Tính toán, phân tích và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng cho nhà máy sợi số 2 công ty cổ phần dệt may nha trang

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRẦN CÔNG QUỐC

TÍNH TOÁN, PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO NHÀ MÁY SỢI SỐ 2
CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY NHA TRANG

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
Mã số: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tác giả luận văn

Trần Công Quốc


TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH
TÍNH TOÁN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO
NHÀ MÁY SỢI SỐ 2 CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY NHA TRANG

Học viên: Trần Công Quốc - Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60520202 - Khóa: 2016-2018 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Ngày nay, tiết kiệm năng lượng đang là vấn đề rất cần thiết, nhất là đối
với các doanh nghiệp. Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong công ty
không những tiết kiệm được 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 đầu tư cho các công trình cung cấp năng lượng, đáp ứng nhu
cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng 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. Hiện trạng, nhà
máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang đã hoạt động nhiều năm, các động
cơ, thiết bị, đèn, .. đã cũ, dẫn đến tiêu hao nhiều năng lượng. Nghiên cứu này đề
xuất các phương pháp để sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Qua tìm hiểu,
khảo sát và tính toán, tác giả đề xuất các giải pháp thay mới các bóng đèn LED, thay
các động cơ có hiệu suất thấp bằng động cơ có hiệu suất cao HEMs và lắp đặt thiết
bị biến tần cho các động cơ. Tác giả đã tóm tắt các kết quả đã đạt được và đề xuất
một số công tác về quản lý hoạt động tiết kiệm năng lượng và cải thiện môi trường
làm việc.
Từ khóa - Tiết kiệm năng lượng; đèn LED, biến tần, động cơ.
CALCULATING ANG GIVING PROPOSALS TO SAVE ENERGY FOR
NO.2 TETXILE FACTORY OF NHA TRANG TEXTILE – GARMENT
JOINT STOCK COMPANY
Abstract: Today, energy saving is a very necessary issue, especially for businesses.
The use of energy saving and efficiency in the company not only save production costs,
help increase productivity, improve product quality, reduce product costs, increase
competitiveness, increase profitability but also reduce the investment costs in energy
supply facilities, meet the higher energy demands of national economy. Besides, it also
reduces the generation of waste, protects environmental resources as well as exploits
energy resources reasonably in order to implement the sustainable social- economic
development. The current status, No.2 Textile Factory of Nha Trang Textile- Garment

Joint Stock Company has been operating for many years, the engines, equipment, lights
and so on are old and leads to loss energy. This study proposes methods for energy
saving and efficiency. Through investigations, surveys and calculations, the author
proposes solutions for replacing LEDs, the engines with low efficiency by HEMs
engines with higher efficiency as well as installing inverter equipment for motors. The
author has summarized the achieved results and proposed some tasks on managing
energy saving activities and improving the working environment.
Key words - Energy saving; LEDs, inverter, motors.


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TÓM TẮT TIẾNG VIỆT, TIẾNG ANH
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG ..............................................................................................1
DANH MỤC CÁC HÌNH ...............................................................................................3
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................2
4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài.......................................................2
5. Cấu trúc luận văn ..................................................................................................2
CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY VÀ KIỂM TOÁN
NĂNG LƯỢNG ..............................................................................................................3
1.1. Tình hình sử dụng năng lượng hiện nay: .............................................................. 3
1.2. Chính sách về tiết kiệm năng lượng. ..................................................................... 3
1.3. Đánh giá tình hình sử dụng năng lượng hiện nay trong nước ............................... 4
1.3.1. Tiềm năng năng lượng Việt Nam ...................................................................4

1.3.2. Tình hình sử dụng năng lượng ........................................................................5
1.4. Nhận xét ................................................................................................................ 5
1.5. Khái niệm về DSM................................................................................................ 6
1.6. Tổng quan và phạm vi công việc .......................................................................... 6
1.6.1. Phương pháp kiểm toán năng lượng ...............................................................6
1.6.2. Mục đích của KTNL .......................................................................................7
1.6.3. Phân loại kiểm toán năng lượng .....................................................................8
1.7. Kết luận: .............................................................................................................. 10
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG CƠ SỞ
SẢN XUẤT ...................................................................................................................11
2.1. Các ràng buộc về tài chính .................................................................................. 11
2.2. Tổng quan về công suất tiêu thụ, hiệu suất của động cơ .................................... 12
2.3. Giải pháp giảm thiểu hao phí năng lượng ........................................................... 13
2.3.1. Giảm non tải và quá tải cho các động cơ ......................................................13
2.3.2. Thay thế động cơ có hiệu suất cao HEMs (High Efficiency Motors) ..........14


2.4. Giải pháp dùng biến tần ...................................................................................... 17
2.4.1. Nguyên lý làm việc của biến tần...................................................................17
2.4.2. Ứng dụng của biến tần ..................................................................................18
2.4.3. Đặc điểm chính của biến tần .........................................................................19
2.4.4. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ khi thay đổi tần số ..........................................20
2.4.5. Sự thay đổi công suất khi thay đổi tốc độ động cơ ......................................21
2.5. Thay thế các đèn huỳnh quang hiệu suất thấp bằng đèn led. .............................. 25
2.5.1. Cấu tạo ..........................................................................................................25
2.5.2. Nguyên lý hoạt động .....................................................................................26
2.6. Kết luận ............................................................................................................... 28
CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ KÉO SỢI VÀ KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG TẠI NHÀ
MÁY SỢI SỐ 2 – CÔNG TY CPDM NHA TRANG ...................................................29
3.1. Giới thiệu tổng quan về nhà máy sợi 2 – Công ty Cổ phần dệt may Nha Trang 29

3.1.1. Thông tin chung ............................................................................................29
3.1.2. Cơ cấu hoạt động ..........................................................................................29
3.2. Quy trình sản xuất ............................................................................................... 30
3.2.1. Công nghệ kéo sợi ........................................................................................30
3.2.2. Máy bông ......................................................................................................31
3.2.3. Máy Chải.......................................................................................................31
3.2.4. Máy Ghép .....................................................................................................31
3.2.5. Máy Cuộn cúi, Chải kỹ .................................................................................32
3.2.6. Máy Thô ........................................................................................................33
3.2.7. Máy Sợi con ..................................................................................................34
3.2.8. Máy Đánh ống ..............................................................................................35
3.2.9. Hệ thống phụ trợ trong công nghệ kéo sợi. ..................................................36
3.2.10. Hệ thống hút bụi (Trung tâm hút bụi). ........................................................36
3.3. Tình trạng sử dụng điện của các hệ thống trong nhà máy sợi số 2 ..................... 37
3.3.1. Nhóm máy kéo sợi : ......................................................................................37
3.3.2. Hệ thống điều không. ....................................................................................42
3.3.3. Hệ thống chiếu sáng......................................................................................43
3.3.4. Máy nén khí. .................................................................................................44
3.4. Kết luận: .............................................................................................................. 45
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN CHO
NHÀ MÁY SỢI SỐ 2 CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY NHA TRANG ...................46
4.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................... 46
4.2. Cơ hội 1: Thay đèn chiếu sáng hiện tại bằng đèn Led tuýp ................................ 46


4.3. Cơ hôi 2: Lắp biến tần cho động cơ M10 máy ghép DZ2C ................................ 50
4.4. Cơ hội 3: Lắp biến tần cho động cơ M1 Máy Thô FL6 ...................................... 53
4.5. Cơ hội 4: Lắp biến tần cho động cơ M1 Máy Sợi con RY ................................. 55
4.6. Cơ hội 5: Lắp biến tần động cơ M20 – DZ2C, M4 – FL6, M2 – RY ................. 57
4.7. Cơ hôi 6: Lắp biến tần động cơ máy bơm Pump hệ thống điều không số 8 ....... 59

4.8. Cơ hội 7: Lắp biến tần cho động cơ máy nén BOGE S75 .................................. 62
4.9. Cơ hội 8: Thay thế động cơ có hiệu suất cao.[7] ................................................ 64
4.10. Cơ hội 9: Thay động cơ M101, M162–SCFO máy bông Trutzschler bằng động
cơ có hiệu suất cao ..................................................................................................... 65
4.11. Cơ hội 10: Tăng cường bảo trì, bảo dưỡng ...................................................... 67
4.12. Kết luận ............................................................................................................ 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................71
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TKNL:

Tiết kiệm năng lượng.

CTCPDMNT:

Công ty cổ phần dệt may.

NMSS2:

Nhà máy sợi số 2.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số

hiệu

Tên bảng

Trang

2.1

Biểu giá điện áp dụng trong tính tính toán, áp dụng cho ngành sản
xuất, điện áp dưới 6kV

11

2.2

Thông số kỹ thuật biến tần ABB ACS 550

19

2.3

Công suất điện cung cấp vào động cơ với yêu cầu phụ tải biến đổi

25

3.1

Tốc độ sản phẩm và puly của máy ghép

32

3.2

Tốc độ sản phẩm và puly của máy thô FL6

33

3.3

Nhóm mặt hàng sản xuất và tốc độ cọc sợi máy con RY

35

3.4

Tốc độ sản phẩm và puly của máy con RY.

35

3.5

Thông số chi tiết dây chuyền máy bông RIETER

38

3.6

Thông số chi tiết dây chuyền máy bông TRUTZSCHLER

39

3.8

Thông số chi tiết máy ghép DZ2C

41

3.9

Thông số chi tiết máy Thô FL6

41

3.10 Thông số chi tiết máy con RY

42

3.11 Thông số chi tiết hệ thống điều không

42

3.12 Tổng hợp đèn chiếu sáng NMSS2

43

3.13 Thông số chi tiết các máy nén khí

44

4.1

So sánh đặc tính kỹ thuật và hiệu quả của đèn Led với đèn huỳnh
quang T8 hiện tại

47

4.2

Tổng hợp hiệu quả đầu tư khi thay mới toàn bộ đèn trong nhà máy

48

4.3

Tổng hợp hiệu quả đầu tư khi thay mới toàn bộ đèn trong nhà máy

49

4.4

Bảng tổng hợp độ sáng từng khu vực sau khi thay thế hệ thống đèn
led chiếu sáng.

50

4.5

Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần động cơ M10-DZ2C.

53

4.6

Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần động cơ M1 Máy Thô
FL6

55

4.7

Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần động cơ M1 Máy sợi
con RY

57

4.8

Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần cho động cơ M20 –
DZ2C, M4 – FL6, M2 – RY

59


Số

Tên bảng

hiệu
4.9
4.10

4.11
4.12

Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần cho động cơ
SupplyPump 40 kW.
Vốn và thời gian thu hồi vốn khi lắp biến tần cho động cơ máy nén
BOGE S75
Vốn và thời gian thu hồi vốn khi thay thế động cơ M1 - TVD, M121
–SCFO bằng động cơ HEMs
Vốn và thời gian thu hồi vốn khi thay thế động cơ M101, M162–
SCFO bằng động cơ HEMs

Trang
61
63
65
66


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số

Tên hình

hiệu

Trang

2.1

Biểu đồ quan hệ giữa hiệu suất và mức tải của động cơ

14

2.2

Động cơ hiệu suất cao HEMs

15

2.3

Sơ đồ so sánh hiêu suất Động cơ hiệu suất cao HEMs và
Động cơ tiêu chuẩn

16

2.4

Điện năng cấp cho động cơ khi chưa có Biến tần và khi có
Biến tần

17

2.5

Biến tần ABB ACS 550

19

2.6

Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và lưu lượng

22

2.7

Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và áp suất

22

2.8

Biểu đồ quan hệ giữa tốc độ và công suất

23

2.9

Giản đồ thay đổi công suất khi thay đổi lưu lượng

24

2.10

Cấu tạo đèn LED TUBE

25

2.11

Đèn LED TUBE

28

3.1

Sơ đồ tổ chức Công ty cổ phần dệt may Nha Trang

29

3.2

Sơ đồ mặt bằng Công ty cổ phần dệt may Nha Trang

30

3.3

Các công đoạn trong dây chuyền kéo sợi

30

3.4

Các công đoạn trong dây chuyền bông

31

3.5

Mô hình hệ thống phụ trợ trong dây chuyền kéo sợi

36

4.1

Mô hình hệ thống điều không

60


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sử dụng năng lượng hiệu quả có tầm quan trọng ngày càng lớn trong bối cảnh
nền kinh tế thị trường cạnh tranh như hiện nay. Tiết kiệm năng lượng đang được nhà
nước ta quan tâm và khuyến khích các Công ty, cơ sở sản xuất, người dân thực hiện
nhằm đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia khi các nguồn năng lượng ngày càng khan
hiếm, nhu cầu sử dụng ngày càng cao. Ở nước ta cơ hội tiết kiệm năng lượng ở
các Công ty, Xí nghiệp còn rất lớn do hầu hết các hệ thống thiết bị đã quá cũ và công
nghệ còn lạc hậu, trong một doanh nghiệp sản xuất, chi phí đầu vào ảnh hưởng quan
trọng đến hiệu quả sản xuất kinh doanh, một trong những biện pháp làm giảm chi phí
đầu vào của quá trình sản xuất là tiết kiệm năng lượng, việc làm này vẫn đảm bảo năng
suất và còn nâng cao chất lượng môi trường sản xuất cũng như giảm thiểu ô nhiễm
môi trường cho những vùng lân cận.
Sử dụng năng lượng một cách hợp lý, tiết kiệm và hiệu quả còn gọi là tiết kiệm
năng lượng (TKNL), thực chất là tìm cách sử dụng năng lượng theo yêu cầu của sản

xuất một cách hợp lý, nhờ các biện pháp bố trí lại sản xuất, nghiên cứu quy trình công
nghệ, sử dụng tối đa nguồn năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, chiếu sáng,
thông gió tự nhiên, lợi dụng chất lỏng, chất khí thải còn chứa nhiệt năng v.v... Trong
trường hợp cần thiết, tính toán đầu tư đổi mới và kết hợp công nghệ hiện đại với các
thành tựu của thiết bị mới để đảm bảo tiêu thụ năng lượng và nâng cao hiệu suất.
Công ty Cổ phần dệt may Nha Trang được thành lập năm 1979. Do ra đời đã
lâu nên dây chuyền sản xuất còn nhiều lạc hậu, không đồng bộ, chưa áp dụng kỹ thuật
tân tiến vào công nghệ sản xuất nên đã ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả lao động, tổn
hao năng lượng tiêu thụ, lượng khí thải nhiều gây ảnh hưởng đến môi trường.
Việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong nhà máy không những tiết
kiệm được chi phí sản xuất, giảm giá thành sản phẩm, tăng tính cạnh tranh, tăng tính
lợi nhuận đồng thời đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền
kinh tế quốc dân, giảm nguồn 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 lý do đó, tôi thực hiện đề tài “Tính toán, phân tích và đề xuất giải pháp
tiết kiệm năng lượng cho nhà máy sợi số 2 Công ty Cổ phần dệt may Nha Trang”.
2. Mục đích nghiên cứu
Khảo sát và nghiên cứu thực trạng sử dụng năng lượng nhằm chỉ ra các điểm có
thể áp dụng giải pháp tiết kiệm năng lượng góp phần giảm chi phí sản xuất và tăng
hiệu quả sử dụng năng lượng cho Nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha
Trang.


2

Mục đích nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng, cải thiện môi trường, thực
hiện phát triển kinh tế xã hội bền vững, qua đó góp phần đảm bảo an ninh năng lượng
của đất nước.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu

Đề tài đi sâu vào việc nghiên cứu các giải pháp tiết kệm năng lượng cho nhà
máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Tính toán, đề xuất giải pháp hiệu quả để tiết kiệm năng lượng cho dây chuyền
công nghệ sợi, hệ thống chiếu sáng của nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha
Trang.
4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu và áp dụng các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả
cho nhà máy sợi số 2 Công ty cổ phần dệt may Nha Trang, 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 doanh nghiệp, đảm bảo môi trường, tiết kiệm nguồn năng lượng cho đất
nước.
5. Cấu trúc luận văn
Nội dung của luận văn ngoài phần mở đầu, các nội dung còn lại được bố trí bao
gồm các chương sau:
Chương 1: Tình hình năng lượng hiện nay và kiểm toán năng lượng.
Chương 2: Một số giải pháp tiết kiệm năng lượng trong cơ sở sản xuất.
Chương 3: Công nghệ kéo sợi và kiểm toán năng lượng tại nhà máy sợi số 2
Công ty cổ phần dệt may Nha Trang.
Chương 4: Đề xuất giải pháp tiết kiệm điện cho nhà máy sợi số 2 Công ty cổ
phần dệt may Nha Trang.


3

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH NĂNG LƯỢNG HIỆN NAY VÀ KIỂM TOÁN
NĂNG LƯỢNG
1.1. Tình hình sử dụng năng lượng hiện nay:
Năng lượng là một trong những vấn đề mang tính toàn cầu. Loài người hiện
đang phải đối mặt với hàng loạt các vấn đề như điều kiện sống khó khăn, thiếu dinh

dưỡng, thất nghiệp và khan hiếm vốn để đầu tư phát triển, suy thoái môi trường, những
nguy cơ biến đổi khí hậu nghiêm trọng do lượng khí thải CO2 tích tụ vào khí quyển,
gia tăng vũ khí hạt nhân và tình hình bất an toàn cầu, những vấn đề này đều có thể làm
gia tăng nguy cơ chiến tranh hạt nhân.
Vì vậy, vấn đề cấp thiết đặt ra hiện nay là chúng ta phải sử dụng nguồn năng
lượng một cách hiệu quả và tiết kiệm vì những lợi ích của chính chúng ta trong hiện tại
và trong tương lai. Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển
khai rộng rãi, kết quả mang lại chưa nhiều, các doanh nghiệp chỉ thực hiện tiết kiệm
năng lượng khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho công ty chứ không phải vì
cảm thấy nó là điều bức thiết và thực hiện tiết kiệm không phải vì lợi ích của toàn xã
hội. Một phần cũng do các quy định pháp luật chỉ bàn đến người sử dụng năng lượng
thông thường mà chưa có các chế tài cũng như biện pháp khuyến khích các doanh
nghiệp tham gia công cuộc tiết kiệm năng lượng chung của cả nước, đặc biệt là việc
nhận thức mối liên hệ gắn kết giữa năng lượng với chúng ta.
1.2. Chính sách về tiết kiệm năng lượng.
Chính sách năng lượng là cách thức mà các Quốc gia đã quyết định để giải
quyết các vấn đề của phát triển năng lượng bao gồm cả sản xuất năng lượng, phân phối
và tiêu thụ. Các thuộc tính của chính sách năng lượng có thể bao gồm pháp luật, điều
ước quốc tế, ưu đãi để đầu tư, hướng dẫn bảo tồn năng lượng, thuế và chính sách kỹ
thuật khác.
Chính sách năng lượng của một quốc gia bao gồm một hoặc nhiều biện pháp
sau:
- Pháp luật về kinh doanh năng lượng.
- Pháp luật tác động đến sử dụng năng lượng, chẳng hạn như ban hành các tiêu
chuẩn hiệu quả năng lượng, tiêu chuẩn khí thải, . . .
- Tuyên bố chính sách quốc gia về vấn đề quy hoạch năng lượng, phát điện,
truyền tải và tiêu thụ.
- Khuyến khích và ưu đãi các nghiên cứu và phát triển việc thăm dò nguồn năng
lượng, về năng lượng mới.
- Chính sách tài chính liên quan đến sản xuất và dịch vụ năng lượng (thuế, miễn

giảm thuế, trợ cấp, . . .).


4

1.3. Đánh giá tình hình sử dụng năng lượng hiện nay trong nước
1.3.1. Tiềm năng năng lượng Việt Nam
Trong những năm vừa qua, cùng với tốc độ tăng trưởng GDP trung bình hàng
năm đạt khoảng 7,5%, nhu cầu năng lượng tiếp tục tăng với tốc độ tương ứng là 10,5%
và 15%. Theo dự báo của các chuyên gia kinh tế và năng lượng, tốc độ tăng GDP, nhu
cầu năng lượng sẽ tiếp tục duy trì ở mức độ cao (17%).
Nguồn năng lượng chính hiện nay của nước ta chủ yếu là thủy điện, nhiệt điện
than và nhiệt điện khí. Các nguồn năng lượng mới và tái tạo như: Năng lượng gió,
năng lượng mặt trời, năng lượng thủy triều, địa nhiệt có giá thành sản xuất điện cao,
tính phân tán và không ổn định, chỉ có thể tạo ra những nguồn năng lượng nhỏ, chưa
thể chiếm tỷ lệ đáng kể trong cân bằng năng lượng. Nguồn tài nguyên của nước ta đa
dạng nhưng không phải dồi dào. Do đó việc khai thác và sử dụng có hiệu quả, bảo vệ
nguồn tài nguyên năng lượng, gìn giữ cho các thế hệ mai sau là một trong những
phương hướng quan trọng của chính sách năng lượng trong thời gian tới.
Ở Việt nam, nguồn năng lượng hóa thạch còn lại và được phân bố trên một số
vùng tiêu biểu như sau:
- Than: Còn khoảng 3,5 tỷ tấn Antraxit tập trung 95% ở Quảng Ninh. Trong
đó: 17 triệu tấn than mỡ, 1 tỷ tấn than bùn, Ở độ sâu 150-2.300 mét than nâu có
khoảng 37 tỷ tấn, Ở độ sâu ≤ 500 mét than nâu có khoảng 3÷5 tỷ tấn. Than nâu nằm ở
đồng bằng sông hồng nhưng khó khai thác do khu vực này hàng năm đất luôn được
phù sa bồi đắp.
- Dầu mỏ và khí: Có khoảng 4,5 tỷ tấn dầu khí đã quy đổi. Trong đó tiềm năng
đã xác minh chắc chắn chỉ có 1 tỷ tấn: 60% là khí, 40% là dầu.
- Thủy điện: Nếu không xét phụ thuộc vào các yếu tố khác tiềm năng có khoảng
308 tỷ kWh.

Các chương trình tiết kiệm năng lượng ở Việt Nam chưa được triển khai rộng
rãi, kết quả mang lại chưa nhiều, các doanh nghiệp chỉ thực hiện tiết kiệm năng lượng
khi cảm thấy nó mang lại hiệu quả kinh tế cho công ty chứ không phải vì cảm thấy nó
là điều bức thiết và thực hiện tiết kiệm không phải vì lợi ích của toàn xã hội. Một phần
cũng do các quy định pháp luật chỉ bàn đến người sử dụng năng lượng thông thường
mà chưa có các chế tài cũng như biện pháp khuyến khích các doanh nghiệp tham gia
công cuộc tiết kiệm năng lượng chung của cả nước.
Do đó, yêu cầu cấp thiết lúc này là ngoài việc nghiên cứu các chương trình và
đưa ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các lĩnh vực thì đòi hỏi Chính phủ phải
nhanh chóng có hướng dẫn thi hành luật về sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả với
các điều khoản qui định rõ ràng, các biện pháp chế tài nghiêm khắc cũng như các biện


5

pháp hỗ trợ và khuyến khích để đẩy nhanh chương trình triển khai sử dụng năng lượng
tiết kiệm hiệu quả.
1.3.2. Tình hình sử dụng năng lượng
Theo dự báo, nhu cầu điện sản xuất theo phương án cơ sở, trong giai đoạn 2010
– 2020 tăng trưởng trung bình GDP 7,1 – 7,2%, thì chúng ta cần tới 201 tỷ kWh và
327 tỷ kWh vào năm 2030. Trong khi đó, khả năng huy động tối đa các nguồn năng
lượng nội địa của nước ta tương ứng 165 tỷ kWh vào năm 2020 và 208 tỷ kWh vào
năm 2030, thiếu gần 119 tỷ kWh. Xu hướng gia tăng sự thiếu hụt nguồn điện trong
nước sẽ ngày càng gay gắt và sẽ tiếp tục kéo dài trong những năm tới. Dự đoán nước
ta có thể xuất hiện sự mất cân đối giữa khả năng cung cấp và nhu cầu sử dụng các
nguồn năng lượng nội địa, và Việt Nam chuyển từ nước xuất khẩu thành nước nhập
khẩu năng lượng, mức độ phụ thuộc vào năng lượng nhập khẩu ngày một tăng.
Tuy nhiên, ngành năng lượng Việt Nam vẫn còn nhiều bất cập, chủ yếu là
các vấn đề sau:
Hiệu suất chung của ngành năng lượng còn thấp. Nhiều cơ sở sản xuất năng

lượng vẫn phải duy trì công nghệ cũ, lạc hậu, dẫn đến ô nhiễm môi trường lớn… Để
tạo ra 1.000 USD GDP, Việt Nam phải tiêu tốn khoảng 600 kg dầu quy đổi, cao gấp
1,5 lần so với Thái Lan và gấp 2 lần mức bình quân của thế giới.
Nguyên nhân gây lãng phí và sử dụng năng lượng không hiệu quả là do công
nghệ lạc hậu, hệ thống thiết bị, đường dây truyền tải ở một số khu vực đã quá cũ chưa
được thay thế, mục tiêu sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả chưa đặt đúng tầm
quan trọng của nó, công tác quản lý sử dụng năng lượng còn nhiều bất hợp lý...
Hiệu quả hoạt động kinh doanh còn chưa cao, năng suất lao động của các ngành
(nhất là than và điện) còn thấp.
Việc định giá năng lượng còn nhiều bất cập (còn bù lỗ, bù giá chéo lớn giữa các
nhóm khách hàng…)
Đầu tư phát triển năng lượng còn thấp so với nhu cầu, thủ tục đầu tư phức tạp,
tiến độ thực hiện nhiều công trình còn chậm…
1.4. Nhận xét
Việt Nam chưa được triển khai rộng rãi các chương trình tiết kiệm năng lượng,
vì vậy kết quả mang lại chưa cao, do các doanh nghiệp chỉ chú trọng về lợi ích kinh tế
trước mắt mà không chú ý đến lợi ích lâu dài của toàn xã hội .
Do vậy, ngoài việc nghiên cứu các chương trình và đưa ra các giải pháp tiết
kiệm năng lượng thì Chính phủ phải nhanh chóng có hướng dẫn thi hành luật về sử
dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả với các điều khoản qui định rõ ràng, các biện pháp


6

chế tài nghiêm khắc cũng như các biện pháp hỗ trợ và khuyến khích để đẩy nhanh
chương trình triển khai sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả hơn.
1.5. Khái niệm về DSM
Chương trình quản lý nhu cầu gọi tắt là DSM.
DSM là một hợp tác giải pháp kỹ thuật - Công nghệ - Kinh tế - Xã hội- nhằm sử
dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm. DSM nằm trong chương trình tổng thể

quản lý nguồn cung cấp (SSM- Supply Side Management). [11]
Trong những năm trước đây, để thỏa mãn nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của
phụ tải người ta quan tâm đến đầu tư khai thác và xây dựng các nhà máy điện mới. Giờ
đây, do sự phát triển quá nhanh của nhu cầu dùng điện, lượng vốn đầu tư cho ngành
điện trở thành gánh nặng cho các quốc gia. Lượng than, dầu, khí đốt dùng trong các
nhà máy nhiệt điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm
trọng và những nhà máy năng lượng tái tạo như năng lượng gió, mặt trời chưa phát
triển mạnh dẫn đến DSM được xem như một nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất, bởi
vì DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng các nhà máy điện mới, tiết kiệm
tài nguyên, giảm bớt sự ô nhiễm môi trường. Không chỉ vậy, nhờ DSM người tiêu
dùng có thể được cung cấp điện năng với giá rẻ và chất lượng cao hơn. Thực tế, kết
quả thực hiện DSM tại các nước trên thế giới đã đưa ra kết luận là DSM có thể giảm
trên 10% nhu cầu dùng điện với mức chi phí vào khoảng (0,3 ÷ 0,5) chi phí cần thiết
để xây dựng nguồn và lưới để đáp ứng lượng điện năng tương ứng. Nhờ đó, DSM
mang lại lợi ích về mặt kinh tế cũng như môi trường cho quốc gia, ngành điện và cho
khách hàng.
DSM được xây dựng dựa vào hai chiến lược chủ yếu là: nâng cao hiệu suất sử
dụng năng lượng của các hộ dùng điện để giảm điện năng tiêu thụ và điều khiển nhu
cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất.
1.6. Tổng quan và phạm vi công việc

1.6.1. Phương pháp kiểm toán năng lượng
a. Giới thiệu hoạt động kiểm toán năng lượng :
Kiểm toán năng lượng là hoạt động khảo sát, đo đạc, trao đổi với cán bộ công
ty, thu thập số liệu thực tế và phân tích dữ liệu tiêu thụ năng lượng của đối tượng cần
kiểm toán năng lượng.
Mục đích chung của hoạt động là đánh giá hiện trạng sử dụng năng lượng của
Doanh nghiệp, phân tích ưu và nhược điếm của dây chuyền sản xuất và tìm kiếm các
cơ hội tiết kiệm năng lượng. Trên cơ sở đó, nhóm kiểm toán đề xuất các giải pháp và
định hướng thực hiện các giải pháp nhằm đạt hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao nhất

cho Doanh nghiệp.


7

b. Trình tự và thủ tục thực hiện kiểm toán năng lượng:
Trình tự và thủ tục thực hiện kiểm toán năng lượng được trình bày sơ lược trong
Hình 1-1.

Hình 1.1. Quy trình kiểm toán năng lượng
1.6.2. Mục đích của KTNL

Thông qua kiểm toán năng lượng, người ta có thể đánh giá được tình hình sử
dụng năng lượng của đơn vị hiện tại. Sau đó, từ các phân tích về thực trạng sử dụng
năng lượng, có thể nhận biết được các cơ hội bảo tồn năng lượng và tiềm năng tiết
kiệm chi phí trong hệ thống sử dụng năng lượng dựa trên thực trạng hoạt động tiêu thụ
năng lượng của đơn vị. Kiểm toán viên phải kiểm tra tổng thể đơn vị, đồng thời kiểm
tra chi tiết các hệ thống.
Sau khi phân tích số liệu về khía cạnh tiêu thụ năng lượng của đơn vị, kiểm
toán viên sẽ đánh giá về cả mặt kỹ thuật và kinh tế của các cơ hội bảo tồn năng lượng
và tiềm năng tiết kiệm chi phí trong hệ thống sử dụng năng lượng thông qua các chỉ


8

tiêu kinh tế, kỹ thuật. Từ đó kiểm toán viên đưa ra các giải pháp nhằm mang lại tiết
kiệm chi phí sử dụng năng lượng cho đơn vị kiểm toán.
Kiểm toán năng lượng mang lại lợi ích: sử dụng các công nghệ lạc hậu, thiết kế
chưa tối ưu, vận hành chưa phù hợp, hành vi sử dụng chưa hiệu quả là những nguyên
nhân gây thất thoát năng lượng. Xác định được tiềm năng tiết kiệm năng lượng và mức

độ ưu tiên với từng giải pháp. Đánh giá được ảnh hường của giải pháp tiết kiệm năng
lượng tới các hoạt động sản xuất, kinh doanh của doanh nghiệp. Hiệu quả của những
kiểm toán năng lượng cho thấy tiềm năng áp dụng các giải pháp đối với các doanh
nghiệp của Việt Nam thường mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng từ 5%-40% tổng
điện năng tiêu thụ.
1.6.3.

Phân loại kiểm toán năng lượng
a) Kiểm toán năng lượng sơ bộ

Kiêm toán năng lượng sơ bộ là hoạt động khảo sát thoáng qua quá trình sử dụng
năng lượng của hệ thống. Kiểm toán sơ bộ nhận diện và đánh giá các cơ hội và tiềm
năng tiết kiệm năng lượng của thiết bị tiêu thụ năng lượng chính trong hệ thống hoạt
động này có thể phát hiện ra ít nhất 70% các cơ hội tiết kiệm năng lượng trong hệ
thống.
Các bước thực hiện:
Khảo sát lướt qua toàn bộ tất cả các dây chuyền công nghệ, các thiết bị cung
cấp và tiêu thụ năng lượng, các phân xưởng.
Nhận dạng nguyên lý, quy trình công nghệ.
Nhận dạng dòng năng lượng.
Nhận dạng định tính các cơ hội tiết kiệm năng lượng.
Nhận dạng các thiết bị, điểm cần đo, các vị trí đặt thiết bị đo lường.
Báo cáo tiết kiệm năng lượng sơ bộ:
Danh mục.
Tên cơ hội tiết kiệm năng lượng.
Khả năng tiết kiệm có thể (ước lượng).
Chi phí thực hiện khảo sát định lượng sâu hơn.
b) Kiểm toán năng lượng chi tiết
Kiểm toán năng lượng chi tiết là hoạt động khảo sát, thu thập, phân tích sâu hơn
về kỹ thuật, lợi ích kinh tế, tài chính,... Cho một vài giải pháp tiết kiệm năng lượng của

hệ thống tiêu thụ năng lượng.
Các bước thực hiện:


9

Thu thập số liệu quá khứ của đối tượng (thiết bị, dây chuyền, phương án...)
trong nhiều mặt: vận hành, năng suất, tiêu thụ năng lượng...
Khảo sát, đo lường, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của thiết bị, đối tượng về
tập quán vận hành, đo lường tại chỗ.
Xây dựng giải pháp từ đó lập danh sách các phương án chi tiết có thể áp dụng.
Khảo sát, đo lường, thử nghiệm, theo dõi hoạt động của thiết bị đối tượng bao
gồm: tập quán vận hành, đo lường tại chỗ, xử lý số liệu.
Khảo sát thị trường .
Phân tích phương án để tìm ra, lựa chọn giải pháp tốt nhất cả 3 mặt: kỹ thuật,
đầu tư, thi công.
Tính toán chi phí đầu tư.
+ Phân tích lợi ích tài chính.
+ Nhận dạng và phân tích các nguồn vốn.
Báo cáo tiết kiệm năng lượng chi tiết:
Thông tin chi tiết các giải pháp tiết kiệm năng lượng được sử dụng; Giải pháp
quản lý, giải pháp công nghệ, thiết bị sử dụng giá thành...
Thông tin chi tiết các giải pháp tài chính: mức đầu tư, thời gian thu hồi vốn,
nguồn tài chính, lợi ích/chi phí sử dụng vốn.
c) Kiểm toán năng lượng tổng thể.
Là hoạt động kháo sát, thu thập, phân tích số liệu tiêu thụ năng lượng trong quá
khứ và hiện tại. Phát hiện các cơ hội TKNL chi tiết hơn (nhờ thu thập và phân tích các
số liệu quá khứ và hiện tại, nhận diện cơ hội và phân tích tính khả thi về kinh tế, kỹ
thuật). Đây cũng là một khâu, mắt xích quan trọng trong quá trình kiểm toán năng
lượng vì nhờ đó các Nhà máy kiểm toán năng lượng, dịch vụ năng lượng có thể biết

được chi tiết quá trình sử dụng năng lượng của doanh nghiệp khảo sát dạng ở mức độ
nào.
* Các hước thực hiện:
Thu thập và phân tích sô liệu quá khứ.
Khảo sát và kiểm tra các vị trí cần đo lường, thu thập số liệu, lấy mẫu.
Nhận dạng giải pháp.
Lập bảng kế hoạch thu thập số liệu tại chỗ.
Tiến hành thu thập số liệu tại chỗ.
Khảo sát thị trường để xác định mức độ sẵn có về công nghệ và giá các thiết bị.
Phân tích tính khả thi về kỹ thuật của các giải pháp.
Phân tích tính khả thi về kinh tế, chi phí/lợi ích đầu tư của các giải pháp.


10

Phân loại mức độ ưu tiên của các giải pháp (theo yêu cầu của doanh nghiệp).
* Nội dung kết quả thông tin thể hiện:
Danh mục các cơ hội, giải pháp TKNL.
Mức tiết kiệm tính toán của từng giải pháp.
Mức đầu tư của từng giải pháp.
Thời gian thu hồi vốn của từng giải pháp.
Kiến nghị thứ tự ưu tiên của các giải pháp (nếu cần, tuỳ theo yêu cầu của doanh
nghiệp).
1.7. Kết luận:
Trong chương 1 đã trình bày những khái niêm cơ bản về DSM đó là điều khiển
nhu cầu dùng điện phù hợp với khả năng cung cấp điện một cách kinh tế nhất và nâng
cao hiệu suất sử dụng năng lượng để giảm điện năng tiêu thụ.
DSM là một chương trình mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng rất cao đã
được thực hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở nước ta chương trình DSM thực hiện
tuy có phần chậm hơn so với các nước khác nhưng tiềm năng thực hiện DSM rất lớn.

DSM thực sự là một công cụ rất hữu ích không chỉ cho các hộ dùng điện mà còn đem
lại hiệu quả cho Tập đoàn điện lực Việt Nam, chủ động quản lý và điều khiển nhu cầu
điện năng phù hợp với cung cấp một cách hợp lý nhất. DMS được xem là một trong
những giải pháp “cung cấp năng lượng” hiệu quả nhất và yêu cầu nghiên cứu ứng
dụng trở nên cấp thiết nhất.


11

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG
CƠ SỞ SẢN XUẤT
2.1. Các ràng buộc về tài chính
Về cơ bản các giá trị sau đây được xác định để đánh giá các biện pháp tiết kiệm
năng lượng:
Tiết kiệm năng lượng theo đơn vị nhiệt (kJ hoặc kWh).
Tiết kiệm chi phí năng lượng hàng năm.
Chi phí vốn để thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng.
Thời gian hoàn vốn.
- Thời gian hoàn vốn giản đơn (năm) =

Chi phí đầu tư ban đầu [103 đồng]
Tiền tiết kiệm [103 đồng/năm]

Các thông tin lựa chọn để tính các chỉ số tài chính dựa trên cơ sở:
- Chi phí tiết kiệm năng lượng hàng năm (103 đồng/năm) được tính dựa trên đơn
giá trung bình của năng lượng được sử dụng tại Công ty.
- Chi phí đầu tư thực hiện giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả,
gồm chi phí thiết bị, chi phí nhân công.
- Chi phí thiết bị được tính trên chi phí được ước tính giá trung bình từ các Công
ty cung cấp thiết bị, giá thiết bị được tính tại thời điểm làm kiểm toán năng lượng.

- Các chi phí được tính bằng tiền Việt Nam.
Biểu giá điện áp dụng tính toán hiệu quả giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu theo biểu giá điện từ ngày 16/3/2015, áp dụng cho loại hình sản xuất cấp điện áp
dưới 6kV. Do Công ty sản xuất tất cả thời gian trong ngày, nên giá điện được áp dụng
tính toán dựa trên giá trung bình thực tế từ cơ cấu điện 3 giá. Cụ thể như bảng sau:
Bảng 2-1. Biểu giá điện áp dụng trong tính tính toán, áp dụng cho ngành sản xuất,
điện áp dưới 6kV
TT

Hạng mục

Đơn giá
(đồng/kWh)

1

Giờ cao điểm

2.753

2

Giờ bình thường

1.518

3

Giờ thấp điểm

983

4

Đơn giá điện trung bình

1.621

Ghi chú: biểu giá trên không bao gồm 10% VAT


12

Trong đó:
1. Giờ bình thường:
a. Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy:
- Từ 04 giờ 00 đến 9 giờ 30 (05 giờ 30 phút);
- Từ 11 giờ 30 đến 17 giờ 00 (05 giờ 30 phút);
- Từ 20 giờ 00 đến 22 giờ 00 (02 giờ).
b. Ngày Chủ nhật:
Từ 04 giờ 00 đến 22 giờ 00 (18 giờ).
2. Giờ cao điểm:
a. Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy:
- Từ 09 giờ 30 đến 11 giờ 30 (02 giờ);
- Từ 17 giờ 00 đến 20 giờ 00 (03 giờ).
b. Ngày Chủ nhật: không có giờ cao điểm.
3. Giờ thấp điểm: Tất cả các ngày trong tuần: từ 22 giờ 00 đến 04 giờ 00 (06
giờ) sáng ngày hôm sau.
2.2. Tổng quan về công suất tiêu thụ, hiệu suất của động cơ
Trong thực tế, động cơ xoay chiều là thiết bị tiêu thụ nhiều điện năng nhất trong

các nhà máy. Thông thường các nhà thiết kế luôn trang bị công suất động cơ cho máy
móc lớn hơn mức độ cần thiết để tăng độ an toàn của máy. Nhưng trong quá trình làm
việc rất ít khi động cơ hoạt động ở chế độ đầy tải, thông thường dao động từ 20% tới
80% tải định mức, 70% động cơ trang bị trong máy móc hoạt động với tải thay đổi từ
20% tới 80%.
Vấn đề tồn tại là động cơ điện không tự điều chỉnh được điện năng tiêu thụ theo
mức độ tải hoạt động thay đổi. Ví dụ, một động cơ hoạt động ở chế độ 50% tải vẫn
tiêu thụ lượng điện năng khoảng bằng 90% khi hoạt động ở chế độ đầy tải hoặc động
cơ hoạt động ở chế độ không tải vẫn tiêu thụ lượng điện năng bằng 50% tới 75% so
với khi hoạt động đầy tải [1]. Mức tiêu thụ vượt quá này không chỉ tăng chi phí tiền
điện mà còn góp phần gây hỏng thiết bị vì năng lượng dư thừa thông qua vòng quay
động cơ được chuyển hóa thành nhiệt độ, độ rung và tiếng ồn.
Hiệu suất của động cơ suy giảm nhanh khi động cơ chạy non tải hoặc không
tải [7].
Đối với động cơ điện, công suất ra P2 (Pra) chính là công suất cơ hay công suất ở
trục rôto, còn công suất P1(Pvao) là công suất mà lưới điện cung cấp cho động cơ. Hiệu
suất động cơ là ηdongco.


13

Pra
x100%
Pvao

(2.1)

Trong đó:
- Pra = Công suất động cơ
- Pvào = 3 .I.U.cosφ.1000: Giá trị dòng điện vào động cơ.

Các hiệu suất và tổn thất thông thường của động cơ như sau:
- Hiệu suất động cơ:

90%.

- Các tổn thất:

10%.

Trong đó nếu tính theo 100% thì:
+ Tổn thất tản mạn:

5%.

+ Tổn thất do ma sát và gió: 5%.
+ Tổn thất lõi và khe hở:

25%.

+ Tổn thất rôto:

25%.

+ Tổn thất stato:

40%.

Phương pháp đo lường phụ tải: Đo vận tốc trượt sau đó ta xác định được % tải
thực hoạt động so với tải thiết kế trong một khoản chu kỳ thời gian theo công thức:

%tai

Ss St
100%
vt 2
(Ss Sr )( )
vr

(2.2)

- Ss: Tốc độ đồng bộ.
- St: Tốc độ thực.
- Sr: Tốc độ định mức.
Qua nhiều lần đo đạc, ta có % tải thực tế hoạt động so với tải thiết kế.
2.3. Giải pháp giảm thiểu hao phí năng lượng
2.3.1. Giảm non tải và quá tải cho các động cơ
Động cơ làm việc non tải sẽ làm tăng tổn thất, giảm hiệu suất và hệ số công suất
của động cơ. Non tải có thể là nguyên nhân phổ biến nhất khiến động cơ hoạt động
không hiệu quả.
Thực tế, động cơ của máy công cụ rất ít khi hoạt động với công suất định mức,
mà thường là non tải. Các động cơ 1HP-5HP chạy dưới 45% tải thì hiệu suất bắt đầu
giảm, sẽ làm tăng tổn thất, giảm hiệu suất và cosφ (hình 2-1). Nếu động cơ thường
xuyên làm việc với tải dưới 45% định mức thì nên thay bằng loại có công suất nhỏ
hơn. Trường hợp động cơ luôn làm việc dưới 40% công suất định mức mà không


14

muốn thay thế, thì có thể giảm điện áp cung cấp cho động cơ bằng cách đổi tổ đấu dây
stato từ Δ sang Y, sẽ giảm được công suất phản kháng 3 lần (Q~U2), nhưng lúc này

phải kiểm tra lại điều kiện mở máy vì mômen cũng sẽ giảm 3 lần (M~U2).
Trong một số trường hợp tải của thiết bị như băng tải, gầu tải, máy nghiền, máy
nén khí thay đổi liên tục, lúc non tải lúc đầy tải, thì có thể sử dụng thiết bị điều chỉnh
công suất (PowerBoss) mà không cần phải thay thế động cơ. Nguyên lý làm việc của
PowerBoss là cấp vừa đủ điện năng cần thiết thông qua thay đổi điện áp cấp cho động
cơ. PowerBoss ứng dụng giải pháp khởi động mềm, các thyristor được bật ở điểm mà
điện áp nguồn gần với zêro trong từng bán chu kỳ, nhờ đó sẽ giảm dòng điện cấp cho
động cơ, nên giảm các tổn hao đồng và sắt bên trong động cơ. Ngược lại, khi động cơ
làm việc trên 100% tải định mức, sẽ bị quá tải, gây phát nóng và giảm hiệu suất. Trong
trường hợp làm việc với tải thay đổi, thì nên sử dụng động cơ có hệ số an toàn là 1,15
và có công suất thấp hơn tải cực đại khoảng 15%, để cho phép động cơ làm việc quá
tải trong thời gian ngắn hạn. Không có nguyên tắc cứng nhắc nào trong việc lựa chọn
công suất động cơ, nên người sử dụng cần đánh giá tiềm năng tiết kiệm cho từng
trường hợp.

Hình 2.1. Biểu đồ quan hệ giữa hiệu suất và mức tải của động cơ
2.3.2. Thay thế động cơ có hiệu suất cao HEMs (High Efficiency Motors)
Theo thống kê của Hiệp hội năng lượng Hoa Kỳ thi năng lượng tiêu hao vô ích
và tổn thất cho động cơ điện xoay chiều khoảng 30% - 40% và lượng điện năng tiêu
thụ cho động cơ điện xoay chiều chiếm 60% tổng lượng điện năng tiêu thụ cho toàn
cầu. Như vậv động cơ điện xoay chiều là tải tiêu thụ điện nhiều nhất. Vì vậy tiết kiệm
năng lượng cho động cơ là rất cần thiết.
Ưu điểm:
Động cơ hiệu suất cao được thiết kế chuyên dụng để tăng hiệu suất hoạt động
so với động cơ tiêu chuấn. Các cải tiến thiết kế tập trung vào việc làm giảm tổn thất
bên trong động cơ, bao gồm việc sử dụng thép silic có tổn thất sắt từ thấp hơn, lõi dài
hơn (để tăng chất kích hoạt), dây dày hơn (để giảm trở kháng).


15

Hình 2.2. Động cơ hiệu suất cao HEMs
* Đặc tính động cơ hiệu suất cao HEMs.
- Hiệu suất cao: Công suất tiêu thụ thấp, vì động cơ hiệu suất cao được so sánh
với các động cơ thông thường khác.
- Kinh tế: Giá mua thông thường sẽ đắt hơn loại động cơ thông dụng xong sự
chênh lệch giá sẽ được thu hồi thông qua một thời gian ngắn do vì giá chi phí trong
tiền điện thấp hơn nhiều.
- Tiếng ồn giảm thiểu: Quạt làm mát có thể chế tạo bé hơn loại động cơ thông
dụng vì rằng sự phát nhiệt ít hơn. Do vậy tổn thất thấp hơn nên sự phát ra tiếng ồn
cũng nhỏ hơn.
- Tuổi thọ động cơ HEMs cao hơn: Dầu mỡ bôi trơn có tác dụng lâu hơn vì sự
tăng nhiệt ở các ổ trục ít hơn, dẫn đến kết quả là chu kỳ duy tu bảo dưỡng ít hơn. Kết
quả tổng hợp đưa đến tuổi thọ của HEMs cao hơn.
- Kích thước đặt cùng cỡ với động cơ thông dụng, song khả năng công suất của
động cơ HEMs có thể cao hơn. Do việc thay thế động cơ có yêu cầu công suất lớn hơn
song kích thước bị hạn chế có thể dễ dàng thực hiện khi thay động cơ thông dụng bằng
động cơ HEMs.
Giải pháp này đặc biệt hiệu quả trong các trường hợp sau:
- Thay thế các động cơ chuyên dụng có công suất nhỏ hơn 15kW.
- Thay thế các động cơ đã sử dụng hơn 15 năm, bị hư hỏng, quấn đi quấn lại
nhiều lần có công suất nhỏ hơn 40kW.