Xây dựng chương trình giám sát và quản lý năng lượng trực tuyến tại nhà máy sợi thăng bình, quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HÀ THÁI VĂN

XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ
NĂNG LƯỢNG TRỰC TUYẾN TẠI NHÀ MÁY SỢI
THĂNG BÌNH, QUẢNG NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60.52.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Kim Hùng

Phản biện 1:
TS. Đoàn Anh Tuấn
Phản biện 2:
GS.TS. Nguyễn Hồng Anh

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điện họp tại Trường Đại học Bách khoa vào
ngày 03 tháng 03 năm 2018

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa
- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam hiện nay đang là nước nhập khẩu năng lượng và
mức nhập khẩu ngày càng tăng. Hơn 80% nguồn nhiên liệu mà nước
ta đang sử dụng là năng lượng hóa thạch, điều này dẫn đến việc tiêu
thụ năng lượng sinh ra lượng khí gây ô nhiễm môi trường ( như CO2,
SO2…). Vì thế nhu cầu tiết kiệm năng lượng là một trong những ưu
tiên hàng đầu và cấp thiết nhằm giải quyết các vấn đề về ô nhiễm
môi trường và tiết kiệm chi phí.
Công ty CP Sợi Hòa Thọ Thăng Bình là công ty con của Tổng
công ty CP Dệt may Hòa Thọ (đơn vị thành viên của Tập đoàn Dệt
may Việt Nam - Vinatex). Dự án Nhà máy sợi Thăng Bình nằm trên
địa bàn huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam. Dự án được khởi công
vào tháng 10/2015, và dự kiến đi vào hoạt động vào tháng 7/2016.
Với qui mô và mức đầu tư khổng lồ ( giai đoạn 1 của dự án có mức
đầu tư là 270 tỷ đồng), việc tốn hàng tỷ đồng vì thất thoát và sử dụng
năng lượng hao phí là vấn đề cấp thiết được ưu tiên giải quyết hàng
đầu. Vì vậy, luận văn sẽ điều tra số liệu của nhà máy từ đó đề ra giải
pháp cho việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tại nhà máy.
Bên cạnh đó, việc quản lý năng lượng bằng cách thủ công như
đo tay, giám sát trực tiếp rất tốn nhân lực và thời gian. Vì thế, trong
luận văn sẽ xây dựng một hệ thống giám sát và quản lý năng lượng
trực tuyến tại nhà máy sợi Thăng Bình thuộc tỉnh Quảng Nam để

giảm chi phí và tiết kiệm năng lực cũng như thời gian.
2. Mục tiêu nghiên cứu
• Khảo sát, nghiên cứu và đề xuất các giải pháp sử dụng năng
lượng tiết kiệm
• Xây dựng công cụ giám sát quá trình tiêu thụ năng lượng tại
công ty
• Xây dựng các biểu mẫu phục vụ cho việc quản lý và sử dụng


2
năng lượng tại công ty.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
• Các giải pháp tiết kiệm năng lượng
• Các thiết bị tiêu thụ điện tại nhà máy.
• Các phần mềm tiện ích phục vụ thiết kế hệ thống quản lý và
giám sát năng lượng trực tuyến.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
• Hệ thống điều hòa
• Hệ thống chiếu sáng
• Hệ thống máy móc sản xuất
• Phần mềm Photoshop CS6; ngôn ngữ lập trình JAVA;
HTML; cơ sở dữ liệu MySQL.
4. Phương pháp nghiên cứu
Dựa trên số liệu thu thập được về việc tiêu thụ năng lượng tại
nhà máy sợi Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam, từ đó tính toán, tìm ra
giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả. Tổng hợp dữ liệu và đưa vào
cơ sở dữ liệu, từ đó thiết kế nên hệ thống giám sát và quản lý năng
lượng trực tuyến.
5. Bố cục luận văn

MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG
CHƯƠNG 2: MÔ TẢ CÁC QUÁ TRÌNH TRONG DÂY
CHUYỀN CÔNG NGHỆ
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC CƠ HỘI TIẾT KIỆM
NĂNG LƯỢNG
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ
NĂNG LƯỢNG TRỰC TUYẾN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


3
CHƯƠNG 1
KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG
1.1. Giới thiệu về cơ sở được kiểm toán
Bảng 1.1: Giới thiệu tóm tắt về cơ sở được kiểm toán
Tên doanh nghiệp
Loại hình doanh nghiệp
Năm thành lập
Địa chỉ liên lạc
Điện thoại
Người liên hệ
Số điện thoại liên hệ
Địa chỉ người liên hệ
Số cán bộ, công nhân viên
Hoạt động kinh doanh chính
Nguyên liệu
Thành phẩm
Công xuất thiết kế của nhà
máy

Số ngày vận hành sản xuất

CTCP sợi Hòa Thọ Thăng Bình
CTCP
2016
Cụm CN Hà Lam – Chợ Được, xã Bình Phục,
huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam
0985 009635
Ông Nguyễn Thiện Hùng
0985 009635
Số 145 đường Phùng Chí Kiên, phường Hoa
Minh, quận Liêm Chiểu, TP Đà Nẵng
220
Sản xuất sợi
Bông vải & vải
Sợi và may thành phẩm
Ước tính Sợi khoảng 5000 tấn/năm
340

ngày (24h/ngày; 3 ca)

1.2. Tổng quan và phạm vi công việc
1.2.1 Phương pháp KTNL
a. Giới thiê ̣u hoạt động KTNL:
- KTNL là hoa ̣t đô ̣ng khảo sát, đo đa ̣c, trao đổ i với cán bô ̣
công ty, thu thâ ̣p số liê ̣u thực tế và phân tıć h dữ liê ̣u tiêu thu ̣ năng
lươ ̣ng của đố i tươ ̣ng cầ n kiể m toán năng lươ ̣ng.
- Mục đích chung của hoạt động là đánh giá hiện trạng sử
dụng năng lượng của Doanh nghiệp, đưa ra cơ hội tiết kiệm năng
lượng và đưa ra các giải pháp để tiết kiệm năng lượng nhằm giảm chi

phí năng lượng cho Doanh nghiệp.
- Mu ̣c tiêu của kiể m toán năng lươ ̣ng là đánh giá hiê ̣n tra ̣ng sử
du ̣ng năng lươ ̣ng hiê ̣n nay của công ty, phân tıć h ưu và nhươ ̣c điể m,


4
trên cơ sở đó tım
̀ ra các cơ hô ̣i tiế t kiê ̣m năng lươ ̣ng, xây dựng các
giải pháp sử du ̣ng năng lươ ̣ng hiê ̣u quả, kế hoa ̣ch triể n khai các giải
pháp tiế t kiê ̣m năng lươ ̣ng nhằ m giúp cho đơn vị nắ m rõ đươ ̣c tıǹ h
tra ̣ng sử du ̣ng năng lươ ̣ng hiê ̣n nay và giải pháp thực hiê ̣n sao cho
thâ ̣t sự tiế t kiê ̣m năng lươ ̣ng cũng như đinh
̣ hướng trong tương lai khi
đầ u tư xây dựng và mua sắ m thiế t bi ̣mới sao cho hơ ̣p lý nhấ t.
b. Trı̀nh tự và thủ tục thực hiê ̣n KTNL:
Trình tự và thủ tục thực hiện KTNL được trình bày sơ lược
như hình 1.1:

Hình 1.1: Trı̀nh tự và thủ tục thực hiê ̣n KTNL
1.2.2 Danh mục thiết bị sử dụng trong kiểm toán
1.2.3 Phạm vi công việc kiểm toán
Mục đích chung của đợt KTNL tại công ty CP sợi Hòa Thọ
Thăng Bình là đánh giá toàn bộ hiện trạng sử dụng năng lượng của


5
nhà máy từ các khu sản xuất, kho chứa cho đến khu vực hành chính
của nhà máy, từ đó đưa ra những cơ hội tiết kiệm năng lượng và đề
xuất các giải pháp để tiết kiệm năng lượng nhằm giảm chi phí năng
lượng cho Nhà máy.

1.3. Tình hình sản xuất của công ty
1.3.1 Chế độ vận hành
1.3.2 Tình hình sản xuất
a. Tình hình thời tiết từ tháng 1 đến tháng 7 năm 2017
b. Tình hình sử điện năng tại công ty

(a)
(b)
Hình 1.2: Tỉ lệ điện sử dụng(a) và biểu đồ suất tiêu hao điện theo
nhiệt độ (b) của các nhóm thiết bị tại công ty CP sợi Hòa Thọ Thăng
Bình
Tại công ty, chiếm tỉ trọng tiêu thụ điện lớn nhất là phần động
lực với tỉ lệ 85,32% và chiếm tỉ lệ thứ 2 là hệ thống làm mát (hệ
thống điều không, quạt) chiếm 12,19%. Nhóm thiết bị chiếm tỉ lệ
thấp nhất là chiếu sáng với tỉ lệ 2,49%. (hình 1.2)
Kết quả tính toán cho thấy suất tiêu hao trung bình là 1,31
kwh/kg sợi. Mặt khác, phân tích chi tiết chỉ ra suất tiêu hao điện tăng
cao (giá trị đạt từ 1,4 – 1,55 kWh/kg) vào các tháng hè (từ tháng 3
đến tháng 7) và suất tiêu hao điện đạt giá trị thấp (giá trị đạt từ 1,05 –
1,25 kWh/kg) vào các tháng còn lại(từ tháng 1 đến tháng 2).
Như vậy, vào các tháng hè công ty sử dụng điện nhiều hơn cho
cùng 1 đơn vị sản phẩm hay lượng tổn hao tăng so với các tháng


6
khác. Đồng thời, giải pháp tiết kiệm đưa ra cần được xem xét dựa
trên tỉ lệ công suất điện của các nhóm thiết bị (động lực, làm mát và
chiếu sáng).
1.4. Kết luận
CHƯƠNG 2

MÔ TẢ CÁC QUÁ TRÌNH TRONG
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
2.1 Dây chuyền sản xuất
2.1.1 Tổng quan sơ đồ dây chuyền sản xuất của công ty
2.1.2 Đặc tính kỹ thuật và tính trạng sử dụng của thiết bị trong dây
chuyền sản xuất sợi của công ty.
a. Giai đoạn cung bông
b. Giai đoạn chải thô
c. Giai đoạn máy ghép
d. Giai đoạn máy sợi thô
e. Giai đoạn máy sợi con
f. Giai đoạn đánh ống
g. Giai đoạn máy xe sợi
2.2. Hiện trạng và các tiềm năng tiết kiệm năng lượng
được phát hiện
2.2.1. Hệ thống chiếu sáng trong công ty
Bảng 2.1: Tóm tắt tình hình tiêu thụ năng lượng của các loại
đèn tại công ty
STT
1
2
3

Công Giờ hoạt Tổng
Tỉ lệ công
Số
suất
động
công
suất (%)

lượng
(W) (h/ngày) suất (W)
Đèn T10-ballast sắt từ 380 0.05
22
418
81.75
Đèn T8-ballast sắt từ
81
0.04
22
71.28
13
Compact
10
0.1
22
22
5.25
Loại đèn

Qua khảo sát, tác giả thấy rằng hiện nay tại công ty CP sợi


7
Hòa Thọ Thăng Bình đã áp dụng một số giải pháp cho phần chiếu
sang trong khu vực sản xuất như chuyển đổi các bóng đèn T10
ballast từ sang loại bóng đèn T8 ballast từ… Tuy nhiên việc chuyển
đổi này là chưa đồng bộ tại tất cả các khu vuẹc cũng như tất cả các
dãy sản xuất trong mỗi khu vực. Tỉ lệ đèn huỳnh quang T8 mới
chiếm tỉ lệ 17,52% trong tổng số lượng đèn huỳnh quang và đèn

huỳnh quang T10 còn số lượng khá lớn 80,66%. Tương ứng với tỉ lệ
về số lượng này là tỉ lệ công suất sử dụng, đèn huỳnh qunag T8 chỉ
chiếm 17,52% và đèn T10 chiếm 80,66%. Mặt khác việc vẫn sư
dụng các ballast từ cũng gây những tổn hao nhất định. Từ nhận định
ban đầu này, tác giả đề xuất giải pháp cho phần chiếu sáng (các
chương sau).
2.2.2. Kết quả đo tại các bộ phận tiêu thụ điện năng trong công ty
Qua quá trình đi khảo sát và đo đạc tại 7 điểm đo được chọn,
tác giả đã tập hợp được số liệu của các thiết bị được sử dụng trong
phần động lực chính tại nhà máy, kết quả cụ thể như sau:
a. Động cơ máy nén khí SA 75A
b. Động cơ máy nén khí Garden Denver
c. Động cơ máy sấy khí
d. Động cơ quạt hút 15kW
e. Động cơ quạt thổi 7,5kW
f. Động cơ quạt hút điều không
g. Động cơ quạt thổi điều không
Bảng 2.2: Tóm tắt tình hình hoạt động của một số thiết bị,
động cơ chính
STT
1
2
3
4

Tên động cơ
Động cơ máy nén khí SA 75A
Động cơ máy nén khí Gardner Denver
Động cơ máy sấy khí
Động cơ quạt hút 15kW

Nội dung vấn đề
Hoạt động quá tải
Hoạt động quá tải
1. Hoạt động non tải
2. Hệ số công suất cosφ thấp
1. Hoạt động non tải
2. Hệ số công suất cosφ thấp


8
5
6
7

Động cơ quạt thổi 7,5kW
Động cơ quạt hút điều không 22 kW
Động cơ quạt thổi điều không 11kW

Hoạt động non tải
Hoạt động non tải
Hoạt động non tải

2.3. Kết luận
CHƯƠNG 3
TÍNH TOÁN CÁC CƠ HỘI TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG
3.1. Hệ thống cung cấp điện và nhu cầu tiêu thụ điện
3.1.1 Hệ thống cung cấp điện
3.1.2 Nhu cầu và chi phí tiêu thụ điện
Giá mua điện của công ty được áp dụng theo hình thức ba giá

của Bộ Công Thương (kể từ ngày 12.3.2015) như sau:
Bảng 3.1: Biểu giá điện áp dụng (kể từ ngày 12.3.2015)
STT

Thời điểm

1

Giờ bình thường

2

Giờ cao điểm

3

Giờ thấp điểm

Giờ trong ngày

Giá qui định
(VNĐ/kWh)

Ghi chú

1.518

Ngày chủ nhật từ
4h00 – 22h00

04h00 – 09h30
11h30 – 17h00
20h00 – 22h00
09h30 – 11h30
17h00 – 20h00
22h00 – 04h00

2.735
983

Chủ nhật không
có giờ cao điểm
Tất cả các ngày

(Áp dụng với cấp điện dưới 6kV theo Bộ Công thương quy
định về giá bán điện áp dụng từ ngày 12.3.2015) [QĐ số
2256/QĐ/BCT ngày 12.3.2015 của Bộ Công Thương]
Bảng 3.2: Lượng điện tiêu thụ từ tháng 1 đến tháng 7.2017
của công ty
Tháng
1
2
3
4
5
6
7

kWh
236,947

431,236
461,029
542,675
544,326
550,973
586,607

Theo như bảng số liệu trên thì tổng điện tiêu thụ của công ty


9
trong 7 tháng đầu nằm 2017 là 5,866,374.186 kWh, và giá điện bình
quân công ty phải trả là 1,297VND/kWh

Hình 3.1: Biểu đồ lượng điện tiêu thụ từ tháng 1 đến tháng 7.2017
của công ty
Tác giả thấy rằng lượng điện tiêu thụ theo tháng của công ty
tămg dần từ tháng 1, đặc biệt là từ tháng 4, lượng điện bắt đầu đạt
ngưỡng. Điều này do nhiều nguyên nhân ảnh hưởng khác nhau trong
đó có yếu tố thời tiết và đơn đặt hàng mỗi tháng.
3.2 Ràng buộc về tài chính – kỹ thuật
3.2.1 Ràng buộc tài chính cơ bản
- Các loại giá và các chi phí năm cơ bản là năm 2013.
- Các loại giá và chi phí trên cơ sở tỷ giá giữa Việt Nam đồng
và USD là 1 USD = 22,950VNĐ
3.2.2 Năng lượng và các tiêu chuẩn
Dưới đây tóm tắt các loại năng lượng và các thông số tiêu
chuẩn về dạng năng lượng. Hệ số CO2 là hệ số trung bình có thể
được sử dụng cho công việc tính toán.
Bảng 3.3: Các loại năng lượng và các thông số tiêu chuẩn

Kiểu nhiên liệu/các tiêu
chuẩn
Than đá
Than Antraxit

Giá trị nhiệt trị
Đơn vị
tự nhiên MJ/unit
KWh
Kg
23,07
8,30
Kg
32,30
8,97

Phát thải CO2
Kg/GJ
Kg/MWh
93
335
110
400


10
Kiểu nhiên liệu/các tiêu
chuẩn
Gỗ, năng lượng tái tạo
Diesel 0,85 kg/dm3

Dầu nhẹ 0,86 kg/dm3
Dầu nặng 0,94 kg/dm3
Xăng
Khí tự nhiên
Khí hóa lỏng
Điện năng

Đơn vị
tự nhiên
M3
lít
lít
Kg
lít
M3
Kg
MWh

Giá trị nhiệt trị
MJ/unit
KWh
20
5,55
36,12
10,03
36,12
10,03
41,50
11,53
0,00

33,60
9,33
43,70
12,14
12,86

Phát thải CO2
Kg/GJ
Kg/MWh
0
0
73
263
74
265
78
280
72
260
55
200
65
235
687

3.2.3. Các giá trị đánh giá giải pháp tiết kiệm năng lượng
Các giá trị sau được dùng để đánh giá các biện pháp TKNL:
_ Tiết kiệm chi phí năng lượng hằng năm
_ Chi phí vốn để thực hiện TKNL
_ Thời gian hoàn vốn.

Công thức tính thời gian hoàn vốn như sau:
Thời gian hoàn vốn (năm) =

Chi phí vốn đầu tư ban đầu (đồng)
Chi phí tiết kiệm hàng năm (đồng/năm)

3.3. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng
3.3.1. Các cơ hội tiết kiệm năng lượng
a. Cải tạo hệ thống chiếu sáng trong nhà
Hiện trạng
Hiện tại, Công ty đang sử dụng mốt số lượng lớn các loại đèn
T10 và T8 ballast sắt từ (461 cái). Tại các bộ phận sản xuất, tỉ lệ
công suất điện sử dụng chiểm tỉ lệ tự 5 đến 10% tổng công suất sử
dụng. Do đó, tỉ lệ tiết kiệm được từ thị phần chiếu sáng sẽ là cao.
Phương án cải thiện
Trên cơ sở đó, tác giả đề xuất thay thế các bóng đèn T10 và
T8/1,2 m với chấn lưu sắt từ hiện tại bằng chủng loại đèn T5/1,2 m
với chấn lưu điện tử. Để tối ưu cho quá trình chuyển đổi mà vẫn đảm
bảo cả về độ sáng vừa tiết kiệm được năng lượng tối đa, tác giả đề
xuất sử dụng đèn T5 với tổng công suất 28W ( đèn và ballast) có khả
năng giảm từ 35% đến 44% lượng tiết kiệm đối loại đèn T10 dùng


11
ballast sắt từ. So sánh các thông số chi tiết của bộ đèn huỳnh quang
T5 với đèn T10 (ballast sắt từ) được nêu ra trong bảng dưới 3.4 và
bảng 3.5
Bảng 3.4: So sánh các đặc điểm của đèn huỳnh quang T5 và T10

Đèn huỳnh quang T10

Đèn huỳnh quang T5
Đường kính ống: 32mm
Đường kính ống: 16mm
Chiều dài ống: 1200mm
Chiều dài ống 1200mm
Hiệu suất phát quang: 60lm/W
Hiệu suất phát quang: 90lm/W
Công suất cả bộ: 50W (bóng 40W, chấn lưu Công suất cả bộ: 30W
10W)
Mức tiết kiệm: Không tiết kiệm
Tiết kiệm danh định: 44%
Quang thông : 2300lm – 2500lm
Quang thông: 2600lm
Tuổi thọ bóng 6.000 giờ - 8.000 giờ
Tuổi thọ bóng lên đến 20.000 giờ, tuổi thọ
chấn lưu đến 40,000h
Suy giảm quang thông sau 2.000 giờ : 20% - Suy giảm quang thông : Không đáng kể
30%
Phát nhiệt cao khi hoạt động ảnh hưởng đến Tiết kiệm nhiều hơn cho hệ thống điều hoà
tiêu thụ điện của hệ thống điều hoà không khí không khí
Thị lực: Hại mắt
Thị lực: Không hại mắt
Quang thông không ổn định: gây nhấp nhá Quang thông rất ổn định: ánh sáng ổn đị
y, mỏi mắt do tần số hoạt động 50Hz
nh không nhấp nháy do tần số hoạt động
40,000Hz
Dòng điện tiêu thụ: 430mA
Dòng điện tiêu thụ: 130mA

Bảng 3.5: So sánh các đặc điểm của đèn huỳnh quang

T5 1,2m và T8 1,2m

Đèn huỳnh quang T8
Đường kính ống: 25,5mm
Chiều dài ống: 1199mm
Hiệu suất phát quang: 72,222lm/W
Công suất bóng: 36W
Mức tiết kiệm : ít tiết kiệm
Quang thông : 2600lm
Suy giảm quang thông sau 2.000 giờ :
20% - 30%
Phát nhiệt cao khi hoạt động ảnh hưởng
đến tiêu thụ điện của hệ thống điều hoà
không khí
Quang thông không ổn định: gây nhấ
p nháy, mỏi mắt do tần số hoạt động
50Hz
Có thể gây cháy nổ do chấn lưu có nhiệt
độ cao và khi dòng điện thay đổi
Dòng điện tiêu thụ: 390-430mA

Đèn huỳnh quang T5
Đường kính ống: 16mm
Chiều dài ống 1200mm
Hiệu suất phát quang: 90lm/W
Công suất bóng: 28W
Tiết kiệm danh định: 22,2%
Quang thông: 2520lm
Suy giảm quang thông : Không đáng kể
Tiết kiệm nhiều hơn cho hệ thống điều

hoà không khí
Quang thông rất ổn định: ánh sáng
ổn định không nhấp nháy do tần số
hoạt động 40,000Hz
Có độ an toàn cao: tự động ngắt ballast
khi bóng hỏng, tiếp xúc không tốt
Dòng điện tiêu thụ: 130mA


12
Hiện nay, công ty sử dụng đèn huỳnh quang 12h/1 ngày và với
tuổi thọ của 01 bóng đèn T5 loại này là 20.000 giờ thì trong điều
kiện tối ưu bóng đèn T5 có thể được sử dụng trong vòng 5 năm.
Chi phí và lợi ích:
Bên cạnh tiết kiệm các khoản chi phí về điện năng việc triển
khai sử dụng hệ thống chiếu sáng mới hiệu quả sẽ mang lại những
lợi ích như sau:
- Giúp cải thiện chất lượng sáng và hiệu quả chiếu sáng
- Nâng cao tuổi thọ thiết bị
- Tổn hao thấp hơn nên giảm bớt sự phát tán nhiệt, tiêu tốn ít
điện năng hơn các bộ đèn truyền thống và giảm tải nhiệt cho máy
lạnh, hoạt động ngay cả trong trường hợp điện áp thấp, bảo vệ tuổi
thọ cho bóng đèn và dễ lắp đặt, thay thế.
Bảng 3.6: Phân tích các lợi ích kinh tế của bộ đèn T5-1,2m và chấn
lưu điện tử (Kèm máng phản quang) so với bộ đèn T10- 1,2m và
chấn lưu sắt từ
TT
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Thay đèn T10 bằng đèn T5
Thông tin
Giá trị
Đơn giá điện trung bình
1297
Số lượng đèn T10/1.2m
380
Công suất tổ ng cô ̣ng bô ̣ đèn T10 –
50
Chấn lưu
Công suất thực tế của bô ̣ đèn
30
T5/1.2m–chấn lưu
Mức tiết kiệm khi thay đèn T10/1.2m
20
bằng T5
Số giờ làm viê ̣c trong ngày

22
Hệ số sử dụng đồng thời
90
Số ngày làm viê ̣c trong năm
300
Lượng điện tiết kiệm mỗi năm
45,144
Tổng tiền tiết kiệm mỗi năm
58,552
Đầu tư đèn T5/1.2m
200
Nhân công và vật tư kèm theo
7600
Tổng chi phí đầu tư
839,740
Giảm khí thải CO2
18,644
Thời gian hoàn vốn
172.10

Đơn vị tính
VND/kWh
chiếc
W
W
W
h
%
ngày
kWh

1000đ
1000đ
1000đ
1000đ
kg
tháng


13
TT
16

Thay đèn T10 bằng đèn T5
Thông tin
Giá trị
Tuổi thọ bóng đèn
40

Đơn vị tính
tháng

Bảng 3.7: Phân tích các lợi ích kinh tế của bộ đèn T5-1,2m và chấn
lưu điện tử (Kèm máng phản quang) so với bộ đèn T8- 1,2m và
chấn lưu sắt từ
Thay đèn T8 bằng đèn T5
TT
Thông tin
Giá trị
1 Đơn giá điện trung bình
1297

2 Số lượng đèn T8/1,2m - ballast sắt từ
80
3 Công suất tổ ng cô ̣ng bô ̣ đèn T8 40
ballast sắt từ
4 Công suất thực tế của bô ̣ đèn T5/1,2m30
ballast sắt từ
5 Mức tiết kiệm khi thay đèn
10
6 Số giờ làm viê ̣c trong ngày
22
7 Hệ số sử dụng đồng thời
100
8 Số ngày làm viê ̣c trong năm
300
9 Lượng điện tiết kiệm mỗi năm
5,280
10 Tổng tiền tiết kiệm mỗi năm
6,848
11 Đầu tư đèn T5/1.2m
200
12 Nhân công và vật tư kèm theo
1,600
13 Tổng chi phí đầu tư
17,600
14 Giảm khí thải CO2
2,181
15 Thời gian hoàn vốn
31
16 Tuổi thọ bóng đèn
40

Đơn vị tính
VND/kWh
chiếc
W
W
W
h
%
ngày
kWh
1000đ
1000đ
1000đ
1000đ
kg
tháng
tháng

Kết luận: Như vậy, bằng việc cải tạo hệ thống chiếu sáng trong
nhà với tổng chi phí đầu tư 102,212,000 đồng, Công ty có thể tiết
kiệm được 50,817.4 kWh tương ứng 65,910,100 đồng mỗi năm. Thời
gian hoàn vốn trung bình cho giải pháp này là 19 tháng. Lượng khí
CO2 giảm phát thải là 20,825 kg.
b. Điều khiển tối ưu máy nén khí bằng sử dụng biến tần
Hiện trạng
Hiện tại, Công ty đang sử dụng với 1 máy nén khí SA 75A và
1 máy nén khí Garden Vender với công suất lớn (75kW). Khí nén

14
được sử dụng chủ yếu cho dây chuyền tại khu vực sản xuất sợi.
* Cấu tạo của máy nén khí trục vít:
* Một số vấn đề chính đối với hoạt động máy nén khí:
Phương án cải thiện
Lợi ích tiết kiệm điện năng đã được chứng minh bằng thực tế
trong thời gian dài, việc ứng dụng biến tần vào hệ thống cung cấp khí
và dùng công nghệ thay đổi tần số thay đổi tốc độ quay của máy nén
khí điều chỉnh lưu lượng để thay thế cho việc dùng valve có thể đạt
được hiệu quả trong việc tiết kiệm điện. Bình thường, lượng điện tiết
kiệm là hơn 30%. Ngoài ra, chức năng khởi động mềm và đặc tính
điều chỉnh tốc độ mịn của biến tần INVT có thể thực hiện điều chỉnh
lưu lượng ổn định và giảm rung khi khởi động kéo dài tuổi thọ cho
toàn bộ máy và đường ống.
Chi phí và lợi ích
Tổng hợp lợi ích về mặt kinh tế của giải pháp lắp đặt biến tần
cho các động cơ máy nén khí tại công ty được trình bày trong bảng
sau:
Bảng 3.8: Phân tích các lợi ích kinh tế của giải pháp lắp biến tần
STT

Hạng mục

1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11
12
13
14
15

CSĐM
Công suất trung bình thực tế
Phần trăm tiết kiệm
Lượng điện tiết kiệm trong 1h
Thời gian hoạt động trong 1 ngày
Số ngày hoạt động trong 1 năm
Thời gian hoạt động trong 1 năm
Điện năng tiết kiệm trong 1 năm
Giá điện trung bình
Lượng tiền tiết kiệm trong 1 năm
Chi phí đầu tư
Nhân công và vật tư
Tổng chi phí đầu tư
Thời gian thu hồi vốn
Lượng giảm CO2 phát thải

Giá trị
Hitachi2 SA 75A
55
75
46.8

71.5
20
10
9.36
7.15
9
24
25
25
2,700
7,200
22,622 51,480
1,297
1,297
32,778 66,770
56,020.3 62,598.6
1,250
1,250
57,270 63,849
21
11
10,437 21,261

GĐ S1
75
75
10
7.5
24
25

7,200
47,880
1,297
70,038
42,570
1,000
63,849
8
19,774

Đơn vị

kW
kW
%
kW
h
Ngày
h/1 năm
kWh
1000 VNĐ
1000 VNĐ
1000 VNĐ
1000 VNĐ
1000 VNĐ
Tháng
kg


15

Kết luận
Như vây, bằng việc lắp biến tần cho cho các máy nén khí
Hitachi2, SA 75A, và Garden Venden, cho công ty với chi phí
184,968,000 VNĐ, công ty có thể tiết kiệm được 130,752 kWh
tương ứng 169,586,000 VNĐ mỗi năm. Thời gian thu hồn vốn trung
bình cho giải pháp là 13 tháng. Lượng khí CO2 giảm phát thải là
51,472kg.
c. Điều khiển tối ưu các loại quạt hút thổi, điều không bằng sử
dụng thiết bị biến tần
Hiện trạng
Qua quá trình khảo sát, tác giả nhận thấy hầu hết các động cơ
quạt hút điều không cũng như các quạt hút, quạt thổi tại các khu vực
sợi nhà máy chưa được lắp đặt biến tần. Kết quả đo đạc cho thấy các
động cơ đều chạy non tải và có hệ số công suất thấp hoặc chạy vừa
tải nhưng lại có biên độ dao động tải rộng và lặp lại nhiều lần.
Các đặc tính kỹ thuật của quạt:
Các đặc tính của hệ thống và đồ thị quạt :
Có hai phương pháp để giảm lưu lượng khí từ Q1 xuống Q2:
Phương pháp thứ nhất là giới hạn lưu lượng khí bằng cách
đóng một phần van tiết lưu của hệ thống. Cách này sẽ tạo ra đường
đồ thị hiệu suất của hệ thống mới (SC2) tại đó áp suất sẽ lớn hơn đối
với bất cứ lưu lượng nào. Quạt sẽ hoạt động ở điểm "B" tạo ra lưu
lượng cần thấp hơn Q2 với áp suất cao hơn, P2.
Phương pháp thứ hai để giảm lưu lượng là giảm tốc độ từ N1
xuống N2, giữ van mở hoàn toàn. Quạt sẽ hoạt động tại điểm "C" tạo
ra lưu lượng Q2 tương tự, nhưng ở áp suất thấp hơn, P3. Vì vậy,
giảm tốc độ quạt là phương pháp hiệu quả hơn để giảm lưu lượng vì
yêu cầu công suất thấp hơn và tiêu thụ ít năng lượng hơn.
Chi phí và lợi ích
Do vây, để sử dụng quạt một cách tối ưu và tiết kiệm điện

16
năng, tác giả đưa ra giải pháp sử dụng biến tần để điều khiển hoạt
động của động cơ quạt tháp giải nhiệt.
Bảng 3.9: Phân tích lợi ích kinh tế của giải pháp điều khiển tối ưu
các loại quạt hút và thổi của công ty bằng sử dụng thiết bị biến tần
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Hạng mục

Giá trị
H15S1 T7,5S1 H22S1
H11S1
CSĐM

15
7.5
22
11
Công suất trung bình thực tế
7.64
7.21
20.6
9.49
Phần trăm tiết kiệm
25
10
10
10
Lượng điện tiết kiệm trong 1h
1.91
0.721
2.06
0.949
Thời gian hoạt động trong 1 ngày
24
24
24
24
Số ngày hoạt động trong 1 năm
25
25
25
25
Thời gian hoạt động trong 1 năm

7,200
7,200
7,200
7200
Điện năng tiết kiệm trong 1 năm
13,752 5,191
14,832
6,833
Giá điện trung bình
12,97
1,297
1,297
1,297
Lượng tiền tiết kiệm trong 1 năm 17,836 6,733
19,237
8,862
Chi phí đầu tư
17,693.9 9,846.5 24,741.95 10,684.5
Nhân công và vật tư
1,000
1,000
1,250
1,250
Tổng chi phí đầu tư
18,640 10,847
25,992
11,935
Thời gian thu hồi vốn
13
19

16
16
Lượng giảm CO2 phát thải
5,680
2,144
6,126
2,822

Đơn vị

kW
kW
%
kW
h
Ngày
h/1 năm
kWh
1000VNĐ
1000 VNĐ
1000 VNĐ
1000 VNĐ
1000 VNĐ
Tháng
kg

Kết luận
Như vậy, bằng việc điều khiển tối ưu các loại quạt hút thổi,
điều không bằng sử dụng thiết bị biến tần, Công ty chỉ cần đầu tư
67,414,000 VNĐ, Công ty có thể tiết kiệm được 40608 kWh tương

ứng 52,668,000 VNĐ mỗi năm. Thời gian hoàn vốn trung bình cho
nhóm giải pháp là 15 tháng. Lượng khí CO2 giảm phát thải là
16772kg.
d. Cơ hội tiết kiệm năng lượng cho công tác quản lý năng
lượng (Giải pháp nâng cao trình độ cán bộ quản lý )
Hiện trạng
Phương án
Tác giả đề xuất công ty nên thiết lập hệ thống quản lý năng
lượng
Lợi ích của hệ thống quản lý năng lượng
Thành lập Ban quản lý năng lượng
 Chức năng và nhiệm vụ của ban quản lý năng lượng


17
• Đánh giá hiện trạng sử dụng năng lượng và quản lý năng
lượng của doanh nghiệp.
• Phân tích các điểm mạnh và điểu yếu về hoạt động quản lý
năng lượng của doanh nghiệp.
• Chuẩn bị chính sách năng lượng.
• Xác định các khu vực năng lượng (hay còn gọi là khu
vực sử dụng năng lượng) trong doanh nghiệp.
• Thiết lập và phê duyệt tất cả các quy trình quản lý năng
lượng, các công cụ để quản lý năng lượng.
• Phê duyệt suất tiêu hao năng lượng cho toàn doanh nghiệp.
• Phối hợp tổ chức phổ biến các hoạt động TKNL cho tất
cả CBCNV trong doanh nghiệp biết.
• Chuẩn bị và phê duyệt kế hoạch và mục tiêu TKNL của
toàn bộ doanh nghiệp.
• Giám sát việc thực hiện quản lý năng lượng.

• Hỗ trợ thực hiện quản lý năng lượng và các giải pháp
TKNL.
• Phê duyệt các chỉ tiêu đánh giá việc thực hiện.
• Thường xuyên xem xét lại để đánh giá việc thực hiện
quản lý năng lượng
• Xem xét lại và điểu chỉnh chính sách năng lượng, kế
hoạch và mục tiêu TKNL.
 Cấu trúc đề nghị của Ban quản lý năng lượng: bao gồm
Trưởng ban; Thư ký; Nhân viên kỹ thuật; Nhân viên hành chính
 Tiểu ban năng lượng
• Xác định dựa trên các khu vực chức năng (khu vực văn
phòng, xưởng 1, xưởng 2,…)
• Xác định theo thiết bị và hệ thống năng lượng (khu vực làm
lạnh, khu vực máy nén,...)
• Xác định dựa trện sự kết hợp khu vực chức năng và hệ
thống năng lượng.
• Theo dõi năng lượng tiêu thụ


18

Hình 3.3:. Sơ đồ hệ thống quản lý năng lượng
3.3.2. Phân tích về tài chính năng lượng và môi trường
Bảng 3.10: Các giải pháp tiết kiệm và chi phí tiết kiệm năng lượng
STT

1

2
3

4

Giải pháp
Tiết kiệm

Năng
Chi phí tiết
Giảm
Đầu tư
Thời gian
lượng
kiệm
phát thải
(1000VNĐ
Hoàn vốn
(1000VNĐ/
C02(Kg)
tiết kiệm
/năm)
(tháng)
(kWh)
năm)

Điều khiển tối ưu các loại
quạt hút thổi, điều không
40,608
bằng sử dụng thiết bị biến
tần
Cải tạo hệ thống chiếu

50,817.4
sáng trong nhà
Điều khiển tối ưu máy nén
130,752
khí bằng sử dụng biến tần
Cơ hội tiết kiệm năng
lượng cho công tác quản
Ít
lý năng lượng (Giải pháp
nâng cao trình độ cán bộ
quản lý)
Tổng
222,177.4

67,474

52,668

102,212

65,910.1

184,968

169,586

15
19
13

16,772

20,825
51,472

chi phí hoặc không tốn chi phí

354,654

288,164.1

16

89,096


19
3.4 Kết luận
Tổng hợp các giải pháp tiết kiệm năng lượng tại Công ty có
tổng vốn đầu tư khoảng 354,654,000 VNĐ thì lượng tiết kiệm hàng
năm mang lại là khoảng 222,177.4 kWh tương đương với
288,164,100. Thời gian hoàn vốn giản đơn trung bình của tất cả các
giải pháp này là 16 tháng. Đồng thời lượng CO2 giảm được thông
qua các hoạt động này là 89,609 kg CO2.
CHƯƠNG 4
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG
TRỰC TUYẾN
4.1 Tổng quan về chương trình
4.1.1. Tổng quan về ngôn ngữ lập trình Clojure
• Clojure là một ngôn ngữ được phát triển trên nền JVM, vì

thế nó có thể sử dụng tất cả các thư viện của Java được người dùng
phát triển và ứng dụng trong 15 năm qua. Đây là thiết kế rất thực tiễn
cho một ngôn ngữ mới [13].
• Clojure có những tập lệnh được xây dựng để xử lý data lớn.
Điều này là một ưu thế rất lớn đối với project hiện tại vì những tính
toán / biểu đồ chính đều cần xử lý data [13].
• Sử dụng REPL để phát triển phần mềm nhanh hơn và đặc
biệt rút ngắn thời gian phát triển phần mềm, rất thích hợp với trường
hợp vừa đi làm, vừa phải làm luận văn như mình.
• Clojure có một cộng đồng nhiều người đam mê, tác giả học
tập được rất nhiều trong quá trình làm việc và phát triển luận văn
• Ngoài ra, Clojure sử dụng “map reduce”, một trong những
thuật toán thịnh hành nhất gần đây, được dùng để xử lý lượng data
lớn và có thể xử lý trong nhiều máy. Trong chương trình của luận
văn, thuật toán được thu gọn đơn giản để hoạt động trong một máy


20
4.1.2 Quá trình thiết kế chương trình
a. Các bước thực hiện
Bước 1: Xem xét dữ liệu đầu vào
Bước 2: Chọn biểu đồ tương ứng, hợp lý nhất cho luận văn
Bước 3: Tham khảo các chương trình tương tự
Bước 4: Lên layout tổng thể cho toàn bộ website
Bước 5: Chọn các thư viện, công cụ hợp lý để xây dựng
website
Bước 6: Chọn thuật toán để xử lý dữ liệu thô thành dữ liệu có
thể hiển thị được trên các đồ thị
Bước 7: Tiến hành hoàn chỉnh các trang quan trọng nhất của
website

Bước 8: Hoàn chỉnh các trang phụ và các phần phân quyền
Bước 9: Review lại toàn thể lại chương trình, và sửa các lỗi
vặt về dữ liệu, hình ảnh
Bước 10: Tối ưu hoá hình ảnh, tốc độ load site trong khuôn
khổ thời gian cho phép
b. Các thuật toán và cấu trúc dữ liệu
c. Các phần mềm sử dụng thêm trong chương trình
4.2 Demo
Sau khi đã hoàn tất tất cả các bước chuẩn bị và lập trình theo
như sơ đồ thuật toán như hình 4.1


21
Hình 4.1 : Sơ đồ thuật toán
Tác giả đã thiết kế được chương trình giám sát và quản lý
năng lượng trực tuyến (truy cập link: http://13.229.66.212/). Kết quả
như sau:

Hình 4.2: Trang chủ của website
Trang web bao gồm 6 trang (charts) được thể hiện qua 6 nút
trên thanh công cụ bao gồm:
_ Trang chủ
_ Ban Giám đốc
_ Quản lý năng lượng
_ Biểu mẫu
_ Liên hệ
_ Đăng nhập (Đăng xuất)
4.2.1. Đăng nhập
4.2.2/ Quản lý năng lượng
Mục đích:

• Biểu diễn đồ thị hiển thị số liệu về công suất theo thời gian
của các loại máy được đưa vào kiểm toán.
• Thể hiện các cảnh báo báo động cho từng máy khi có hiện
tượng công suất vượt quá CSĐM đối với từng máy.


22

Hình 4.3: Trang chủ của trang “quản lý năng lượng”
Hình 4.3 thể hiện trang đầu tiên của nút “quản lý năng lượng”
với danh mục các sub-chart. Mục đích của trang này để biểu diễn số
liệu công suất theo phần trăm của từng máy dưới dạng biểu đồ hình
tròn theo từng ngày trong tháng 6.2017. Ngoài ra còn có các nút con
như sau:
• Danh mục:
Báo cáo ngày: thể hiện số liệu công suất của từng máy theo
ngày bắt đầu từ 1/6/2017 đến 30/6/2017
Báo cáo tuần: thể hiện số liệu công suất theo tuần của từng
máy và tổng của 9 máy theo tuần trong 6/2017
Báo cáo tháng: thể hiện công suất của từng máy và tổng 9 máy
trong tháng 6/2017
Cảnh báo: thể hiện các alarm cảnh báo.
• Danh sách máy:
_ Máy cung bông
_ Máy chải thô
_ Máy ghép I
_ Máy ghép II
_ Máy ghép III
_ Máy kéo sợi thô_ Máy kéo sợi
_ Máy đánh ống sợi

_ Máy xe sợi
Trong nút “Máy cung bông” thể hiện biểu đồ công suất của


23
máy cung bông từ ngày 1.6 đến ngày 30.6.2017 và được cập nhật 5
phút 1 lần.

Hình 4.4: Biểu đồ công suất máy cung bông từ 5h AM ngày 1.6 đến
10h AM 3.6.2017
Nhận xét: công suất của máy cung bông từ 5h AM ngày
1.6.2017 đến 10h AM ngày 3.6.2017 được thể hiện qua đồ thì gồm
có 631 điểm, mỗi điểm là công suất của máy tại thời điểm đo, và
bước nhảy giữa các điểm là 5 phút.
Tương tự, chương trình có tất cả 9 máy tương ứng với mỗi nút
trên thanh công cụ, mỗi nút thể hiện biểu đồ công suất của từng máy
từ ngày 1.6 đến ngày 30.6.2017.
4.2.3/ Biểu mẫu
Khi các cảnh báo alarm xuất hiện, hoặc khi muốn tìm kiếm các
tài liệu hay các file để viết báo cáo số liệu, người sử dụng có thể vào
trang biểu mẫu để download các biểu mẫu cần thiết và điền các
thông tin để báo cáo lại. Trang này cũng đòi hỏi phải đăng nhập bằng
một trong các tài khoản đã được giới thiệu ở trên, và tất cả tài khoản
đều có quyền in tất cả các loại biểu mẫu cần thiết.
4.3 Kết luận