các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các nghành công nghiệp

CÁC GIẢI PHÁP TIẾT
KIỆM NĂNG LƯNG CHO
CÁC NGÀNH CÔNG
NGHIỆP


Hệ thống thiết bò trong nhà máy:
• Hệ thống quạt thông gió, quạt tháp giải nhiệt
• Bơm nước giải nhiệt
• Hệ bơm điều áp
• Hệ thống xử lý nước thải
• Hệ thống nồi hơi
• Máy thổi khí, máy nén khí …v.v


NGUYÊN LÝ TIẾT KIỆM NĂNG LƯNG
Nguyên tắt cơ bản của Bơm và Quạt ly tâm
Q1
Lưu Lượng: 2
Q
p suất:

H1
H2

P1
Công suất: 2
P

n1
=

n2
=

n1
n2

2

=

n1
n2

3


Quy luật của tỷ lệ thức
1. Lưu lượng Q tỷ lệ thuận với tốc độ
2. p suất H tỷ lệ với bình phương tốc độ
3. Công suất P tỷ lệ với lập phương tốc độ

Flow

speed

α

Pressure α speed
Power

α speed

Thí dụ:
Tại 80% tốc độ,
Công suất được sử dụng = 0.8 x 0.8 x 0.8 = 0.51hay 51%
∴ Năng lượng tiết kiệm được = 100% – 51% = 49%

2
3


Chi phí vận hành – Chi phí trọn vòng
đời của động cơ bơm
5%

95%

• Được thống kê như sau:
- Chi phí đầu tư ban đầu + chi phí
bảo hành trọn đời của bơm
chiếm khoảng 5% của tổng chi
phí.
- 95% chi phí còn lại là chi phí về
năng lượng điện vận hành.
• Theo thống kê của British Pump
Manufacturers
Association
(BPMA) nói rằng 20% năng
lượng trên thế giới được sử dụng
cho bơm và 95% số bơm đó có

công suất lớn hơn thực tế


Các phương pháp điều khiển lưu lượng

• Chất khí
– Dampers
– Inlet guide vanes
– Variable pitch fan
– Variable Speed Drive (VSD)
• Bơm ly tâm chất lỏng
– Bypass valve (three way)
– Throttling valve (two way)
– Variable Speed Drive (VSD)


Hay nói một cách khác…
Khi chúng ta thấy bất kỳ một phương
pháp điều khiển nào bên trên trong hệ
thống (ngoại trừ Biến tần - Variable
Speed Drive), thì chúng đều có tiềm
năng tiết kiệm năng lượng!!!


Pressure

Yeâu caàu naêng löôïng
Power ∝ Flow x Pressure

50

45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0

100

200

300
Flow

400

500

600


Energy Requirements
Pressure

Löu Löôïng mong muoán

50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0

100

200

300
Flow

400

500

600


Yêu cầu năng lượng

Van Tiết Lưu (Throttling)

Pressure

Công Suất
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0

100

200

300
Flow

400

500

600

Pressure

Yeâu caàu naêng löôïng
Three-Way Valve (Bypass)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0

Power

0

100

200

300
Flow

Balancing
Valve

400

500

600


Pressure

Yeõu cau naờng lửụùng
Bieỏn Tan
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0

100

200

300
Flow

400

500

600

Power


Chức năng của tháp giải nhiệt
• Được dùng để loại bỏ nhiệt
từ các nguồn khác nhau
như máy móc thiết bò hay
các quy trình phát sinh
nhiệt.
• Một lượng nước đã bay hơi
trong tháp giải nhiệt, và
phần nước lạnh thì tồn tại.

Quạt tháp giải nhiệt


Điều khiển quạt tháp giải nhiệt
• Vì có sự khác biệt về nhiệt độ
khá lớn giữa ngày và đêm nên
tốc độ quạt có thể giảm tùy
thuộc vào nhiệt độ.

Cooling

Tower Cells

• Vò trí của Sensor nhiệt độ nằm

trên đường hồi lưu của các
chậu tháp.

• Yêu cầu bảo vệ quá tải, quá
nhiệt cho tất cả các quạt

Load

Chiller

Temperature
Sensor
Cooling Tower
Fan Drive

Condenser
Water Pump


Những ưu điểm khi sử dụng biến tần
điều khiển tốc độ quạt
• Tiết kiệm năng lượng
• Giảm đáng kể độ ồn
• Giảm hao mòn cơ khí
• Nhiệt độ nước trở nên ổn đònh

Condenser Water Pump Basics
• Provides water flow for the heat
exchanger and Cooling Tower
• Traditional Control Methods
– No active control
– Important to maintain design
flow for:
• Correct Cooling Tower
Operation
• Correct heat exchanger
Operation

Cooling Tower Fan

Condenser Water Pump


Condenser Water Pump Basics
Cooling
Tower

Pump

• Pump is often
oversized to
compensate
for pipe
scaling later
on

Pump Motors


Condenser Water Pump Basics
• Traditionally, manually close a
valve to reduce the flow to
Chiller design flow
– Continuously wastes energy
– The more the valve is
closed, the more energy is
wasted

Cooling
Tower Cells

Condenser Water Pump

Chiller
Load
Pressure
Reducing
Valve


Controlling Condenser Water
Pumps
• Just as the pressure reducing
valve is normally set manually, set
the VFDs speed manually

– VFD operates as an “electronic”
valve

Cooling
Tower Cells

Condenser Water Pump

• A flow meter can be used as
feedback to maintain constant flow
– Compensates for scale build up
in piping.

Condenser
Water Pump
Dri ve

Chiller
Load


Hệ thống bơm điều áp
• Nhu cầu sử dụng nước thay đổi liên
tục trong ngày. Vào ban đêm, gần
như không sử dụng, trong khi buổi
sáng và buổi trưa thì sử dụng quá
nhiều.
• Theo truyền thống thì sử dụng van
để giảm lưu lượng trong đường ống
nên lãng phí điện.

• Nếu Sensor áp lực hồi tiếp về biến
tần, tốc độ bơm sẽ tăng giảm và khi
đó sẽ tiết kiệm điện.


Bể sục khí trong xử lý nước thải
Dùng biến tần điều khiển
tốc độ
•Bể sục khí được quản lý bằng cách đo
lượng DO trong bể và đáp ứng yêu cầu
sục khí trong bể bằng cách thay đổi tốc
độ các thiết bò như máy thổi khí, máy
khuấy, máy bơm… cho phù hợp.
– Tiết kiệm năng lượng
– Quy trình xử lý được cải tiến tốt
hơn do quản lý được lượng DO.
– Giảm hao mòn cơ cho các thiết bò
– Tăng hiệu suất các thiết bò


Ưu điểm khi sử dụng biến tần điều
khiển tốc độ bơm
• Tiết kiệm năng lượng
• Giảm độ ồn
• Giảm hao mòn cơ
• Giảm va đập thủy lực


Dùng Biến Tần Điều
Khiển Máy Nén Khí

Trục Vít


ÑAËC TÍNH HEÄ THOÁNG

Air
Treatment
Components

Air
Receiver

IntelliFlow
Controller
Properly
Sized Air
Storage

Images provided by Ingersoll-Rand


Yêu cầu điều khiển khí nén,
vì sao?
• 10% năng lượng điện sử dụng trong công
nghiệp là dùng cho máy nén khí.
• Trò giá khí đã được nén cao gấp 10 lần giá trò
tiền điện.
• Thông thường các nhà đầu tư đặt mục tiêu chi
phí đầu tư ban đầu sao cho thấp nhất.
• Đặc tính tải: thường là 70 – 80% tải đònh mức

• Thiếu khả năng điều khiển áp lực hoặc điều
khiển không chính xác.