Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tự động hoá để quản lý quá trình sử dụng năng lượng điện cho khâu vận tải mỏ hầm lò ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

VŨ TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA
ĐỂ QUẢN LÝ Q TRÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
CHO KHÂU VẬN TẢI MỎ HẦM LÒ Ở VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

VŨ TUẤN ANH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA
ĐỂ QUẢN LÝ Q TRÌNH SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
CHO KHÂU VẬN TẢI MỎ HẦM LÒ Ở VIỆT NAM
Chuyên ngành: Tự động hóa
Mã số:
60.52.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. THÁI DUY THỨC


Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Nội dung
luận văn hoàn toàn phù hợp với tên đề tài đà được đăng ký và phê duyệt theo
quyết định số 830/QĐ-MĐC của Hiệu trưởng Trường Đại học Mỏ - Địa Chất.
Các số liệu, 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

Vũ Tuấn Anh


Mục lục
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Mở đầu
Chương 1 tình hình sử dụng tiết kiệm và quản lý

1

năng lượng ở việt nam và thế giới
1.1 Khái quát tình hình sử dụng tiết kiệm và quản lý năng lượng

1

trên thế giới

1.2 Tình hình sử dụng tiết kiệm và quản lý năng lượng tại Việt Nam

3

1.3 Thực trạng và tình hình sử dụng năng lượng điện hiện nay trong khâu

5

vận tải mỏ hầm lò nghành mỏ Việt Nam
Chương 2

nghiên cứu đề xuất một số ứng dụng tự

40

động để tiết kiệm năng lượng điện cho khâu vận tải
mỏ hầm lò
2.1 Khái quát chung

40

2.2

41

Các giải pháp đề xuất

Chương 3 Xây dựng hệ thống giám sát, quản lý năng

42

lượng điện trong khâu vận tải mỏ hầm lò
3.1 Hiện trạng tiêu thụ năng lượng điện tại Công ty Cồ phần than Hà

78

Lầm
3.2 Xây dựng hệ thống giám sát quản lý năng lượng điện cho khâu vận tải

81

chính Công ty Cổ phần than Hà Lầm-TKV
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham kh¶o

98


Phô lôc


Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

TBĐTCS Thiết bị điện tử công suất.
MBA Máy biến áp.


Danh mục các bảng
Bảng
1.1

1.2
1.3
1.4
1.5

Tên bảng
Thông số kỹ thuật của một số loại máng cào điển hình
Tổng hợp kết quả đo tại băng B1 vào những ngày điển hình
trong tuần
Tổng hợp kết quả đo tại băng B2 vào những ngày điển hình
trong tuần
Tổng hợp kết quả đo tại băng B6 vào những ngày điển hình
trong tuần
Tổng hợp kết quả đo tại băng B7 vào những ngày điển hình
trong tuần

Trang
11
15
16
17
19

1.6

Thông số kỹ thuật của một số loại băng tải điển hình

22

1.7

Thông số kỹ thuật của động cơ tời điện

27

1.8

Số lượng tời trục sử dụng tại công ty than Mông Dương

27

1.9

Thông số kỹ thuật tầu điện ác quy CDXT-8J

33

1.10

Đặc tính kỹ thuật đầu tầu ddieezel DLZ110F-180-6

38

2.1

Các loại biến tần Wagon làm mát bằng chất lỏng

55

3.1

3.2

Tổng điện năng tiêu thụ của Công ty than Hà Lầm trong các
năm 2007-2009
Tiêu thụ điện cho các khâu sản xuất toàn Công ty than Hà Lầm
năm 2009

78
79


Danh mục các hình vẽ, đồ thị
Hình

Tên hình vẽ

1.1

Tiêu thụ điện năng để sản xuất than trong Tập đoàn TKV 7

1.2
1.3
1.4
1.5

Biểu đồ suất tiêu thụ điện năng và sản lượng than qua các
năm
Thiết bị đo lường điện năng trong lò
Sơ đồ đấu nối thiết bị đo lường điện năng băng tải tại
Công ty than Nam Mẫu

Sơ đồ đẫu nối thiết bị đo lường điện năng máng cào tại
Công ty than Mông Dương

Trang

7
9
10
10

1.6

Đồ thị đo công suất tiêu thụ thực tế băng tải cửa lò +30

12

1.7

Biểu đồ tiêu thụ điện năng thực tế băng tải cửa lò +30

12

1.8

Biểu đồ công suất tiêu thụ trung bình của băng tải
XV+125

13

1.9

Biểu đồ công suất tiêu thụ trung bình của băng tải B1

14

1.10

Biểu đồ cos trung bình của băng tải B1

14

1.11

Biểu đồ công suất tiêu thụ trung bình của băng tải B2

15

1.12

Biểu đồ cos trung bình của băng tải B2

15

1.13

Biểu đồ công suất tiêu thụ trung bình của băng tải B6

17

1.14

Biểu đồ cos trung bình của băng tải B6

17

1.15

Biểu đồ công suất tiêu thụ trung bình của băng tải B7

18

1.16

Biểu đồ cos trung bình của băng tải B7

18

1.17
1.18

Sơ đồ công nghệ tuyến vận tải băng, máng tại Công ty
than Vàng Danh
Sơ đồ công nghệ tuyến vận tải băng, máng tại Công ty
than Nam Mẫu

20
21

1.19

Sơ đồ hệ truyền động trục tời

24

1.20

Tời trục giếng Vàng Danh

25

1.21

Tời trục giếng Cánh Gà

26


1.22

Biểu đồ công suất tiêu thụ điện tời giếng phụ Cánh Gà
ngày 14-03-2009

27

1.23

Công suất hoạt động của tời JD04

29

1.24

Hệ số công suất hoạt động trong 3 ngày của tời JD04

30

1.25

Công suất hoạt động trong 1 ca làm việc của tời JD04

30

1.26

Sơ đồ điện của tầu điện cần vẹt 10KP

32

1.27

Tầu điện cần vẹt

35

1.28

Đầu tàu điện Điezel

37

1.29

Bộ phanh hÃm BTs

38

1.30

Toa xe chở người

38

2.1

Sơ đồ khối biến tần

42

2.2

Mô hình điều khiển biến tần theo tải

47

2.3

Biến tần làm mát bằng chất lỏng
So sánh biến tần làm mát bằng chất lỏng và biến tần tàm
mát bằng khí
Sơ đồ P&ID và hệ trao đổi nhiệt biến tần làm mát bằng

chất lỏng
Kết nối với bộ phận cấp nước ở bên ngoài

48

Kết quả ứng dụng biến tần Wagon
So sánh chi phí năng lượng biến tần làm mát bằng chất
lỏng và biến taahf làm mát băng không khí
Biến tần phßng nỉ cđa h·ng Dingha

51

55

2.13

Sơ đồ khối của hệ thống trao i nhit t ng
Đồ thị diễn biến xung áp và dòng động cơ được điều
khiển
Gii phỏp xut cho bộ điều khiển tầu điện tiết kiệm
năng lượng
Sơ đồ điều chnh t ng dung lng bự theo in ỏp

2.14

Mô hình khối hoạt động của tủ bù cosphi tự động

65

2.15

Các vấn đè thường gặp trong hệ thống điện

66

2.16

Nguyên nhân dẫn đến sự cố và gây tốn kém

66

2.17

Khắc phục sự cố

67

2.18

Mô hình quản ký điện năng tự động

68

2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10

2.11
2.12

49
49
50

52
53

57
58
63


70

2.22

Một số mô hình truyền thông của các hệ thống quản lý
điện năng tự động
Một số sản phẩm đo lường điện năng của hÃng Carlo
Gavazzi
Giao diện giám sát và quản lý điện năng PowerSoft của
hÃng Carlo Gavazzi
Giao diện cảnh báo

2.23

Giao diện phân tích số liệu và lập báo cáo

74

2.24

Bảng giá sử dụng điện năng

75

2.25

77

3.2

Cụng tỏc giỏm sỏt v xõy dng mục tiêu
Sơ đồ nguyên lý hoạt động giám sát và xây dựng mục
tiêu
Biểu đồ tỷ lệ điện năng tiêu thụ ca cỏc khõu cụng ngh
nm 2009
Băng tải lò XV - 41

3.3

Ti trc ngm chớnh -51

81

3.4

Sơ đồ nguyên lý thiết bị đo lường đa năng.

83

3.5

Cụng t phũng n o m in năng trong lị

84

3.6

Sơ đồ khối truyền thơng bằng cáp quang

88

3.7

HƯ thống quản lý điện năng dùng trong hầm lò

89

3.8

Sơ đồ khối một máy trạm kết nối với các thiết bị khác
trong hệ thống
Khâu vận tải chính cho PXKT5, PXKT10
Sơ đồ nguyên lý hệ thống giám sát điện năng khâu vận
tải

91

3.11

Sơ đồ công nghệ tuyến vận tải

94

3.12

Giao diện sa bàn

94

3.13

Cảnh báo sự cố

95

3.14

Thông số thiết bị hoạt động

96

3.15

Năng lượng tiêu thụ của thiết bị (chưa hoạt động)

97

3.16

Đồ thị hoạt động khi thay ®ỉi tèc ®é (f=40 HZ)

97

2.19
2.20
2.21

2.26
3.1

3.9
3.10

71
72
73

77
79
81

92
93

3.17

Đồ thị hoạt động khi thay đổi tốc độ (f=40 HZ)

98


Mở đầu

1. Tính cấp thiết của đề tài.
S dng nng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được đa số các nước trên thế
giới đánh giá là một trong những lựa chọn ưu tiên để thực hiện chiến lược phát
triển bền vững trong thế kỷ 21. Các nước đã có nhiều cố gắng trong nghiên cứu
đề ra các giải pháp quản lý, áp dụng các tiến bộ kỹ thuật trong khoa học công
nghệ (đặc biệt là các hệ truyền động kỹ thuật mới, các hệ điều khiển, quản lý,
giám sát chất lượng cao…) để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các
nghành công nghiệp, trong giao thông vận tải, trong đời sống xã hội… Sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được chứng minh là biện pháp rẻ hơn cả
trong nhiều trường hợp, ví dụ như chi phí bỏ ra để tiết kiệm 1 kWh điện năng sẽ
ít tốn kém hơn nhiều so với chi phí bỏ ra để sản xuất 1 kWh trong các nhà máy
điện mặc dù chúng đều có chung một ý nghĩa là cung cấp cho lưới điệm thêm 1
kWh.
Tại Việt Nam, trước tình hình tài nguyên năng lượng ngày càng khan hiếm,
việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là ưu tiên quan trọng trong chính
sách năng lượng quốc gia. Để định hướng cho các cơ sở công nghiệp trong
nước kiểm soát và sử dụng năng lượng một cách hiệu quả, chính phủ Việt Nam
đã ban hành nghị định số 102/2003/NĐ-CP v/v “ Sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả ”. Nghị định quy định cụ thể các biện pháp nhằm “đẩy mạnh việc
sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng
ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng thời bảo vệ tốt môi trường,

khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế xã hội bền vững”. Để giảm tiêu thụ năng lượng trước tiên cần phải có các hoạt
động quản lý năng lượng một cách chặt chẽ của các Công ty, các cơ sở tiêu thụ
năng lượng…
Nghành than Việt Nam những năm qua có những bước phát triển mạnh mẽ
về đầu tư các thiết bị công nghệ nhằm nâng cao sản lượng sản lượng khai thác
than. Cùng với sự phát triển đó nhu cầu về sử dụng năng lượng tăng theo, điều
này dẫn đến sự thiếu hụt năng lượng là điều tất yếu có thể xảy ra. Tuy nhiên
thực trạng tiêu thụ năng lượng của các đơn vị sản xuất than đạt hiệu suất sử


dụng năng lượng thấp do nhiều nguyên nhân khác nhau, vẫn cịn tồn tại trình
độ cơng nghệ lạc hậu, thiết bị cũ kỹ, chưa chú ý đúng mức đến việc quản lý
năng lượng trong từng doanh nghiệp, việc sử dụng năng lượng còn chưa hợp
lý, tổn thất năng lượng còn cao.
2. Mục đích nghiên cứu
Xut phỏt t thc tin trờn, đề tài trên được lựa chọn nghiên cứu nhằm tìm
hiểu thực trạng, đề xuất giải pháp hiệu quả, ngoài ra quản lý năng lượng tốt dẫn
tới tiết kiệm tốt từ đó đề tài nghiên cứu tập trung các giải pháp ,quản lý các giải
pháp và xây dựng mơ hình quản lý giám sát tiêu thụ năng lượng điện cho khâu
vận ti m hm lũ.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu là các mỏ hầm lò vùng Quảng Ninh.
- Xây dựng hệ thống giám sát, quản lý năng lượng điện cho khâu vận tải
mỏ hầm lò.
4. Nội dung nghiên cứu.
- Tình hình sử dụng năng lượng điện trong khâu vận tải mỏ hầm lò
- Đề xuất các ứng dụng công nghệ tự động để tiết kiệm năng lượng điện
trong khâu vận tải mỏ hầm lò
- Xây dựng hệ thống giám sát, quản lý năng lượng điện trong khâu vận tải
mỏ hầm lò

5. Phương pháp nghiên cứu.
- Đo đạc, thu thập, phân tích tình trạng hoạt động của các thiết bị hoạt
động trong khâu vận tải mỏ hầm lò
- Xây dựng mô hình hệ thống giám sát, quản lý năng lượng điện cho khâu
vận tải rồi tiến hành chạy mô phỏng.
6. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
- Tit kim in nng hin nay là chủ trương, đường lối, quốc sách
- Quản lý năng lượng tốt dẫn tới tiết kiệm tôt
- Thực trạng tiêu thụ năng lượng của các đơn vị sản xuất than hầm lò đạt
hiệu suất sử dụng năng lượng thấp.


7. Cấu trúc của luận văn.
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật gồm 3 chương, 13 bảng, 73 hình vẽ và đồ thị
được trình bày trong 97 trang.
Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật được thực hiện tại Bộ môn Tự động hóa, Trường
Đại học Mỏ - Địa chất. Trong quá trình thực hiện tác giả nhận được sự tận tình
chỉ bảo cđa ng­êi h­íng dÉn khoa häc PGS.TS. Th¸i Duy Thøc, cũng như các ý
kiến đóng góp của các nhà khoa học trong lĩnh vực Tự động hóa mỏ, các cán bộ
giảng dạy của Bộ môn Tự động hóa mỏ. Để hoàn thành luận văn tác giả cũng
nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các sinh viên ngành Tự động hóa mỏ trong
công việc thu thập các số liệu cần thiết. Tuy nhiên luận văn vẫn còn nhiều thiếu
xót, rất mong sự đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các quí thầy, cô, các bạn
bè, đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn!
Tác giả


Chương 1
tình hình sử dụng tiết kiệm và quản lý

năng lượng ở việt nam và thế giới

1.

Khái quát tình hình sử dụng tiết kiệm và quản lý năng lượng trên thÕ giíi
Tại Nhật, sau cuộc khủng hoảng dầu lửa năm 1973 đã bộc lộ sự yếu kém, mỏng

manh trong việc quản lý cũng như đáp ứng nhu cầu năng lượng của Nhật, tuy
nhiên sau đó chính phủ đã đưa ra những giải pháp hiệu quả để đưa Nhật thoát ra
khỏi cuộc khủng hồng, vận dụng đó là những bài học kinh nghiệm quý báu để
đưa Nhật là quốc gia số 1 thế giới hiện nay trong lĩnh vực tiết kiệm năng lượng. Để
làm được điều đó chính phủ Nhật Bản đã thực hiện chính sách tiết kiệm năng
lượng vào năm 1979 với những chế tài, những hỗ trợ về tài chính cũng như có bộ
luật tiết kiệm năng lượng và triển khai đồng bộ từ chính phủ tới các tổ chức phi
chính phủ, nhà nước và tư nhân, từng nhóm, từng bộ phận. Bộ luật tiết kiệm năng
lượng của Nhật ra đời với các mục tiêu chính như: Tăng trưởng kinh tế, bảo vệ môi
trường, an ninh năng lượng và tập trung chủ yếu vào các lĩnh vực: Công nghiệp,
dân sinh, vận tải…
Nội dung chính của luật xác định trách nhiệm của các hộ tiêu thụ năng lượng
trọng điểm là:
- Phải có những chương trình biện pháp thường xun nhằm nâng cao hiệu quả
sử dụng năng lượng.
- Tổ chức đo lường, kiểm soát thường xuyên mức tiêu thụ năng lượng.
- ¸p dụng công nghệ mới.
- Đặt chỉ tiêu kế hoạch giảm hàng năm 1% suất tiêu hao năng lượng.

1


- Bổ nhiệm cán bộ chuyên trách quản lí sử dụng năng lượng, người đó phải qua

lớp đào tạo, có chứng nhận hiểu biết về các dây chuyền công nghệ của đơn vị, các
thiết bị đo đếm năng lượng.
Căn cứ theo luật năng lượng, năm 1980, tại nước này đã thành lập “Trung tâm
tiết kiệm năng lượng”. Truing tâm này, ngồi việc tiến hành kiểm tốn năng lượng
cho các cơ sở kinh tế theo yêu cầu còn tổ chức đào tạo và cấp chứng chỉ “Người
quản lý năng lượng” cho các doanh nghiệp. Người ta đã quy định rằng, với đơn vị
tiêu thụ dưới 200 triệu KWh/năm cần có 1 người quản lí năng lượng. Cịn đối với
đơn vị tiêu thụ từ 200 triệu đến 500 triệu KWh thì cần tới 2 người.
Tại Trung Quốc: Chính phủ đã coi tiết kiệm năng lượng như là một mục tiêu
kinh tế chủ chốt, chính phủ cũng đưa ra các chính sách và chương trình cụ thể và
tập trung vào các phân ngành có cường độ tiêu thụ năng lượng cao nhằm đạt được
mục tiêu giảm 20% năng lượng tiêu thụ. Chính phủ Trung Quốc đã đưa các chỉ số
hiệu quả năng lượng vào hệ thống đánh giá thành tích của chính quyền địa phương
và định kỳ xác nhận chỉ số hiệu quả năng lượng/GDP của từng địa phương.
Những cơ chế tài chính khuyến khích mới đang áp dụng tại Trung Quốc cụ thể
như: áp dụng giá bán điện ưu đãi khác nhau; Điều chỉnh thuế xuất nhập khẩu; Lập
Quỹ khuyến khích tiết kiệm năng lượng; xây dựng các chương trình hỗ trợ cho sản
phẩm chiếu sáng, năng lượng mặt trời...Viện Tiêu chuẩn Quốc gia giới thiệu về
giám sát các trang thiết bị sử dụng năng lượng thơng qua thực hiện chương trình
tiêu chuẩn và dán nhãn tiết kiệm năng lượng cho các sản phẩm có hiệu suất năng
lượng cao. Hiện tại Trung Quốc đã ban hành 36 tiêu chuẩn liên quan đến sử dụng
hiệu quả năng lượng trong đó: 10 tiêu chuẩn áp dụng cho các sản phẩm gia dụng; 8
tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống chiếu sáng; 6 tiêu chuẩn áp dụng cho công
nghiệp; 2 tiêu chuẩn áp dụng cho thiết bị văn phòng; 4 tiêu chuẩn áp dụng cho
thiết bị thương mại; 6 tiêu chuẩn áp dụng cho phương tiện giao thông. Nhãn tiết
2


kiệm năng lượng được áp dụng bắt buộc cho một số sản phẩm như điều hịa khơng
khí, tủ lạnh, máy giặt, balast đèn huỳnh quang và đến năm 2010 sẽ thực hiện dán

nhãn đối với sản phẩm là nồi cơm in, qut in..v.v.

2.

Tình hình sử dụng tiết kiệm và quản lý năng lượng tại Việt Nam
T gia nhng nm 1990, một số đề tài, dự án về hiệu suất năng lượng và bảo

tồn năng lượng đã được bắt đầu thực hiện ở nước ta thông qua đề tài độc lập cấp
nhà nước “Dự án tổng thể về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ở Việt
Nam” và trong Chương trình khoa học cơng nghệ cấp nhà nước KC-09 “Xây dựng
chiến lược và chính sách phát triển năng lượng bền vững”, 1996-2000. Các đề tài
nghiên cứu khoa học chủ yếu nghiên cứu, đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng
trong sản xuất và sinh hoạt đời sống ở nước ta; phát hiện các thuận lợi, các rào cản
trong việc thực hiện một chương trình vận động sử dụng năng lượng tiết kiệm và
hiệu quả trong toàn quốc; kiến nghị một số chính sách khuyến khích thích hợp
trong điều kiện của Việt Nam vv...
Chương trình mục tiêu quốc gia về Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả,
đây là chương trình quốc gia, lấy tên theo Nghị định 102/2003/NĐ-CP về Sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả của Chính phủ cơ quan chủ trì thực hiện Bộ Cơng
Thương. Mục tiêu của chương trình xây dựng những hoạt động khuyến khích, thúc
đẩy, kết hợp với những biện pháp quản lý bắt buộc, nhằm nhanh chóng tạo chuyển
biến, thực hiện đồng bộ trong toàn xã hội, đi dần từ các bước nâng cao nhận thức,
thu hút sự quan tâm, chuyển thành nhu cầu và thúc đẩy các hoạt động về sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Thông qua các hoạt động của Chương trình, đạt
được mục tiêu về tổng mức tiết kiệm năng lượng cụ thể, cắt giảm được một phần
mức đầu tư phát triển hệ thống cung ứng năng lượng, mang lại lợi ích về kinh tế-xã
3


hội, đồng thời góp phần bảo vệ mơi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên

năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Mục tiêu cụ thể của
chương trình, phấn đấu tiết kiệm được từ 3 đến 5% tổng mức tiêu thụ năng lượng
toàn quốc trong giai đoạn 2006-2010 và từ 5 đến 8% tổng mức tiêu thụ năng lượng
trong giai đoạn 2011-2015 tương ứng gần 5 triệu TOE trong giai đoạn 20062010 và 13,1 triệu TOE trong giai đoạn 2011- 2015. Hàng loạt các dự án về tiết
kiệm năng lượng được triển khai đã đem lại hiệu quả trong việc xác định tiềm năng
tiết kiệm năng lượng tại Việt Nam, cụ thể:
- Xây dựng cơ sở khoa học và pháp lý, phối hợp hoạt động ASEAN về sử
dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả do Viện nghiên cứu chiến lược và chính
sách cơng nghiệp - Bộ Cơng nghiệp.
- Chương trình về sử dụng hiệu quả năng lượng của Bộ khoa học công nghệ
đã thực hiện kiểm tốn năng lượng cho 12 xí nghiệp công nghiệp tại các thành phố
lớn như Hà nội, Hải Phịng, Hồ Chí Minh, Đà nẵng và Cần Thơ và ước tính có thể
giảm được tới 30% nhu cầu năng lượng nếu tiến hành cải tạo các thiết bị hiện có
và có thể hồn vốn đầu tư chỉ sau 3-5 năm.
- Chương trình tiết kiệm năng lượng thương mại thí điểm_CEEP nằm trong
Dự án Quản lý nhu cầu điện và tiết kiệm năng lượng do Cục điều tiết điện lực Bộ Công Thương thực hiện nhằm xúc tiến việc hình thành một thị trường dịch vụ
tiết kiệm năng lượng bắt đầu từ tháng 8 năm 2004 và dự kiến kết thúc vào tháng
10 năm 2008. Mục tiêu chính của chương trình là xây dựng và thử nghiệm các mơ
hình kinh doanh bền vững, xây dựng các cơ chế thúc đẩy thị trường dịch vụ qui
mô nhỏ nhằm hỗ trợ cho các dự án đầu tư tiết kiệm năng lượng cho các cơ sở công
nghiệp và thương mại ở Việt Nam.
- Dư án nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các doanh nghiệp nhỏ và
vừa tại Việt Nam_PECSME cơ quan chủ trì thực hiện Dự án: Bộ Khoa học và
4


Công nghệ Dự án được đồng tài trợ bởi Quỹ mơi trường tồn cầu (GEF) thơng qua
Chương trình Phát triển Liên hợp quốc (UNDP), một số Bộ, ngành, đơn vị, cơ
quan trong nước. Mục tiêu của dự án là giảm từ 10-15% chi phí năng lượng của
các DNNVV tham gia; Tiết kiệm tổng mức năng lượng là 136 nghìn tấn dầu qui

đổi. Giảm phát thải khí nhà kính từ các doanh nghiệp nhỏ và vừa, tương đương
962 nghìn tấn CO2.
- Dự án sử dụng năng lượng hiệu quả và quản lý phía nhu cầu Việt Nam do
Ngân hàng thế giới (WB) thực hiện với kinh phí 19,44 triệu USD và được tiến
hành từ năm 2003- 2006. Cơ quan quản lý là Bộ Công nghiệp và Tổng Công ty
Điện lực Việt Nam (EVN). Mục tiêu của chương trình Quản lý nhu cầu/tiết kiệm
năng lượng do IDA/GEF tài trợ dự kiến thực hiện trong thời gian 12 năm
(1998-2010) nhằm giảm đáng kể và lâu dài mức tiêu thụ năng lượng và công suất
phụ tải đỉnh của Việt Nam. Chương trình sẽ thử nghiệm, phát triển và nhân rộng
các mơ hình thực hiện thành công để thúc đẩy DSM/EE và thuận tiện cho quá trình
đầu tư
Như vậy, ở Việt Nam hiện nay đã và đang triển khai rất nhiều chương trình, dự
án về tiết kiệm năng lượng nhằm mục đích sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu
quả trong các hộ tiêu thụ, đồng thời kết hợp với đào tạo để xây dựng cho Việt Nam
một đội ngũ cán bộ có kiến thức về quản lý năng lượng triển khai các dự án tiết
kiệm năng lượng. Song song với việc tuyên truyền sử dụng năng lượng hiệu quả,
Bộ Công Thương đang xây dựng bộ luật về sử dụng năng lượng đây sẽ là hành
lang pháp lý giúp Việt Nam giảm được suất tiêu hao năng lượng, giảm ô nhiễm
môi trường. Với sự hỗ trợ của các tổ chức Quốc tế, Việt Nam đang dần từng bước
đạt được những thành công trong việc tiết giảm năng lượng, nâng cao năng lực cho

5


các tổ chức tư vấn tiết kiệm năng lượng, xây dựng các quy trình kiểm tốn năng
lượng cho từng ngành ngh.
1.3. Thực trạng và tình hình sử dụng năng lượng điện hiện nay trong khâu vận
tải mỏ hầm lò nghành Mỏ Việt Nam
1.3.1 Tình hình sn xut v tiêu thụ năng lượng điện nghành Mỏ.
Trong hn 50 nm xõy dng và phát triển, ngành than Việt Nam đã được đầu

tư, cải tạo, mở rộng các mỏ cũ và xây dựng các mỏ mới, các nhà máy sàng tuyển,
các cơng trình hạ tầng nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng của nền kinh tế quốc
dân. Việc thành lập Tổng Công ty Than Việt Nam (TVN) và nay là Tập đồn Cơng
nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam (TKV) đã tạo ra một cơ chế mới, một tổ chức
mới phù hợp với quy luật phát triển, tạo ra những động lực cần thiết để phát triển
ngành.
Trong giai đoạn 1995¸2008 sản xuất than đã phát triển với nhịp độ cao, sản
lượng khai thác tăng từ 9,4 triệu tấn năm 1995 lên 46,8 triệu tấn năm 2008 (Hình
1.1). Sản lượng than tiêu thụ tăng từ 7,6 triệu tấn (năm 1995) lên 40,5 triệu tấn
(năm 2008). Năng suất lao động tăng hơn 2,6 lần, từ 166 T than nguyên
khai/người/năm 1995 lên 438 T than nguyên khai /người/năm. Một số chỉ tiêu kinh
tế khác năm 2008 đều tăng nhiều lần so với năm 1995 như than nguyên khai hầm
lò - hơn 5 lần, đất bốc - 6,3 lần, khối lượng mét lò đào - 3,2 lần. Tổng doanh thu
tiêu thụ than tăng hơn 2,6 lần, sản lượng than khai thác trong toàn ngành tăng
trưởng đạt trung bình 15%/năm
Để đạt được sự tăng trưởng như trên, ngành Than cũng đã tập trung đầu tư cải
tạo mở rộng nâng cao cơng suất các mỏ hầm lị trên nền tảng đổi mới công nghệ,
đưa vào sử dụng rộng rãi các loại vì chống thủy lực, bước đầu thử nghiệm cơ giới
hóa đào lị bằng combai, khấu than bằng máy liên hợp kết hợp với các tổ hợp dàn
6


chống tự hành, đầu tư phát triển các mỏ lộ thiên xuống sâu và mở rộng biên giới
khai thác, đưa vào sử dụng các đồng bộ thiết bị có cơng suất lớn như các ơtơ tải cỡ
lớn 55¸60 T và 90¸100 T, xe khung tải mềm, máy cày xới, máy xúc thủy lực dung
tích gàu lớn 6¸7 m3.
Cùng với việc tăng trưởng mạnh mẽ về sản lượng thì tiêu thụ điện năng phục vụ
cho sản xuất cũng tăng lên rất lớn (Hình 1.1).Điều đáng chú ý là lượng điện năng
tiêu thụ trong các mỏ than hầm lò do tăng cường cơ giới hóa trong khai thác và đào
lị tăng lên đáng kể và tổng lượng điện năng tiêu thụ trong các mỏ than hầm lị bình

qn năm sau tăng đến hơn 1,14 lần so với năm trước.

Hình 1.1 Tiêu thụ điện năng để sản xuất than trong Tập đoàn TKV 1995-2009
Tuy nhiên suất tiêu hao điện năng của các đơn vị sản xuất than đều có xu hướng
giảm cùng với nó là giá thành sản xuất than giảm. Để đạt được điều đó phải kể đến
7


việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật trong việc đổi mới công nghệ làm sản lượng khai
thác tăng rất nhanh. Mặt khác các đơn vị triển khai áp dụng hàng loạt các giải pháp
tiết kiệm năng lượng (lắp đặt biến tần, khởi động mềm, power boss ...) những năm
gần đây giúp giảm đáng kể điện năng tiêu thụ.

Hình 1.2. Biểu đồ suất tiêu thụ điện năng và sản lượng than qua cac nm
Việc sử dụng hiệu quả điện năng trong sản xuất than thì có rất nhiều các giải
pháp khác nhau, nhưng trong khuôn khổ của luận văn này chỉ đề xuất và phân tích
hiệu quả của một số giải pháp ứng dụng công nghệ tự động để tiết kiệm năng lượng
cho các khâu vận tải chính của mỏ hầm lò như băng tải, máng cào, tời trục, tầu
điện... Để từ đó xây dựng một hệ thống giám sát quản lý năng lượng tự động cho
khâu vận tải chính của một xí nghiệp Mỏ hầm lò điển hình.
8


1.3.2 Tình hình sn xut v tiêu thụ điện trong khâu vn ti m Hm lò
Vn ti l mt trong những khâu tiêu thụ điện năng chính của mỏ Hầm lò. Khâu
vận tải với chủ yếu là các thiết bị sử dụng năng lượng điện như băng, máng cào, tời
trục, tầu điện...trong các dây chuyền hoạt động với sự thay đổi tải liên tục nên gây
tổn thất điện năng lớn. Việc ứng dụng các giải pháp tự động để kịp thời phát hiện,
chuẩn đoán sớm và thủ tiêu kịp thời tình trạng tiêu thụ điện bất hợp lý và các
nguyên nhân gây sự cố trong hệ thống, hỗ trợ tối đa trong quản lý đưa ra các biện

pháp khắc phục hợp lý là một trong những nhiệm vụ quan trọng để thực hiện mục
tiêu “ sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”.
Thiết bị đo lường được sử dụng để lấy số liệu cho các thiết bị trong khâu vận tải
trong luận văn là cơng tơ phịng nổ WM-14 dùng để đo các thông số tức thời của
chất lượng điện áp đặt vào phụ tải như U, I , Cosφ, P, S, Q… Các thông số hoạt
động này được cập nhật liên tục và lưu vào thẻ nhớ, sau đó dùng phần mềm chuyên
dụng để lấy số liệu. ThiÕt bị được thiết kế chế tạo và kiểm định theo tiêu chuẩn
TCVN 7079-0: 2002, và TCVN 7079 -1: 2002.
Thông số kỹ thuật:
à Thông số công tơ:
ã Điện áp làm việc:

380V; 660V

ã Tần số lưới điện:

50Hz

ã MÃ hiệu công tơ:

WM1496

ã Sơ đồ đấu dây:

3pha, 3 dây 2 phần tử

ã Cấp chính xác:

Loại 2

9


Hình 1.3. Thiết bị đo lường đa năng phịng nổ trong lũ
à Thông số biến dòng
ã Tuỳ theo công suất phụ tải để lắp các biến dòng theo tiêu chuẩn: 100/5A;
200/5A.
à Thông số biến áp:
ã Điện áp vào:

660/380V

ã Điện áp ra:

220V/9V

à Mạch cách ly an toàn tia lửa TTH-1
à Điện

áp đầu ra lớn nhất:

à Dòng

Urmax = 12VDC

điện đầu ra lớn nhất:

à Khoảng

Irmax = 100mA

cách gần nhất giữa 2 đường mạch in : Lmin =6mm

10


à Chiều

Ã

dầy bản mạch in :

> 1,2mm

Cầu đấu tín hiệu
à Loại

cầu đấu 10A

à Khoảng

cách gần nhất giữa 2 vị trí b¾t vÝt : Lmin =6m

Hình 1.4. Sơ đồ đấu nối đồng hồ WM-14 đo băng tải tại Công ty than Nam Mẫu

11