Các công nghệ có hiệu quả về năng lượng

Phần 2: Mô đun Kỹ thuật

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn - Sử dụng Năng lượng Hiệu quả



Trang 221
Mô đun 2:
Công nghệ hiệu quả về năng lượng



Quy trình sử dụng năng lượng hiệu quả đang được triển khai. Các nghiên cứu và phát triển (R & D)
đang tiến hành trên thế giới liên tục mang lại quy trình và thiết bị mới.
Mục tiêu cơ bản của những R & D này là hướng tới cắt giảm nguồn năng lượng sử dụng dưới bất kỳ
hình thức nào - khói lò, lượng khí bị tiêu hao trong quá trình dẫn tải, đối lưu hay bức xạ hoặc để cải
thiện hiệu quả sử dụng nguồn điện. Chương này giới thiệu những ví dụ điển hình nhằm nâng cao nhận
thức của độc giả về hệ thống năng lượng hiện có hoặc sắp được đưa vào sử dụng trong tương lai.

M 2 . 1
C ô n g n g h ệ m ớ i g i ú p t i ế t k i ệ m đ i ệ n

 Hệ thống truyền dẫn HVDC
Giảm tổn thất truyền tải từ 18–22% xuống còn 8–10 %. Phù hợp với các công ty cung cấp trang
thiết bị, các nhà máy nhiệt điện…

 Nhà máy đồng phát điện dựa trên hơi nước (phản lực/chu trình đỉnh tuabin hút)
Giảm đáng kể nguồn nhiên liệu cần thiết để sản xuất điện và nhiệt. Phù hợp với các ngành chế
biến chính như đường, giấy và bột giấy, hóa chất và hóa dầu…

 Các nhà máy đồng phát dựa trên chu trình kết hợp

Nâng cao hiệu suất của hệ thống: 70–80 phần trăm trong các nhà máy đồng phát so với 25–36
phần trăm tại các nhà máy nhiệt điện thông thường nhờ hợp nhất năng lượng nhiệt và điện từ cùng
một nguồn. Phù hợp với các ngành sản xuất tiêu thụ nguồn khí tự nhiên với nhu cầu hơi trên 10
TPH.

 Máy phát điện diesel (DG) sử dụng năng lượng hiệu quả
Tốc độ quay thấp hơn mà hiệu suất lại cao hơn so với các DG thông thường.

 Quạt và bơm hiệu suất cao
Quạt và bơm ly tâm hiệu suất cao hiện đã được hầu hết các nhà sản xuất quạt và bơm hàng đầu
cung cấp. Hiệu suất đạt: 75–83 phần trăm. Phù hợp với hầu hết các cơ sở sản xuất công nghiệp.

Phần 2: Mô đun Kỹ thuật
Mô đun 2: Công nghệ hiệu quả ve năng lượng


Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn - Sử dụng Năng lượng Hiệu quả



Trang 222
 Thiết bị kiểm soát nhu cầu tối đa
Cải thiện hệ số tải và giảm nhu cầu tối đa. Phù hợp với các tổ chức thương mại và các cơ sở sản
xuất công nghiệp.

 Thiết bị kiểm soát hệ số công suất tự động
Cải thiện hệ số công suất. Phù hợp với tất cả các ngành.

 Động cơ hiệu suất cao
Các động cơ đạt hiệu suất 92–96 phần trăm với thời gian bảo hành 10 năm hiện có bán trên thị

trường, do các nhà sản xuất động cơ hàng đầu cung cấp. Chúng có thể hoạt động trong điều kiện
nhiệt độ cao tới 80–100 °C.

 Bộ biến tốc tĩnh, bộ biến tần, bộ đổi điện
Hệ thống kiểm soát thyristor, ở đó tốc độ được kiểm soát bằng cách thay đổi điện áp và tần số. Đạt
hiệu suất cao hơn tại các tải trọng riêng phần. Phù hợp với các ngành quy mô lớn và trung bình và
các nhà máy điện.

 Hệ thống chiếu sáng huỳnh quang sử dụng năng lượng hiệu quả (đèn huỳnh quang, đèn hơi
natri, đèn huỳnh quang compact)
Lumen/watt cao hơn. Phù hợp với các phân xưởng sản xuất, tòa cao ốc, hệ thống đèn đường và hệ
thống chiếu sáng nhà xưởng.

 Bộ ổn áp điện dành cho hệ thống quạt
Giảm tổn thất điện trong khi vận hành tải trọng riêng phần. Phù hợp với các cơ sở công nghiệp,
cao ốc văn phòng và các thiết bị gia dụng.

 Bộ khởi động mềm thể rắn
Hệ thống kiểm soát thyristor thể rắn. Điện áp thay đổi theo tải trọng động cơ. Đạt hiệu suất cao
hơn tại các tải trọng riêng phần. Phù hợp với băng tải, tải trọng từng phần và các thiết bị vận hành
thường xuyên với các tải trọng riêng phần trong các ngành quy mô lớn và trung bình.

Phần 2: Mô đun Kỹ thuật
Mô đun 2: Công nghệ hiệu quả ve năng lượng


Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn - Sử dụng Năng lượng Hiệu quả

Trang 223
M 2 . 2
Cô n g n g h ệ l ò h ơ i và lò đố t

 Thiết bị gia nhiệt sơ bộ không khí
Cải thiện hiệu suất nhiệt nhờ quá trình gia nhiệt sơ bộ khí đốt bằng lượng nhiệt thải trong khói lò.
i. Thiết bị thu hồi kim loại
Gia nhiệt sơ bộ ở 350 °C. Phù hợp với các lò hơi cỡ lớn, các lò đốt nhỏ.
ii. Thiết bị thu hồi kim loại (thép đặc biệt)
Gia nhiệt sơ bộ ở 700 °C. Phù hợp với các lò đốt, bể ngâm, lò đốt thủy tinh, lò gốm.
iii. Thiết bị thu hồi gốm
Gia nhiệt sơ bộ ở 1.000 °C. Phù hợp với các khu liên hợp gang thép, các lò thủy tinh.
 Mỏ đốt lưới khí
Mức giảm cao hơn tới 7:1, giảm lượng khí dư nhiều hơn. Phù hợp với các lò hơi và lò đốt công
nghiệp, các lò xử lý nhiệt…
 Mỏ đốt khí dư thấp (0–5% x khí hút)
Nâng cao hiệu suất hệ thống. Phù hợp với các lò hơi, lò đốt công nghiệp.
 Mỏ đốt tái sinh
Nhiệt đốt cao hơn và quá trình trao đổi nhiệt được cải thiện. Phù hợp với các lò đốt công nghiệp.
 Lò hơi tầng sôi
Qúa trình đốt than nhiều tro, chất lượng thấp và chất thải rửa.
 Nồi hơi sử dụng nhiệt thải
Sản sinh hơi nước bằng nhiệt thải trong khói lò. Phù hợp với nhà máy sản xuất axit sunfuric, hóa
chất, hóa dầu, phân bón và gang thép.
 Hệ thống tận thu nước ngưng khép kín
Hệ thống tận thu nước ngưng hiệu quả. Phù hợp với tất cả các ngành sử dụng nguồn hơi nước gián
tiếp.

Phần 2: Mô đun Kỹ thuật
Mô đun 2: Công nghệ hiệu quả ve năng lượng

Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn - Sử dụng Năng lượng Hiệu quả



Trang 224
 Tuabin hơi hiệu suất cao
Tuabin hơi xung lực 5 MW hoặc thấp hơn đã được nâng cấp với hiệu suất đạt 70%. Lớp phản lực
của tuabin có thể được sử dụng trong thiết kế hệ thống đồng phát cho các ngành khác nhau. Điều
này không chỉ giúp giảm tiêu thụ năng lượng mà còn cung cấp nguồn điện năng giá trị trong
trường hợp thiếu điện.

 Cải tiến trong hệ thống đồng phát
Hệ thống đồng phát dựa trên hơi nước (chu trình đáy) có thể thích hợp trong điều kiện tỷ lệ hơi
nước so với lượng điện cao. Nếu tỷ lệ này thấp, hệ thống đồng phát dựa trên tuabin khí (chu trình
đỉnh hay chu trình kết hợp) sẽ phù hợp hơn. Hệ thống thứ hai có thể hút hơi lên xuống ở một mức
nhất định mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn hệ thống. Một nghiên cứu gần đây đã
dựa trên chu trình ‘Cheng’, ở đó hơi nước dư sẽ được gia nhiệt và bơm trở lại buồng đốt khí. Hệ
thống này cho phép sản sinh lượng điện tối đa mà không cần cung cấp thêm hơi nước cũng như
năng lượng, đồng thời cũng tạo ra hơi nước cho toàn bộ quy trình.

 Bịt kín các điểm rò rỉ
Ngăn rò rỉ trong hệ thống hơi và khí nén. Phù hợp với các ngành sản xuất liên tục, nhà máy điện.

 Sợi gốm
Giảm nguồn trữ nhiệt và phát tán bức xạ do tổng nhiệt thấp. Phù hợp với các lò đốt, máy sấy đốt,
lò xử lý nhiệt …

 Lò quang

Lớp chịu lửa có độ phát xạ cao — một phát triển của Chương trình không gian Hoa Kỳ - có khả
năng ngăn nhiệt độ lớp chịu lửa lò đốt quá cao. Kết quả là sẽ tiết kiệm được 10–15 phần trăm
nhiên liệu, tăng tính bức xạ trong kết cấu lò đốt, cải thiện khả năng phân bố nhiệt đồng đều và tăng
tuổi thọ của các thành phần chịu lửa và kim loại.

 Lớp bảo ôn động
Khí hay chất lỏng được đưa qua lớp bảo ôn để ngăn hay tăng khả năng truyền nhiệt theo yêu cầu.
Nó còn có những lợi ích khác như tạo lớp bảo ôn và một lượng khí sạch đã được gia nhiệt sơ bộ.
Có thể sử dụng trong các lò hơi và lò đốt như khí đốt sơ bộ.

Phần 2: Mô đun Kỹ thuật
Mô đun 2: Công nghệ hiệu quả ve năng lượng


Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn - Sử dụng Năng lượng Hiệu quả



Trang 225
M 2 . 3
C ô n g n g h ệ m ớ i g i ú p t i ế t k i ệ m n h i ệ t


 Chu trình Rankine hữu cơ
Sử dụng nhiệt thải cấp thấp để sản sinh điện trong chu trình tuabin vận hành với chất lỏng hữu cơ.
Phù hợp với ngành xi măng, nhà máy hóa chất và hóa dầu và nhà máy tinh chế.

 Máy nén nhiệt
Cho phép tận dụng năng lượng cấp thấp bằng cách kết hợp nhiệt lượng trong hơi nước áp suất cao
với hơi ẩm. Phù hợp với các ngành như đường, chế biến thức ăn, bơ sữa, hóa chất và hóa dầu.

 Hệ thống làm lạnh hút hơi
Phương pháp điện hơi hay rút dòng thải cấp thấp (150–250 °C) cho phép làm lạnh chu trình hút sử
dụng lithi bromua hay amoniac. Phù hợp với các ngành chế biến và kỹ thuật.

 Hệ thống nén hơi cơ học
Hơi cấp thấp từ thiết bị bay hơi, máy sấy, tháp chưng cất được nâng cấp. Phù hợp với các ngành
chế biến thức ăn, hóa chất và hóa dầu.

 Ống dẫn nhiệt
Thu hồi nhiệt thải từ các dòng thải ở mức nhiệt thấp và trung bình. Tỷ lệ trao đổi nhiệt nhanh hơn,
thiết kế nhỏ gọn. Phù hợp với các ngành xử lý hóa chất. Ống nhiệt có chức năng như một ống dẫn
gia nhiệt. Đạt hiệu suất gấp 1000 lần so với ống đồng cùng kích cỡ.
 Bánh xe nhiệt lượng
Bánh xe năng lượng kích thước nhỏ gọn, được sử dụng không chỉ để tận thu nhiệt từ các tòa nhà
có hệ thống sưởi và điều hòa không khí mà còn tận thu nhiệt từ lò hơi và lò đốt ở nhiệt độ cao. Với
việc sử dụng chất liệu gốm thủy tinh, giờ các bánh xe này có thể chịu được môi trường nhiệt độ
cao tới 1.250 °C.

 Bơm nhiệt
Bơm nhiệt cho phép nâng cấp và trao đổi nhiệt để sử dụng. Chúng giảm nguồn năng lượng tiêu thụ
và có thể thay thế thiết bị gia nhiệt điện trở với hệ số hiệu suất đạt từ 3–5. Bơm nhiệt cũng sử dụng
nguồn nhiệt thải nhiệt độ thấp và nâng cấp chúng lên các mức nhiệt phù hợp.