một số giải pháp tiết kiệm năng lượng điện tại nhà máy z176bqp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
.......

.......

ðẶNG HỒNG CHI

MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ðIỆN
TẠI NHÀ MÁY Z176-BQP

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
.......

.......

ðẶNG HỒNG CHI

MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ðIỆN

TẠI NHÀ MÁY Z176-BQP

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật ñiện
Mã số : 60.52.02.02

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. PHẠM THU HÀ

HÀ NỘI, 2014


LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả trình bày trong bản luận văn này là trung thực và chưa ñược công bố
trong bất kỳ công trình khoa học nào trước ñó.
Tôi xin cam ñoan rằng các thông tin trích dẫn trong bản luận văn của tôi
ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, tháng

năm 2014

Tác giả

ðặng Hồng Chi

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page i


LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn Học viện Nông nghiệp Việt Nam, xin trân trọng
cảm ơn viện ñào tạo sau ñại học, khoa Cơ - ðiện Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Tôi xin ñược tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến TS. Phạm Thu Hà giảng viên
trường ñại học Bách khoa Hà Nội, cô là người ñã trực tiếp hướng dẫn tận tình,
chỉ bảo tôi hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo của khoa Cơ - ðiện Học
viện Nông nghiệp Việt Nam, các thầy giáo, cô giáo khoa ðiện trường ðại Học
Bách Khoa Hà Nội.
Tôi xin chân thành cảm ơn ban giám ñốc Nhà máy Z176 ñã giúp ñỡ tôi
trong quá trình khảo sát và lấy số liệu cho luận văn của mình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn ñến gia ñình tôi, người thân, bạn bè, ñồng
nghiệp….Họ là nguồn ñộng lực và là nguồn ñộng viên giúp tôi hoàn thành khóa
học và luận văn này.
Trong quá trình thực hiện ñề tài chắc chắn không tránh khỏi những thiếu
sót, rất mong nhận ñược ý kiến của các thầy, cô giáo và các bạn ñồng nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng

năm 2014

Tác giả

ðặng Hồng Chi

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page ii


MỤC LỤC
Trang

LỜI CAM ðOAN

i

LỜI CẢM ƠN

ii

MỤC LỤC

iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

vi

DANH MỤC BẢNG

viii

DANH MỤC HÌNH

x

MỞ ðẦU

1

1.

Lý do chọn ñề tài

1

2.

ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

2

2.1

ðối tượng nghiên cứu

2

2.2

Phạm vi nghiên cứu

2

2.3

Mục ñích nghiên cứu

2

2.4.

Các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất 3

2.5. Nghiên cứu, ứng dụng một số giải pháp sử dụng năng lượng ñiện tiết
3.

kiệm và hiệu quả cho nhà máy Z176 – BQP

3

Phương pháp nghiên cứu

3

3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

3

3.2. Phương pháp thu thập và xử lý thông tin

3

4.

Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của ñề tài

4

5.

Cấu trúc luận văn

4

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG TIẾT
KIỆM ðIỆN TRONG DOANH NGHIỆP

5

1.1. Một số lý luận cơ bản

5

1.2. Quản lý và sử dụng ñiện năng hiệu quả

5

1.3.

6

Vai trò của việc sử dụng ñiện năng tiết kiệm trong một doanh nghiệp

1.3.1. Tiết kiệm ñiện giúp tăng năng suất

6

1.3.2. Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm

7

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page iii


1.3.3. Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện môi trường và ñiều kiện lao ñộng

7

1.3.4. Tiết kiệm ñiện giúp giảm chi phí sản xuất

9

1.4. Nội dung sử dụng ñiện năng

9

1.5. Các phương pháp phân tích tình hình sử dụng ñiện năng

10

1.5.1. Phương pháp ñánh giá chung tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện
doanh nghiệp công nghiệp

10

1.5.2. Tổn thất ñiện năng trên ñường dây

14

1.5.3. Tổn thất trong máy biến áp

17

1.5.4. Tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện hạ áp

18

1.5.5. Tổn thất ñiện năng trong ñộng cơ

20

1.6. Các phương pháp ño lường, ñánh giá ñược sử dụng trong kiểm toán
ñiện năng và quản lý ñiện năng

21

1.6.2. ðo ñiện năng tiêu thụ

23

1.6.3. ðồng hồ vạn năng

25

1.7. Kiểm toán năng lượng

26

1.7.1. Kiểm toán sơ bộ

26

1.7.2. Kiểm toán chi tiết

28

1.8. Các phương hướng sử dụng tiết kiệm và hiệu quả ñiện năng

34

1.8.1. Các biện pháp ñể vượt qua rào cản

34

1.8.2. Tiềm năng tiết kiệm ñiện trong doanh nghiệp

34

1.8.3. Các phương hướng tiết kiệm ñiện năng

35

Chương 2: PHÂN TÍCH HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
ðIỆN TẠI NHÀ MÁY Z176

37

2.1. Giới thiệu tổng quan về nhà máy Z176

37

2.2. Thông tin chung

37

2.2.1. Tổ chức bộ máy quản lý của nhà máy Z176

42

2.2.2. Quy trình công nghệ

44

2.2.3. Nguyên liệu và sản phẩm của năm 2012 và 2013

45

2.2.4. Năng lượng cung cấp

46

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page iv


2.2.5. ðiện năng tiêu thụ năm 2012 và 2013

46

2.2.6. Chi phí năng lượng

48

2.2.7. Suất tiêu hao ñiện năng trong hai năm 2012 và 2013

48

2.3. Kiểm toán chi tiết tại Nhà máy Z176

50

2.3.1. Phân tích hiện trạng sử dụng năng lượng tại nhà máy Z176

50

2.4. Khảo sát năng lượng

50

2.4.1. Sơ ñồ bố trí ñiện

50

2.4.2. Số liệu thu thập và biểu ñồ phụ tải ngày của các thành phần phụ tải53
2.5. Danh mục thiết bị nhà máy Z176

56

2.6. ðánh giá hiện trạng hệ thống cung cấp ñiện và tiêu thụ ñiện của nhà
máy Z176
2.6.1. Tình hình tiêu thụ năng lượng và quá trình sản xuất

63
63

2.6.2. Những mặt tích cực và tồn tại trong quản lý sử dụng ñiện của nhà máy 63
Chương 3: TÍNH TOÁN CÁC GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NĂNG
LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ CHO NHÀ Z176

66

3.1. ðặt vấn ñề

66

3.1.1. ðịnh hướng phát triển chung của Nhà máy

66

3.2. Một số giải pháp sử dụng tiết kiệm ñiện tại Nhà máy Z176

66

3.2.1. Giải pháp 1: Giải pháp cho hệ thống chiếu sáng

67

3.2.2. Giải pháp2: Giải pháp chuyển dịch giờ làm việc

77

3.2.3. Giải pháp 3: Giải pháp trong hệ thống nhiệt lạnh

82

3.2.4. Giải pháp 4: Giải pháp tiết kiệm ñiện cho ñộng cơ

84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

97

1.

KẾT LUẬN

97

2.

KIẾN NGHỊ

98

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

100

Page v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
- TS
- NL
- TKð

: Tiến sĩ
: Năng lượng
: Tiết kiệm ñiện

- TKNL
- DNCN
- MBA

: Tiết kiệm năng lượng
: Doanh nghiệp công nghiệp
: Máy biến áp

- KTNL
- TP HCM
- PGð
- Gð

: Kiểm toán năng lượng
: Thành phố Hồ Chí Minh
: Phó giám ñốc
: Giám ñốc

- KH-VT
- TC-Lð
- XNK

: Kế hoạch vật tư
: Tổ chức lao ñộng
: Xuất nhập khẩu

- TC-KT
- CT
- HC-HC
- KT-CN

: Tài chính kế toán
: Chính trị
: Hành chính hậu cần
: Kĩ thuật công nghệ

- KCS
- PX

- TBA
- MBA

: Kiểm tra chất lượng sản phẩm
: Phân xưởng
: Trạm biến áp
: Máy biến áp

- BQP
- DN
- VSD

: Bộ quốc phòng
: Doang nghiệp
: Bộ ñiều khiển tốc ñộ ñộng cơ bằng linh kiện ñiện tử

- ðHNð
- HT
- Cð

: ðiều hòa nhiệt ñộ
: Hệ thống
: Cao ñiểm

- BT
- Tð
- TB

: Bình thường
: Thấp ñiểm

: Trung bình

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page vi


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page vii


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1:

Bảng số liệu thực nghiệm hệ số phi ñối xứng

18

Bảng 1.2:

Bảng tra cứu các hệ số hồi quy theo tính chất tải

19

Bảng 2.1:

Bảng tổng kết nguyên liệu nhựa và sản phẩm túi trong năm
45

2012
Bảng 2.2:

Bảng tổng kết nguyên liệu nhựa và sản phẩm túi trong năm
2013

45

Bảng 2.3:

Bảng tổng kết ñiện năng tiêu thụ năm 2012

46

Bảng 2.4:

Bảng tổng kết ñiện năng tiêu thụ năm 2013

46

Bảng 2.5:

Biểu giá ñiện

48

Bảng 2.6:

Bảng tổng kết sản phẩm, ñiện năng tiêu thụ, suất tiêu hao ñiện

năng trên một sản phẩm túi sách năm 2012

Bảng 2.7:

48

Bảng tổng kết sản phẩm, ñiện năng tiêu thụ, suất tiêu hao ñiện
49

năng trên một sản phẩm túi sách năm 2013
Bảng 2.8:

Công suất tiêu thụ các giờ trong ngày trạm biến áp 1600kVA53

Bảng 2.9:

Công suất tiêu thụ các giờ trong ngày trạm biến áp 1000 kVA 54

Bảng 2.10: Công suất tiêu thụ các giờ trong ngày trạm biến áp 400 kVA 55
Bảng 2.11: Bảng tổng hợp các thiết bị phát lực.

56

Bảng 2.12: Bảng tổng hợp các thiết bị chiếu sáng chính

56

Bảng 2.13: Loại hệ thống ñiều hoà nhiệt ñộ

58

Bảng 3.1:

68

Bảng tổng hợp chủng loại và số lượng ñèn

Bảng 3.2 : Các ñặc tính kỹ thuật của một số ñèn T5

74

Bảng 3.3:

Tổng hợp kết quả ñokhảo sát thực tế bóng ñèn T5 và T10

75

Bảng 3.4:

Hiệu quả kinh tế của giải pháp trong chiếu sáng

76

Bảng 3.5:

Hiệu quả kinh tế của giải pháp thay bóng cao áp 150W bằng
bóng com pắc 40W

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

77
Page viii


Bảng 3.6:

Tổng tiền tiết kiệm theo giải pháp chuyển dịch giờ làm việc 80

Bảng 3.7:

Loại hệ thống ñiều hoà nhiệt ñộ

Bảng 3.8:

ðánh giá kinh tế kỹ thuật giải pháp lắp biến tần cho ñộng cơ

82

máy nén khí trục vít
Bảng 3.9:

90

Tổng hợp kết quả ño thực tế bộ TKð cho máy may công
91

nghiệp
Bảng 3.10: Thông số của bộ tiết kiệm ñiện cho máy may công nghiệp

93

Bảng 3.11: ðánh giá kinh tế, kỹ thuật giải pháp lắp bộ tiết kiệm ñiện cho
máy may công nghiệp

93

Bảng 3.12: Kết quả tính toán kinh tế giải pháp TKð mỗi năm áp dụng tại
Nhà máy

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

95

Page ix


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1:
Hình 1.2:
Hình 1.3:
Hình 1.4:
Hình 2.1:
Hình 2.2:
Hình 2.3:

Sơ ñồ ño công suất bằng 3 Wattmeter
Sơ ñồ ño công suất bằng 2 Wattmeter
Sơ ñồ các bước kiểm toán sơ bộ
Sơ ñồ các bước kiểm toán chi tiết
Hình ảnh Nhà máy Z176

Hình ảnh Nhà ñiều hành Nhà máy Z176
Hình ảnh dây chuyền sản xuất sợi nhựa.

23
23
27
29
39
39
40

Hình 2.4:
Hình 2.5:

Hình ảnh dây chuyền dệt manh nhựa
Hình ảnh dây chuyền may túi sách từ manh nhựa.

40
41

Hình 2.6:
Hình 2.7:
Hình 2.8:

Hình ảnh sản phẩm túi
Sơ ñồ cơ cấu tổ chức bộ máy của Nhà máy
Sơ ñồ quy trình công nghệ sản xuất túi xách từ hạt nhựa

42
43

44

Hình 2.9: Biểu ñồ nguyên liệu, sản phẩm và ñiện năng tiêu thụ năm 2012 47
Hình 2.10: Biểu ñồ nguyên liệu, sản phẩm và ñiện năng tiêu thụ năm 2013 47
Hình 2.11: Sơ ñồ phân phối ñiện toàn Nhà máy

51

Hình 2.12: Tủ tụ bù Cosϕ

52

Hình 2.13:
Hình 2.14:
Hình 2.15:
Hình 2.16:
Hình 2.17:

53
54
56
58
59

ðồ thị phụ tải ngày, ñêm trạm biến áp 1600 Kva
ðồ thị phụ tải ngày, ñêm trạm biến áp 1000 kVA
ðồ thị phụ tải ngày, ñêm trạm biến áp 400 Kva
Hình ảnh trộn hạt nhựa
Hình ảnh hạt nhựa sau khi trộn ñược bơm lên thùng chứa

Hình 2.18: Tấm màng nhựa ñược hình thành
Hình 2.19: Quá trình tạo thành sợi

60
60

Hình 2.20:
Hình 2.21:
Hình 2.22:
Hình 2.23:
Hình 3.1:
Hình 3.2:
Hình 3.3:

61
61
62
62
75
85
91

Các sợi ñược dẫn tới giàn cuốn sợi
Các cuộn sợi ñược ñưa sang máy dệt
Manh dệt ñược pha cắt
Quá trình máy hoàn thiện
Minh họa cho việc lắp ghép bóng T5 thay bóng T10
Sơ ñồ hoạt ñộng của biến tần
Hình ảnh bộ tết kiệm ñiện cho máy may công nghiệp

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page x


MỞ ðẦU
1. Lý do chọn ñề tài
Năng lượng nói chung và năng lượng ñiện nói riêng là một trong những
yếu tố cần thiết cho sự tồn tại và phát triển xã hội, ñồng thời cũng là yếu tố duy
trì sự sống trên trái ñất. Trong tương lai, nhiên liệu hoá thạch như dầu thô, than
ñá, khí tự nhiên, chiếm ña phần năng lượng tiêu thụ sẽ bị cạn kiệt. Việc sử dụng
các dạng năng lượng này ñã và ñang gây ra nhiều vấn ñề nghiêm trọng ảnh
hưởng ñến môi trường sống.
ðối với nước ta, trong một thời gian dài chúng ta áp dụng chính sách giá
năng lượng bao cấp, những mức giá không phản ánh thực chất chi phí của quá trình
sản xuất, do vậy vấn ñề sử dụng năng lượng ñiện tiết kiệm và hiệu quả rất ít ñược
quan tâm. Trong những năm gần ñây nhận ñịnh chung hiện trạng hệ thống năng
lượng Việt Nam quy mô của các ngành ñiện, than, dầu khí ñều có những bước tiến
vượt bậc hơn hẳn 10 năm trước ñây, góp phần tích cực vào sự nghiệp công nghiệp
hoá và hiện ñại hoá ñất nước. Tuy vậy thành tựu ñạt ñược chưa ñủ ñể ñưa các ngành
năng lượng vượt qua tình trạng kém phát triển:
- Hiệu suất chung của ngành năng lượng còn thấp.
- ðầu tư phát triển năng lượng còn thấp.
- Việc ñịnh giá năng lượng còn nhiều bất cập.
- Hiệu quả hoạt ñộng sản xuất kinh doanh chưa cao.
- Tỷ lệ phát triển giữa các phân ngành NL chưa hợp lý.
Theo khảo sát thực tế ở Việt Nam, tính hiệu quả của việc khai thác sử
dụng năng lượng ñang ở mức khá thấp. 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 ña các nguồn năng lượng tự nhiên như: năng lượng mặt
trời, chiếu sáng, thông gió tự nhiên…Công nghệ sản xuất túi từ hạt nhựa của

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 1


nhà máy Z176 là công nghệ dây chuyền thiết bị của Việt Nam và nhập khẩu từ
ðài Loan, Ý lắp ñặt và chuyển giao công nghệ.
Trạm biến áp (TBA) cung cấp ñiện cho nhà máy có tổng công suất ñặt
3000kVA (trong ñó 01 máy biến áp (MBA) 1600kVA - 35/0,4kV; 01 MBA
1000kVA - 22/0,4kV và 01 MBA 400kVA - 22/0,4kV), nhà máy sử dụng khoảng
1.150 ñộng cơ ñiện 3 pha và 1 pha, 1092 bóng ñèn các loại….Với chi phí tiền ñiện
hàng năm trên 11 tỷ ñồng chiếm khoảng 2,9% so với tổng doanh thu cả năm.
Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong nhà máy không
những tiết kiệm ñược 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 ñầu tư cho các công trình cung cấp năng lượng, ñáp
ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân,
ñồng 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. Chính vì những lý do trên tôi nghiên cứu ñề tài “Một số giải pháp tiết
kiệm năng lượng ñiện tại Nhà máy Z176-BQP”.
2. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu
2.1 ðối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu việc sử dụng ñiện năng ở dây chuyền công nghệ của nhà máy
Z176.
2.2 Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu việc sử dụng ñiện năng có hiệu quả ñể vận hành dây chuyền

công nghệ sản xuất sản phẩm túi nhựa của nhà máy Z176 – BQP.
2.3 Mục ñích nghiên cứu
- Khảo sát thực trạng sử dụng năng lượng ñiện và nghiên cứu nhằm
ñưa ra các giải pháp sử dụng năng lượng ñiện tiết kiệm và hiệu quả cho nhà máy
Z176 – BQP.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 2


- Mục ñích nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng ñiện nhằm mang
lại hiệu quả kinh tế cho nhà máy, cải thiện môi trường.
2.4. Các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất
- Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong khâu quản lý
- Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong khâu kỹ thuật
2.5. Nghiên cứu, ứng dụng một số giải pháp sử dụng năng lượng ñiện tiết
kiệm và hiệu quả cho nhà máy Z176 – BQP
Gồm ba khâu chính:
- Khâu quản lý
- Khâu kỹ thuật
- Tính toán hiệu quả ñầu tư, vốn ñầu tư, thời gian ñầu tư, thời gian hoàn vốn
3. Phương pháp nghiên cứu
3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu tư liệu về các sự kiện sử dụng năng lượng của các nước trên
thế giới ñặc biệt là các nước lân cận.
- Phân tích và tổng hợp hiệu quả của việc tiết kiệm năng lượng
trong sản xuất.
3.2. Phương pháp thu thập và xử lý thông tin
- Khảo sát hệ thống và nâng cấp dây chuyền sản xuất.

- Thu thập những số liệu thống kê, tài liệu về nhà máy.
- Khảo sát và ño ñạc các thông số liên quan
- Thống kê, phân tích, dự báo.
Từ các số liệu khảo sát ta ñưa ra các giải pháp ñể sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả nhằm nâng cao hiệu suất sản xuất.
Phân tích kinh tế tài chính: Tính toán hiệu quả ñầu tư, vốn ñầu tư, thời
gian ñầu tư, thời gian hoàn vốn khi áp dụng các biện pháp nhằm sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho nhà máy.
Kiến nghị giải pháp tiết kiệm năng lượng ñối với nhà máy.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 3


4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của ñề tài
Các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, ứng dụng cho
nhà máy Z176 có thể nhân rộng cho các cơ sở sản xuất khác nhằm sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả, làm giảm chi phí sản xuất của nhà máy, ñảm bảo
môi trường, tiết kiệm nguồn năng lượng cho ñất nước.
5. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần lời nói ñầu, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục,
luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về tình hình tiết kiệm năng lượng và một số giải
pháp tiết kiệm năng lượng ñiện trong cơ sỏ sản xuất
Chương 2: Phân tích hiện trạng sử dụng năng lượng ñiện tại nhà máy Z176
Chương 3:Tính toán một số giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và
hiệu quả cho nhà máy Z176

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 4


Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG TIẾT KIỆM
ðIỆN TRONG DOANH NGHIỆP
1.1.

Một số lý luận cơ bản
ðiện năng là nguồn ñộng lực cho mọi hoạt ñộng sản xuất, là nhu cầu thiết

yếu trong sinh hoạt ñời sống của con người, là yếu tố ñảm bảo cho phát triển kinh
tế, xã hội của mỗi quốc gia, mỗi vùng kinh tế. Nhu cầu về ñiện năng tăng không
ngừng khoảng 1,7 ñến 1,9% /năm. Trong khi ñó, nguồn ñiện năng từ năng lượng
hóa thạch thế giới ngày càng cạn kiệt.
1.2. Quản lý và sử dụng ñiện năng hiệu quả
Quản lý, sử dụng ñiện năng tiết kiệm, hiệu quả góp phần nâng cao hiệu
quả sản xuất kinh doanh và tính cạnh tranh trên thị trường của doanh nghiệp.
Sử dụng ñiện năng tiết kiệm, hiệu quả là lựa chọn của ña số quốc gia trong
thời ñại ngày nay, là lựa chọn mang tính chiến lược cho công cuộc xây dựng và
phát triển ñất nước.
Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam ñược phê duyệt
và ban hành theo Quyết ñịnh số 1855/Qð-TTg ngày 27/12/2007 của Thủ Tướng
Chính Phủ và ñược cụ thể hóa bằng Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả ñược Quốc hội khóa XII thông qua ngày 17/06/2010. Theo ñó, nâng cao hiệu
suất trong cung cấp và sử dụng ñiện năng là tiêu chí hàng ñầu của chiến lược.
Hiện tại, ñể làm ra cùng một giá trị kinh tế, sản xuất công nghiệp của nước
ta cần sử dụng ñiện năng nhiều hơn từ 1,5 ñến 1,7 lần so với một số nước trong
khu vực [9]. Phần lớn thiết bị công nghệ ñang sử dụng trong mọi lĩnh vực của
nước ta tiêu tốn ñiện năng cao hơn nhiều so với thế giới. Việc quản lý, sử dụng

ñiện năng chưa ñược chú ý ñúng mức, sử dụng ñiện năng theo các thói quen chưa
hợp lý, tốn thất ñiện năng còn lớn ở cả hai phía cung và cầu. Quản lý ñiện năng
là việc sử dụng ñiện năng một cách tiết kiệm nhất và hiệu quả nhất nhằm ñạt
ñược lợi nhuận cao nhất (chi phí nhỏ nhất) và nâng cao năng lực cạnh tranh của
doanh nghiệp.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 5


Việc áp dụng các tiêu chuẩn về quản lý ñiện năng vào công tác quản lý sản
xuất, kinh doanh của các doanh nghiệp không làm phức tạp hóa thêm quá trình quản
lý của doanh nghiệp. Ngược lại, sẽ giúp cho doanh nghiệp có các biện pháp sử dụng
ñiện năng một cách hiệu quả, tiết kiệm chi phí ñầu tư trên mỗi ñơn vị sản phẩm.
Tuy nhiên, trên thực tế, khi các nhóm tư vấn sử dụng ñiện năng tiết kiệm,
hiệu quả ñến với các doanh nghiệp ñể thực hiện tư vấn, trợ giúp doanh nghiệp
trong việc tính toán chi phí ñầu tư cho ñiện năng trên mỗi ñơn vị sản phẩm lại
chưa nhận ñược sự quan tâm, hợp tác ñúng mức của các doanh nghiệp. Khi cần
lấy các số liệu về tiêu thụ ñiện năng, còn có doanh nghiệp vì yếu tố bí mật công
nghệ sản xuất, chi phí giá thành, lợi nhuận thực tế trên mỗi ñơn vị sản phẩm... ñã
không chủ ñộng hợp tác ñể cung cấp số liệu một cách chính xác.
Việc xây dựng tiêu chuẩn sử dụng tiết kiệm ñiện năng một cách có hệ thống
chính là ñóng góp rất lớn lao cho sự phát triển bền vững của doanh nghiệp. Xây
dựng chính sách sử dụng ñiện năng tiết kiệm, hiệu quả chính là ñể nâng cao tính
cạnh tranh của doanh nghiệp trên thị trường. Các doanh nghiệp cần chủ ñộng tiếp
cận, tìm hiểu và áp dụng các biện pháp quản lý ñiện năng hiệu quả và tối ưu nhất cho
hoạt ñộng sản xuất, kinh doanh của ñơn vị mình.
1.3.

Vai trò của việc sử dụng ñiện năng tiết kiệm trong một doanh nghiệp

1.3.1. Tiết kiệm ñiện giúp tăng năng suất
Với hiện trạng sử dụng NL nói chung và ñiện năng tại các doanh nghiệp
Việt Nam nói riêng, việc TKð sẽ giúp các doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất.
Hơn thế nữa, việc TKð còn giúp doanh nghiệp tăng năng suất lao ñộng.
Lấy ví dụ của Công ty Giấy Hà Nam: trước năm 2000, các máy xeo giấy
của công ty sử dụng hệ thống truyền ñộng bằng một ñộng cơ chính. Các lô sấy
muốn quay liên tục cần phải có cơ cấu truyền ñộng ñể tạo sự làm việc ñồng bộ
giữa các lô, nhà thiết kế dựa trên tính toán cơ khí ñộng học phân bố số vòng quay
trên từng trục lô, sau ñó dùng cơ cấu truyền ñộng ñai xích ñể dẫn ñộng chúng.
Vào năm 2000, Công ty ñã nghiên cứu ứng dụng hệ thống truyền ñộng
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 6


ñơn lẻ và biến tần cho từng ñộng cơ. Trong một hệ thống máy xeo bao gồm các
chi tiết quay cần có ñộng cơ truyền ñộng: như lô sấy, lô ép lưới, lô cuộn ñầu. Mỗi
lô làm việc sẽ ñược truyền ñộng bằng một ñộng cơ.
Mỗi ñộng cơ truyền ñộng có công suất bé hơn ñộng cơ truyền ñộng chính
ở trên; Mỗi ñộng cơ ñiều chỉnh bằng một bàn phím nhấn chọn số vòng quay, sau
ñó ñược ñưa về một bộ ñiều chỉnh cho cả hệ thống; Số vòng quay làm việc có
khoảng ñiều chỉnh rộng và rất cơ ñộng.
1.3.2. Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm
Một lợi ích nữa trong công tác TKð mang lại cho các doanh nghiệp là việc
tăng chất lượng sản phẩm. Ví dụ như Nhà máy dệt Hồng Hà ñã ñạt ñược vào
tháng 6 năm 2002, Nhà máy ñã thực hiện biện pháp lắp biến tần cho máy kéo sợi
16 E nhằm TKNL.
Việc lắp biến tần cho các máy kéo sợi ñem lại hiệu quả về ñiện năng rất
cao, suất tiêu hao ñiện năng giảm so với các máy không lắp biến tần là 22%. Mặt

khác sự phản hồi các công nhân thì hầu hết các công nhân trong xưởng rất thích
ñược sử dụng biến tần vì như vậy có thể giúp họ tăng năng suất dẫn tới tăng thu
nhập, giảm ñược việc ñút sợi dẫn ñến tăng chất lượng sản phẩm.
1.3.3. Tiết kiệm ñiện nhằm cải thiện môi trường và ñiều kiện lao ñộng
Ngoài việc tăng năng suất và chất lượng sản phẩm như ñã ñề cập ở trên,
việc TKð còn giúp các doanh nghiệp cải thiện ñược môi trường làm việc của
người công nhân, dẫn ñến năng suất lao ñộng cũng tăng lên. Ta xem trường hợp
của Công ty cổ phần may ðức Giang: dựa trên kết quả kiểm toán và các kiến
nghị do nhóm kiểm toán ñưa ra, công ty ñã chủ ñộng cải tạo hệ thống chiếu sáng
của phân xưởng. Cụ thể, Xí nghiệp ñã:
- Hạ ñộ cao của máng ñèn từ 2, 2m trước ñây xuống còn 1,8m
- Bố trí bóng ñèn vuông góc với bàn máy của người công nhân thay vì bố
trí song song như trước ñây. Với cách bố trí này, ánh sáng ñược tập trung ngay tại
vị trí chân vịt của máy may, tránh không bị khuất bóng như cách bố trí cũ.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 7


- Lắp chụp ñèn phản quang cho tất cả các bóng. ñiều này giúp ánh sáng
ñược tập trung xuống vị trí làm việc, không bị phân tán như trước ñây.
- Lắp mỗi bóng ñèn một công tắc. ðiều này giúp người công nhân trước
khi ra khỏi máy may có thể tắt ñèn ngay khi không cần dùng, giúp tiết kiệm hơn
nữa ñiện năng tiêu tốn cho chiếu sáng.
- Các hình thức dưới ñây cho thấy cách bố trí hệ thống chiếu sáng trước
và sau khi thực hiện biện pháp TKð. Với biện pháp này, công ty ñã giảm ñược
1/3 số bóng ñèn dùng cho phân xưởng. Vì vậy, ñiện năng tiêu thụ dùng cho chiếu
sáng phân xưởng cũng giảm ñược 33%.
Một hiệu quả khác của việc giảm số bóng ñèn của phân xưởng nói trên là
việc giảm nhiệt ñộ của môi trường làm việc. Chúng ta biết cứ mỗi bóng ñèn

huỳnh quang φ32 khi làm việc sẽ thải ra một nhiệt lượng là 30 Wh, cộng với
nhiệt lượng 10W do chấn lưu thải ra. Vì vậy việc tiết giảm 100 bóng ñèn tại phân
xưởng may ñã giúp giảm 1 nhiệt lượng khoảng 4kW, vì vậy nhiệt ñộ trong không
gian phân xưởng ñã giảm từ 1 - 1,50C. ðiều này có ý nghĩa rất lớn cho công
nhân, giúp họ giảm bớt mệt mỏi và tăng năng suất lao ñộng.
Một lợi ích khác của việc TKð là cải thiện ñiều kiện làm việc cho người
công nhân. Tại rất nhiều doanh nghiệp, các bề mặt nóng của thiết bị không ñược
bảo ôn. ðiều này không những dẫn tới lãng phí ñiện năng mà còn dễ gây tai nạn
lao ñộng làm họ bị bỏng do tiếp xúc các bề mặt này. Hãy xem ví dụ sau tại Công
ty nhựa Chí Thanh: trước ñây phần ñầu lò các máy ép phun của công ty hoàn
toàn không bọc bảo ôn, nhiệt ñộ bề mặt ño ñược là 2000C. Sau khi tiến hành
TKNL, nhóm kiểm toán ñã tiến hành bọc bảo ôn cho ñầu lò của một máy ép
nhựa. Sau khi lắp bảo ôn thì suất tiêu hao ñiện năng giảm ñi 8,4%.
Ngoài việc ñược chi phí ñiện năng, việc bọc bảo ôn cho ñầu lò còn tránh
cho công nhân bị bỏng do chạm phải, giảm ñược tai nạn lao ñộng. Công nhân
làm việc trên máy cảm thấy thoải mái hơn do nhiệt ñộ xung quanh giảm và an
tâm hơn do không sợ bị bỏng, kết quả là năng suất lao ñộng tăng lên.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 8


1.3.4. Tiết kiệm ñiện giúp giảm chi phí sản xuất
Các chi phí trong quá trình sản xuất bao gồm:
-

Chi phí nguyên vật liệu

-

Chi phí nhân công

-

Chi phí ñiện năng

-

Chi phí khấu hao nhà xưởng, thiết bị máy móc

-

Chi phí quản lý

-

Chi phí quảng cáo

-

Chi phí vận chuyển, bao bì
Tiết kiệm ñiện giúp giảm ñáng kể chi phí ñiện năng. ðối với những ñơn vị

sản xuất mà chi phí ñiện năng chiếm tỷ lệ càng cao thì việc tiết kiệm ñiện ñối với
việc giảm chi phí sản xuất càng có ý nghĩa to lớn
1.4.

Nội dung sử dụng ñiện năng
Trong quá trình sử dụng ñiện năng không tránh khỏi tổn thất. Có thể nói

tổn thất ñiện năng là một thành phần tất yếu của mọi quá trình sử dụng ñiện năng.
Tổn thất ñiện năng trong DNCN gồm có các thành phần cơ bản sau tuỳ
theo nhóm thiết bị trong dây chuyền sản xuất
-

Tổn thất trên ñường dây và máy biến áp.

-

Tổn thất trong chính các thiết bị tiêu thụ ñiện (ñộng cơ ñiện, thiết bị lạnh,

chiếu sáng…)
-

Tổn thất trong các thiết bị phụ như thanh cái, máy biến dòng, MBA...
Tổn thất ñiện năng có thể phân loại theo nguyên nhân gây nên tổn thất như:

-

Tổn thất do quản lý kỹ thuật.

-

Tổn thất kinh doanh.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 9

1.5.

Các phương pháp phân tích tình hình sử dụng ñiện năng

1.5.1. Phương pháp ñánh giá chung tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện
doanh nghiệp công nghiệp
Việc ñánh giá hao tổn ñiện năng và công suất thực tế gặp rất nhiều khó
khăn vì ñại lượng này phụ thuộc nhiều vào ñiện áp và dòng ñiện, chúng là các ñại
lượng luôn luôn biến ñổi theo thời gian, với hệ thống ñiện phức tạp thì phải cần
có nhiều thiết bị ño ñếm mắc vào hệ thống.
Việc xác ñịnh hao tổn ñiện năng, hiện tại ta có thể xác ñịnh với sự trợ giúp
của các thiết bị ño theo các phương pháp cơ bản sau:
1.5.1.1. Theo các chỉ số công tơ
Phương pháp xác ñịnh tổn thất ñiện năng thông dụng nhất là so sánh sản lượng
ñiện ở ñầu vào và ñầu ra. Một số nguyên nhân dẫn ñến sai số cho phép ñó là:
+ Không thể lấy ñồng thời chỉ số công tơ tại ñầu nguồn và các ñiểm tiêu
thụ ñiện.
+ Nhiều ñiểm tải còn thiếu thiết bị ño hoặc thiết bị ño không phù hợp với
phụ tải.
+ Số chủng loại ñồng hồ ño rất ña dạng với nhiều mức sai số khác nhau,
ñó là chưa nói ñến việc chỉnh ñịnh ñồng hồ ño thiếu chính xác hoặc không thể
chính xác do chất lượng ñiện không ñảm bảo.
Tuy nhiên có thể sử dụng các phương pháp ño hiện ñại như dùng ñồng hồ
ño tổn thất ñể nâng cao chính xác của phép ño. Nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và
phức tạp.
1.5.1.2. Phương pháp xác ñịnh tổn thất ñiện năng bằng ñồng hồ ño ñếm tổn thất
Trong hệ thống cung cấp ñiện lớn người ta có thể xác ñịnh tổn thất ñiện
năng trực tiếp bằng ñồng hồ ño ñếm tổn thất mắc ngay trên ñiểm nút cung cấp
cần kiểm tra.

-

Cách xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo ñồng hồ ño ñếm tổn thất như sau:
Tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện ñược xác ñinh theo công thức:
∆A = 3.ki2.R.N.10-3 (kWh)

(1.1)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 10


Trong ñó:

ki - tỉ số máy biến dòng
R - ðiện trở tương ñương của mạng ñiện
N - Chỉ số của ñồng hồ ñếm tổn thất ñiện năng ñược ghi

trong thời gian T: N = I2 . T

(1.2)

Cách xác ñịnh tổn thất này tuy ñơn giản nhưng ñòi hỏi nhiều thiết bị ño
ñếm, gây tốn kém, vì vậy chỉ nên áp dụng trong những trường hợp ñặc biệt.
1.5.1.3.
-

Xác ñịnh hao tổn ñiện năng ∆A theo các ñại lượng của phụ tải

Theo cường ñộ dòng ñiện thực tế:
Tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện phân phối tỉ lệ với bình phương dòng

ñiện chạy trong mạng ñiện ñược xác ñịnh theo biểu thức sau:
T

∆A = 3.R ∫ I t dt.10 −
2

3

(kWh)

(1.3)

0

Trong ñó:

∆A - tổn thất ñiện năng trong mạng ñiện 3 pha;
It - dòng ñiện chạy trong mạng;
R - ñiện trở mạng ñiện;
T - thời gian khảo sát.

Trong thực tế cường ñộ dòng ñiện luôn thay ñổi, phụ thuộc vào rất nhiều
yếu tố vì vậy xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo công thức trên là rất phức tạp và
không khả thi.
-

Xác ñịnh tổn thất ñiện năng theo ñồ thị phụ tải

ðể xác ñịnh ñược sự phức tạp của việc xác ñịnh dòng thực tế, ta có thể xác

ñịnh tổn thất ñiện năng ∆A theo ñồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự biến thiên
của bình phương dòng ñiện hoặc công suất theo thời gian t: I2 = f(t) hoặc S2 =
f(t). Khi ñó tổn thất ñiện năng ñược xác ñịnh theo công thức:
T

∆ A = 3. R ∫
0

t
 t P 2 (t )
Q 2 (t ) 

I t .dt = R ∫ 2 dt + ∫ 2 dt  ( kWh)
0 U (t )
 0 U (t )

2

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

(1.4)

Page 11


Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

Page 12

ðể xác ñịnh ñược tổn thất ñiện năng thực tế, với giả thiết trong khoảng thời
gian ∆t ta coi giá trị dòng ñiện hay công suất là không ñổi và coi ñiện áp bằng
ñiện áp ñịnh mức, ñồng thời bằng cách bậc thang hóa ñường cong ta xác ñịnh
ñược lượng ñiện năng tổn thất.
∆A =

R n 2
R n
.
S
.
∆
t
=
. ( Pi 2 + Qi2 ).∆t
∑
t
2
2 ∑
U n i =1
U n i =1

(kWh)

(1.5)

Với n là số bậc thang của ñồ thị phụ tải.
Phương pháp xác ñịnh tổn thất này tuy ñơn giản nhưng ñòi hỏi phải có ñồ

thị phụ tải mà không phải bao giờ cũng có thể xây dựng ñược ở tất cả các ñiểm
nút cần thiết của hệ thống ñiện.
Ngày nay với các thiết bị máy móc và công nghệ ño ñếm hiện ñại, một số
phần mềm mô phỏng cho phép xây dựng ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện một
cách chính xác và tin cậy.
-

Xác ñịnh ∆A theo dòng ñiện cực ñại
ðể khắc phục sự phức tạp của các phương pháp trên ta xác ñịnh tổn thất

tương ñương có thể gây ra bởi dòng ñiện cực ñại chạy trong mạch với thời gian
hao tổn cực ñại tính theo công thức:
∆A = 3.Im2.R.10-3.τ ;
Trong ñó:

(1.6)

Im - dòng ñiện cực ñại chạy trong mạch (A);
τ - thời gian hao tổn công suất cực ñại (h);

Ở ñây cũng gặp một trở ngại khác là thời gian hao tổn cực ñại phụ thuộc
vào tính chất phụ tải, hệ số công suất, thời gian sử dụng công suất cực ñại … Vì
vậy việc tính toán tổn thất ñiện năng theo công thức trên cũng thường mắc sai số
lớn. Giá trị thời gian hao tổn công suất cực ñại xác ñịnh theo ñồ thị phụ tải ñược
tính bằng công thức:
T

τ=

∫

P(2t ) .dt

o

PM2

T

=∫
0

I t2 dt
I M2

=

1 T 2
.∑ I t .∆t i
I M2 i =1

( h)

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật

(1.7)

Page 13