Tóm tắt về các biện pháp tiết kiệm năng lượng
- Lựa chọn biểu giá điện
- Đầu đốt dùng hơi nước tán sương
- Kiểm soát không khí thừa
- Lắp đặt bộ sấy gió
- Cách nhiệt các đường ống dẫn hơi
- Nối liên tầng phần hơi của nước ngưng
- Tắt máy biến áp
- Sử dụng biến tần
30 trang |
Chia sẻ: maiphuongtt | Lượt xem: 2415 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Các ví dụ về các biện pháp tiết kiệm năng lượng điển hình trong công nghiệp, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CÁC VÍ DỤ VỀ
CÁC BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM
NĂNG LƯỢNG
ĐIỂN HÌNH TRONG CÔNG
NGHIỆP
CÁC VÍ DỤ VỀ CÁC BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG
LƯỢNG ĐIỂN HÌNH TRONG CÔNG NGHIỆP
Tóm tắt về các biện pháp tiết kiệm năng lượng
Lựa chọn biểu giá điện
Đầu đốt dùng hơi nước tán sương
Kiểm soát không khí thừa
Lắp đặt bộ sấy gió
Cách nhiệt các đường ống dẫn hơi
Nối liên tầng phần hơi của nước ngưng
Tắt máy biến áp
Sử dụng biến tần
CÁC VÍ DỤ VỀ CÁC BIỆN PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG
LƯỢNG ĐIỂN HÌNH TRONG CÔNG NGHIỆP
Thay thế đèn thủy ngân bằng đèn hơi natri
Giảm áp suất khí nén
Giảm nhiệt độ vào của gió nén
Máy lạnh nén so với máy lạnh hấp phụ
Chu trình họat động của quạt cấp/quạt hồi
Kho trữ nước lạnh
Thu hồi nhiệt từ khói thải
Hệ thống đồng phát ở nhà máy đường
TÓM TẮT CÁC CƠ HỘI TIẾT KIỆM Ở MỘT NHÀ
MÁY DỆT
Năng lượng tiết
kiệm
Chi phí năng
lượng tiết kiệm
Đầu tư Thời gian
hoàn vốn
(GJ/năm) (US$/năm) (US$) (năm)
Cấu trúc giá điện Chuyển từ cấu trúc
giá TOD sang TOU
Không 4,930 Không Không
Khu vực lò hơi Dừng một lò hơi 1,382 5,472 Không Không
Xưởng sợi Tắt bớt máy biến áp
số 2
19,200 1,306 Không Không
Khu vực máy lạnh Tắt bớt một máy lạnh
số 2
13,100 891 Không Không
Xưởng hoàn thiện Quản lý điện năng Không 6,500 Không Không
Xưởng sản xuất Thu hồi nước ở bếp
hấp
8,071 32,000 5,600 1.8
Khu vực lò hơi Cách nhiệt cho các
van
506 2,000 4,400 2.2
Xưởng sản xuất Thu hồi nước ở bể
ngâm kiềm
2,722 10,780 24,000 2.2
Chiếu sáng Thay thế các ballast 25% ánh sáng 36,400 88,000 2.4
Khu vực Giải pháp đề
xuất
TÓM TẮT CÁC CƠ HỘI TIẾT KIỆM Ở MỘT NHÀ
MÁY DỆT
Năng lượng tiết
kiệm
Chi phí năng
lượng tiết kiệm
Đầu tư Thời gian
hoàn vốn
(GJ/năm) (US$/năm) (US$) (năm)
Hệ thống hơi Thu hồi nước ngưng 3,688 14,602 40,000 2.7
Xưởng công nghệ Thuhồn nước từ quá
trình tẩy
1,464 5,798 18,000 3.1
Xưởng sợi Sử dụng máy phát Không 24,480 108,000 4.4
Xưởng công nghệ Thu hồi nướcở
Rotova
627 2,485 12,000 4.8
Xưởng công nghệ Thu hối nước ở khâu
tẩy trắng
853 3,378 18,000 5.3
Xưởng công nghệ Thu hồi nước ở khâu
đốt
722 2,858 16,000 5.6
Xưởng hoàn tất Sử dụng máy phát Không 13,080 72,000 5.6
Khu vực Giải pháp đề
xuất
LỰA CHỌN BIỂUGIÁ ĐIỆN
Chủ Nhật Tổng
kWh kWh kW đỉnh kWh kWh
09-22h 22-09h
1 710,230 243,030 2,880 13,260 966,520
2 424,960 282,920 2,050 13,582 721,462
3 564,730 337,970 2,211 14,351 917,051
4 873,380 362,940 3,024 14,456 1,250,776
5 796,500 332,240 3,096 13,782 1,142,522
6 937,820 409,520 3,240 14,598 1,361,938
7 812,900 367,800 3,240 13,589 1,194,289
8 898,880 395,880 3,240 13,572 1,308,332
9 835,920 353,720 3,069 13,258 1,202,898
10 889,800 383,240 3,240 14,574 1,287,614
11 871,920 370,820 3,240 14,689 1,257,429
12 797,140 351,140 3,024 13,245 1,161,525
Tháng
Thứ Hai-Thứ Bảy
Nhu cầu và tiêu thụ điện năng của nhà máy
LỰA CHỌN BIỂU GIÁ ĐIỆN
Tháng
Chi phí
công
suất
Chi phí
điện năng
Tổng
Chi phí
công
suất
Chi phí
điện năng
Chi phí
dịch vụ
Tổng
1 645,984 986,624 1,632,608 457,574 1,329,773 400 1,787,747
2 459,815 736,468 1,196,283 325,704 892,210 400 1,218,314
3 495,927 936,126 1,432,053 351,284 1,157,660 400 1,509,344
4 678,283 1,276,792 1,955,075 480,453 1,677,480 400 2,158,333
5 694,433 1,166,286 1,860,719 491,892 1,531,031 400 2,023,323
6 726,732 1,390,266 2,116,998 514,771 1,814,083 400 2,329,254
7 726,732 1,219,130 1,945,862 514,771 1,581,702 400 2,096,873
8 726,732 1,335,545 2,062,277 514,771 1,740,777 400 2,255,948
9 688,377 1,227,918 1,916,295 487,603 1,609,472 400 2,097,475
10 726,732 1,314,396 2,041,128 514,771 1,718,045 400 2,233,216
11 726,732 1,283,584 2,010,316 514,771 1,680,578 400 2,195,749
12 678,283 1,185,685 1,863,968 480,453 1,544,537 400 2,025,390
Tổng 22,033,583 23,930,968
Giá điện theo giờ (TOD) (Baht) Giá điệntheo sử dụng (TOU) (Baht)
Khác biệt ở hóa đơn điện theo việc chọn lựa biểu giá điện
ĐẦU ĐỐT DÙNG HƠI NƯỚC TÁN SƯƠNG
Lò hơi
Áp suất hơi 20 bar
Nhiệt độ gió vào 350C
Nhiệt độ nước cấp 850C
Nhiệt độ khói thải 2700C
Họat động với đầu đốt hiện hữu
Lượng CO
2
trong khói thải 12,5%
Cảm nhiệt thất thoát qua khói thải 11,51%
Hiệu suất tức thời 88,5%
Chi phí nhiên liệu hàng năm 1,062 triệu
USD
ĐẦU ĐỐT DÙNG HƠI NƯỚC TÁN SƯƠNG
Sau khi thay đổi sang hệ thống dùng hơi nước
tán sương
Lượng CO
2
trong khói thải 15%
Cảm nhiệt thất thoát qua khói thải 10,2%
Hiệu suất tức thời 89,8%
Chi phí nhiên liệu hàng năm 1,047
triệu USD
TIẾT KIỆM TRONG CHI PHÍ NĂN GLƯỢNG HÀNG NĂM:
15 NGHÌN USD
KIỂM SOÁT KHÔNG KHÍ THỪA
Vận hành theo tiêu chuẩn
Công suất định mức của lò hơi 7 tấn hơi/h
Số giờ vận hành 8.500 h/năm
Nhiệt độ gió vào 35°C
Nhiệt độ khói thải 304°C
Lượng O
2
trong khói thải 9% (thể tích khô)
Hiệu suất lò hơi 76,4%
Nhiên liệu tiêu thụ hàng năm 1,166 x108 MJ/năm
Sau khi kiểm soát không khí thừa
Lượng O
2
trong khói thải 2% (dry volume)
Hiệu suất lò hơi 81.4%
Nhiên liệu tiết kiệm 7.16 x106 MJ/year (6.1%)
LẮP ĐẶT BỘ SẤY GIÓ SƠ BỘ
Kết quả sau khi điều chỉnh
Hiệu suất thu hồi nhiệt: 65%
Năng lượng thu hồi:
18.600 m
3
/h x 1,225 kg/m
3
x 1,08 kJ/kg.
0
C
x 65% x (180-130)
0
C = 0,8 GJ/h
Số giờ vận hành: 6,400 h/năm
Giá năng lượng: 3.9 US$/GJ
Tiết kiệm trong chi phí nhiên liệu:
0,8 GJ/h x 6.400 h/yr x 3,9 US$/GJ = 19.968
US$/năm
CÁCH NHIỆT CÁC ĐƯỜNG ỐNG DẪN HƠI
Hệ thống hơi trong một nhà máy giấy:
Đề xuất cải thiện:
Lắp đặt một van hơi để ngắt đọan ống C’-D khi không có
nhu cầu (23 giờ trong một ngày)
Bọc cách nhiệt các van và mặt bích chưa có cách nhiệt
Ốn Đường kính ngoài Chiều dài Cách nhiệt Tổn thất nhiệt
(mm) (m) (mm) (MJ/hr)
A-B 165 20 40 9.8
B-C 114 160 40 58.9
B’-C’ 114 150 40 55.3
C’-D 60 130 40 30.5
CÁCH NHIỆT CÁC ĐƯỜNG ỐNG DẪN HƠI
Kết quả sau khi điều chỉnh:
Tiết kiệm do việc sử dụng van khóa cách ly:
30,5 MJ/h x (7.128-365) h/năm/0,9 = 229.190 MJ/năm
Chi phí năng lượng giảm bớt:
229.19 GJ/năm x 3.9 US$/GJ = 894 US$/năm
Năng lượng tiết kiệm hàng năm do việc lắp cách nhiệt
cho các van/mặt bích: 70 MJ/h x 7.230 h/năm = 506.100
MJ/năm
Chi phí nhiên liệu tiết kiệm hàng năm:
506,1 GJ/yr x 3,9 US$/GJ = 1.974 US$/year
Đường kính Số lượng Tổn thất do không cách nhiệt Tiết kiệm do cách nhiệt
(MJ/giờ) (MJ/giờ)
8" 7 63 50
6" 6 26 20
NỐI LIÊN TẦNG CHO HƠI CỦA NƯỚC NGƯNG
Nhu cầu hơi của hộ tiêu thụ 1: 8.000 kg/h
Nhu cầu hơi của hộ tiêu thụ 2: 4.000 kg/h
Áp suất Nhiệt bốc hơi Enthalpy của nước bão hòa
(bar) (MJ/tấn) (MJ/tấn)
12 1970,7 814,7
8 2029,5 742,6
1,5 2181,0 535,3
Boiler
User
1
User
2
User
3
Makeup
Water
Pump
PRV
Steam 12 bar
Stea
m
Trap
8 bar 1.5 bar
Lò hơi
Bơm
Nước bổ
sung
NỐI LIÊN TẦNG CHO HƠI CỦA NƯỚC NGƯNG
Năng lượng thu hồi từ hơi nước giãn nở
Phần hơi giãn nở sau Hộ tiêu thụ1:
(814,7 – 742,6) / 2029,5 = 0,036
Hơi giãn nở tạo thành sau Hộ tiêu thụ 1:
0,036 x 8.000 kg/h = 288 kg/h
Phần hơi giãn nở sau Hộ tiêu thụ 2:
(742,6 – 535,3) / 2.181 = 0,095
Hơi giãn nở tạo thành sau Hộ tiêu thụ 2:
0,095 x 4.000 kg/h = 380 kg/h
Tổng lượng hơi giãn nở thu hồi được: 288 + 380 = 668 kg/h
Tiết kiệm nhiên liệu hàng năm:
(0,668 tấn/h x 1970,7 MJ/tấn x 8000 h/năm) /
(85% x 39,224 MJ/lit) = 315.875 lit/năm
TẮT BỚT MÁY BIẾN ÁP
Cung cấp điện ở một nhà máy xay xát gạo:
Nhu cầu điện năng:1.000 kVA
Cung cấp điện: 2 máy biến áp (định mức 2,5 MVA)
Hai máy biến áp
Định mức @ 1250 kVA
Tải
1
Tải
2
Tải 1 = Tải 2 = 350 kVA
LF
1
=28% LF
2
=28%
11 2.5% kV
TẮT BỚT MÁY BIẾN ÁP
Đặc tính của máy biến áp
Công suất định mức: 2.500 kVA
Điện áp phần cao thế (sơ cấp): 22 2.5% kV
Điện áp phần hạ thế (thứ cấp): 433 V
Tổn thất không tải: 3,5 kW
Tổn thất có tải: 22 kW
Khi cả hai MBA đều hoạt động:
Công suất tổn thất trên 2 MBA: 9,4 kW
Sau khi quyết định tắt bớt 1 MBA:
Công suất tổn thất trên 1 MBA: 7 kW
Điện năng tiết kiệm hàng năm: 61,320 kWh
ỨNG DỤNG BỘ ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ
Bơm cấp bột giấy ở một nhà máy giấy
Công suất định mức: 100 kW
Tải của bơm: bé hơn 50% trong 50% thời gian do bởi việc thay đổi
loại giấy
Sau khi lắp bộ điều khiển tốc độ
Tiết kiệm năng lượng hàng năm:
(100/0,95) - (12,5/0,85) x 3.000 x 0,06 = 16.300 US$
Vốn đầu tư cho bộ điều khiển tốc độ: 40.000 US$
Thời gian thu hồi vốn đơn: 2,5 năm
Vốn đầu tư quy ra hàng năm: 6.510 US$ (giả thiết tuổi thọ 10 năm và
lãi suất 10%)
Chi phí vận hành giảm bớt hàng năm: 9.790 US$
THAY THẾ ĐÈN THỦY NGÂN BẰNG ĐÈN HƠI
NATRI CAO ÁP
Thông số kỹ thật Đơn vị Đèn thủy ngân Đèn natri cao áp
Độ sáng định mức cho mỗi đèn lm 14,000 14,000
Điện năng cung cấp cho mổi đèn W 250 150
Điện năng cung cấp cho mổi ballast W 16 20
Hiệu suất của đèn + ballast lm/W 52.63 82.35
Hệ số sử dụng % 60 62
Hệ số sụt giảm của đèn % 80 90
Hệ số sụt giảm do bám bụi % 90 90
Độ sáng hiệu quả cho mổi Watt lm/W 22.7 41.3
Độ sáng có hiệu lực của mỗi đèn lm 6,048 7,031
Độ rọi trung bình yêu cầu lx 450 450
Diện tích bề mặt được chiếu sáng m2 4,000 4,000
Tổng lumen yêu cầu lm 1,800,000 1,800,000
Số lượng đèn bóng 298 256
Tổng công suất điện yêu cầu W 79,167 43,523
Năng lượng tiêu thụ
Số giờ làm việc hàng năm giờ/năm 5,000 5,000
Điện năng tiêu thụ hàng năm kWh/năm 395.833 217,614
Điện năng tiết kiệm hàng năm kWh/năm 178,219
Chi phí năng lượng tiết kiệm hàng năm US$/năm 10,693
GIẢÙM ÁP SUẤT KHÍ NÉN
Hệ thống khí nén hiện hữu
Áp suất cấp: 7 bar(g)
Điện năng tiêu thụ: 100 kW
Vận hành: 7.446 h/năm
Giá điện: 0,06 US$/kWh
Sau khi giảm áp suất khí nén
Áp suất cấp đề nghị: 6,25 bar (g)
Điện năng tiêu thụ tiết kiệm: 6,3%
Tiết kiệm điện hàng năm: 46.910 kWh/năm
Tiết kiệm chi phí điện hàng năm: 2.815 US$/năm
GIẢM NHIỆT ĐỘ VÀO CỦA GIÓ NÉN
Hệ thống khí nén hiện hữu
Nhiệt độ gió vào: 40.3°C
Nhiệt độ môi trường: 30°C
Công suất máy nén: 436 kW
Vận hành: 7,486 h/năm
Giá điện: 0.06 US$/kWh
Sau khi giảm nhiệt độ gió vào
Điện năng tiết kiệm do giảm nhiệt độ gió vào:
[1 - (273+30) / (273+40,3)] = 3,3%
Điện năng tiết kiệm hàng năm: 107,709 kWh/năm
Tiết kiệm chi phí điện năng hàng năm: 6,463 US$/năm
MÁY LẠNH NÉN SO VỚI MÁY LẠNH HẤP PHỤ
Máy lạnh dùng nén hơi
Suất tiêu thụ điện năng: 0,75 kWe/RT
Vận hành: 8.640 h/year
Giá điện: 0,06 US$/kWh
Chi phí điện cho máy lạnh: 0,045 US$/RT
Thay thế bằng máy lạnh hấp phụ
Giá hơi nước: 8 US$/ton
Đầu tư cho máy lạnh: 400 US$/RT
Suất tiêu thụ hơi: 4,5 kg/h/RT
Chi phí năng lượng tiết kiệm hàng năm: 77,8
US$/RT.năm
Thời gian thu hồi vốn đơn: 5,1 năm
CHU TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA QUẠT CẤP /
QUẠT HỒI
Số Công suất động cơ Chu kỳ họat động Số lần/ngày Điện năng tiết kiệm
(kW) (phút/giờ) (kWh/ngày)
1 22 5 16 29.3
2 37 5 16 49.3
3 30 5 16 40.0
4 15 5 16 20.0
5 15 5 16 20.0
6 15 5 16 20.0
7 15 5 16 20.0
8 37 5 16 49.3
9 18 5 16 24.0
10 22 5 16 29.3
11 11 5 16 14.7
12 15 5 16 20.0
13 15 5 16 20.0
14 15 5 16 20.0
15 11 5 16 14.7
Tổng 293 75 390.7
KHO TRỮ NƯỚC LẠNH
Thông tin về máy lạnh trong một nhà máy sợi và dệt
Hai máy lạnh vận hành trong ngày và một máy dùng để sản xuất
nước lạnh trong giờ thấp điểm (ban đêm)
Lưu lượng nước lạnh: 226 m3/h
Nhiệt độ nước lạnh cung cấp: 13°C
Nhiệt độ nước lạnh hồi về: 21°C
Kích thước bồn trữ: 5m(D) x15m(W) x24m(L)
Thể tích bồn trữ: 1,800 m3
Đầu tư cho bồn trữ: 24,800 US$
Đường ống, bơm, van,v.v..: 40,000 US$
Tiết kiệm chi phí năng lượng: 67,600 US$/năm (bao gồm cả tiết
kiệm về chi phí thêm vào do giảm bớt nhu cầu điện trong giờ
cao điểm)
Thời gian hoàn vốn đơn: 1 năm
THU HỒI NHIỆT TỪ KHÓI THẢI
Tình hình hiện nay
Động cơ dùng khí với công suất định mức: 500 HP
Lưu lượng khói thải: 7,200 m3/h
Nhiệt độ khói thải: 590°C
Việc cấp hơi của lò đốt dầu: 1,000 kg/h ở áp suất 1 bar
Nhiệt độ nuớc cấp lò: 90°C
Đề xuất thu hồi nhiệt từ độ cơ khí 500 hp
Thu hồi nhiệt từ khói thải của động cơ (từ 590°C xuống
175°C) để sản xuất hơi thấp áp và tiết kiệm dầu nhiên
liệu trong lò hơi hiện hũu..
THU HỒI NHIỆT TỪ KHÓI THẢI
Sau khi thay đổi:
Năng lượng thu hồi: 460 kJ/kg khói thải
Lưu lượng khói thải:
7.200 m3/h / 2,5 m3/kg = 2.880 kg/h
Lượng nhiệt thu hồi:
2.880 kg/h x 460 kJ/kg = 1,32 x 106 kJ/h
Hơi sản xuất ra:
(1,32 x 106 kJ/h) / 2.298 kJ/kg = 575 kg/h
Nhiên liệu tiết kiệm hàng năm:
(1,32x106 x 4.500 h/yr) / 0,8 = 7.425 x 106 kJ/year
Tiết kiệm chi phí nhiên liệu hàng năm:
(7.425 x 106 x 0,15 US$/l) / (42.480 kJ/kg x 0,84kg/l)
= 31.628 US$/năm
HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT Ở NHÀ M ÁY ĐƯỜNG
Hiện trạng NM: nhà máy đường 5000 tấn, hoạt động 200
ngày
Thiết bị dùng để cấp nhiệt và điện
Lò hơi đốt bã mía
2 lò 18 tấn/h, 12 bar
2 lò 29 tấn/h, 15 bar
1 lò 50 tấn/h, 15 bar
Tua-bin
1 cái 2,5 MW
1 cái 2 MW
1 cái 1,5 MW
Động lực của nhà máy
6 tua-bin hơi 750 BHP
1 tua-bin chặt 900 BHP
HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT Ở NHÀ MÁY ĐƯỜNG
Hiện trạng tiêu thụ năng lượng
Tiêu thụ hơi trung bình 52% cho mía.
Điện năng cần trong mùa ép mía đến từ nguồn phát nội bộ, và trong
mùa không sản xuất thì sử dụng điện lưới.
Sau khi thay đổi
Lò hơi đốt được nhiều loại nhiên liệu
2 lò 70 tấn/h, 67 bar
Tua-bin
1 tua-bin trích-ngưng hơi 30 MW
Động lực của nhà máy
4 động cơ một chiều 900 HP cho nhà máy
2 động cơ một chiều 750 HP cho nhà máy
2 động cơ xoay chiều 1,100 kW cho máy nghiền
HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT Ở NHÀ MÁY ĐƯỜNG
Đạt được các thông số sau
Công suất ép: 5.000 TCD
Điện năng tiêu thụ
trong vụ 518.321 kWh/ngày
ngoài vụ 249.929 kWh/ngày
Điện năng bán ra lưới
trong vụ 13,29 MW
ngoài vụ 8,23 MW
Số ngày vận hành
trong vụ 219 ngày/năm
ngoài vụ 52 ngày/năm
HỆ THỐNG ĐỒNG PHÁT Ở NHÀ MÁY ĐƯỜNG
= Sau khi thay đổi
Tóm tắt các lợi ích sinh ra (trình bày dưới dạng giá trị thêm vào
cho mỗi tấn bạ đốt
Kinh tế dự án
Tiết kiệm chi phí hàng năm 5,1 triệu US$/năm
Đầu tư ban đầu 20 triệu US$
Thòi gian hoàn vốn đon 4 năm
Thông số Đơn vị Trước Cogen Sau Cogen.
Lượng bã mía tấn/h 1 1
Lượng ơi tấn/h 2.1 2.2
Aùp suất hơi bar 14 67
Điện năng phát ra kW 158 382
Điện năng phát ra thêm kW 224
Hơi nước dùng cho công nghệ tấn/h 2.1 2.2
Aùp suất hơi của công nghệ bar 1.6 2.5