ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN NGỌC PHÚ TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong doanh nghiệp không những tiết kiệm được chi phí sản xuất, giúp tăng năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm,

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN NGỌC PHÚ

TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT

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 2018

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Trần Ngọc Phú

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO

NHÀ MÁY BIA DUNG QUẤT

Học viên: Trần Ngọc Phú - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202 - Khóa: K34 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Ngày nay, tiết kiệm điện đang là vấn đề rất cần thiết, nhất là đối với các doanh

nghiệp Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong doanh nghiệp không những tiết kiệm được chi phí sản xuất, giúp tăng năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh, tăng lợi nhuận mà còn giảm bớt chi phí đầu tư cho các công trình cung cấp năng lượng, đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng thời giảm sự phát sinh chất thải, bảo vệ tài nguyên môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững Hiện trạng, Nhà máy bia Dung Quất đã hoạt động nhiều năm, các hệ thống sử dụng năng lượng đã cũ, dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng Đề tài này đề xuất các phương pháp để sử dụng năng lượng tiết kiệm

và hiệu quả cho Nhà máy Tác giả đã tóm tắt các kết quả đã đạt được và đề xuất một số công tác

về quản lý hoạt động tiết kiệm năng lượng và cải thiện môi trường làm việc

Từ khóa - Tiết kiệm điện; chi phí sản xuất; tài nguyên năng lượng; Nhà máy bia; giải pháp

CALCULATED, EVALUATE AND OFFER SAVING ELECTRICITY

SOLUTIONS FOR DUNG QUAT BEER FACTORY

Abstract - Today, saving electricity is a very necessary issue, especially for businesses The

use of saving electricity and efficiency in the company not only save production costs, help increase productivity, improve product quality, reduce product cost, increase competitiveness, increase profitability It also reduces the cost of investment in energy supply facilities, meets the higher energy demands of the national economy, and reduces the generation of waste, the protection of environmental resources , the rational exploitation of energy resources, the implementation of sustainable socio-economic development The current status, Dung Quat Beer factory has been operating for many years, energy use systems are old, resulting in high energy consumption This topic proposes methods for saving electricity and efficiency for factory The author has summarized the results achieved and proposed some work on managing energy conservation and improving the working environment

Key words - Saving electricity; production costs; energy resources; beer factory; solution.

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài 2

5 Cấu trúc luận văn 2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU - TÓM TẮT CÁC HOẠT ĐỘNG – DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY 3

1.1 Giới thiệu Nhà máy 3

1.1.1 Cơ sở được thực hiện khảo sát 3

1.1.2 Phạm vi công việc khảo sát 3

1.1.3 Khảo sát, đo đạt và thiết bị đo 4

1.2 Tóm tắt hoạt động của Nhà máy 5

1.2.1 Quá trình phát triển và hiện trạng Nhà máy 5

1.2.2 Chế độ vận hành và tình hình sản xuất 7

1.3 Dây chuyền công nghệ sản xuất của Nhà máy 8

1.3.1 Các công đoạn trong dây chuyền sản xuất 8

1.3.2 Thuyết minh quy trình dây chuyền sản xuất 9

1.3.3 Các hệ thống trong dây chuyền 9

1.4 Kết luận chương 1 10

CHƯƠNG 2 NHU CẦU VÀ KHẢ NĂNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG –CÁC RÀNG BUỘC VỀ TÀI CHÍNH, KỸ THUẬT 11

2.1 Nhu cầu và khả năng cung cấp năng lượng 11

2.1.1 Cung cấp và tiêu thụ điện 11

2.1.2 Cung cấp và tiêu thụ nhiên liệu 14

2.1.3 Cung cấp và tiêu thụ nước 15

2.2 Các ràng buộc về tài chính, kỹ thuật 15

2.2.1 Các vấn đề về kỹ thuật, công nghệ, môi trường 15

2.2.2 Các giải pháp và đánh giá về kinh tế 24

2.3 Kết luận chương 2 24

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP

TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY 26

3.1 Các giải pháp cho hệ thống động cơ 26

3.1.1 Hiện trạng hệ thống động cơ của Nhà máy 26

3.1.2 Nhận xét, đánh giá hiện trạng hệ thống động cơ của Nhà máy 27

3.1.3 Đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống động cơ 27

3.1.4 Kết quả tính toán các giải pháp cho các nhóm động cơ 35

3.1.5 Kết luận và đề xuất cho các giải pháp về động cơ 40

3.2 Các giải pháp cho hệ thống chiếu sáng 41

3.2.1 Giải pháp 1: Thay Đèn cao áp 250W & 400W bằng đèn Led 100W 41

3.2.2 Giải pháp 2: Thay đèn huỳnh quang T8 chấn lưu sắt từ 36W bằng đèn T5 chấn lưu điện tử 28W hoặc bằng đèn Led 19W 43

3.2.3 Kết luận và đề xuất cho các giải pháp về hệ thống chiếu sáng 46

3.3 Các giải pháp khác 46

3.3.1 Giải pháp 1: Lắp đặt thiết bị phân tích khói thải để tối ưu hóa lò hơi 1 46

3.3.2 Giải pháp 2: Lắp bộ thu hồi nhiệt từ hơi ngọn (flash steam) từ hệ thống thu hồi nước ngưng khu vực nhà nấu 49

3.3.3 Giải pháp 3: Sử dụng bơm nhiệt (heat pump) công nghiệp để tạo nước nóng cho quá trình thanh trùng 51

3.3.4 Giải pháp 4: Tối ưu hóa quá trình làm lạnh dịch nha của Wort cooler 2 56

3.3.5 Giải pháp 5: Sử dụng máy nén hơi cho wort kettle 2.1 58

3.3.6 Giải pháp 6: Sử dụng nhiên liệu CNG thay thế cho nhiên liệu dầu D.O 61

3.3.7 Kết luận và đề xuất cho các giải pháp khác 62

3.4 Kết luận chương 3 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các thiết bị đo được sử dụng trong khảo sát 5 Bảng 1.2 Sản lượng bia của Nhà máy trong năm 2013 7 Bảng 1.3 Sản lượng bia của Nhà máy trong 09 tháng đầu năm 2014 8 Bảng 1.4 Số giờ vận hành trong năm của các khu vực/phân xưởng 8 Bảng 2.1 Biểu giá điện ở cấp điện áp dưới 22kV 12 Bảng 2.2 Điện tiêu thụ hàng tháng và chi phí tiền điện theo hoá đơn 12 Bảng 2.3 Tiêu thụ nhiên liệu theo từng tháng trong năm 2012 14 Bảng 2.4 Tiêu thụ nước năm 2012 15 Bảng 2.5 Thống kê chủng loại các máy nén lạnh 16 Bảng 2.6 Bảng thông số lò hơi 19 Bảng 2.7 Thống kê chủng loại các máy nén khí 22 Bảng 2 8 Các ràng buộc về năng lượng và các tiêu chuẩn 23 Bảng 2.9 Các hệ số giảm phát thải quy đổi 23 Bảng 2.10 Các hệ số quy đổi năng lượng sang TOE 23 Bảng 3.1 Kết quả đo đạc một số thiết bị tiêu thụ điện trong Nhà máy 26 Bảng 3.2 Kết quả tính toán các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho

đèn LED

44

Bảng 3.7 Bảng phân tích đánh giá lợi ích của giải pháp 46 Bảng 3.8 Bảng phân tích khói thải lò hơi 1&2 47 Bảng 3.9 Bảng phân tích chi phí và lợi ích của giải pháp 49 Bảng 3.10 Bảng phân tích chi phí và lợi ích của giải pháp 50 Bảng 3.11 Bảng số liệu hoạt động của của băng chuyền 52 Bảng 3.12 Bảng phân tích đánh giá lợi ích và chi phí khi thực hiện giải

pháp

55

Bảng 3.13 Bảng phân tích đánh giá lợi ích giải pháp đầu tư heat pump 55

Bảng 3.14 Bảng khái toán chi phí đầu tƣ heat pump 56 Bảng 3.15 Bảng phân tích chi phí và lợi ích của giải pháp 58 Bảng 3.16 Bảng phân tích chi phí và lợi ích của giải pháp 60 Bảng 3.17 Bảng thông số lò hơi 61 Bảng 3.18 Hiệu quả kinh tế khi chuyển đổi từ D.O sang CNG 61 Bảng 3.19 Bảng phân tích chi phí và lợi ích của giải pháp 62 Bảng 3.20 Tiềm năng tiết kiệm và chi phí đầu tƣ cho các giải pháp khác 62 Bảng 3.21 Đề xuất mức độ ƣu tiên thực hiện các giải pháp 64

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Nhà máy bia Dung Quất 3 Hình 1.2 Quy trình khảo sát, tính toán, đánh giá 4

Hình 1.4 Quy trình nấu và lên men 8 Hình 2.1 Sơ đồ khối cung cấp điện cho Nhà máy 11 Hình 2.2 Tỉ lệ sử dụng điện năng của các hệ thống 13 Hình 2.3 Đồ thị phụ tải tổng Nhà máy 14 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh Alcohol 16 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nước lạnh 17 Hình 2.6 Các máy nén lạnh NH3 17

khói thải

48

Hình 3.8 Nguyên lý bình sinh hơi thấp áp và bộ thu hồi flash steam 50 Hình 3.9 Sơ đồ quá trình đóng lon sản phẩm 51 Hình 3.10 Sơ đồ tận dụng nhiệt để vận hành heat pump sản xuất nước

nóng

53

Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý vận hành của heat pump sản xuất nước nóng 54 Hình 3.12 Sơ đồ trao đổi nhiệt tại công đoạn Wort Cooler 2 57 Hình 3.13 Sơ đồ nguyên lý làm việc của Wort Cooler 3 57 Hình 3.14 Sơ đồ đề xuất giải nhiệt dịch nha 2 cấp 58 Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý làm việc của Wort kettle 2.1 59 Hình 3.17 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy nén nhiệt 60

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

 Trong cuộc sống hiện nay, năng lượng là yếu tố quyết định trong mọi quá trình sản xuất, lao động cũng như sinh hoạt của con người Năng lượng nói chung và điện năng nói riêng có vai trò rất quan trọng trong sản xuất của các nhà máy Tốc độ phát triển năng lượng có ảnh hưởng lớn tới tốc độ phát triển kinh tế - xã hội Tình trạng lãng phí và sử dụng năng lượng kém hiệu quả ở nước ta hiện nay so với các nước trong khu vực và thế giới với nhiều nguyên nhân khác nhau như: quản lý chưa tốt, người quản lý và người sử dụng chưa quan tâm đúng mức đến vấn đề tiết kiệm năng lượng, sự lạc hậu của trang thiết bị sử dụng năng lượng và công nghệ sản xuất

 Việc tiết kiệm năng lượng nói chung, tiết kiệm điện năng nói riêng đem lại rất nhiều lợi ích, điều này ai cũng biết nhưng không phải ai cũng áp dụng được vào thực

tế Thực trạng trong một số đơn vị hiện nay, nhiều chủ doanh nghiệp chỉ quan tâm đến tiện ích, công suất và giá thành của thiết bị, chứ chưa quan tâm đúng mức đến các chỉ tiêu tổn hao năng lượng Những thiết bị hiện tại trong một số nhà máy không những tiêu thụ năng lượng quá lớn mà còn gây ô nhiễm môi trường

 Nước ta là một nước đang phát triển, nguồn điện năng chủ yếu được sản xuất

từ thủy điện và nhiệt điện Nhu cầu về tăng trưởng năng lượng của nước ta là rất lớn qua hàng năm, do đó, đã có nhiều nhà máy thủy điện và nhiệt điện được đầu tư ở nhiều nơi nhằm đáp ứng nhu cầu về điện Tuy nhiên, một phần do tiến độ chậm trễ của nhiều nguồn phát, một phần do sự cạn kiệt dần các nguồn nhiên liệu hóa thạch như dầu thô, than đá, khí tự nhiên, dẫn đến tình trạng thiếu điện, và biện pháp tình thế là tiến hành cắt điện luân phiên Điều này gây ảnh hưởng lớn đến các doanh nghiệp, đến sự phát triển kinh tế Vì vậy, vấn đề tiết kiệm năng lượng là vấn đề rất cần thiết hiện nay

 Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, thực chất là tìm cách sử dụng năng lượng theo yêu cầu của các cơ sở sản xuất một cách hợp lý, nhờ các biện pháp bố trí lại sản xuất, nghiên cứu quy trình công nghệ, sử dụng tối đa nguồn năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, chiếu sáng, thông gió tự nhiên, lợi dụng chất lỏng, chất khí thải còn chứa nhiệt năng …

 Nhà máy bia Dung Quất được thành lập năm 1991 Do ra đời đã lâu nên dây chuyền sản xuất còn nhiều lạc hậu, không đồng bộ, chưa áp dụng kỹ thuật tân tiến vào công nghệ sản xuất… nên đã ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả lao động, tổn hao năng lượng tiêu thụ, lượng khí thải nhiều gây ảnh hưởng đến môi trường

 Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong Nhà máy giúp tiết kiệm được chi phí sản xuất, giảm giá thành sản phẩm, tăng lợi nhuận, tăng tính cạnh tranh, đồng thời giảm sự phát sinh chất thải, bảo vệ tài nguyên môi trường, khai thác hợp lý

các nguồn tài nguyên năng lượng Chính vì lý do đó, tôi chọn đề tài “Tính toán, đánh

giá và đề xuất giải pháp tiết kiệm điện cho Nhà máy bia Dung Quất”

2 Mục đích nghiên cứu

 Khảo sát và nghiên cứu thực trạng sử dụng năng lượng nhằm chỉ ra các điểm

có thể áp dụng giải pháp tiết kiệm năng lượng, góp phần giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng cho Nhà máy bia Dung Quất (Nhà máy)

 Với các giải pháp tiết kiệm năng lượng đang được sử dụng, phân tích lựa chọn giải pháp hợp lý để đề xuất áp dụng cho Nhà máy góp phần cải thiện môi trường, giảm

áp lực thiếu điện, qua đó góp phần bảo đảm an ninh năng lượng của đất nước

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các hệ thống trong quy trình sản xuất bia của Nhà máy

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Tính toán, đánh giá và đề xuất các giải pháp hiệu quả để tiết kiệm năng lượng cho các hệ thống trong quy trình sản xuất bia của Nhà máy

4 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu và áp dụng các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho Nhà máy bia Dung Quất, từ đó có thể nhân rộng cho các cơ sở sản xuất kinh doanh khác nhằm sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, làm giảm chi phí sản xuất của doanh nghiệp, đảm bảo môi trường, tiết kiệm nguồn năng lượng chung cho đất nước

5 Cấu trúc luận văn

Nội dung của luận văn ngoài phần mở đầu, các nội dung còn lại được bố trí bao gồm các chương sau:

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU - TÓM TẮT CÁC HOẠT ĐỘNG – DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY

CHƯƠNG 2: NHU CẦU VÀ KHẢ NĂNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG – CÁC RÀNG BUỘC VỀ TÀI CHÍNH, KỸ THUẬT

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU - TÓM TẮT CÁC HOẠT ĐỘNG – DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY 1.1 Giới thiệu Nhà máy

1.1.1 Cơ sở được thực hiện khảo sát

 Nhà máy bia Dung Quất là một trong những Nhà máy thuộc Công ty Cổ phần Đường Quảng Ngãi

 Tên doanh nghiệp: Nhà máy bia

Dung Quất – Công ty Cổ phần Đường

Quảng Ngãi

 Địa chỉ: 02 Nguyễn Chí Thanh,

thành phố Quảng Ngãi, tỉnh Quảng Ngãi

 Số cán bộ công nhân viên: 295

người

 Nguyên liệu chính cho sản xuất:

Gạo, Malt

 Sản phẩm chính: Bia Dung Quất

các loại (Bia lon và bia chai)

 Sản lượng bình quân hàng năm:

395 triệu lít bia Hình 1.1 Nhà máy bia Dung Quất

 Tiêu thụ năng lượng các loại:

- Điện: 29.098.872 kWh

- Dầu DO: 6.313.661 lít

 Số ca làm việc trong ngày: 3 ca (24 giờ/ngày)

 Thời gian vận hành trong năm: 365 (ngày/năm)

1.1.2 Phạm vi công việc khảo sát

 Qua trao đổi với đại diện Nhà máy, chúng tôi thống nhất phạm vị thực hiện công việc khảo sát, tính toán, đánh giá việc sử dụng năng lượng tại Nhà máy tập trung vào khu vực sản xuất, các bước thực hiện theo trình tự sau:

- Đánh giá hiện trạng tiêu thụ năng lượng tại Nhà máy

- Nhận dạng sơ bộ các giải pháp tiết kiệm năng lượng

- Phân tích lợi ích, chi phí và xây dựng phương án thực hiện cho các giải pháp

 Tất cả các hoạt động khảo sát, đo đạt được thực hiện trong khuôn viên Nhà máy và tại các hộ, các thiết bị tiêu thụ năng lượng

1.1.3 Khảo sát, đo đạt và thiết bị đo

 Quy trình khảo sát, tính toán, đánh giá vấn đề sử dụng năng lượng của Nhà

máy là hoạt động khảo sát, trao đổi với cán bộ Nhà máy, thu thập các số liệu thực tế và

phân tích dữ liệu tiêu thụ năng lượng của các đối tượng cần khảo sát

 Mục tiêu của việc khảo sát, tính toán, đánh giá việc sử dụng năng lượng là:

đánh giá hiện trạng sử dụng năng lượng hiện nay của Nhà máy, phân tích ưu và nhược

điểm, trên cơ sở đó tìm ra các cơ hội tiết kiệm năng lượng, xây dựng các giải pháp sử

dụng năng lượng hiệu quả, lập kế hoạch triển khai áp dụng các giải pháp tiết kiệm

năng lượng đó nhằm giúp cho Nhà máy nắm rõ được tình trạng sử dụng năng lượng

hiện nay, kiến nghị các giải pháp tiết kiệm năng lượng thực hiện sao cho tiết kiệm

năng lượng cũng như định hướng được trong tương lai khi đầu tư xây dựng và mua

thiết bị mới cho hợp lý; Việc khảo sát được thực hiên theo quy trình sau:

Hình 1.2 Quy trình khảo sát, tính toán, đánh giá

Xác định phạm vi khảo sát:

Thống nhất kế hoạch khảo sát, nguồn lực khảo sát, khoanh vùng khảo sát

Thành lập nhóm khảo sát: Phân công thực hiện nhiệm vụ khảo sát và Nhà máy được khảo sát Thu thập dữ liệu có sẵn

Kiểm tra thực địa và đo đạc

 Xác định các điểm đo chiến lược;

 Lắp đặt thiết bị đo

Phân tích số liệu thu thập được

 Xác định các tiềm năng tiết kiệm năng lượng;

 Xác định chi phí đầu tư;

 Chuẩn hóa dữ liệu;

 Đảm bảo sự hoạt động bình thường của dây chuyền công nghệ

Làm việc với Nhà máy được

khảo sát: Giới thiệu khái quát

về chương trình

 Các thiết bị đo đạt được sử dụng trong quá trình khảo sát:

Bảng 1.1 Các thiết bị đo được sử dụng trong khảo sát

1 FLUKE – Model 1735

2 DENT ElitePro (USA) - 3 Mỹ

3 Micro Data Logger – MDL

1 Nhật

14 Bacharach PCA3 – Flue

gas analyszer PCA3

 Phương pháp đo: Đo trực tiếp tại hiện trường khi các thiết bị đang hoạt động bình thường Thời gian khảo sát, đo đạt và thu thập số liệu liên tục trong 4 ngày vận hành của Nhà máy

1.2 Tóm tắt hoạt động của Nhà máy

1.2.1 Quá trình phát triển và hiện trạng Nhà máy

 Nhà máy bia Dung Quất được Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ngãi cho phép thành lập theo Quyết định số 433/QĐ-UBND ngày 3/4/1991 với tên gọi là Nhà máy bia Quảng Ngãi với tổng vốn đầu tư ban đầu là 3,1 tỷ đồng Nhà máy bia Quảng Ngãi

là một đơn vị hoạt động liên doanh với sự góp vốn của nhiều cổ đông

 Nhà máy đi vào hoạt động từ tháng 6/1993 với công suất ban đầu là 3 triệu lít bia/năm Sản phẩm của Nhà máy được nhiều người tiêu dùng trong tỉnh ưa chuộng, thị trường tiêu thụ dần dần được mở rộng

 Tháng 10/1994 Nhà máy được Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Ngãi cho phép

mở rộng sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm theo công nghệ tiên tiến đã được chuyển giao, quá trình đầu tư mở rộng được hoàn thành vào tháng 4/1996

 Đầu tháng 7/1996 được sự đồng ý của Ủy ban nhân tỉnh, Nhà máy được chuyển giao cấp quản lý về Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn và đơn vị quản lý trực tiếp là Công ty Cổ phần Đường Quảng Ngãi, và nâng công suất lên 5 triệu lít/năm

 Năm 2001 Nhà máy đã nâng tổng công suất lên 25 triệu lít/năm và đổi tên thành Nhà máy bia Dung Quất, trực thuộc Công ty Cổ phần Đường Quảng Ngãi

 Năm 2005 tổng công suất Nhà máy đạt 35 triệu lít/năm

 Năm 2011 Nhà máy nâng công suất lên 50 triệu lít/năm

 Thiết bị sản xuất hiện đại được nhập từ CHLB Đức, Italia, Hà Lan và Nhật Bản Công nghệ sản xuất của hãng bia Branik nổi tiếng Tiệp Khắc (nay là Cộng hòa Czech)

 Các sản phẩm của Nhà máy được người

tiêu dùng ưu chuộng, thị trường thiêu thụ dần dần

được mở rộng khắp nơi và mạnh nhất ở các tỉnh

phía Bắc, Hà Nội, Hải Dương Hàng năm, Nhà máy

cũng xuất khẩu các loại sản phẩm bia sang thị

trường Nhật Bản, New Zealand, một số nước

ASEAN… và được các đối tác nước ngoài đánh giá

cao về công nghệ và chất lượng sản phẩm Hình 1.3 Sản phẩm Nhà máy

 Tất cả các quá trình thao tác được tập trung tại phòng điều khiển sản xuất trung tâm, bên cạnh đó, đơn vị đã được Nhà máy huy động nguồn lao động tốt nhất để chuẩn bị cho Nhà máy trước khi bước vào sản xuất; đồng thời, để đảm bảo tính chủ động thường xuyên trong sản xuất, Nhà máy tăng cường công tác quản lý kỹ thuật, công nghệ sản xuất, đây là yếu tố quan trọng có tính quyết định đến chất lượng sản phẩm; hiện nay cán bộ công nhân viên Nhà máy đã làm chủ được công nghệ sản xuất

 Cùng với việc làm tốt công tác tổ chức, điều hành sản xuất thì vấn đề quản lý chất lượng sản phẩm, công tác bảo vệ môi trường và các giải pháp kỹ thuật an toàn cho người lao động cũng được Nhà máy đặc biệt chú trọng

 Cùng với những biện pháp xử lý trên, Nhà máy còn tiến hành cải tiến kỹ thuật, lắp đặt thêm các hệ thống lọc bụi, hút bụi ở những khu vực thường xuyên phát sinh bụi trong quá trình sản xuất, để đảm bảo chất lượng sản phẩm Ngay từ khi mới đi

vào sản xuất, Nhà máy đã áp dụng hệ thống quản trị tiên tiến như tiêu chuẩn thực hành tốt “5S”, tạo nền tảng để nâng cao năng suất, chất lượng Đồng thời, để tạo không khí thi đua sôi nổi trong sản xuất, Nhà máy đã cùng các đoàn thể tổ chức phát động các phong trào thi đua lao động sáng tạo, cải tiến hợp lý hoá sản xuất

 Chất lượng, mẫu mã sản phẩm không ngừng được cải tiến và nâng cao Sản phẩm của Nhà máy đã đạt nhiều giải thưởng quốc gia có uy tín: Sao vàng đất Việt, Cúp vàng Chất lượng, Sản phẩm đạt giải Vàng vệ sinh thực phẩm, Cúp vàng ISO… Bên cạnh đó, giá cả phù hợp đã tạo nên lợi thế cạnh tranh cho các sản phẩm bia lon, bia chai mang nhãn hiệu Dung Quất và Grand của Nhà máy trên thị trường

 Với kết quả sản xuất kinh doanh không ngừng phát triển, Nhà máy đã tạo việc làm ổn định cho người lao động và hàng năm nộp hàng trăm tỷ đồng vào ngân sách của tỉnh, góp phần xây dựng tỉnh Quảng Ngãi ngày càng phát triển

 Nhà máy bia Dung Quất cũng là một trong những Đơn vị hưởng ứng và tham gia có hiệu quả các hoạt động xã hội do tỉnh Quảng Ngãi phát động: đền ơn đáp nghĩa, xóa đói giảm nghèo, khuyến học, cứu trợ sau thiên tai …

 Với những đóng góp trên, Nhà máy đã được Thủ tướng Chính phủ, Bộ Tài Chính, Bộ Công Thương, Tỉnh ủy Quảng Ngãi và Chủ tịch Tỉnh Quảng Ngãi tặng bằng khen

1.2.2 Chế độ vận hành và tình hình sản xuất

 Thời gian hoạt động của Nhà máy theo chế độ 3 ca: Ca 1 (Từ 2h00 đến 10h00); Ca 2 (Từ 10h00 đến 18h); Ca 3 (Từ 18h00 đến 2h00) Trung bình một năm Nhà máy hoạt động khoảng 355 - 365 ngày

 Sản lượng bia sản xuất trong năm của Nhà máy thể hiện trong bảng sau:

Bảng 1.2 Sản lượng bia của Nhà máy trong năm 2013

Bảng 1.3 Sản lượng bia của Nhà máy trong 09 tháng đầu năm 2014

Bảng 1.4 Số giờ vận hành trong năm của các khu vực/phân xưởng

1 Khu vực nhập liệu + nấu 7.320

2 Khu vực lên men 7.320

3 Khu vực lọc, pha bia 7.320

4 Khu vực chiết bia 7.320

5 Khu vực cung cấp năng lƣợng 7.320

1.3 Dây chuyền công nghệ sản xuất của Nhà máy

1.3.1 Các công đoạn trong dây chuyền sản xuất

Quy trình nấu và lên men bia của Nhà máy đƣợc thể hiện trong hình sau:

Hình 1.4 Quy trình nấu và lên men

1.3.2 Thuyết minh quy trình dây chuyền sản xuất

 Bia được sản xuất từ nguyên liệu chính là: malt, gạo, nước và các nguyên liệu phụ như men giống Ngoài ra còn có một số nguyên liệu có thể thêm vào như: mì, ngô…

 Malt được nghiền thành bột sau đó được hòa trộn với nước theo tỉ lệ nhất định và được ngâm ủ theo yêu cầu công nghệ sản xuất

 Gạo nghiền thành bột được chuyển đến nồi hồ hóa Tại đây bột được hòa trộn với nước và ngâm ủ trong nồi Sau đó được cấp nhiệt để phá vỡ màng tế bào của tinh bột, tạo điều kiện biến chúng thành trạng thái hòa tan trong dung dich

 Kết thúc quá trình hồ hóa, cháo được bơm chuyển sang hòa trộn với malt Tại nồi đường hóa, malt được trộn đều với cháo sau đó được ủ và gia nhiệt, mục đích

để chuyển các chất không hòa tan trong malt và những chất hòa tan trong tinh bột, tạo thành đường và axit amin Sau đó dịch được bơm đi lọc thô tại nồi lọc

 Mục đích của quá trình lọc bã malt là tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của quá trình công nghệ, còn pha rắn – phế liệu sẽ được loại bỏ ra ngoài Trong quá trình này, nước được thêm vào có tác dụng rửa bã, đồng thời để bù lại tổn thất do bay hơi trong khi nấu Quá trình lọc hoàn thành, dịch được chuyển sang nồi húp lông

 Ở nồi húp lông hóa, người ta cấp nhiệt nấu dịch sau khi đã được hòa trộn với hoa húp lông trong khoảng từ 1h đến 2h ở nhiệt độ 1000C đến 1050

C Mục đích của quá trình húp lông là tạo cho bia thành phẩm có vị đắng, hương thơm và khả năng tạo bọt

 Sau quá trình húp lông, dịch được chuyển sang thùng lắng xoáy để tiếp tục lọc lần cuối bằng phương pháp ly tâm

 Kết thúc quá trình lọc ở thùng lắng xoáy, dịch được bơm chuyển đến các thiết bị làm lạnh nhanh, sau đó sục khí để vô trùng và trộn với men giống rồi chuyển đến các tank lên men, thực hiện quá trình lên men

 Quá trình lên men thường được thực hiện qua 2 giai đoạn đó là: lên men chính và lên men phụ Kết thúc 2 quá trình lên men, dịch có mùi thơm và vị đắng đặc trưng, dịch này được gọi là bia bán thành phẩm Tiếp đó tiến hành lọc, sục CO2 đưa đi bảo quản ở tank thành phẩm để bia ổn định

 Bia đã ổn định được đem đi chiết rót, đóng lon, nhập kho để tiêu thụ

1.3.3 Các hệ thống trong dây chuyền

1.3.3.1 Hệ thống nấu

 Hệ thống nấu có các thiết bị chính sau: Nồi hồ hóa, nồi đường hóa, nồi lọc, nồi húp lông, thùng lắng xoáy; và các thiết bị phụ như: động cơ điện, hộp giảm tốc để quay cánh khuấy, bơm bã, bơm dịch và các loại van điều chỉnh cấp hơi…

- Nồi hồ hóa có nhiệm vụ ủ và gia nhiệt cho dung dịch bột gạo để nấu thành cháo, mục đích nhằm để phá vỡ màng tế bào của tinh bột, tạo điều kiện để biến tinh bột thành trạng thái hòa tan trong dung dịch

- Nồi đường hóa thực hiện quá trình ngâm ủ malt và dịch cháo, hỗn hợp sẽ thủy phân dịch thành đường maltoza và các dextrin Sau đó sẽ tạo ra một lượng đường glucoza

- Nồi lọc bã có nhiệm vụ lọc thô dịch đường nhằm loại bỏ bã nguyên liệu và tạo cho dịch đường có độ trong theo yêu cầu công nghệ trước khi chuyển sang giai đoạn húp lông hóa

- Nồi húp lông có nhiệm vụ gia nhiệt cho dịch đến nhiệt độ sôi, đây là quá trình húp lông hóa dịch đường sau khi được trộn hoa húp lông Mục đích của quá trình húp lông là tạo cho bia có vị đắng, hương thơm và khả năng tạo bọt

- Thùng lắng xoáy là thiết bị lọc tinh dịch hèm trước khi đi làm lạnh nhanh để đưa đến tank lên men

1.3.3.2 Hệ thống cấp nhiệt

 Để thực hiện quá trình nấu nguyên liệu, thanh trùng thiết bị và hệ thống cung cấp nước nóng cần phải có hệ thống cấp nhiệt Nhiệt cho các thiết bị được sản xuất từ nồi hơi

1.3.3.4 Hệ thống lên men

 Dịch sau khi được làm lạnh nhanh, sục không khí vô trùng và hòa trộn với men giống, được đưa đến các tank để lên men Đây là giai đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất bia và là giai đoạn quyết định chất lượng sản phẩm

CHƯƠNG 2 NHU CẦU VÀ KHẢ NĂNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG –

CÁC RÀNG BUỘC VỀ TÀI CHÍNH, KỸ THUẬT 2.1 Nhu cầu và khả năng cung cấp năng lượng

2.1.1 Cung cấp và tiêu thụ điện

 Hiện tại, Nhà máy có 10 trạm biến áp để cung cấp điện cho các khu vực Sơ

đồ đơn tuyến hệ thống cung cấp điện cho toàn Nhà máy được thể hiện trong hình sau:

Hình 2.1 Sơ đồ khối cung cấp điện cho Nhà máy

 Nhà máy đã có một hệ thống ghi nhận số liệu khá tốt Các động cơ chính như máy nén lạnh, máy nén khí, lò hơi… đều có đồng hồ theo dõi điện năng tiêu thụ

 Hàng tháng, Nhà máy có cử nhân viên thu thập và phân tích các số liệu tiêu thụ năng lượng theo sản lượng sản xuất Từ đó, Nhà máy có thể kịp thời phát hiện và điều chỉnh các điểm chưa thích hợp trong cách vận hành máy móc

Bảng 2.1 Biểu giá điện ở cấp điện áp dưới 22kV

thường

Cao điểm

Thấp điểm Tổng

Bình thường

Cao điểm

Thấp điểm

thường, giờ cao điểm, giờ thấp điểm lần lượt là: 16.449.866 kWh; 5.444.498 kWh và 7.204.508 kWh

 Điện năng tiêu thụ trong giờ cao điểm chỉ chiếm 18,7% tổng điện năng tiêu thụ của Nhà máy nhưng chi phí điện năng lại chiếm đến 32,1% tổng chi phí điện năng Nguyên nhân là do giá điện giờ cao điểm cao gần gấp 3 lần giờ thấp điểm và gấp đôi giờ bình thường Vì vậy, nếu Nhà máy có thể bố trí thời gian hoạt động một cách hợp

lý hơn, hoặc tích trữ năng lượng trong giờ thấp điểm để sử dựng trong giờ cao điểm sẽ giảm được chi phí điện năng

Hình 2.2 Tỉ lệ sử dụng điện năng của các hệ thống

 Hệ thống lạnh là phụ tải lớn nhất trong Nhà máy với tỉ lệ tiêu thụ điện năng

là 40,8% Tiếp theo, hộ tiêu thụ điện nhiều thứ 2 là khu chiết - đóng gói (Botting line

và Canning line) chiếm 23,1% Nhà nấu chiếm 9,6% tổng điện năng tiêu thụ của Nhà máy Các khu vực khác như thu hồi CO2, xử lý nước thải, khí nén chiếm tỉ lệ lần lượt

là 6,7%, 3 % và 4% Ngoài ra, các khu vực khác như văn phòng, canteen… chiếm khoảng 8,5%

 Điện năng tiêu thụ của cả nhà máy được ghi nhận hàng tháng dựa trên hoá đơn của Điện lực Theo số liệu thống kê, tổng điện năng tiêu thụ trong năm 2012 là 29.098.872 kWh, tương đương với chi phí là 36,9 tỉ đồng Như vậy, điện năng tiêu thụ trung bình hàng tháng vào khoảng 2,4 triệu kWh/tháng, tương đương khoảng 3 tỉ đồng/tháng

 Hình sau thể hiện đồ thị phụ tải trong một ngày sản xuất điển hình của Nhà máy:

Hình 2.3 Đồ thị phụ tải tổng Nhà máy

 Dựa vào đồ thị ta thấy: 3 pha của Nhà máy là khá đều nhau Công suất hoạt động trung bình của từng pha vào khoảng 1.500 kW Công suất trung bình của Nhà máy vào khoảng 4.200 kW Trong đó, công suất hoạt động cao nhất là 4.800 kW, công suất thấp nhất là 2.900 kW

2.1.2 Cung cấp và tiêu thụ nhiên liệu

Bảng 2.3 Tiêu thụ nhiên liệu theo từng tháng trong năm 2012

Tiêu thụ (lít/năm) Chi phí (10 6 đ/năm)

Tháng 1/2012 565.925 12.332 Tháng 2/2012 432.658 9.428 Tháng 3/2012 435.499 9.490 Tháng 4/2012 546.738 11.913 Tháng 5/2012 599.702 13.068 Tháng 6/2012 549.345 11.970 Tháng 7/2012 572.648 12.478 Tháng 8/2012 615.052 13.402 Tháng 9/2012 471.243 10.268 Tháng 10/2012 561.835 12.242 Tháng 11/2012 479.868 10.456 Tháng 12/2012 483.148 10.528

 Dầu DO là dạng năng lượng tiêu thụ lớn nhất trong Nhà máy Dầu DO được

sử dụng để vận hành 4 lò hơi Theo số liệu thống kê, tổng lượng dầu DO tiêu thụ trong năm 2012 là 6.313.661 lít, với chi phí là 137,5 tỉ đồng

2.1.3 Cung cấp và tiêu thụ nước

Bảng 2.4 Tiêu thụ nước năm 2012

(m 3 )

Chi phí (10 6 đ/năm) Nguồn nước

Tháng 1/2012 142.357 385.8 Nước giếng khai thác Tháng 2/2012 93.007 252.0 ”

2.2 Các ràng buộc về tài chính, kỹ thuật

2.2.1 Các vấn đề về kỹ thuật, công nghệ, môi trường

2.2.1.1 Các vấn đề về kỹ thuật, hệ thống tiêu thụ năng lượng

a Hệ thống lạnh

 Hệ thống lạnh của Nhà máy gồm 8 máy nén Các máy được chia làm 2 cụm: Cụm 5 máy làm lạnh Alcohol (-90C) và cụm 3 máy làm lạnh nước (-0,50 C) Công suất lạnh của các máy nén giao động từ 1.002 kW đến 1.304 kW Hệ thống lạnh của Nhà máy phần lớn cung cấp lạnh cho quá trình lên men

 Theo kết quả thống kê và đo đạc, hệ thống lạnh chiếm 40,8 % tổng điện năng tiêu thụ của Nhà máy

 Danh sách các máy nén lạnh đƣợc thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.5 Thống kê chủng loại các máy nén lạnh

Loại máy lạnh/

Tên nhà sản xuất

Số lƣợng (bộ)

Công suất lạnh

Thời gian

sử dụng (giờ/ngày)

Năm lắp đặt

NH3 screw compressor-Stal 2 1304 KW

(-0.5 oC) 20/24 1995 NH3 screw compressor-SABROE

1002KW (-9 oC) 20/24 2004 NH3 crew compressor- GRASSO TB-

1080KW (-9 oC) 20/24

2010-

2005-2011 NH3 screw compressor-SAB233S 1 1304 KW

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống nước lạnh

 Dưới đây là một số hình ảnh của các máy nén lạnh trong Nhà máy:

Hình 2.6 Các máy nén lạnh NH3

Hình 2.7 Các dàn lạnh PHE

 Hệ thống lạnh của Nhà máy được giải nhiệt bằng 9 dàn ngưng bay hơi (DN) Mỗi dàn ngưng gồm 2 quạt (công suất 22 kW và được điều khiển bằng biến tấn – riêng dàn ngưng 1 và 2 chỉ có 1 quạt và không có biến tần), 1 bơm nước (công suất 4 kW)

Hình 2.8 Các dàn ngưng bay hơi của hệ thống lạnh

 Hiện nay, Nhà máy có 5 bơm để cung cấp Alcohol đến các phụ tải lạnh Công suất của mỗi bơm là 45 kW Trong đó, cụm 2 bơm sẽ cung cấp cho các tải lạnh 1

và cụm 3 bơm sẽ cung cấp cho tải lạnh 2 Tất cả các bơm đều được điều khiển bằng biến tần

Hình 2.9 Các bơm Alcohol Hình 2.10 Biến tần điều khiển các bơm

 Tương tự, hệ thống nước lạnh có 3 bơm nước lạnh tuần hoàn vào các dàn lạnh PHE Công suất của mỗi bơm là 11 kW

b Hệ thống lò hơi

 Hiện tại, Nhà máy sử dụng hệ thống gồm 4 lò hơi để đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiệt của Nhà máy Tổng công suất của các lò hơi là 51 tấn/h Khu vực nhà nấu bia là phụ tải sử dụng hơi chính trong Nhà máy

 Theo kết quả thống kê, trong năm 2012, lượng dầu DO tiêu thụ là 6.316.661 lít với chi phí là 137,5 tỉ đồng

 Thông số các lò hơi được thống kê dựa trên bảng sau:

Bảng 2.6 Bảng thông số lò hơi

STT Kiểu lò hơi/ lò nhiệt

Tên nhà sản xuất

Loại nhiên liệu

Công suất thiết

kế (tấn/giờ)

Công suất thực tế (tấn/giờ)

Áp suất làm việc (bar)

Năm lắp đặt

 Cả 4 lò hơi được đặt tại khu vực năng lượng của Nhà máy Dưới đây là một

số hình ảnh về hệ thống hơi:

Hình 2.11 Hệ thống các lò hơi

 Sau đây là sơ đồ nguyên lý hệ thống phân phối hơi:

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lò hơi

 Hệ thống lò hơi của Nhà máy khá tốt, lượng nước ngưng có khả năng thu hồi đều được thu gom khá triệt để Bảo ôn bề mặt lò hơi, đường ống hơi và nước ngưng khá tốt Lò hơi được vận hành tự động với khả năng cân chỉnh gió cấp hợp lý (trang bị thiết bị đo nồng độ Oxy trong khói lò) để phục vụ quá trình đốt nhiên liệu Do đó, hiệu suất cháy của lò hơi luôn ở mức cao

Hình 2.13 Bảo ôn hệ thống lò hơi

Hình 2.14 Thiết bị phân tích khói thải ở lò hơi 2

 Ngoài ra, tất cả các lò hơi đều được trang bị thêm thiết bị thu hồi nhiệt từ khói thải để gia nhiệt nước cấp lò hơi Do đó, nhiệt độ khói thải ra khỏi lò được đảm bảo ở mức thấp và nhiệt độ nước cấp lò hơi ở mức cao nhất có thể

Hình 2.15 Thiết bị tận dụng nhiệt khói thải để gia nhiệt nước cấp

 Thông qua thiết bị thu hồi nhiệt, nhiệt độ khói thải ra khỏi lò trung bình từ

2500C giảm còn khoảng 1550C (giảm khoảng 950C) Trong khi đó, nhiệt độ nước cấp trước khi vào lò khoảng 1040C, và sau khi qua bộ gia nhiệt, nhiệt độ đã tăng lên khoảng 1250C Vì vậy, Nhà máy có thể tiết kiệm đáng kể chi phí nhiên liệu để vận hành hệ thống lò hơi

 Riêng đối với lò hơi thứ 2 (STANDARD FASEL – 10 tấn/giờ) và lò hơi thứ

4 (LOOS – 15 tấn/giờ) sử dụng nhiên liệu dầu DO, đồng thời được cấp nhiên liệu Biogas bổ sung từ bể phân hủy kị khí UASB Qua đó, Nhà máy đã giảm được lượng dầu DO dùng để vận hành hai lò hơi kể trên

Hình 2.16 Lượng Biogas cấp bổ sung cho lò hơi số 2

 Theo số liệu thống kê, trong năm 2012, Nhà máy đã tiêu thụ 6.313.661 lít dầu DO, và 239.384 Nm3 Biogas chủ yếu dùng để cung cấp cho hệ thống lò hơi

c Hệ thống khí nén

 Hệ thống khí nén của Nhà máy gồm 6 máy nén Trong đó, 4 máy nén đƣợc nối mạng với nhau để cung cấp cho các công đoạn sản xuất 2 Máy nén còn lại đƣợc

sử dụng trong quá trình xả hèm của nhà nấu

 Danh sách các máy nén khí đƣợc thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.7 Thống kê chủng loại các máy nén khí

Loại máy lạnh/

Tên nhà sản

xuất

Số lƣợng (máy)

Công suất (KW)

Áp suất vận hành (kgf/cm 2 )

d Dây chuyền đóng gói

 Nhà máy có 2 dây chuyền đóng chai và 2 dây chuyền đóng lon thuộc vào loại hiện đại Hệ thống vận hành hoàn toàn tự động, khép kín và kiểm tra nghiêm ngặt từ kiểm tra vỏ chai, mức bia qua hệ thống “mắt thần” tự động Dây chuyền đóng chai có công suất 50.000 chai/giờ và dây chuyền đóng lon đạt công suất 90.000 lon/giờ Nhà máy đã hoàn thành việc lắp đặt hệ thống dán nhãn tự động, hệ thống đóng thùng carton

“wrap & roll” là những thiết bị tối tân nhất hiện nay

 Theo kết quả thống kê và đo đạc, khu vực các dây chuyền đóng gói chiếm 23,1% tổng điện năng tiêu thụ của Nhà máy

2.2.1.2 Các ràng buộc tài chính cơ bản

 Các loại giá và các chi phí tính với năm cơ bản là năm 2013

 Các loại giá và chi phí dựa trên tỷ giá 1USD = 20.800 VNĐ

2.2.1.3 Năng lƣợng và các tiêu chuẩn

Bảng 2 8 Các ràng buộc về năng lượng và các tiêu chuẩn

Loại nhiên liệu và tiêu chuẩn Đơn

Bảng 2.9 Các hệ số giảm phát thải quy đổi

STT Loại nhiên liệu Hệ số giảm phát thải quy đổi

Bảng 2.10 Các hệ số quy đổi năng lượng sang TOE

2.2.2 Các giải pháp và đánh giá về kinh tế

 Các giải pháp tiết kiệm năng lượng được đánh giá theo các tiêu chí:

- Tiết kiệm điện theo đơn vị kWh, tiết kiệm nhiệt theo đơn vị MJ

- Tiết kiệm năng lượng theo đơn vị tự nhiên (tấn, lít, m3) đối với các giải pháp tiết kiệm hơi, các giải pháp tiết kiệm nhiệt liên quan

- Tiết kiệm chi phí năng lượng hàng năm (triệu đồng/năm)

- Chi phí đầu tư để thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng (triệu đồng)

- Thời gian hoàn vốn giản đơn (năm, tháng)

 Chiến lược của Nhà máy về sử dụng năng lượng

- Hạn chế: Vì hoạt động sản xuất đòi hỏi nguồn cung cấp điện liên tục 24/24

Do đó Nhà máy phải đảm bảo nguồn cung điện ổn định

- Chiến lược sử dụng nhiên liệu hiện hành của Nhà máy: Tận dụng tối đa nguồn khí biogas thu hồi từ hệ thống nước thải để cấp bổ sung cho lò hơi đốt dầu, giúp giảm lượng dầu D.O tiêu thụ

- Chiến lược sử dụng nhiên liệu trong tương lai của Nhà máy: Nhận dạng nguồn nhiên liệu khác để thay thế cho dầu D.O hiện nay như CNG, đánh giá việc sử dụng nguồn nhiên liệu thay về tính an toàn, ổn định và chi phí nhiên liệu rẻ hơn

 Các căn cứ để tác giả đề xuất xây dựng chiến lược sử dụng năng lượng:

- Giá các loại nhiên liệu và xu thế thay đổi giá nhiên liệu trong tương lai

- Các nhiên liệu sẵn có ở Nhà máy và tiềm năng khai thác

- Chi phí vận chuyển nhiên liệu

- Mức giới hạn cho phép về nồng độ ô nhiễm trong khói thải hiện tại và tương lai

- Chiến lược giảm ô nhiễm môi trường của Nhà máy

- Xu hướng phát triển công nghệ đốt nhiên liệu sạch, thân thiện môi trường

và 7.204.508 kWh

 Dầu DO là dạng năng lượng tiêu thụ lớn nhất trong Nhà máy Dầu DO được

sử dụng để vận hành 4 lò hơi Theo số liệu thống kê, tổng lượng dầu DO tiêu thụ trong năm 2012 là 6.313.661 lít, với chi phí là 137,5 tỉ đồng

 Nước được Nhà máy sử dụng trong quá trình sản xuất được khai thác từ nguồn giếng, nguồn nước thủy cục chủ yếu phục vụ cho sinh hoạt Tổng lượng nước tiêu thụ trong năm 2012 là 1.503.951 m3

Trên cơ sở đó, tác giả đưa ra các nhận xét, đánh giá các tiềm năng, tính toán và

đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho Nhà máy trong chương tiếp theo

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG

LƯỢNG CHO NHÀ MÁY 3.1 Các giải pháp cho hệ thống động cơ

3.1.1 Hiện trạng hệ thống động cơ của Nhà máy

Tác giả thực hiên việc đo đạt số liệu thực tế tại Nhà máy, các số liệu cụ thể được

thể hiện trong bảng sau

Bảng 3.1 Kết quả đo đạc một số thiết bị tiêu thụ điện trong Nhà máy

Tên thiết bị Biến

tần P đm

Điện

áp TB

% Lệch

áp

P Q S CosØ

KHU NHẬP LIỆU, XAY

NGHIỀN, KHU NẤU:

Khu nhập liệu, xay nghiền:

Động cơ nghiền gạo (ET5-M26) 37 232,90 1,43 26,36 2,78 26,6 0,99098

Khu nấu: 229,87 1,19 18,6 24 30,4 0,61184 Động cơ bơm khuấy hồ hóa (ET1-

Động cơ đùn bã (ET1-M09) 5,5 231,67 0,91 1,32 1,63 2,09 0,63158 Động cơ bơm sôi hoa 2- lắng xoáy

(ET1-M17) 18,5 210,27 10,98 1,13 0,93 2,8 0,40357 Động cơ bơm dịch sang lạnh nhanh

(ET1-M20) 11 230,26 1,14 1,38 3,54056 3,8 0,36316 Động cơ bơm nước nóng số 1(ET1-

Bơm cấp nước nguồn 1( P1A ) 15 50,66 1,11 0,58 1,62 1,73 0,33526

Tổng công suất ht Krones =

Tên thiết bị Biến

tần P đm

Điện

áp TB

% Lệch

áp

P Q S CosØ

Động cơ máy nén GA 55 55 222,32 1,67 22,44 2,27 23,47 0,95611 Động cơ máy nén ZT 55 55 227,04 1,52 36,67 2,93 37,32 0,98258

Hệ thống thu cấp CO2

Máy nén hóa lỏng CO2 55 231,11 0,08 28,93 29,26 41,19 0,70235

Hệ thống lạnh pisston N4WB

Động cơ máy nén 65 232,20 0,86 14,62 37,36 40,11 0,3645 Động cơ bơm cấp Glycol 7,5 211,79 1,69 3,19 3,24 4,56 0,69956

Hệ thống lạnh trục vít 210 228,56 1,31 212,5 156,6 264 0,80492 Động cơ máy nén Có 210 225,39 1,25 17,25 10,08 19,98 0,86336 Động cơ bơm tuần hoàn Glycol đo

22 221,35 1,37 5,86 9,85 11,46 0,51134 Động cơ bơm cấp Glycol Có 11 204,93 9,70 7,3 11,56 13,79 0,52937

Hệ thống lạnh trục vít 250 229,02 1,30 173,4 113,1 207,1 0,83728 Động cơ máy nén 250 233,07 0,72 143,6 95,7 172,58 0,83208 Động cơ bơm cấp Glycol 30 194,26 0,16 14,5 10,33 17,8 0,81461

Ghi chú: Thời gian đo đạc lấy mẫu của mỗi thiết bị trung bình là 5 phút, thời

gian lấy mẫu là 1 giây, kết quả đo được thể hiện trong các phụ lục 1 đến phụ lục 25

3.1.2 Nhận xét, đánh giá hiện trạng hệ thống động cơ của Nhà máy

Sau khi khảo sát và tiến hành đo đạc số liệu thực tế tại Nhà máy, Tác giả có nhận xét và đánh giá về hiện trạng hệ thống động cơ của Nhà máy như sau:

- Đa số động cơ hoạt động non tải trong thời gian dài trong một ca

- Mức % mất cân bằng điện áp tương đối lớn

- Nhiều động cơ thế hệ cũ có hệ số công suất không cao, hiệu suất tiêu thụ năng lượng còn chưa cao và không ổn định

- Thiết bị sử dụng trong dây chuyền cũ kỹ, lạc hậu Do vậy tiêu hao năng lượng trên các động cơ mất nhiều, sản lượng đầu ra lại thấp, không tương ứng với chi phí đầu vào

3.1.3 Đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống động cơ

3.1.3.1 Giải pháp 1: Cân bằng điện áp

 Độ lệch áp tính theo % so với điện áp bình thường:

Udm: điện áp định mức của mạng điện

 Các phương pháp điều chỉnh điện áp:

 Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng cách điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát

 Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và máy biến áp giảm áp bằng cách đặt đầu phân áp cố định hoặc điều áp dưới tải

 Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ

 Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên từng dây, có thể dung bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ để điều chỉnh kích từ

 Đặt thiết bị bù dọc trên đường dây để thay đổi điện kháng đường dây nhằm thay đổi tổn thất điện áp

3.1.3.2 Giải pháp 2: Sử dụng Powerboss cho các động cơ

 Với động cơ có tải không đều, để sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả,

ta có thể lắp đặt Powerboss tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể

 Với điều kiện năng lực quá tải không đổi, có thể tìm ra được quan hệ giữa điện áp U1, tần số f1 và mômen M

 Khi bỏ qua điện trở r1 của dây quấn stator thì biểu thức của mô men cực đại

có thể viết dưới dạng:

2 1

2 1 max

1

f

UC

M

2 2 1

2 1 2 2

max 1

max 2

1

2

fU

fUM

MM

2

M

Mf

fUU



 Với tần số không đổi, khi cần thay đổi momen đầu ra của động cơ điện, ta cần phải điều chỉnh điện áp đầu ra

* Nguyên lý làm việc của Powerboss

 Powerboss là một thiết bị điều chỉnh công suất động cơ bằng cách cấp vừa đủ điện năng cần thiết thông qua thay đổi điện áp cấp cho động cơ Powerboss ứng dụng giải pháp khởi động mềm Thông qua việc điều chỉnh điểm tắt/bật tương ứng với gốc toạ độ điểm không của điện áp tại từng bán chu kỳ của nguồn cấp, chúng ta có thể kiểm soát được dòng vào qua thyristors thông qua kiểm soát điện áp Thyristors được bật lên tại một điểm được tính toán trong dạng sóng, điểm này càng gần với điểm toạ

độ mức không trong dạng sóng thì dòng điện cung cấp được phép vào càng nhỏ Bằng cách sử dụng nguyên tắc này và kết nối hai thyistors song song, ngược chiều nhau vào mỗi pha của động cơ, Powerboss sẽ liên tục điều chỉnh điện áp vào động cơ thông qua việc kiểm soát các điểm bật tắt của thyristors

 Tuy nhiên, ứng dụng mang lại hiệu quả nhất là các động cơ có các chu trình tải biến đổi Các ứng dụng động cơ có yêu cầu về biến đổi tốc độ, các ứng dụng chịu tải cố định thì lắp đặt Powerboss sẽ không hiệu quả

- Ngăn ngừa sụt áp nguồn cấp khi khởi động các động cơ lớn

- Cho phép nối nhiều thiết bị với một nguồn cung cấp duy nhất

- Cho phép tắt và bật động cơ bất kỳ lúc nào vì thiết bị này đã làm giảm dòng khởi động

- Giải tỏa lo lắng vì bị phạt sử dụng điện vào giờ cao điểm khi khởi động động

hoạt động một cách có hiệu quả tại bất kỳ một thời điểm nào trong cả quá trình vận hành Ngoài ra Powerboss còn tích hợp, kết nối với các thiết bị xung quanh (hoặc sử dụng lượng điện dự trữ trong một số ứng dụng cụ thể như trong cơ cấu bánh đà) nhằm làm giảm hơn nữa lượng điện năng tiêu thụ

 Một số ưu điểm khác

- Dễ dàng lắp đặt: Powerboss rất dễ lắp đặt vào hệ thống máy hay các bảng điện

có sẵn Nó có thể được lắp đặt trực tiếp hoặc vào mạch có sẵn bộ khởi động sao - tam giác

- Chi phí bảo trì, bảo dưỡng thấp

- Vận hành đơn giản: Powerboss vận hành thông qua một bộ điều khiển số được lập trình sẵn, nên có thể dễ dàng điều chỉnh được trong quá trình vận hành

3.1.3.3 Giải pháp 3: Thay thế động cơ

 Động cơ chuyển đổi điện năng thành cơ năng để phục vụ tải nhất định Trong quy trình này, năng lượng mất đi được minh họa trong hình sau:

 Hiệu suất của động cơ được xác định bởi tổn thất bên trong chỉ có thể giảm bằng cách thay đổi thiết kế động cơ và điều kiện vận hành Tổn thất có thể thay đổi từ 2% - 20% Bảng dưới đây cho thấy các loại tổn thất ở một động cơ cảm ứng:

 Hiệu suất của động cơ có thể định nghĩa là “tỷ số của công suất đầu ra hữu dụng của động cơ với công suất đầu ra toàn phần”

 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của động cơ bao gồm:

- Lão hóa: động cơ mới hoạt động hiệu quả hơn động cơ cũ