Nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm điện năng cho hệ thống sàng tuyền than công ty cổ phần than cao sơn vinacomin

Tính cấp thiết của đề tài Các thiết bị trong hệ thống sàng tuyển than Công ty cổ phần than Cao Sơn-Vinacomin đều sử dụng cấp điện áp 380V.. Để khắc phục những nhược điểm của các thiết b

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

NGUYỄN KHÁNH THIỆN

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG CHO HỆ THỐNG SÀNG TUYỂN THAN

CÔNG TY CỔ PHẦN THAN CAO SƠN-VINACOMIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Bùi Đình Thanh

HÀ NỘI, 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn cao học này là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi Các tài liệu, số liệu được nêu trong luận văn là trung thực Các luận điểm

và các kết quả nghiên cứu chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Hà Nội, ngày 10 tháng 4 năm 2015

Tác giả luận văn

Nguyễn Khánh Thiện

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU……… 1

1 Tính cấp thiết của đề tài……… 1

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài……… 1

3 Mục địch của đề tài……… ……… 2

4 Nhiệm vụ của đề tài.……… 2

5 Nội dung của đề tài ……… 2

6 Phương pháp nghiên cứu……… 2

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn……… 3

8 Cơ sở tài liệu… ……… 3

9.Cấu trúc của luận văn

LỜI CẢM ƠN………

3 3 Chương 1……… 4

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THAN CAO SƠN VÀ HỆ THỐNG SÀNG TUYỂN THAN CỦA CÔNG TY……… 4

1.1.Giới thiệu chung về công ty than Cao Sơn 4

1.2 Giới thiệu chung về tình hình cung cấp điện của công ty CP than Cao Sơn 9

1.2.1 Nguồn cung cấp điện của mỏ than Cao Sơn 9

1.2.2 Trạm biến áp chính của công ty CP than Cao Sơn 10

1.2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV 10

1.2.4 Trạm biến áp 35/6kV 12

1.3 Hệ thống sàng tuyển than Công ty CP than Cao Sơn-Vinacomin 12

1.3.1 Đặc điểm các dây chuyền sàng tuyển than 12

1.3.2 Dây chuyền sàng số 2a, 2b……… 14

1.3.3 Dây chuyền sàng số 3 15

1.3.4 Các phụ tải điện 0,4kV của hệ thống sàng tuyển than của Công ty CP than Cao Sơn-Vinacomin 18

1.4 Kết luận 18

Chương 2 19

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở CÁC DÂY CHUYỀN SÀNG TUYỂN CÔNG TY CP THAN CAO SƠN 19

2.1 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện cao áp tại công ty cổ phần than Cao Sơn 19

2.1.1 Công suất tiêu thụ của các thiết bị mỏ xác định theo phương pháp biểu đồ phụ tải 19

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp công suất đặt và hệ số yêu cầu 24

2.2 Đánh giá tình trạng kỹ thuật mạng điện hạ áp cung cấp điện cho các dây chuyền sàng tuyển than tại công ty CP than Cao Sơn 26

2.2.1 Đặc điểm tổ chức hệ thống cung cấp điện sàng tuyển than 26

2.2.2 Đánh giá thực trạng vận hành mạng hạ áp các dây chuyền sàng Công ty CP than Cao Sơn 30

2.3 Tình hình tiêu thụ điện năng của hệ thống sàng tuyển Công ty CP than Cao Sơn trong năm 2013 51

2.3.1 Cơ sở lý thuyết 51

2.3.2 Kết quả đánh giá 52

Chương 3 54

3.1 Đồng bộ cấu trúc hệ thống cáp điện 54

3.2 Sử dụng hiệu quả các thiết bị chiếu sáng 57

3.3 Bù kinh tế công suất phản kháng (sử dụng bằng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán) 60

3.3.1 Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT 5.0……… 60

3.3.2 Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính bù kinh tế cho mạng điện hệ

thống sàng……… 64

3.4 Sử dụng biến tần điều chỉnh tốc độ cho các băng tải 81

3.4.1 Tổng quan chung về điều khiển động cơ bằng biến tần 82

3.4.2 Nguyên lý tiết kiệm điện năng khi sử dụng biến tần 88

3.4.3 ứng dụng thiết bị điều khiển mới cho hệ truyền động băng tải 89

Kết luận và kiến nghị 95

Tài liệu tham khảo 97

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật của 2 máy biến áp 9

Bảng 1.2 Đặc tính kỹ thuật của máy cắt 9

Bảng 1.3 Đặc tính kỹ thuật của máy biến áp TM-6300/35kV 10

Bảng 1.4: Các phụ tải điện 0,4 kV 14

Bảng 2.1: Bảng theo dõi tại trạm 35/6 kV của Công ty CP than Cao Sơn từ ngày 03/1/2015 đến ngày 09/1/2015 19

Bảng 2.2: Năng lượng tác dụng, năng lượng phản kháng trung bình một ngày của công ty trong những năm gần đây 20

Bảng 2.3 Số liệu phụ tải ngày điển hình Công ty CP than Cao Sơn 21

Bảng 2.4 Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải 24

Bảng 2.5 Công suất tính toán của công ty 25

Bảng 2.6 Công suất tính toán của các khu vực 26

Bảng 2.7 Đặc điểm và tình trạng làm việc của mạng điện hạ áp 380V Công ty CP than Cao Sơn 27

Bảng 2.8 Số lượng và chủng loại biến áp 28

Bảng 2.9 Số lượng và chủng loại Aptomat 28

Bảng 2.10 Số lượng và chủng loại khởi động từ 29

Bảng 2.11 Số lượng và chủng loại băng tải 29

Bảng 2.12 Số lượng và chủng loại các loại sàng……… 29

Bảng 2.13 Kết quả kiểm tra công suất tính toán của máy biến áp tại hệ thống sàng của công ty CP than Cao Sơn

36 Bảng 2-14 Kết quả tính toán cáp mềm theo điều kiện dòng nung nóng cho phép Công ty than Cao Sơn 39

Bảng 2.15 Kết quả tính toán cáp chính theo điều kiện dòng nung nóng

cho phép các sàng của Công ty CP than Cao Sơn 40

Bảng 2.16 Kết quả tính toán tổn thất điện áp trong máy biến áp khu vực 42 Bảng 2.17 Kết quả tính toán tổn thất điện áp từ trạm biến áp khu vực đến cực phụ tải các sàng của Công ty CP than Cao Sơn lựa chọn khảo sát 43

Bảng 2.18 Kết quả tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong máy biến áp của các sàng đã lựa chọn khảo sát 47

Bảng 2.19 Kết quả tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng cáp mềm của các sàng đã lựa chọn khảo sát 48

Bảng 2.20: Kết quả tính toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng cáp chính của các sàng đã lựa chọn khảo sát

50 Bảng 2.21: Điện năng tiêu thụ thực tế của các dây chuyền Sàng tuyển các khu vực trong công ty trong năm 2013

52 Bảng 2.22 Kết quả tính toán hệ số yêu cầu trong các dây chuyền sàng tuyển

52 Bảng 3.1 Tổng hợp tổn thất công suất trên các đoạn cáp điện 56

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp phụ tải thắp sáng cho khu vực 57

Bảng 3.3 So sánh một số thông số kỹ thuật cơ bản của các loại đèn 59

Bảng 3.4 Tổng hợp kết quả bù kinh tế công suất phản kháng 81

Bảng 3.5 Thống kê băng tải chính các khu vực trong Công ty CP than Cao Sơn

92 Bảng 3.6 Giá trị kinh tế khi áp dụng biến tần điều khiển các băng tải chính

93

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất 7

Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV 11

Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ của hệ thống băng sàng số 1 12

Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ của hệ thống băng sàng số 2a, 2b 14

Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ của hệ thống băng sàng 16

Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình 22

Hình 2.2 Sơ đồ dây chuyền sàng số 1 Công ty than Cao Sơn 32

Hình 2.3 Sơ đồ dây chuyền sàng số 2a, 2b Công ty than Cao Sơn 33

Hình 2.4 Sơ đồ dây chuyền sàng số 3 Công ty than Cao Sơn 34 Hình 3.1 Giao diện chính của chương trình PSS/ADEPT 5.0………… 62

Hình 3.2 Các nút và thiết bị vẽ sơ đồ lưới điện……… 63

Hình 3.3 Chu trình triển khai chương trình PSS/ADEPT……… 63

Hình 3.4 Thiết lập thông số tụ bù……… 64

Hình 3.5 Hộp thoại thẻ CAPO……… 66

Hình 3.6 Sơ đồ nguyên lý mạng điện hệ thống sàng tuyển 1……… 68

Hình 3.7 Kết Kết quả tính toán bù kinh tế cho dây chuyền sàng tuyển 1 69

Hình 3.8 Sơ đồ nguyên lý mạng điện dây chuyền sàng tuyển 2a, 2b…… 72

Hình 3.9 Kết quả tính toán bù kinh tế cho dây chuyền sàng tuyển 2a, 2b 73 Hình 3.10 Sơ đồ nguyên lý mạng điện dây chuyền sàng số 3……… 77

Hình 3.11 Kết quả tính toán bù kinh tế dây chuyền sàng số 3……… 78

Hình 3.12 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ bằng biến tần 86

Hình 3.13 Sơ đồ cấu trúc biến tần trung gian 87

Hình 3.14 Sơ đồ điều khiển biến tần trung gian 87

Hình 3.15 Đặc tính cơ của ĐCKĐB ba pha điều khiển bằng biến tần khi mô men cản không thay đổi theo tốc độ 89

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Các thiết bị trong hệ thống sàng tuyển than Công ty cổ phần than Cao Sơn-Vinacomin đều sử dụng cấp điện áp 380V Khi khả năng khai thác ngày càng phát triển sản lượng than ngày một tăng nhanh, các dây chuyền sàng và tuyển than sẽ phải đầu tư lắp đặt nhiều để đáp ứng khâu sàng và tuyển than Với sản lượng của công ty than Cao Sơn năm 2015 sản xuất 3.900.000 tấn than/ năm thì điện năng cho khâu chế biến và sàng tuyển than theo tính toán là 1.100.000 kWh Đặc biệt về quy mô mở rộng các dây chuyền sàng tuyển những năm tiếp theo phải lắp đặt các thiết bị gia công than như máy đập hàm, máy nghiền than

có công suất lớn từ (75 -:- 160) kW Do vậy tổn hao điện năng và tổn hao điện

áp trên đường dây truyền tải tăng, ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện làm việc bình thường và điều kiện khởi động của động cơ, làm giảm năng suất của máy

và tuổi thọ của thiết bị, các động cơ có thể bị quá tải Khi đó chi phí điện năng trong máy biến áp và trên đường dây cũng tăng cao, ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành sản phẩm

Để khắc phục những nhược điểm của các thiết bị trong hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn và đáp ứng nhu cầu của tổng sơ đồ phát triển ngành than, mỏ lộ thiên Công ty cổ phần than Cao Sơn cần phải tiến hành đổi mới, áp dụng cơ giới hóa và tự động hóa trong công nghệ khai thác Trong giá thành sản phẩm, tỷ trọng về chi phí điện năng cho khâu sàng tuyển than tương đối cao, vì vậy việc nghiên cứu đề xuất các giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng trong các hệ thống sàng tuyển mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

2 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống sàng tuyển than tại Công ty

cổ phần than Cao Sơn

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu tình hình tiêu thụ điện năng của lưới điện hạ áp trong hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao

4 Nhiệm vụ của đề tài

Để thực hiện được các mục đích trên, đề tài cần giải quyết các nhiệm vụ sau:

- Đánh giá tình trạng tiêu thụ điện năng cũng như hiện trạng trang thiết bị điện của hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn

- Lựa chọn các giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện năng ở các hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn

- Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật các giải pháp áp dụng để tiết kiệm điện năng trong khâu sàng tuyển Công ty cổ phần than Cao Sơn

5 Nội dung của đề tài

- Đánh giá tổng quan hệ thống cung cấp điện cho các thiết bị sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn

- Nghiên cứu tình hình sử dụng điện năng của hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn

- Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp hữu hiệu nhằm giảm thiểu chi phí điện năng trong hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn

6 Phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết các nhiệm vụ của đề tài, tác giả sử dụng các phương pháp nghiên cứu tổng hợp sau:

+ Thống kê, đo lường, thu thập số liệu phục vụ cho công tác nghiên cứu + Xác định các thông số phục vụ cho mục đích nghiên cứu trên cơ cở các

số liệu thu thập được tại Công ty cổ phần than Cao Sơn, kết hợp với các kinh nghiệm của các nước có công nghiệp sàng tuyển phát triển

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng nhằm giảm chi phí sử dụng điện

năng là một chủ trương lớn của Đảng và Chính Phủ Trong giá thành chế biến và sàng tuyển một tấn than chi phí điện năng chiếm một tỷ trọng đáng kể vì vậy việc tìm các giải pháp nhằm sử dụng hiệu quả điện năng ở mạng điện của hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn sẽ mang tính cấp thiết,

có tính khoa học và thực tiễn

8 Cơ sở tài liệu

Luận văn được thực hiện dựa trên cơ sở các tài liệu sau:

+ Các số liệu về lưới điện cao áp và hạ áp của Công ty CP than Cao Sơn + Năng lượng tiêu thụ của hệ thống sàng tuyển than tại Công ty cổ phần than Cao Sơn trong những năm gần đây

9 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 3 chương, 32 bảng, 24 hình vẽ, luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Điện khí hoá, trường Đại học Mỏ- Địa chất dưới sự hướng dẫn khoa

học của: TS Bùi Đình Thanh

Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã nhận được sự giúp đỡ chân thành và nhiệt tình của các nhà Khoa học, Tiến sĩ, Kỹ sư của công ty cổ phần tư vấn Đầu tư mỏ và Công nghiệp - Vinacomin, Viện khoa học công nghệ mỏ - Vinacomin và các cán bộ giảng dạy trong Bộ môn Điện khí hoá, Phòng Đại học

và Sau đại học, Phòng cơ điện Công ty cổ phần than Cao Sơn-Vinacomin

Nhân dịp này tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Bùi Đình Thanh, người trực tiếp hướng dẫn khoa học, các tập thể, cá nhân, các nhà khoa học và các đồng nghiệp về những đóng góp quý báu trong quá trình thực hiện đề

tài

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THAN CAO SƠN VÀ HỆ THỐNG

SÀNG TUYỂN THAN CỦA CÔNG TY 1.1 Giới thiệu chung về công ty than Cao Sơn

Công ty than Cao Sơn thành lập ngày 6/6/1974 là công ty khai thác mỏ than lộ thiên lớn thuộc Tổng công ty Than Việt Nam (nay là Tập đoàn Than- Khoáng sản Việt Nam) Vị trí của mỏ nằm trong hướng Đông Bắc nước ta với diện tích khai trường khoảng 10km2 Giao thông thuận tiện cho việc liên lạc và vận chuyển Khai trường của mỏ nằm trong khoáng sàng Khe Chàm thuộc toạ độ:

X=267.430

Y=2.424.429,5

Gianh giới địa lý của mỏ như sau:

- Phía Bắc giáp Công ty than Khe Chàm và Công ty than Đông Bắc

- Phía Nam giáp Công ty than Đèo Nai

- Phía Đông giáp Công ty than Cọc Sáu

- Phía Tây giáp Công ty than Thống Nhất và Công ty Nội địa

Văn phòng công ty cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng 3km về phía Đông, thuộc phường Cẩm Sơn- Cẩm Phả- Quảng Ninh Nằm trên quốc lộ 18A,

do đó rất thuận lợi cho các hoạt động giao dịch kinh doanh

Công ty than Cao Sơn nằm trong khu vực có địa hình phân chắc mạnh, phía Nam có đỉnh Cao Sơn với độ cao 436m Đây là đỉnh núi cao nhất trong vùng Hòn Gai - Cẩm Phả Địa hình thấp dần về phía Bắc Thấp nhất là vùng biên giới giáp

khó khăn, gây tốn kém chi phí bơm nước và chi phí thuốc nổ chịu nước nên sản lượng khai thác giảm dần dẫn đến doanh thu của công ty cũng giảm theo

Mùa khô: Bắt đầu từ tháng 10 đến hết tháng 3 năm sau Mùa này khí hậu lạnh, hanh khô kéo dài nhiệt độ trung bình từ 80C đến 17oC Có những thời điểm nhiệt độ xuống thấp đến 3oC Trong thời gian từ tháng 1 đến tháng

3, thời tiết ẩm thấp, có mưa phùn và sương mù chiếm phần lớn thời gian trong ngày do đó ảnh hưởng đáng kể đến công việc khai thác và vận chuyển than, tuy vậy mùa này có nhiều thuận lợi hơn so với mùa mưa cả về việc khai thác lẫn vận chuyển, cung ứng vật tư, quản lý kho hàng, bến bãi

Tham gia vào cấu tạo địa chất của công ty có các trầm tích thuộc kỷ Nori trong tầng trầm tích hệTriot và các trầm tích Đệ Tứ (Q) Quá trình hình thành các vỉa than xen kẽ với đất đá, nằm chồng lên nhau theo hình vòng cung, cắm dốc xuống theo hướng Bắc- Nam Độ dốc của công ty từ 300

- Thoát nước tự nhiên: Tự chảy theo các rãnh hào thoát nước

- Thoát nước nhân tạo: Nhờ sử dụng hệ thống bơm nước với công suất 200kW và 250kW Thoát nước ra suối theo đường ống nước của nó

Công ty than Cao Sơn là một doanh nghiệp nhà nước, doanh nghiệp thành viên hoạch toán độc lập trực thuộc Tập Đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam Công

ty có trụ sở chính đặt tại phường Cẩm Sơn - Thị Xã Cẩm Phả - Tĩnh Quảng

Ninh Công ty được phép kinh doanh các ngành nghề:

- Khai thác chế biến và tiêu thụ than

- Xây dựng các công trình thuộc công ty

- Sữa chữa cơ khí, vận tải

- Sản xuất vật liệu xây dựng

4-kế hoạch của Tập Đoàn giao

Các sản phẩm này được tiêu thụ theo hai tuyến:

- Cảng Cửa Ông: Phục vụ cho xuất khẩu

- Cảng của công ty: Tiêu thụ nội địa

Từ năm 1977 bắt đầu bóc những m3

đất đá đầu tiên ở khu Cao Sơn Năm

1979 bóc đất đá khu Bàng Nâu Ngày 19/5/1980 Công ty sản xuất tấn than đầu tiên, kết thúc thời kỳ xây dựng cơ bản và đi vào sản xuất

Theo thiết kế kỹ thuật ban đầu, năm 1971 trữ lượng than là 70 triệu tấn với công suất thiết kế là 2 triệu tấn/năm Năm 1980 viện Ghiprosat (Liên Xô cũ) thiết kế mở rộng nâng công suất của mỏ lên 3 triệu tấn/năm Năm 1987, Viện quy hoạch thiết kế và kinh tế than lập thiết kế khai thác công ty than Cao Sơn với công suất 1,7 triệu tấn/năm với hệ số bóc trung bình Ktb = 6,06 m3/T Trong

30 năm xây dựng và trưởng thành Công ty luôn hoàn thành vượt mức kế hoạch cấp trên giao

Công ty được thành lập ngày 6/6/1974 với sản lượng hàng năm không ngừng tăng lên Công ty khai thác theo phương thức phân tầng tách lớp với công nghệ sản xuất bao gồm hai dây truyền sản xuất chính là bóc đất đá và khai thác than Sơ đồ quy trình và công nghệ sản xuất thể hiện như hình 1.1:

Hình 1.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất

Công ty than Cao Sơn có khối lượng sản phẩm hàng năm chiếm tỷ trọng cao trong Tập đoàn Than- khoáng sản Việt Nam Trong suốt quá trình hoạt động sản xuất kinh doanh, Công ty luôn chú trọng đến việc đầu tư trang thiết bị cho sản xuất Bằng việc đưa các thiết bị hiện đại của Mỹ, Nhật, Thụy Điển, Hàn Quốc…vào sản xuất để thay thế cho các máy móc thiết bị của Liên Xô cũ Các khâu khoan, xúc, vận tải được cơ giới hoá đến 90% và có những bộ phận được

tự động hoá hoàn toàn

Công ty than Cao Sơn là đơn vị sản xuất kinh doanh với sản phẩm chính

là than Toàn bộ dây truyền công nghệ phục vụ cho việc sản xuất và tiêu thụ than của Công ty có trình độ tập trung hóa cao nên đòi hỏi sự chuyên môn hóa trong sản xuất Trong những năm gần đây, công ty đã tổ chức tập trung hóa,

chuyên môn hóa cao nên năng suất lao động được nâng lên rõ rệt

Để thực hiện thắng lợi các chỉ tiêu kế hoạch của Tổng công ty giao, lãnh đạo công ty than Cao Sơn đã đề ra các giải pháp lãnh đạo, chỉ đạo cụ thể với

mục tiêu “An toàn- Năng suất- Chất lượng- Hiệu quả- Tiết kiệm”

Công ty than Cao Sơn là một doanh nghiệp sản xuất than lớn với số lượng công nhân viên hiện nay là hơn 5000 người Do đặc thù khá phức tạp về công việc do vậy để hoạt động sản xuất có hiệu quả thực hiện cơ chế quản lý mới, mỏ

thường xuyên sắp xếp tổ chức bộ máy với nhiệm vụ của từng phòng ban, phân xưởng theo mô hình quản lý trực tuyến Cơ cấu trực tuyến chức năng quyền lực của doanh nghiệp được tập trung vào giám đốc mỏ là người trực tiếp điều hành các đơn vị công trường phân xưởng, các khối phòng ban kỹ thuật, nghiệp vụ chỉ nhận mệnh lệnh sản xuất từ giám đốc và có nhiệm vụ hướng dẫn kiểm tra việc thực hiện mệnh lệnh đồng thời phát hiện các vấn đề phát sinh để báo cáo giám đốc và đề xuất các biện pháp giải quyết

* Phân xưởng Cơ Điện: nhiệm vụ chính là bảo dưỡng, sửa chữa, tiểu tu, trung tu toàn bộ thiết bị máy mỏ như: máy khoan, máy xúc, máy gạt và các máy công cụ Ngoài ra còn tận dụng làm hàng gia công phục hồi để phục vụ cho công việc sửa chữa máy mỏ

* Phân xưởng sửa chữa ôtô: nhiệm vụ bảo dưỡng, sửa chữa, tiểu tu, trung

tu, thiết bị phương tiện vận tải như các loại xe từ (10 55 tấn) ngoài ra còn gia công phục hồi hàng cơ khí, phục vụ cho công việc sửa chữa khâu vận tải mỏ

* Phân xưởng trạm mạng: có nhiệm vụ quản lý toàn bộ mạng điện của mỏ, cung cấp điện cho các máy xúc, máy khoan, băng và các hệ thống điện toàn bộ cho sản xuất

* Đội xe phục vụ: nhiệm vụ chính là phục vụ giám đốc, các phòng ban chỉ huy sản xuất và đi quan hệ làm công việc đối ngoại

* Phân xưởng xây dựng: làm nhiệm vụ sửa chữa các công trình kiến thiết cơ bản

* Phân xưởng chế biến: làm nhiệm vụ chăm lo phục vụ bữa ăn giữa ca và các khoản bồi dưỡng độc hại, nặng nhọc cho công nhân mỏ

* Cảng tiêu thụ than: làm nhiệm vụ rót than xuống phương tiện cho khách hàng và là khâu tiêu thụ cho khách hàng nội địa

Từ cơ cấu tổ chức Công ty đã áp dụng mô hình hạch toán nội bộ các phân xưởng được phân cấp quản lý tài sản có trách nhiệm đảm bảo kỹ thuật, chất lượng sản phẩm, an toàn cho người và thiết bị, chịu trách nhiệm trả lương sản phẩm cho người lao động Nhờ đó các đơn vị đã chủ động các mặt quản lý thực hiện tiết kiệm giảm chi phí, hạ giá thành sản phẩm để sản xuất kinh doanh có

hiệu quả thực hiện các khoản phải nộp theo chính sách Nhìn chung việc tổ chức quản lý mới theo cơ cấu trực tuyến chức năng của Công ty như trên được coi là hợp lý và đã đáp ứng được nhu cầu đặt ra

1.2 Giới thiệu chung về tình hình cung cấp điện của công ty CP than Cao Sơn

1.2.1 Nguồn cung cấp điện của mỏ than Cao Sơn

Nguồn cung cấp điện cho trạm 35/6kV của công ty được cung cấp từ trạm biến áp 110/35/6kV Mông Dương theo lộ E377 Đường dây cung cấp điện cho trạm biến áp 35/6kV của công ty sử dụng loại dây AC-95 có chiều dài 4,4 km Trạm biến áp 110kV Mông Dương gồm hai MBA làm việc theo chế độ dự phòng nguội Máy làm việc chính mã hiệu: TДTHД- 25000 kVA MBA dự phòng mã hiệu TДTHД- 20000 kVA Đặc tính kỹ thuật của hai máy biến áp được ghi trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Đặc tính kỹ thuật của 2 máy biến áp

Xô chế tạo có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 1.2

Bảng 1.2 Đặc tính kỹ thuật của máy cắt

Mã hiệu Giá trị định

mức

Dòng nm giới hạn,

Dòng

ổn

Dòng cắt

CS

cắt

Thời gian

(A) định

nhiệt (kA)

1.2.2 Trạm biến áp chính của công ty CP than Cao Sơn

Để cung cấp điện cho các khu vực khai thác của công ty CP than Cao Sơn

và một số khu vực khai thác của mỏ lân cận như Khe Chàm, mỏ Thống Nhất Công ty than Cao Sơn sử dụng hai máy biến áp TM 6300/35kV dùng để cung cấp điện Đặc tính kỹ thuật của MBA ghi trong bảng 1.4

Bảng 1.3 Đặc tính kỹ thuật của máy biến áp TM-6300/35kV

Tổ nối dây

1.2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV

Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV như hình vẽ 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV

1.3 Hệ thống sàng tuyển than Công ty CP than Cao Sơn-Vinacomin

Tại Công ty than Cao Sơn hiện nay có 04 dây chuyền sàng tuyển: Các máy sàng số 1, số 2a, số 2b, số 3 và các thiết bị phụ trợ khác để sàng than Các dây chuyền này sử dụng điện áp 380V, nhận điện từ các máy biến áp BAD 630kVA-6/0,4kV, BAD 400kVA-6/0,4kV, các máy biến áp này được lấy điện từ

hệ thống tủ khởi hành tuyến số 6 của trạm biến áp 35/6kV

1.3.1 Đặc điểm các dây chuyền sàng tuyển than

1-Máy xúc lật xúc than nguyên khai 6- Băng tải than ron

2-Bunke chứa cấp liệu 7-Băng tải than don bã sàng 3-Băng tải cấp liệu

4-Sàng rung

5- Băng tải than cám

Than nguyên khai được vận chuyển bằng ô tô đổ vào bãi chứa than, dùng máy xúc lật xúc than vào bunke cấp liệu (số 2), máy cấp liệu cho băng tải cấp liệu (số 3), chuyển qua sàng rung (số 4), sàng lọc thành các cỡ hạt khác nhau (tuỳ theo yêu cầu cỡ hạt để đặt lưới sàng có kích thước phù hợp) Than sạch xuống băng cám (số 5) đưa ra bãi chứa Phần cỡ hạt còn lại được đưa xuống

băng tải (số 6) hoặc (số 7) sau đó bã sàng được ôtô chuyển ra bãi chứa

* Bun ke cấp liệu (số 2)

- Ghi lọc đá quá cỡ +250 mm S=5800x5000 mm; a=0,25m; α=0o;

- Máy cấp liệu lắc : công suất Q=57-570 T/h; Dmax=300mm; công suất động cơ P=15 kW, tốc độ quay: n=1460v/ph

- Sàng rung 2 lưới F35; F15mm; công suất Q=500 T/h

- Động cơ điện công suất P=2x18,5kW, tốc độ quay n=980v/ph

- Động cơ điện công suất P=15kW, tốc độ quay n=1460v/ph

* Băng tải than don bã sàng (số 7)

- Băng tải vận chuyển than don bã sàng; công suất Q=130T/h; v=1,2 m/s; L≤21m; α=15o

;

- Động cơ điện công suất P=15kW, tốc độ quay n=1460v/ph

1.4.2 Dây chuyền sàng số 2a, 2b

Sơ đồ công nghệ dây chuyền sàng số 2a, 2b được thể hiện trên hình vẽ 1.4

Hình 1.4 Sơ đồ công nghệ của hệ thống băng sàng số 2a, 2b

1-Máy xúc lật xúc than nguyên

khai

6- Băng tải than ron

2-Bunke chứa cấp liệu 7-Băng tải than don bã sàng 3-Băng tải cấp liệu

4-Sàng rung

5- Băng tải than cám

Than nguyên khai được vận chuyển bằng ôtô từ khai trường về bãi chứa than sau đó dùng xúc lật xúc đổ vào bunke cấp liệu (số 2), hai máy cấp liệu cho băng tải cấp liệu (số 3), chuyển qua sàng rung số 4, sàng lọc thành các cỡ hạt

(tuỳ theo yêu cầu cỡ hạt để đặt lưới sàng có kích thước phù hợp) Than sạch xuống băng cám (số 5) đưa ra bãi chứa Phần cỡ hạt còn lại được đưa xuống

băng tải (số 6) hoặc (số 7) sau đó bã sàng được ôtô chuyển ra bãi chứa

* Bun ke cấp liệu (số lƣợng 02)

- Ghi lọc đá quá cỡ +250 mm S=5800x5000 mm; a=0,25m; α=0o;

- Máy cấp liệu lắc công suất Q=57-570 T/h; Dmax=300mm; động cơ công suất P=15kW, tốc độ quay n=1460v/ph

* Băng cấp liệu B1200 (số lƣợng 02: băng)

- Băng tải than nguyên khai B=1200mm; công suất Q=500 T/h; L≤13,5 m; α=8o;

- Động cơ điện công suất P=22,5kW, tốc độ quay n=1460v/ph

* Sàng rung (số lƣợng 02)

- Sàng rung 2 lưới F35; F15mm; công suất Q=500 T/h

- Động cơ điện công suất P=2x18,5kW, tốc độ quay n=980v/ph

- Động cơ điện công suất P=18,5kW, tốc độ quay n=1460v/ph

* Băng don B800 (số lƣợng 02: băng)

- Băng tải vận chuyển than don 15-35; B=800mm; công suất Q=130 T/h; v=1,2 m/s; L≤21m; α=15o

;

- Động cơ điện công suất P=15kW, tốc độ quay n=1460v/ph

* Băng tải cỡ hạt + 35mm B800 (số lƣợng 02: băng)

- Băng tải vận chuyển than cỡ hạt + 35mm; công suất Q=130T/h; v=1,2 m/s; L≤21m; α=15o

;

- Động cơ điện công suất P=15kW, tốc độ quay n=1460v/ph

1.4.3 Dây chuyền sàng số 3

Hệ thống sàng số 3 mới được vào lắp đặt và sử dụng từ năm 2006 Đây là

hệ thống sàng sử dụng để sàng chế biến than theo công nghệ được mô tả trên hình vẽ 1.5

Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ của hệ thống băng sàng

1-ô tô chở than nguyên khai 6-Bunke chứa bã than ron 2-Bunke chứa cấp liệu 7-Băng tải than cám

3-Băng tải cấp liệu 8-Băng tải bã sàng

4-Sàng rung SQC-62 9-Bunke chứa bã sàng

5-Băng tải than ron

1 Bunke chứa than nguyên khai Số lượng: 01 cái

- Dung tích: 90 m3

2 Máy cấp liệu lắc Số lượng: 02 cái

-Kiểu K -10: năng suất – 300 tấn/h Động cơ công suất 11kW, tốc độ 1470 vg/phút

3 Băng tải cấp liệu Số lượng: 01 tuyến

Khoảng cách con lăn nhánh có tải l = 1,2 m

Khoảng cách con lăn nhánh không tải l’ = 2,4 m

4 Sàng rung Số lượng: 01 cái

Kiểu SQC -62; 2 động cơ công suất 18kW, tốc độ 700v/p

Khoảng cách con lăn nhánh có tải l = 1,2 m

Khoảng cách con lăn nhánh không tải l’ = 2,4 m

- Độ dài: L = 65m; B = 1000mm

Cụm dẫn động: PTG-50/1000; động cơ công suất 55kW; tốc độ 1480 vg/p

Đường kính tang: 400mm; tốc độ băng 1,7m/s

Khoảng cách con lăn nhánh có tải l = 1 m

Khoảng cách con lăn nhánh không tải l’= 2 m

- Dung tích: 35m3

-Dung tích: 35m3

Nguyên lý hoạt động của thiết bị

Than nguyên khai được vận chuyển bằng ô tô đổ vào bunke cấp liệu (số 2), 2 máy cấp liệu cho băng tải cấp liệu (số 3), chuyển qua sàng rung SQC-62 số

4, sàng lọc thành các cỡ hạt (tuỳ theo yêu cầu cỡ hạt để đặt lưới sàng có kích thước phù hợp) Than sạch xuống băng cám (số 7) đưa ra bãi chứa Phần cỡ hạt còn lại được đưa xuống băng tải (số 8) hoặc (số 5) chuyển vào bunke chứa bã (số 9), sau đó bã sàng được ôtô chuyển ra bãi chứa

1.3.1 Các phụ tải điện 0,4kV của hệ thống sàng tuyển than của Công ty CP than Cao Sơn-Vinacomin

Bảng 1.4: Các phụ tải điện 0,4 kV

Số lượng Công suất định

Tổng công suất định mức, (kW)

1.5 Kết luận

Qua các số liệu thống kê có thể rút ra các nhận xét như sau:

- Hệ thống sàng tuyển của công ty đã được đầu tư xây dựng từ rất lâu (trừ dây chuyền sàng tuyển số 3 mới đưa vào sử dụng từ năm 2006), các thiết bị máy móc tương đối lạc hậu, vấn đề tự động hóa các dây chuyền này chưa được đầu

tư đồng bộ và đúng mức

- Tất cả các dây chuyền sàng tuyển của công ty được cấp điện từ mạng điện hạ áp 380V thông qua các máy biến áp 6/0,4kV lấy điện từ TBA chính 35/6kV của mỏ

2.1.1 Công suất tiêu thụ của các thiết bị mỏ xác định theo phương pháp biểu đồ phụ tải

2.1.1.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình trạm 35/6 kV

Biểu đồ phụ tải biểu diễn sự thay đổi công suất tác dụng và công suất phản kháng theo thời gian, quan hệ này được biểu diễn dưới dạng các hàm P(t), Q(t) Có thể xây dựng được phụ tải thời gian quan sát một ngày đêm (24h)

Biểu đồ phụ tải ngày đêm của trạm biến áp 35/6kV của công ty nhận được bằng cách ghi lại chỉ số của các đồng hồ đo các đại lượng P, Q trong thời gian

60 phút 1 lần Căn cứ vào số liệu theo dõi trong một thời gian thực tập tại công

ty cho phép chọn được ngày điển hình làm phụ tải ngày tính toán

Các số liệu thống kê năng lượng tác dụng và năng lượng phản kháng được ghi trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Bảng theo dõi tại trạm 35/6 kV của Công ty CP than Cao Sơn từ ngày 03/1/2015 đến ngày 09/1/2015

n

7 637800

So sánh giá trị năng lượng tác dụng tiêu thụ trung bình với giá trị năng lượng tác dụng tiêu thụ của các ngày khảo sát xác định được ngày điển hình là ngày có năng lượng tác dụng tiêu thụ gần với giá trị năng lượng tiêu thụ trung bình trong khoảng thời gian khảo sát (ngày 5/01/2015) Dựa vào số liệu năng lượng tác dụng

và năng lượng phản kháng tiêu thụ của ngày điển hình ta xây dựng được biểu đồ phụ tải

Số liệu phụ tải và biểu đồ phụ tải ngày điển hình năm 2015 của công ty CP than Cao Sơn được trình bày trên bảng 2.3, và hình 2.1

Bảng 2.3 Số liệu phụ tải ngày điển hình Công ty CP than Cao Sơn Giờ đo P, (kW) Q, (kVAr) Giờ đo P, (kW) Q,(kVAr)

Từ bảng số liệu trên ta vẽ được biểu đồ phụ tải cho ngày điển hình Biểu

đồ này được thể hiện trên hình 2.1

Hình 2.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình

Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình xác định được các thông số đặc trưng của biểu đồ

2.1.1.2 Các thông số cơ bản của biểu đồ phụ tải

Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình của các mỏ xác định được các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải và được thể hiện trên bảng 2.4

- Phụ tải trung bình: là trị số theo dõi của phụ tải trong khoảng thời gian (một ngày đêm) Thông qua biểu đồ phụ tải ngày điển hình có thể đánh giá được mức độ tiêu thụ điện năng của công ty Ta nhận thấy rằng điện năng tiêu thụ trong ngày là đồng đều

tb

t t P T

tb

t t Q T

Qdt

2 2

tb tb

- Hệ số sử dụng:

dm

tb sd

P

P K

- Trong đó: Pđm = Sđm cosφtb; cosφtb =

2 2

P a

a W W

- Phụ tải trung bình bình phương:

24

1

2 1 0

2

24

1 1

i

i i i T

2

24

1 1

i

i i i T

- Phụ tải tính toán:

+ Công suất tác dụng: Ptt = Ptbbp , (kW)

+ Công suất phản kháng: Qtt = Qtbbp , (kVAr)

+ Công suất biểu kiến tính toán: 2 2

tt tt

tt P Q S

- Hệ số mang tải kinh tế:

n t n

t kt

Q K P

Q K

dmba

S I

Q - tổn hao công suất phản kháng không tải máy biến áp, (kVAr);

Q - tổn hao công suất phản kháng ngắn mạch máy biến áp, (kVAr);

Kt= 0,05- 0,15 - hệ số đương lượng kinh tế của công suất phản kháng

Bảng 2.4 Các thông số đặc trưng của biểu đồ phụ tải

4048

2020

1,01 1,01 Công suất tính toán:

- Tác dụng: Ptt

- Phản kháng: Qtt

- Biểu kiến: Stt

kWkVAr kVA

4048

2020

5007

2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp công suất đặt và hệ số yêu cầu

Phụ tải điện của trạm biến áp chính bao gồm động cơ cao áp 6kV và các

máy biến áp 6/0,4kV; 6/0,69kV, vì thế phụ tải tính toán được xác định:

- Đối với động cơ cao áp:

- Công suất tính toán của các phụ tải đấu vào máy biến áp của trạm biến áp chính:

n nh tt

tt P P

1

n nh tt

tt Q Q

1

.

trong đó: n- số nhóm;

Ptt.nh, Qtt.nh- công suất tác dụng và phản kháng tính toán của nhóm

Công suất biểu kiến tính toán:

2 2 tt tt cd

Với kcđ = 0,85 - hệ số kể đến phụ tải cực đại của các nhóm trùng nhau Kết quả tính toán phụ tải theo phương pháp này được trình bày trong các bảng từ 2.5

Bảng 2.5 Công suất tính toán của công ty

Từ kết quả tính toán trong các bảng 2.5, xác định được công suất tính toán

và các thông số tính toán cần thiết, bảng 2.6

Bảng 2.6 Công suất tính toán của các khu vực

1 Công suất biểu kiến tính

toán, Sttyc , (kVA)

2.2.1 Đặc điểm tổ chức hệ thống cung cấp điện sàng tuyển than

2.2.1.1 Sơ đồ cung cấp điện

Phương pháp cung cấp điện đối với mỗi dây chuyền, kết cấu và thông số mạng điện hạ áp khu vực ngoài công ty được quyết định bởi phương pháp sàng tuyển, vận chuyển than, đất đá; sản lượng than, mức độ trang bị phương pháp sàng tuyển than Khu vực sàng tuyển được cấp điện từ trạm biến áp khu vực 6/0,4kV Trạm biến áp khu vực được cung cấp điện từ trạm biến áp 35kV/6kV theo đường dây trên không và lấy từ đường dây trên không 35kV lưới điện Quốc gia Các trạm biến áp sử dụng chủ yếu máy biến áp dầu của Việt Nam sản xuất

Đặt cố định để cung cấp điện 380V cho các phụ tải hạ áp của các dây chuyền sàng tuyển than bằng cáp cứng và cáp mềm Hiện nay các máy biến áp khu vực sàng tuyển Công ty CP than Cao Sơn làm việc với hệ số mang tải tập trung trong khoảng = 0,3 0,86

Các mạng điện hạ áp của dây chuyền sàng tuyển Công ty có tổng chiều dài mạng không lớn L = (0,4 0,7km), (trung bình L=0,4km); không phân nhánh Mạng cáp điện hạ áp sàng tuyển sử dụng các loại cáp văn xoắn do Việt Nam sản xuất ( PVC, … ) Thời gian cáp điện sử dụng cho các dây chuyền sàng tuyển Công ty mới đưa vào sử

Đặc điểm và tình trạng làm việc của hệ thống điện hạ áp các dây chuyền sàng tuyển Công ty CP than Cao Sơn được thống kê trong bảng 2.7:

Bảng 2.7 Đặc điểm và tình trạng làm việc của mạng điện hạ áp 380V Công ty CP than Cao Sơn

Stt

Hệ số mang tải

máy biến áp

(β)

Đặc điểm và tình trạng làm việc của mạng điện hạ áp 380

V dây chuyền sàng tuyển than Công ty

Tổng chiều dài mạng cáp điện hạ

áp (L), km

Chiều dài mạng xa nhất từ máy biến áp đến phụ tải (lxn), km

Tổng số thiết bị đầu vào mạng (N), cái

Số nhánh

Số mạng đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật (%) về Ccđ

(*)

Tđbv (**)

Ghi chú: Ccđ(*)- Số mạng đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật về cung cấp điện, (%)

Tđbv(**)- Số lần đo đảm bảo chỉ tiêu kỹ thuật về tiếp đất bảo vệ, (%)

Đa số mạng điện hạ áp các dây chuyền sàng tuyển than Công ty đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản về cung cấp điện (88%) Trong Công ty tổ chức tiếp đất an toàn cho các thiết bị điện của mạng điện hạ áp đảm bảo yêu cầu Rtđ ≤ 4Ω 100% các mạng điện này đã thoả mãn yêu cầu này

2.2.1.2 Chủng loại các thiết bị điện hiện đang dùng trong các dây chuyền sàng tuyển

Các thiết bị điện trang bị trong hệ thống điện hạ áp các dây chuyền sàng tuyển than Công ty CP than Cao Sơn chủ yếu do Việt Nam liên doanh với nước ngoài sản xuất Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ dùng áptômat loại thường liên doanh của Hàn Quốc (LG - 50-:-400A ) Các khởi động từ chủ yếu là các thiết bị liên doanh của Hàn Quốc Các phụ tải điện sử dụng ở các dây chuyền sàng tuyển than Công ty là các động cơ không đồng 3 pha có công suất không quá 50 kW, cũng chủ yếu do Việt Nam sản xuất, đây là các phụ tải loại thông thường

Kết quả khảo sát thực tế về số lượng và chủng loại các thiết bị điện hiện đang sử dụng ở dây chuyền sàng tuyển than Công ty CP than Cao Sơn được thống kê trong các bảng 2.8 cho đến bảng 2.12