,0 2,2 2,2 CN-xây dựng(%) 7,5 8,4 9,0 7,5 8,6 9,3 7,4 8,1 9,1 Dịch vụ (%) 8,0 8,2 8,7 8,0 9,0 9,3 8,0 8,6 9,2

Nguồn: Nhóm nghiên cứu của Bộ KH&ĐT hỗ trợ lập TSĐ VII MPI, UNDP Nghiên cứu, xây dựng các mục tiêu định lượng giảm phát thải khí nhà kính trong ngành năng lượng Việt Nam, giai đoạn 2013-2030 Hỗ trợ xây dựng, thực hiện Chiến lược Quốc gia về TĂNG TRƯỞNG XANH Số đăng ký ĐKXB: 1287-2013/CXB/06- 632/BĐ

Như vậy, từ năm 2011-2030, tăng trưởng kinh tế của Việt Nam theo chỉ tiêu GDP dao động trong mức 7 - 8,6% Chỉ tiêu của các ngành cũng không có những đột

biết lớn, đối với nông – lâm - thủy sản dao động trong mức 2 - 3%; ngành Công

nghiệp - Xây dựng ở mức 7,5 - 9,3%; ngành dịch vụ dao động trong mức 8 - 9,3%

Như vậy sau mỗi giai đoạn chu kỳ 5 năm, mức tăng trưởng đều, đòi hỏi một sự đáp ứng năng lượng cũng phải tăng trưởng phù hợp

Đối với dự báo về nhu cầu sử dụng năng lượng, nghiên cứu cũng đã chỉ ra đối với kịch bản cơ sở, giai đoạn 2010 - 2030 điện năng và tổng sản phẩm dầu chiếm tỷ trọng lớn trong suốt cả giai đoạn Tỷ lệ tiêu thụ điện năng tăng từ 15,2% năm 2010 đến 32,1% năm 2030, còn đối với tiêu thụ than giảm nhẹ từ 20,1% xuống còn 18,2%, sử dụng khí đốt tăng từ 1% lên 1,6%, sản phẩm dầu tăng từ 33,7% lên 40,6%, đối với năng lượng phi thương mại giảm từ 28,9% xuống còn 7,5% tính cho giai đoạn 20 năm

từ 2010 đến 2030

Đối với sử dụng năng lượng dự báo cho các ngành, trên cơ sở tính toán và dự báo theo kịch bản tăng trưởng kinh tế, kết quả đưa ra được thể hiện thông qua biểu đồ 1.1 dưới đây

Biểu đồ 1.1: Các lĩnh vực sử dụng năng

lượng ở Việt Nam giai đoạn 2010-2030 Biểu đồ 1.2 Tương quan kinh tế và NL, từ năm 2005 đến 2030

Nguồn: MPI, UNDP Nghiên cứu, xây dựng các mục tiêu định lượng giảm phát thải khí nhà kính trong ngành năng lượng Việt Nam, giai đoạn 2013-2030 Hỗ trợ xây dựng, thực hiện Chiến lược Quốc gia về TĂNG TRƯỞNG XANH Số đăng ký ĐKXB: 1287-2013/CXB/06-632/BĐ

Từ biểu đồ cho thấy, xét trong giai đoạn 2010-2030, ngành sử dụng nhiều năng lượng nhất là ngành công nghiệp, tiếp đến là giao thông vận tải, sau đó là dân dụng và dịch vụ thương mại Đáng lưu ý tăng trưởng sử dụng năng lượng đối với ngành công nghiệp, giao thông vận tải và dịch vụ thương mại có sự tăng nhanh so với dân dụng và nông nghiệp

Xét về tương quan tăng trưởng kinh tế và năng lượng giai đoạn 2005-2030 được các chuyên gia dự báo có một sự tăng đều thông qua biểu đồ 1.1 và biểu đồ 1.2

Từ biểu đồ 1.2 cho thấy so sánh tương quan giữa tăng trưởng kinh tế GDP và tổng nhu cầu năng lượng, từ năm 2025 đến năm 2030 khả năng thiếu năng lượng đáp ứng

nhu cầu tăng trưởng kinh tế là không tránh khỏi, đòi hỏi ngay từ bây giờ chúng ta phải

có chiến lược đáp ứng tổng nhu cầu năng lượng sớm

1.3.2 Chính sách về tiết kiệm năng lượng

Các hoạt động nghiên cứu và triển khai về TKNL phát triển mạnh khoảng 15 năm trở lại đây đặc biệt từ năm 2003 tới nay Nhà nước đã ban hành một số văn bản pháp luật quy định và hướng dẫn việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Các văn bản bản dưới luật:

Nghị định số 102/2003/ NĐ – CP về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất công nghiệp, trong các toà nhà, đối với các thiết bị, phương tiện sử dụng năng lượng và trong sinh hoạt của nhân dân

Quyết định số 80/ 2006/QĐ-TTg phê duyệt chương trình tiết kiệm điện giai đoạn

Nhiều Dự án, Chương trình TKNL, bảo vệ môi trường do chính phủ; do các tổ chức quốc tế đầu tư, triển khai tại Việt Nam, ví dụ:

Chương trình mục tiêu Quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả: Thực hiện giai đoạn một từ năm 2006 – 2010 triển khai tích cực các nội dung của chương trình và giai đoạn 2 từ năm 2011 – 2015 triển khai theo chiều sâu và điện rộng các nội dung của chương trình, trên cơ sở tổng kết, đúc rút kinh nghiệm giai đoạn một Mục tiêu phấn đấu tiết kiệm giai đoạn một tiết kiệm từ 3% - 5% tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn quốc Giai đoạn hai tiết kiệm từ 5% - 8% tổng mức tiêu thụ năng lượng trên toàn quốc Nội dung chương trình gồm 11 đề án, biên chế thành 6 nhóm nội dung: Tăng cường quán lý nhà nước; Giáo dục, tuyên truyền; Phát triển phổ biến thiết bị năng lượng hiệu suất cao, dần xoá bỏ thiết bị hiệu suất thấp; Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tại các doanh nghiệp, toà nhà, trong giao thông vận tải Giao cho từng Bộ, Nghành chủ trì

Dự án nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các doanh nghiệp nhỏ và vừa tại Việt Nam ( Promoting Energy Conservasion in Medium Scale Enteprises – PECSME) Do quỹ môi trường toàn cầu (GEF) hỗ trợ; Bộ khoa học Công nghệ thực hiện; thời gian thực hiện: 2006 – 2010 Mục tiêu của dự án là triển khai tại 500 doanh nghiệp vừa và nhỏ; thuộc 5 nghành công nghiệp: Gạch; Gốm sứ; Giấy và bột giấy; Dệt

may; Chế biến thực phẩm, tiết kiệm 136000 toe; giảm 962000 tấn CO2 trong gai đoạn

2006 -2010

Chương trình tiết kiệm thương mại thí điểm (Commercial Energy Efficieny Program – CEEP): Được hình thành từ nguồn tài trợ không hoàn lại 3,25 triệu USD của quỹ môi trường toàn cầu (DEF) cho chính phủ Việt Nam, uỷ thác qua WB Bộ công thương được giao triển khai chương trình Chương trình CEEP bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 8/2004, dự kiến hoạt động trong 4 năm Mục tiêu của chương trình

là xác định các mô hình kinh doanh TKNL hiệu quả để thúc đẩy phát triển TKNL ở Việt Nam; Xây dựng năng lực cho các đơn vị cung cấp dịch vụ TKNL “ Đại diện dự

án – PA”; Hỗ trợ 210 dự án TKNL với tổng số tiền đầu tư 7,32 triệu USD nhằm tiết kiệm được 13,171 MWh/năm

1.3.3 Nhận xét

Ở Việt Nam các chương trình tiết kiệm năng lượng được triển khai rộng rãi nhưng kết quả mang lại chưa cao, các nhà tiêu thụ năng lượng chỉ thực hiện tiết kiệm năng lượng khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho mình 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

TỔNG KẾT CHƯƠNG

1.4.

Ở chương 1 tác giả nói lên tình hình năng lượng hiện nay là một yếu trong những

tố rất cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của xã hội, đồng thời cũng như duy trì sự sống trên trái đất Với những sự cần thiết này đòi hỏi chúng ta phải hiểu biết về việc sử dụng năng lượng sao cho tiết kiệm và có hiệu quả hơn

Cùng với việc sử dụng năng lượng mới, năng lượng tái tạo trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, trong tương lai gần thì chưa thể đáp ứng được nhu cầu với mức tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng Vì vậy Việt Nam cũng như thế giới đã xây dựng nên những chính sách về tiết kiệm năng lượng

Đối với nơi tiêu thụ năng lượng thì khó có thế cắt giảm năng lượng tiêu thụ, bởi

lẽ chúng ta cần có những giải pháp tiết kiệm năng lượng một cách có hiệu quả hơn mà vẫn đảm bảo yêu cầu nơi tiêu thụ năng lượng, cũng như chính sách mà nhà nước ta đã ban hành Để có những giải pháp đó thì trong chương 2 này được đề cập đến

CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG VÀ PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP TKNL CHO TRẠM NGHIỀN CAM RANH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

2.1.

2.1.1 Sơ lược về Trạm nghiền Cam Ranh

Ngày 23/01/2011 Công ty cổ phần Xi măng Hà Tiên 1 (Vicem Hà Tiên) chính thức tiếp quản Trạm nghiền xi măng Cam Ranh từ Công ty cổ phần vật liệu xây dựng

và xây lắp Đà Nẵng, đơn vị thành viên của Tổng Công ty Công nghiệp Xi măng Việt Nam

Nhà máy có tổng vốn đầu tư 550 tỷ đồng, công suất thực tế 500.000 tấn (xi măng/năm), công suất thiết kế mở rộng là 1.000.000 (tấn xi măng/năm), tọa lạc tại Xã Cam Thịnh Đông, Thành phố Cam Ranh, Tỉnh Khánh Hòa đi vào hoạt động vào tháng 8/2011 Nhà máy được lắp đặt thiết bị theo công nghệ của Nanjin Triump Cement Technology Engineering Co.LTD, Trung Quốc Sản phẩm xi măng của Nhà máy sẽ cung cấp cho khu vực duyên hải Nam Trung Bộ - Tây Nguyên

Một số sản phẩm chính của Công Ty CP Xi Măng Hà Tiên 1:

Hình 2.1 Các loại sản phẩm của Công ty Xi măng Hà Tiên 1

2.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất xi măng của Trạm nghiền.

Hình 2.2 Quy trình sản xuất xi măng cơ bản Nguyên liệu bao gồm Clinker, Thạch Cao, Đá Vôi, Pouzolan, đá đen tuỳ thuộc vào loại xi măng sản xuất và đơn phối liệu nghiền xi măng, tỷ lệ clinker, thạch cao, phụ gia được cân bằng định lượng dưới các phểu chứa định lượng và đưa vào máy nghiền năng suất 85 tấn/ giờ

Sau khi ra khỏi máy nghiền, liệu nghiền được đưa đến thiết bị phân ly, các hạt thô được hồi lưu trở về đầu vào máy nghiền để nghiền lại, phần xi măng thành phẩm được vận chuyển đến các si lô chứa

Phần khí lẫn bụi ra khỏi máy nghiền được qua phân ly tĩnh đến lọc bụi công nghệ, ở đây phần bụi sẽ được thu hồi, phần khí được thải ra môi trường

Xi măng thành phẩm được đưa đến 2 si lô chứa, ở đây xi măng được lấy mẫu theo giờ kiểm tra thử nghiệm để làm cơ sở cho việc vận hành máy nghiền và đảm bảo chất lượng xi măng sản xuất

Si lô chứa xi măng có thể xuất xi măng ở dạng bao hoặc dạng xá Hệ thống xuất

xi măng xá cho xe bồn có năng suất 100 tấn/h được lấy mẫu định kỳ để kiểm tra chất lượng và làm phiếu chất lượng xi măng cho khách hàng

Đối với xi măng xuất bao, xi măng từ si lô được rút xuống phểu trung tâm qua sàng rung và vận chuyển đến máy đóng bao (máy đóng bao là loại máy vòi phun roto, nạp bao bằng tay, hệ thống thu hồi bụi xi măng, đặc biệt là hệ thống cân của máy đóng bao có thể kiểm soát khối lượng xi măng bao với độ chính xác cao)

Có hai giàn đóng bao xi măng năng suất của mỗi máy 100 tấn/giờ Xi măng bao sau khi rời khỏi máy đóng bao được vận chuyển bằng băng tải đến các cầu chất lên xe

Xi măng bao ở máy đóng bao được lấy mẫu định kỳ kiểm tra chất lượng và làm phiếu chất lượng xi măng cho khách hàng

SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ DANH MỤC THIẾT BỊ SỬ DỤNG ĐIỆN 2.2.

2.2.1 Sơ đồ cung cấp điện của trạm nghiền

Trạm nghiền Xi măng được lấy điện từ Trạm 110KV với công suất 16MVA của

hệ thống điện lực Cam Ranh Khi tới nhà máy được phân ra 5 trạm biến áp nhỏ: trạm LS1 6kv/0,4kv công suất 500kVA cấp điện cho khâu nhập liệu; Trạm LS2 6kV/0,4kV công suất là 100kVA cấp điện cho khâu rút liệu; Trạm LS3 6kV/0,4kV công suất 1000kVA cấp điện cho thiết bị nghiền; Trạm LS4 6kV/0,4kV công suất 500kVA cấp điện cho khâu xuất hàng; Trạm LS5 6kV/0,4kV công suất 400kVA cấp điện cho khu văn phòng, căn tin, Workshop

Hình 2.3 Hệ thống phân phối điện Giá điện được áp dụng cho nhà máy theo biểu giá năm 2015 được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2.1 Biểu giá điện hiện nay của nhà máy ở cấp 6kV (áp dụng từ 16/3/2015)

TT Hạng mục Giờ áp dụng Giá điện (đ/kWh)

2.2.2 Danh mục thiết bị sử dụng năng lượng cho trạm nghiền (Phụ lục 05)

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG Ở CÁC 2.3.

KHÂU SẢN XUẤT

2.3.1 Tình hình sản xuất và sử dụng năng lượng của Trạm nghiền

Bảng 2.2 Sản lượng xi măng, điện năng tiêu thụ và suất tiêu hao điện năng trong năm

2016 Tháng Điện năng (kwh) Sản lượng (tấn) Suất tiêu hao (kwh/tấn)

Suất tiêu hao trung bình = 498.94/12 = 41.58 (kwh/tấn)

2.3.2 Đặc điểm tiêu thụ năng lượng ở các khâu sản xuất

Ngoài điện năng, nhà máy còn sử dụng dầu DO cho xe cơ giới và nước phục vụ cho sinh hoạt, giải nhiệt cho máy móc thiết bị Trong năm 2016, nhà máy tiêu thụ dầu

DO khoảng 42.032 lít/năm tương với 863 triệu đồng/năm và tiêu thụ nước khoảng 15.512 m3/năm tương đương với 174 triệu đồng/năm

Đồ thị tỉ lệ chi phí về các

dạng năng lượng sử dụng trong nhà

máy (trong đó có chi phí tiêu thụ

nước) trong năm 2016 như hình 2.4

Từ đồ thị trên ta thấy chi phí

năng lượng chủ yếu của nhà máy là

điện năng chiếm 97%, nước và dầu

DO chiếm phần nhỏ lần lượt là 1%

đến 2% Nên các giải pháp tiết kiệm

năng lượng trong luận văn tập trung

vào điện năng là chủ yếu

Bảng 2.3 Tiêu thụ điện năng ở các khâu sản xuất

Khâu

Nhập nguyên liệu

Nghiền nguyên liệu Khí nén

Bơm nước

Phi Sản xuất

Xuât xi măng

Điện năng

tiêu thụ 2016

(KWh)

652,673

24,022,579

662,892

321,858

429,137 878,260

Phần trăm

Nhận xét: Hệ thống sản xuất Xi măng của Trạm nghiền từ công đoạn nhập liệu đến công đoạn xuất Xi măng thì công đoạn nghiền nguyên liệu chiếm 89,08% năng lượng, nghiền là vị trí quan trọng nhất để tiết kiệm năng lượng Vì vậy cần nâng cao tỉ

lệ tận dụng năng lượng, cải tiến máy nghiền là vấn đề quan tâm nhất để tiết kiệm năng lượng và hạn chế ô nhiễm môi trường Bên cạnh đó cũng cần đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các thiết bị vừa và nhỏ vì có vốn đầu tư ít có thể thực hiện sớm mang lại hiệu quả cao, thời gian thu hồi vốn nhanh

2.3.3 Phân tích các vấn đề kỹ thuật của HT tiêu thụ năng lượng

2.3.3.1 Hệ thống nhập nguyên liệu

Nhà máy nhập nguyên liệu chủ yếu bằng đường biển và đường bộ Đối với đường biển, sau khi tàu cập cảng nguyên liệu sẽ được hai cẩu thủy lực bốc xúc đổ vào băng tải dài chuyển vào bờ và đưa vào Silo Clinker hoặc kho nguyên liệu Hiện tại có một cẩu thủy lực đang hư hỏng cần sửa chữa, chỉ còn một cẩu hoạt động Dưới đây là bảng thống kê các loại thiết bị tiêu thụ năng lượng chính:

Hình 2.4 Tỉ lệ chi phí năng lượng năm 2016

Bảng 2.4 Thống kê thiết bị tiêu thụ năng lượng chính

Tốc độ (vòng/ phút)

3 Băng tải cao su 7

Một số hình ảnh về hệ thống nhập tại nhà máy

Hình 2.5 Cẩu thủy lực nhận liệu từ tàu Hình 2.6 Băng tải dài và xilo clinker Đồ thị phụ tải của động cơ cẩu trục như hình 2.7

Hình 2.7 Đồ thị phụ tải cẩu trục số 2 năm 2016

Nhận xét: Từ đồ thị hình 2.7 ta thấy phụ tải cẩu trục không ổn định dao động công suất từ 23 kW tới 165 kW Công suất dao động liên tục trong suốt quá trình vận hành

Đồ thị phụ tải băng tải dài nhập nguyên liệu:

Hình 2.8 Đồ thị phụ tải băng tải dài nhập liệu năm 2016

Nhận xét: Từ đồ thị phụ tải hình 2.8 ta thấy công suất hoạt động băng tải dao động trong khoảng 39 kw đến 100 kw chu kỳ dừng máy từ 50 phút đến 2 giờ

Đồ thị phụ tải quạt lọc bụi phía sau núi

Nhận xét: Từ đồ thị hình 2.9 ta thấy công suất của quạt lọc bụi phía sau núi có công suất dao động từ 17 kw đến 19 kw thời gian chạy không tải dài

2.3.3.2 Hệ thống nghiền xi măng

Các nguyên liệu chính và phụ gia sẽ được đưa vào các băng tải định lượng, sau

đó tất cả được đưa vào máy nghiền, tiếp đến công đoạn phân ly, hồi lưu, lọc bụi và xi măng thành phẩm được đưa vào 2 Silo chứa

Bảng 2.5 Thống kê thiết bị tiêu thụ năng lượng chính

lượng

Công suất động cơ (kW)

Hệ số công suất

Tốc độ (vòng/phút)

Một số hình ảnh về hệ thống nghiền xi măng tại nhà máy

Hình 2.10 Máy nghiền bi

Hình 2.11 Cân định lượng Hình 2.12 Khu vực máy nghiền và silo xi

măng

Đồ thị phụ tải máy nghiền chính

Hình 2.13 Đồ thị phụ tải máy nghiền Nhận xét: Từ đồ thị phụ tải ta thấy động cơ máy nghiền hoạt động với công suất dao động từ 2600 kW đến 2700 kW Tốc độ động cơ khá ổn định hệ số công suất là 0.87 Do công suất của động cơ máy nghiền chính lớn nếu nâng cao được hệ số công suất sẽ giảm được một lượng tổn thất lớn

Đồ thị phụ tải động cơ quay chậm máy nghiền (động cơ phụ)

Hình 2.14 Đồ thị động cơ quay chậm máy nghiền Nhận xét: Từ đồ thị phụ tải hình 2.14 ta thấy động cơ quay chậm máy nghiền có phụ tải khá ổn định công suất giao động trong khoảng 27 kw đến 34 kw với hệ số công suất động cơ là 0.85 để thực hiện tiết kiệm năng lượng hiệu quả chọn biện pháp nâng cao hiệu suất cho động cơ

Dựa vào bảng 2.5 ta thấy động cơ gàu tải và động cơ phân hạt có công suất 75kW với hệ số công suất 0.81 tương đối nhỏ vì vậy để thực hiện tiết kiệm năng lượng

ta thực hiện nâng cao hệ số công suất cho động cơ

Trong hệ thống nghiền xi măng sử dụng 5 động cơ quạt tiêu thụ năng lượng chính Trên hệ thống đường ống điều chỉnh lưu lượng đầu ra bằng các van tiết lưu cụ thể trên hình 2.15

Hình 2.15 Độ mở van của quạt tuần hoàn và quạt lọc bụi chính

Từ hình 2.15 ta thấy quạt tuần hoàn 03FA9.35 đang có độ mở van là 42,6% và quạt lọc bụi chính 03FA7.24 đang có độ mở van là 76,1% Với cách điều khiển lưu lượng như thế này không thật sự hiệu quả cho việc tiết kiệm năng lượng Để thực hiện tiết kiệm năng lượng có hiệu quả giải pháp đưa ra có thể dùng biến tần để đều chỉnh tốc độ mà vẫn đảm bảo được lưu lượng đầu ra và áp suất trên đường ống

Hệ số công suất

Tốc độ (vòng/phút)

3 Động cơ quay máy đóng bao 2 15 0.87 2900

Một số hình ảnh về hệ thống xuất xi măng tại nhà máy:

Hình 2.16 Khu vực xuất xi măng bao và xi măng xá

Sơ đồ hệ thống xuất xi măng của công ty:

Hình 2.17 Sơ đồ hệ thống xuất xi măng

2.3.3.4 Hệ thống khí nén

Hệ thống khí nén tại nhà máy gồm 3 máy nén trục vít 110kW phục vụ cho toàn bộ dây chuyền sản xuất từ Silo Clinker đến khu xuất xi măng 3 máy chạy luân phiên nhau, mỗi tuần thay đổi một máy hoạt động phục vụ cho quá trình sản xuất Áp suất hoạt động của máy nén khí được cài đặt từ 5,4 bar – 6,8 bar Động cơ vận hành chế độ Load/Unload dẫn đến việc gây ra tổn thất năng lượng khi động cơ chạy không tải

Ngoài ra nhà máy còn 1 máy nén khí nhỏ có công suất 15kW sử dụng cho việc

vệ sinh lọc bụi cẩu trục được lắp đặt ở cảng nhận liệu Động cơ này được đặt trong phòng kín và thải khí nóng vào trong phòng để máy nén khí gây nhiệt độ trong phòng

cao hơn so với môi trường hình 2.20 nên việc thay đổi lại cấu trúc phòng để máy nén khí là cần thiết

Bảng 2.7 Thống kê thiết bị tiêu thụ năng lượng chính

lượng

Công suất động cơ (kW)

Hệ số công suất

Tốc độ (vòng/phút)

3 Máy nén khí trục vít ngoài cảng 1 15 0.85 1450

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống khí nén tại nhà máy:

Hình 2.18 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống khí nén Một số hình ảnh về hệ thống khí nén tại nhà máy

Hình 2.19 Máy nén khí 110kW Hình 2.20 Máy nén khí khu vực cảng

2.3.3.5 Hệ thống bơm nước giải nhiệt

Hiện nay nhà máy sử dụng hệ thống nước giải nhiệt gồm 3 bơm nước có công suất 22 kW/ bơm Trong đó 2 bơm nước thường vận hành liên tục, 1 bơm dự phòng Các bơm nước vận hành khá ổn định, công suất vận hành trung bình là 42,1 kW Ngoài ra, trong hệ thống bơm nước còn một tháp giải nhiệt và 1 bơm lọc

Một số hình ảnh về hệ thống nước giải nhiệt tại nhà máy:

Hình 2.21 Ba bơm nước Hình 2.22 Tháp giải nhiệt

Từ hình tháp giải nhiệt ta thấy bụi xi măng bám khá nhiều trên các lưới che xung quanh tháp Điều này sẽ làm giảm lưu lượng không khí qua tháp, làm giảm khả năng giải nhiệt của tháp giải nhiệt

Bảng sau thống kê các cụm thiết bị cần giải nhiệt, lưu lượng nước giải nhiệt, cột

áp tại đầu vào các bộ trao đổi nhiệt và độ cao đặt bộ trao đổi nhiệt so với mặt đất

Bảng 2.8 Thống kê thiết bị cần giải nhiệt STT Thiết bị trao đổi nhiệt

Số lượng

Lưu lượng (m3/h)

Áp Suất (Mpa)

Độ cao (mét)

7 Guốc trượt máy nghiền đầu vào 1 4,8 0,22 3

8 Guốc trượt máy nghiền đầu ra 1 4,8 0,22 3

Như vậy, phần lớn thiết bị trao đổi nhiệt được đặt trên mặt đất, chỉ duy nhất tại

ổ đỡ quạt tuần hoàn và trạm dầu phân ly là được đặt ở vị trí khá cao, tương ứng là 14m

và 31m

Đồ thị phụ tải bơm nước giải nhiệt cho hệ thống máy nén khí

Hình 2.23 Đồ thị phụ tải bơm nước giải nhiệt 2016 Nhận xét: Đồ thị hình 2.23 cho thấy công suất tiêu thụ trung bình của hệ thống bơm nước giải nhiệt năm 2016 là 36,2 kW Bơm nước hoạt động liên tục không thay đổi, trong khi nhu cầu giải nhiệt và nhiệt độ môi trường bên ngoài có thay đổi

2.3.3.6 Hệ thống phi sản xuất

Thiết bị chiếu sáng hiện tại nhà máy có 165 bóng đèn gồm đèn Led Osram và đèn huỳnh quang T10 sử dụng chấn lưu sắt từ với tổng công suất 24.99kw thời gian sử dụng đối với hệ thống đèn hành lang và đèn đường là 12 giờ/ngày Thời gian sử dụng của các bóng đèn văn phòng và các khu vực khác trung bình 16 giờ/ngày Với thiết bị chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang sẽ gây tổn thất điện trên các chấn lưu, tuổi thọ bóng đèn thấp hơn so với một số loại đèn led hiện có trên thị trường dẫn đến tăng chi phí khi sửa chữa thay thế Mặt khác đèn huỳnh quang làm việc dựa trên hiện tượng phóng điện trong môi trường thuỷ ngân nên khi vỡ bóng gây ô nhiễm môi trường

Bảng 2.9 Thống kê các thiết bị chiếu sáng

TT Khu vực Số

lượng Loại đèn Các thông số kỹ thuật

1 Nhà nghiền 25 Led Osram 200W 220V/ 50HZ 20000lm

2 Nhà đóng bao 10 Led Osram 150W 220V/ 50HZ 16500lm

3 HT đèn đường 50 Led Osram 150W 220V/ 50HZ 16500lm

4 Cụm phụ gia 6 Led Osram 150W 220V/ 50HZ 16500lm

5 Cụm cliker 8 Led Osram 150W 220V/ 50HZ 16500lm

6 Nhà kho 18 Huỳnh quang 40W 220V/ 50HZ 2600lm

7 Phòng điều khiển

trung tâm 18 Huỳnh quang 40W 220V/ 50HZ 2600lm

8 Khu văn phòng 30 Huỳnh quang 40W 220V/ 50HZ 2600lm

Thiết bị điều hoà không khí hiện tại nhà máy có 20 cái máy điều hoà với công suất làm lạnh 9000 BTU của hãng Daikin, model FTNE25MV1V9/RNE25MV1V Trang bị cho khu văn phòng và phòng điều khiển trung tâm với tổng công suất là 18kw Thời gian sử dụng 8h/ngày tập trung vào mùa hè Hiện tại điều hoà đang được bật tắt riêng lẻ bằng điều khiển từ xa, chưa có quy định về thời gian bật tắt hợp lý gây lãng phí cho công ty

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP TKNL

2.4.

2.4.1 Giải pháp T NL chung

2.4.1.1 Giải pháp TKNL cho động cơ điện

a Thay thế động cơ không đồng bộ thường xuyên làm việc non tải bằng động

cơ có công suất nhỏ hơn

b Giảm mức non tải và tránh sử dụng động cơ quá tải lớn

c Chọn công suất động cơ cho tải thay đổi

d Quấn lại động cơ

e Điều chỉnh hệ số công suất bằng cách lắp lại tụ bù

f Tăng cường bảo chì, bảo dưỡng

g Điều khiển tốc độ ở động cơ không đồng bộ

h Bộ điều khiển tốc độ vô cấp (VSD)

Nhận xét: Các giải pháp cho động cơ KĐB là những giải pháp mà nhà máy cần thực hiện để tiết kiệm năng lượng Tuy nhiên với thực trạng quá trình sản xuất và tiêu thụ điện của nhà máy như đã phân tích ở mục 2.3 và phụ lục 5 thì hầu hết các động cơ

có hiệu suất và hệ số công suất thấp, chạy non tải hoặc có phụ tải biến đổi liên tục Do vậy giải pháp điều chỉnh hệ số công suất bằng cách lắp tụ bù cho động cơ có hệ số công suất thấp và giải pháp điều khiển tốc độ ở động cơ không đồng bộ bằng biến tần cho các động cơ có phụ tải biến đổi liên tục hoặc động cơ chạy non tải sẽ đem lại hiệu quả TKNL cao Trong phần giải pháp cụ thể của nhà máy sẽ phân tích cụ thể hơn

2.4.1.2 Giải pháp tiết kiệm năng lượng bằng biện pháp quản lý – Vận hành

a Bảo chì, bảo dưỡng thiết bị và kiểm soát phụ tải

b Lắp đặt thêm đồng hồ đo đếm phụ

c Chuyển dịch phụ tải và điều hành sản xuất hợp lý

d Chuyên môn hoá biện pháp quản lý năng lượng

Nhận xét: Các giải pháp TKNL bằng biện pháp quản lý- vận hành là mục tiêu

và chiến lược mà nhà máy thực hiện suốt quá trình sản xuất Nhà máy đã thực hiện chuyển phụ tải sang ca ba để giảm giá thành sản xuất và xây dựng định mức 37 kwh/tấn xi măng sản phẩm Định hướng của giải pháp là điều hành sản xuất hợp lý, cấu trúc lại các phòng để máy nén khí, giảm nước ngưng cho hệ thống phân phối khí nén, giảm thời gian sử dụng máy điều hoà nhiệt độ Trong phần giải pháp cụ thể sẽ phân tích cụ thể hơn