Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp tiết kiệm năng cho Công ty Cổ phần than Mông Dương

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HOÀNG THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THAN MÔNG DƯƠNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG

HÀ NỘI, 2023

HÀ NỘI, 2022

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HOÀNG THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THAN MÔNG DƯƠNG

Chuyên ngành : Quản lý năng lượng. Mã số : 8510602.

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG

Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Trương Huy Hoàng.

HÀ NỘI, 2023

BỘ CÔNG THƯƠNG

LỜI CẢM ƠN

Luận văn: “Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp tiết kiệm năng cho Công

ty Cổ phần than Mông Dương” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Sau

một thời gian thu thập, nghiên cứu và phân tích tài liệu cũng như số liệu cần

thiết và được sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự góp ý của

bạn bè, đồng nghiệp, sự góp ý của các cán bộ kỹ thuật vận hành tại Công ty Cổ

phần than Mông Dương tôi đã hoàn thành luận văn này.

Tôi xin chân thành cám ơn thầy TS.Trương Huy Hoàng đã hướng dẫn tôi

trong quá trình làm luận văn này; Xin cảm ơn Công ty Cổ phần than Mông

Dương đã tạo điều kiện để luận văn có tính thực tế cao. Trong quá trình viết bài

khó có thể tránh khỏi những sai sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô

giáo cũng như của các bạn tham khảo.

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày ….. tháng ….. năm 2023 Học viên thực hiện Hoàng Thị Thu Hà

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn này là do tôi tự thực hiện và hoàn thiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ. Trương Huy Hoàng, không sao chép của người khác. Các thông tin và kết quả nghiên cứu trong luận văn là do tôi tự thu thập, tìm hiểu và phân tích một cách trung thực, phù hợp với thực tế của Công ty Cổ phần than Mông Dương. Các dữ liệu sử dụng trong luận văn có nguồn gốc và được trích dẫn rõ ràng, theo đúng quy định.

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính trung thực của số liệu và các nội

dung viết trong luận văn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023 Học viên Hoàng Thị Thu Hà

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. 4

DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. 6

DANH MỤC HÌNH VẼ ...................................................................................... 8

MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 10

1. Lý do chọn đề tài:..................................................................................... 10

2. Mục đích nghiên cứu: .............................................................................. 11

3. Nhiệm vụ nghiên cứu:.............................................................................. 11

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ......................................................... 11

5. Phương pháp nghiên cứu: ....................................................................... 11

CHƯƠNG I: SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TRONG CÁC DOANH NGHIỆP KHAI THÁC VÀ ..................................... 13

CHẾ BIẾN THAN ............................................................................................. 13

1.1. Tổng quan về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả .............. 13

1.2. Khái quát về công nghệ sản xuất ..................................................... 13

1.2.1. Nguồn gốc và phân loại than ......................................................... 13

1.2.2. Công nghệ khai thác than .............................................................. 16

1.3. Đặc thù tiêu thụ năng lượng trong các doanh nghiệp khai thác và chế biến than .............................................................................................. 25

1.4. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng tiềm năng trong các doanh nghiệp khai thác và chế biến than ........................................................... 26

1.4.1. Giải pháp về quản lý ..................................................................... 26 1.4.2. Giải pháp về kỹ thuật .................................................................... 28

KẾT LUẬN CHƯƠNG I .................................................................................. 31

CHƯƠNG II – THỰC TRẠNG TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THAN MÔNG DƯƠNG ......................................................... 32

2.1. Một số nét khái quát về Công ty Cổ phần Than Mông Dương ..... 32

2.1.1. Thông tin giới thiệu về Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN ............................................................................................. 32

2.1.2. Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty ................................................. 35

2.1.3. Thời gian vận hành và tình hình sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương ...................................................................................... 35

2.2. Quy trình công nghệ sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương.................. ....................................................................................... 37

2.3. Thực trạng hệ thống tiêu thụ năng lượng của Công ty ................. 39

2.3.1. Phân tích cơ cấu theo dạng năng lượng tiêu thụ ........................... 39

2.3.2. Các hệ thống tiêu thụ năng lượng chính và tiềm năng tiết kiệm năng lượng ................................................................................................... 43

2.3.2.1. Hệ thống cung cấp và phân phối điện năng. ................................ 43

2.3.2.2. Hệ thống máy nén khí .................................................................... 47

2.3.2.3. Hệ thống lò hơi .............................................................................. 51

2.3.2.4. Hệ thống quạt thông gió hầm lò.................................................... 52

2.3.2.5. Hệ thống bơm nước hầm lò ........................................................... 57 2.3.2.6. Hệ thống chiếu sáng ...................................................................... 60

2.4. Hệ thống quản lý năng lượng của Công ty ...................................... 62

2.4.1. Thực trạng vận hành hệ thống quản lý năng lượng ...................... 62

2.4.2. Cơ hội tiết kiệm năng lượng.......................................................... 65

KẾT LUẬN CHƯƠNG II ................................................................................. 67

CHƯƠNG 3 – MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐỀ ... 68

XUẤT CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THAN MÔNG DƯƠNG ..................... 68

3.1. Các giải pháp quản lý ........................................................................ 69

3.1.1. Giải pháp: Xây dựng và triển khai hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001 ........................................................................ 69

3.1.1.1. Ý nghĩa xây dựng và triển khai hệ thống quản lý năng lượng

……………………………………………………………………..…… 69

3.1.1.2. Xây dựng và triển khai hệ thống quản lý năng lượng ISO 50001:2011 ................................................................................................. 72

3.1.2. Giải pháp tuyên truyền nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ................................................................................... 78

3.2. Các giải pháp kỹ thuật ...................................................................... 79

3.2.1. Nâng cao chất lượng và độ tin cậy hệ thống cung cấp, sử dụng điện năng .................................................................................................... 79

3.2.1.2. Giải pháp: Lắp hệ thống lọc sóng hài cho trạm cấp 6kV từ lộ 671

……………………………………………………………………………81

3.2.2. Giải pháp tiết kiệm điện năng cho hệ thống khí nén ................. 89 3.2.2.1. Nâng cao công tác quản lý, bảo trì - bảo dưỡng máy nén khí. Kiểm tra phát hiện và khắc phục các vụ trí rò rỉ khí nén. Sửa chữa các van xả nước ngưng trong trạm khí nén .................................................................. 89

3.2.2.2. Giải pháp: Lắp bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén .... 90

3.2.3. Giải pháp: Lắp bộ đo, kiểm soát oxi dư trong khói thải, tích hợp cùng biến tần điều khiển cho quạt giúp của lò hơi .................................. 93

3.2.4. Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống bơm: Xây dựng thời gian làm việc cho hệ thống bơm 1 cách hợp lý, hạn chế vận hành vào các giờ cao điểm trong ngày ............................................................... 96

3.2.5. Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống chiếu sáng ......... 99

3.2.5.1. Thay thế các bóng đèn huỳnh quang T8, T10 công suất 36-40W bằng bóng Led Tube công suất 14 – 18W ................................................... 99

3.2.5.2. Giải pháp: Thay thế các bóng đèn compact công suất 36-40W bằng các bóng đèn Led Bulb công suất 25-30W ...................................... 101

III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: ................................................................ 104

IV. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: ............................................... 106

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa

Vinacomin-TKV Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam 1

TKNL Tiết kiệm năng lượng 2

MNK Máy nén khí 3

MBA Máy biến áp 4

HTQLNL Hệ thống quản lý năng lượng 5

TOE Ton of Oil Equivalent hay Tấn dầu quy đổi 6

kOE Kilogam of Oil Equivalent hay Kilogam dầu quy đổi 7

kVA Kilo Volt-Ampere – Đơn vị đo Công suất điện 8

kWh Kilowatt giờ điện – Đơn vị năng lượng điện 9

MIN Minimun hay Giá trị nhỏ nhất 10

MAX Maximun hay Giá trị lớn nhất 11

AVE Average hay Giá trị trung bình 12

VNĐ Việt Nam đồng 13

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 14

BCT Bộ Công thương 15

EVN Vietnam Electricity hay Tập đoàn điện lực Việt Nam 16

TT Thông tư 17

QĐ Quyết định 18

M2 Mét vuông chuẩn 18

M3 Mét khối chuẩn 19

SEU 20 Significant Energy Use hay Hộ sử dụng năng lượng đáng kể

CPTK Chi phí tiết kiệm 21

STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa

22 CPĐT Chi phí đầu tư

23 TGHV Thời gian hoàn vốn

24 ĐNTK Điện năng tiết kiệm

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1- 1: Tổng hợp tiềm năng tài nguyên và trữ lượng than toàn quốc ..................... 18

Bảng 1- 2: Thông số kỹ thuật một số loại giàn chống ZRY ........................................... 22

Bảng 1- 3: Đặc tính kỹ thuật của giá thủy lực XDY-1T2/LY ......................................... 23

Bảng 1- 4: Các thành phần sử dụng năng lượng .......................................................... 26

Bảng 2- 1: Các khu vực sử dụng năng lượng và thời gian vận hành của các công đoạn ....................................................................................................................................... 35

Bảng 2- 2: Tổng hợp dữ liệu tiêu thụ năng lượng, nguyên liệu đầu vào và sản lượng đầu ra của Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN ................................ 36

Bảng 2- 3: Bảng tổng hợp dữ liệu sản lượng sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - VINACOMIN qua các tháng trong năm ........................................................ 37

Bảng 2- 4: Thông tin chung về các nguồn năng lượng được sử dụng tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - VINACOMIN ...................................................................... 40

Bảng 2- 5: Chi phí sử dụng năng lượng của Công ty năm 2022...................................40

Bảng 2- 6: Biểu giá điện theo cấp điện áp từ 6kV đến dưới 22kV qua các thời điểm ....................................................................................................................................... 41

Bảng 2- 7: Các thời điểm tính giá điện trong ngày ....................................................... 42

Bảng 2- 8: Bảng thông số kỹ thuật và đơn giá các nguồn năng lượng được sử dụng tại Công ty ........................................................................................................................... 42

Bảng 2- 9: Điện năng tiêu thụ của Công ty giai đoạn 2020 – 2022 ............................ 43

Bảng 2- 10: Bảng thông số kỹ thuật của các MNK trong Công ty ................................ 48

Bảng 2- 11: Bảng thông số vận hành và áp suất làm việc của các máy nén khí .......... 49

Bảng 2- 12: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của quạt thông gió trạm +15 Vũ Môn (lần 1) ........................................................................................ 53

Bảng 2- 13: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của quạt thông gió trạm +15 Vũ Môn (lần 2) ........................................................................................ 54

Bảng 2- 14: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của quạt thông gió hầm lò công suất 30kW ........................................................................................... 56

Bảng 2- 15: Bảng danh mục bơm nước hầm lò của Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin ....................................................................................................... 57

Bảng 2- 16: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của hệ thống bơm nước hầm lò ........................................................................................................... 59

Bảng 2- 17: Bảng thống kê hệ thống chiếu sáng của công ty ...................................... 61

Bảng 3- 1: Bảng tổng hợp một số giải pháp tiết kiệm năng lượng đề xuất cho Công ty ....................................................................................................................................... 68

Bảng 3- 2: Tiêu chí hệ thống quản lý năng lượng ........................................................ 69

Bảng 3- 3: Lộ trình thực hiện mô hình quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011 .................................................................................................................... 74

Bảng 3- 4: Tiềm năng tiết kiệm năng lượng khi áp dụng giải pháp xây dựng hệ thống quản lý năng lượng theo ISO50001 ............................................................................... 78

Bảng 3- 5: Tiềm năng tiết kiệm nhiên liệu khi áp dụng giải pháp đảm bảo an toàn trong hệ thống cung cấp và phân phối điện năng ......................................................... 80

Bảng 3- 6: Báng tiêu chuẩn độ méo sóng hài của hệ thống điện ................................. 84

Bảng 3- 7: Bảng so sánh thực trạng sóng hài tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin so với tiêu chuẩn ....................................................................................... 84

Bảng 3- 8: Tính toán hiệu quả kinh tế của giải pháp lắp đặt bộ lọc sóng hài cho hệ thống cung cấp và phân phối điện năng lộ 671 ............................................................ 88

Bảng 3- 9: Phân tích hiệu quả đầu tư của giải pháp lắp bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén ............................................................................................................. 92

Bảng 3- 10: Phân tích hiệu quả đầu tư của giải pháp lắp bộ đo và kiểm soát Oxi cho lò hơi .............................................................................................................................. 95

Bảng 3- 11: Biểu giá điện áp dụng tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin hiện nay ....................................................................................................... 97

Bảng 3- 12: Bảng phân chia nhu cầu sử dụng điện năng theo các giờ trong ngày .... 98

Bảng 3- 13: Thông số kỹ thuật của bóng huỳnh quang T8 1.2m và đèn Led T8 ........... 99

Bảng 3- 14: So sánh thông số kỹ thuật của bóng Compact 40W và đèn Led Bulb 30W ..................................................................................................................................... 101

Bảng 3- 15: Kết quả tính toán giải pháp Thay thế các bóng đèn compact công suất 36- 40W bằng các bóng đèn Led Bulb công suất 25-30W ................................................. 102

Bảng 3- 16: Bảng tổng hợp các giải pháp tiết kiệm năng lượng được đề xuất ......... 103

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1- 1: Kết cấu giàn chống ZRY .............................................................................. 21

Hình 1- 2: Giá thủy lực di động XDY-1T2/LY ............................................................... 23

Hình 1- 3: Lò chợ cơ giới hóa đồng bộ được hoàn thành lắp đặt tại Công ty cổ phần Than Núi Béo - TKV ...................................................................................................... 25

Hình 1- 4: Pano tuyên truyền sử dụng điện tiết kiệm và hiệu quả ................................ 28

Hình 2- 1: Quá trình khai thác than tại lầm lò ............................................................ 34

Hình 2- 2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN ................................................................................................................ 35

Hình 2- 3: Sơ đồ công nghệ khai thác than dưới hầm lò ........................................... 38

Hình 2- 4: Sơ đồ công nghệ khai thác than lộ thiên ..................................................... 39

Hình 2- 5: Tỷ lệ chi phí tiêu thụ năng lượng của Công ty năm 2022 .......................... 41

Hình 2- 6: Sơ đồ 1 sợi của hệ thống cung cấp điện tại Khu Trung tâm Mông Dương của Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN ........................................... 45

Hình 2- 7: Sơ đồ 1 sợi của hệ thống cung cấp điện tại Khu Bắc Mông Dương của Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN .................................................. 46

Hình 2- 8: Sơ đồ hệ thống khí nén tại Trạm trung tâm của Công ty ........................... 47

Hình 2- 9: Hình ảnh máy nén khí số 1, 3 và 4 .............................................................. 48

Hình 2- 10: Hình ảnh máy nén khí số 2, 5................................................................... 48

Hình 2- 11: Sơ đồ cung cấp điện cho hệ thống khí nén trạm trung tâm trong Công ty ....................................................................................................................................... 49

Hình 2- 12: Hệ thống van xả phía đáy các bình tích được vận hành thủ công ............ 50

Hình 2- 13: Đường ống tổng dẫn nước ngưng của 5 bình tích, ghi nhận tại thời điểm chỉ có khí ra, không thấy có nước ................................................................................. 50

Hình 2- 14: Áp suất của đồng hồ bình tích áp tương ứng với 05 máy nén khí ........... 51

Hình 2- 15: Hình ảnh hệ thống lò hơi và bơm cấp nước cho lò hơi .......................... 51

Hình 2- 16: Biểu đồ đo nhiệt độ gió cấp vào lò và nhiệt độ khói của lò hơi ............. 52

Hình 2- 17: Màn hình điều khiển và giám sát hệ thống quạt thông gió tại trạm Quạt +15 Vũ Môn ................................................................................................................... 52

Hình 2- 18: Hình ảnh biểu đồ các thông số vận hành của hệ thống quạt thông gió hầm lò trạm +15 Vũ Môn .............................................................................................. 53

Hình 2- 19: Dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của hệ thống quạt thông gió dưới hầm lò công suất 30kW .................................................................................................. 55

Hình 2- 20: Biểu đồ đo lường các thông số bơm nước công suất 900kW – hầm lò - 250TT (đo lần 1) ............................................................................................................ 58

Hình 2- 21: Biểu đồ đo lường các thông số bơm nước công suất 900kW – hầm lò - 250TT (đo lần 2) ............................................................................................................ 59

Hình 2- 22: Hình ảnh hệ thống chiếu sáng tại một số khu vực trong Công ty ............. 61

Hình 2- 23: Biểu đồ đánh giá thực trạng hệ thống QLNL tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN ........................................................................................ 62

Hình 3- 1: Đồ thị đánh giá thực trạng quản lý năng lượng tại Công ty ..................... 70

Hình 3- 2: Lộ trình giám sát và xây dựng mục tiêu sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ......................................................................................................................... 72

Hình 3- 3: Nguyên lý hoạt động giám sát và xây dựng mục tiêu sử dụng ................... 73

Hình 3- 4: Mô hình quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011 ................. 74

Hình 3- 5: Sơ đồ nguyên lý chung của một hệ thống biến tần 3 pha ........................... 81

Hình 3- 6: Cầu chỉnh lưu diode trong một biến tần ...................................................... 81

Hình 3- 7: Dạng sóng dòng điện AC đầu vào của biến tần ......................................... 82

Hình 3- 8: Dòng sóng hài qua biến tần ........................................................................ 83

Hình 3- 9: Sơ đồ vị trí lắp đặt bộ lọc sóng hài ............................................................. 87

Hình 3- 10: Sơ đồ mô tả giải pháp lắp thêm bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén ................................................................................................................................. 91

Hình 3- 11: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển cắt Oxi ............................................ 94

Hình 3- 12: Bảng tính toán tổn thất qua khói thải khi % Oxi được kiểm soát tối ưu ... 95

Hình 3- 13: Đồ thị biểu thị công suất tiêu thụ trung bình của công ty theo các giờ làm việc trong ngày .............................................................................................................. 98

Hình 3- 14: Sơ đồ mô tả các phương pháp thay thế đèn huỳnh quang sang đèn Led Tube ............................................................................................................................. 100

MỞ ĐẦU

Năng lượng có vai trò đặc biệt đối với sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước, chính vì vậy, những năm qua, Đảng và Nhà nước đặc biệt coi trọng khâu cải thiện chất lượng sử dụng năng lượng trong chính sách phát triển bền vững ngành năng lượng nói riêng và an ninh năng lượng quốc gia nói chung, coi đó là một thành tố chủ chốt trong phát triển bền vững và nâng cao năng lực cạnh tranh của đất nước. Đặc biệt, việc phê duyệt Chương trình quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả giai đoạn 2019- 2030 (VNEEP 3) với mục tiêu tiết kiệm từ 8 - 10% tổng năng lượng tiêu thụ, tương đương từ 60-80 triệu tấn TOE. Và quan trọng hơn là nâng cao nhận thức, trách nhiệm và thay đổi hành vi, thói quen của mọi cơ quan, tổ chức, cộng đồng và cá nhân trong việc sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả vì sự phát triển bền vững của Việt Nam trong tương lai.

1. Lý do chọn đề tài:

Tiết kiệm năng lượng đang là một trong những vấn đề quan trọng, đang được quan tâm hàng đầu của tất cả các quốc gia trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Năng lượng luôn là yếu tố quyết định đến sự phát triển kinh tế - xã hội và nền văn minh của loài người. Tình trạng lãng phí và sử dụng năng lượng kém hiệu quả ở nước ta hiện nay so với các nước trong khu vực và thế giới là rất cao với nhiều nguyên nhân khác nhau như: quản lý chưa tốt, ý thức của người quản lý và người sử dụng chưa quan tâm đúng mức đến tiết kiệm năng lượng (TKNL), sự lạc hậu của trang thiết bị sử dụng năng lượng và công nghệ sản xuất...

Tiết kiệm năng lượng là xu hướng không thể đảo ngược ở mọi lĩnh vực hoạt động của xã hội. Các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực khai thác và chế biến than luôn là những đơn vị tiêu thụ nhiều năng lượng. Việc giảm chi phí năng lượng trong sản xuất kinh doanh luôn là bài toán cấp thiết, có ý nghĩa kinh tế, xã hội và môi trường

Công ty Cổ phần Than Mông Dương - TKV là một doanh nghiệp hoạt động trong nhiều lĩnh vực như khai thác, sản xuất chế biến và kinh doanh than, khoáng sản, sản xuất cấu kiện kim loại, sửa chữa máy móc thiết bị, sửa chữa các sản phẩm kim loại, gia công cơ khí và xử lý kim loại,.....năm 2021 tiêu thụ đến 36 triệu kWh điện, 912 tấn dầu DO,... chi phí tiền điện mỗi năm rất lớn, là doanh nghiệp tiêu thụ nhiều năng lượng và tổn thất trong khai thác than khá cao nên hiệu quả sản xuất, chế biến than thấp. Vì vậy, việc nghiên cứu áp dụng công nghệ và thiết bị tiết kiệm năng lượng cho Công ty là hết sức cần thiết. Từ những trình bày trên đây, tôi lựa

chọn đề tài: “Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp tiết kiệm năng lượng cho

Công ty Cổ phần Than Mông Dương”.

2. Mục đích nghiên cứu:

Với mong muốn có thể áp dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng điện cho Công ty Cổ phần Than Mông Dương – TKV nói riêng và cho ngành khai thác, chế biến than nói chung. Trên cơ sở thực tế tiến hành khảo sát thực trạng sử dụng năng lượng điện tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương – TKV nhằm tìm ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng điện góp phần giảm chi phí sản xuất, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong công tác khai thác, chế biến sản xuất than.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Khảo sát, đánh giá tình hình vận hành, sử dụng thiết bị tiêu thụ năng

lượng.

- Nghiên cứu giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả trong khai thác, sản

xuất và chế biến than.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng cho thiết bị trong dây chuyền công nghệ khai thác, sản xuất và chế biến than.

Phạm vi nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu các giải pháp sử dụng tiết kiệm năng lượng cho chuyền công nghệ khai thác, sản xuất và chế biến than cho Công ty Cổ phần Than Mông Dương -TKV.

5. Phương pháp nghiên cứu:

Để thực hiện các nội dung nghiên cứu, đánh giá và đề xuất, đề tài sẽ sử dụng

các phương pháp sau:

- Nghiên cứu lý thuyết về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong

doanh nghiệp khai thác và chế biến than

- Phân tích và tổng hợp hiệu quả của tiết kiệm năng lượng trong sản xuất.

- Thu thập các số liệu, tài liệu và quan sát thực tiễn.

- Đề xuất một số giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho

Công ty

II. NỘI DUNG:

Luận văn bao gồm: Phần mở đầu, kết luận, phụ lục, danh mục tài liệu tham

khảo và nội dung của đề tài có 03 chương sau:

Chương 1: Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong các doanh nghiệp

khai thác và chế biến than

Chương 2: Phân tích hệ thống tiêu thụ năng lượng của Công ty Cổ phần Than

Mông Dương - TKV và tiềm năng tiết kiệm năng lượng

Chương 3: Một số giải pháp tiết kiệm năng lượng đề xuất cho Công ty Cổ phần

Than Mông Dương -TKV

CHƯƠNG I: SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ HIỆU QUẢ TRONG CÁC DOANH NGHIỆP KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN THAN

1.1. Tổng quan về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Năng lượng: bao gồm nhiên liệu, điện năng, nhiệt năng thu được trực tiếp hoặc thông qua chế biến từ các nguồn tài nguyên năng lượng không tái tạo và tái tạo. Năng lượng là nguồn động lực duy trì sự tồn tại và phát triển của tất cả các ngành kinh tế. Do đó, năng lượng nói chung luôn đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong đời sống chúng ta và quá trình sản xuất, sự khan hiếm và thiếu hụt năng lượng là một trong những nguyên nhân lớn làm hạn chế việc nâng cao chất lượng cuộc sống và kìm hãm sự phát triển kinh tế xã hội.

Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả: là việc áp dụng các biện pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm tổn thất, giảm mức tiêu thụ năng lượng của phương tiện, thiết bị mà vẫn bảo đảm nhu cầu, mục tiêu đặt ra đối với quá trình sản xuất và đời sống.

(Nguồn: Luật “Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” số 50/2010/QH12

ngày 17/6/2010)

- Sử dụng năng lượng tiết kiệm nghĩa là: sử dụng năng lượng không lãng phí, sử dụng những thiết bị ít tiêu hao năng lượng, hạn chế tối đa việc tiêu thụ năng lượng không cần thiết, không đúng cách (ví dụ: tắt thiết bị điện khi không có nhu cầu sử dụng, tắt bớt đèn chiếu sáng khi không cần thiết,...).

- Sử dụng năng lượng hiệu quả nghĩa là: sử dụng phù hợp với mục đích, giảm mức tiêu thụ năng lượng cho cùng một nhu cầu, một công việc hoặc một đơn vị sản phẩm song vẫn đạt nục đích sử dụng (ví dụ: để chiếu sáng, dùng 1 bóng đèn huỳnh quang Compact công suất 20W thay cho 1 bóng đèn sợi đốt có công suất 80-100 W đã giảm được 80% điện năng mà vẫn đảm bảo độ chiếu sáng như nhau, ...).

Một cách khái quát nhất, sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả là sử dụng hết ít năng lượng nhất mà vẫn đạt được kết quả như yêu cầu hoặc đạt được sự mong muốn của công việc. Bằng việc tiết kiệm năng lượng, nâng hiệu quả sử dụng năng lượng, các cá nhân, hộ gia đình, tập thể cơ quan, đơn vị doanh nghiệp sẽ tiết kiệm được chi phí, đồng thời góp phần tiết kiệm được tài nguyên của đất nước, bảo vệ môi trường

1.2. Khái quát về công nghệ sản xuất

1.2.1. Nguồn gốc và phân loại than

Than có nguồn gốc sinh hóa từ quá trình trầm tích thực vật trong các đầm lầy cổ các đây hàng trăm triệu năm. Khi các lớp trầm tích bị chôn vùi, do sự gia tăng nhiệt độ, áp suất, cộng với điều kiện thiếu oxy nên thực vật (thực vật chứa một lượng lớn cellulose, hợp chất chứa C, O, H) chỉ bị phân hủy một phần. Dần dần,

hydro và oxy tách ra dưới dạng khí, để lại khối chất giàu cacbon là than. Sự hình thành than là một quá trình lâu dài và phải trải qua hàng chuỗi các bước. Ở từng giai đoạn và tùy thuộc từng điều kiện (nhiệt độ, áp suất, thời gian v.v..) hình thành các dạng than khác nhau tuỳ theo hàm lượng cacbon tích lũy.

Căn cứ vào khả năng sinh nhiệt, hàm lượng cacbon và độ tro, người ta phân thành nhiều loại than. Mỗi loại than có những ưu, nhược điểm riêng và nhìn chung, không thể thay thế cho nhau được.

Trong cơ cấu sử dụng năng lượng, than được coi là nguồn năng lượng truyền thống và cơ bản. Than được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và đời sống. Trước đây, than được dùng làm nhiên liệu trong các máy hơi nước, đầu máy xe lửa; sau đó, than được dùng làm nhiên liệu trong các nhà máy nhiệt điện, than được cốc hoá làm nhiên liệu cho ngành luyện kim. Gần đây, nhờ sự phát triển của công nghiệp hoá học, than được sử dụng như là nguồn nguyên liệu để sản xuất ra nhiều loại dược phẩm, chất dẻo, sợi,...

Trữ lượng than trên toàn thế giới cao hơn gấp nhiều lần trữ lượng dầu mỏ và khí đốt. Người ta ước tính có trên 10 nghìn tỷ tấn, trong đó trữ lượng có thể khai thác là 3.000 tỷ tấn mà 3/4 là than đá. Than tập trung chủ yếu ở Bắc bán cầu, trong đó đến 4/5 thuộc về Trung Quốc (tập trung ở phía Bắc và Đông Bắc), Hoa Kỳ (chủ yếu ở các bang miền Tây), LB Nga (vùng Ekibát và Xibêri), Ucraina (vùng Đônbat), CHLB Đức, Ấn Độ, Australia (ở hai bang Queensland và New South Wales), Ba Lan....

Phụ thuộc vào khả năng sinh nhiệt, hàm lượng cacbon và độ tro, người ta phân thành nhiều loại than. Mỗi loại than có những ưu, nhược điểm riêng và nhìn chung, không thể thay thế cho nhau được.

Than nâu hay còn gọi là than non là loại đá trầm tích có màu nâu có thể đốt cháy được, chúng được thành tạo từ quá trình nén cố kết than bùn một cách tự nhiên. Nó là một khối đặc hay xốp, màu nâu, hiếm có màu đen hoàn toàn, thường không có ánh. Than nâu có độ cứng kém, khả năng sinh nhiệt tương đối ít, chứa nhiều tro (đôi khi đến 40%), độ ẩm cao (35%) và có lưu huỳnh (1- 2%), mức độ biến chất thấp. Khi để lâu ngày thành đống, than bị ôxi hoá, vụn ra thành bột, sinh nhiệt làm cho than tự bốc cháy. Tính chất này gây khó khăn nhiều cho việc bảo quản. Do khả năng sinh nhiệt thấp nên than nâu ít khi được vận chuyển xa, thường sử dụng trong nhiệt điện, cho sinh hoạt, hoặc biến than thành nhiên liệu dạng khí.

Than bán bitum là loại than có mức độ biến chất ở giữa than nâu (lignite) và than mỡ (than bitum), màu nâu sẫm đến đen, mềm và xốp, sáng màu đen tuyền, 14

cứng, có độ ẩm khoảng 30%, nhiệt trị từ 4,6 – 6,4 ngàn kcal/kg. Than bán bitum chủ yếu dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện lò hơi.

Than mỡ (than bitum) là một loại than tương đối mềm chứa chất giống như hắc ín hay nhựa đường. Loại than này có chất lượng cao hơn than nâu nhưng thấp hơn than antraxit. Chúng được hình thành từ quá trình bị nén ép của than nâu, là loại than đá có mức độ hoá than nhất định (ở giai đoạn gần giữa của quá trình biến chất than) thường có màu đen, hiếm hơn là màu đen hơi nâu, có ánh mờ, giòn; khối lượng riêng 1,15 - 1,25 g/cm3; độ ẩm 0,5 - 1,5%; chất bốc 20 - 35%; cacbon (cháy) 85 - 88%; hyđro 4,9 - 5,5%; nhiệt trị 8.400 - 8.600 kcal/kg. Có nhiều loại than mỡ khác nhau tuỳ thuộc vào các thuộc tính của chúng. Khi đem nung không đưa không khí vào đến 900- 1.100°C, than sẽ bị thiêu kết thành một loại cốc rắn chắc và xốp, dùng cho luyện kim. Ngoài ra than mỡ còn dùng để chế các hiđrocacbon thơm cho công nghiệp hóa học.

Than đá là một dạng nhiên liệu hóa thạch được tạo nên sự biến đổi của những thực vật bị chôn vùi dưới lòng đất. Các loài thực vật này sẽ trải qua nhiều giai đoạn biến đổi để chuyển từ than bùn sang than nâu (hay còn gọi là than non). Sau đó, than non sẽ trở thành than bán bitum rồi thành than bitum hoàn chỉnh. Kết quả cuối cùng của quá trình này là than đá được hình thành. Than đá thường có màu đen, hiếm hơn là màu đen hơi nâu, có ánh mờ. Than đá rất giòn. Có nhiều loại than đá khác nhau tuỳ thuộc vào các thuộc tính của chúng. Khi đem nung không đưa không khí vào (đến 900- 1100°C), than sẽ bị thiêu kết thành một loại cốc rắn chắc và xốp. Than gầy (hay nửa antraxit) hoàn toàn không bị thiêu kết, không thành cốc, mà có dạng bột, mức độ biến chất cao nhất cùng với antraxit. Than gầy được dùng chủ yếu làm nhiên liệu nồi hơi và cho các nhà máy nhiệt điện.

Than antraxit là một loại than đá cứng, ít tạp chất và có hàm lượng carbon và năng lượng cao nhất trong tất cả các loại than. Trong vật lý, than antraxit mang đặc điểm giòn, cứng, có độ bền cao. Ngoài ra, loại than này ít biến đổi hay bị tác động khi gặp các chất hóa học. Theo nhiều nghiên cứu, than antraxit là trầm tích trong các đầm lầy hình thành từ thời tiền sử khi các loại thực vật bị chết dưới nước và không thể phân hủy trong không khí. Những thực vật này trải qua thời gian dài sẽ bị các bồi tích dần bao phủ.

Dưới nhiều tác động từ bên ngoài như áp suất, nhiệt độ… quá trình chuyển hóa thành than hình thành dần. Ban đầu sẽ là than bùn đến than nâu (tồn tại từ 2,5 – 56 triệu năm), than cứng (hình thành cách ngày nay 360 – 290 năm). Kết quả hình thành than antraxit là khi chúng chịu tác động của áp suất liên tục tăng cao trong

một thời gian rất dài và liên tục. Than antraxit có màu đen, ánh kim, đôi khi có ánh ngũ sắc. Đây là loại than không có ngọn lửa, cháy khó và cần thông gió mạnh mới cháy được. Nó có khả năng sinh nhiệt lớn hơn mọi loại than khác nên được dùng chủ yếu làm nhiên liệu nhiệt lượng cao. Than không tự bốc cháy nên có thể để chất đống lâu ngày, có độ bền cơ học cao, không bị vỡ vụn trong khi chuyên chở. Ngoài ra còn có một số loại than khác (như than bùn...), song giá trị kinh tế thấp.

Than bùn được tạo thành từ xác các loài thực vật khác nhau. Xác thực vật được tích tụ lại, được đất vùi lấp và chịu tác động của điều kiện ngập nước trong nhiều năm. Với điều kiện phân huỷ yếm khí các xác thực vật được chuyển thành than bùn. Trong than bùn có hàm lượng chất vô cơ là 18 – 24%, phần còn lại là các chất hữu cơ. Theo số liệu điều tra của các nhà khoa học, trên thế giới trữ lượng than bùn có khoảng 300 tỷ tấn, chiếm 1,5% diện tích bề mặt quả đất. Than bùn được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế khác nhau. Trong nông nghiệp than bùn được sử dụng để làm phân bón và tăng chất hữu cơ cho đất.

1.2.2. Công nghệ khai thác than

a. Công nghệ khai thác

Công nghiệp khai thác than xuất hiện tương đối sớm và được phát triển mạnh từ nửa sau thế kỉ XIX. Công nghệ khai thác than chủ yếu hiện nay là công nghệ khai thác lộ thiên và công nghệ khai thác hầm lò, trong đó công nghệ khai thác lộ thiên gây nhiều tác động tới môi trường, nhất là phá hủy bề mặt, cảnh quan, chất thải rắn, bồi lấp sông suối trong khu vực. Có hai phương pháp khai thác than chủ yếu là khai thác lộ thiên (trên bề mặt) và khai thác hầm lò (dưới hầm mỏ sâu).

Quá trình khai thác than lộ thiên gồm 3 giai đoạn là bóc đất đá, khai thác than và sàng tuyển than, trong đó: bóc đất đá gồm các công đoạn: khoan, nổ mìn, bốc xúc, vận chuyển, đổ thải đất đá; khai thác than gồm các công đoạn: khấu than, vận chuyển than nguyên khai về bãi hoặc nhà máy sàng tuyển; sàng tuyển than gồm các công đoạn: sàng than, tuyển than, lưu kho và vận chuyển than tiêu thụ.

Quá trình khai thác than hầm lò cũng gồm 3 giai đoạn là đào lò chuẩn bị, khai thác than và sàng tuyển than, trong đó: đào lò chuẩn bị gồm các công đoạn: khoan, nổ mìn, bốc xúc, vận chuyển, đổ thải đất đá nếu đào lò ngoài vỉa than, còn nếu đào lò trong vỉa than thì là vận chuyển than. Còn 2 giai đoạn sau cũng gồm các công đoạn như khai thác lộ thiên.

 Khai thác than hầm lò:

Việc khai thác than hầm lò (dưới các hầm mỏ sâu trong lòng đất) lại khá nguy hiểm, xác suất rủi ro cao. Ở Mĩ, trong suốt thế kỷ 20 đã có hơn 90.000 người thợ mỏ chết vì các tai nạn hầm mỏ, và thường các công nhân hầm mỏ đều có nguy cơ cao về bệnh ung thư và nám phổi. Đã xảy ra nhiều vụ tai nạn nghiêm trọng trong hầm lò như sập lò, cháy lò, nổ lò, bục nước gây ngập lò, bục khí gây ngạt khí, cháy nổ, v.v. làm chết từ hàng chục đến hàng trăm người chết trong một vụ. Việc khai thác hầm lò cũng gây ra một số tác động xấu tới môi trường như phát thải khí mêtan, thải nước mỏ có chứa axít, kim loại nặng, gây ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Trong công nghệ khai thác than hầm lò, tuy rằng nó tiết kiệm được sức lực nhân công và thời gian, nhưng cũng phải trải qua nhiều giai đoạn. Quá trình này bao gồm kiểm tra lò chợ, mở vỉa, chuẩn bị ruộng than, sau đó nạp nổ mìn, thông gió từ đó khấu than và di chuyển chúng lên mặt đất, bên cạnh đó còn nhiều vấn đề phát sinh khác giải quyết đồng thời…. Nói nôm na rằng, việc khai thác cần phải chuẩn bị và cần được thực hiện trong một khu vực nhất định. Và tùy vào từng khu vực khác nhau sẽ có quy trình công nghệ khác nhau.

Quy trình công nghệ khai thác than công nghiệp hầm lò sẽ bao gồm các bước chính và nhiều bước phụ. Bước chính sẽ gồm có: tách than ra khỏi khối nguyên thể ban đầu, sau đó phá vỡ than theo kích thước mong muốn, xúc bốc và vận chuyển than sang khu vực khác, cuối cùng là chống giữ và điều khiển tốt áp lực mỏ…. Các bước phụ kèm theo sẽ trang bị các vật liệu máy móc cần thiết, phục vụ cho quá trình khai thác…

 Khai thác lộ thiên:

Khai thác than hầm lò được thực hiện qua nhiều bước, từ khâu kiểm tra, khoan nổ mìn, sau đó tiến hành thông gió lò trước khi khai thác đảm bảo không khí lưu thông trong lò, thực hiện các biện pháp kỹ thuật khai thác, chống đỡ để an toàn cho người lao động, sau đó mới tiến hành khai thác. Các chu trình sẽ lặp lại đối với khu vực mới khi khu vực trước đó khai thác xong.

Việc khai thác lộ thiên có nhiều ưu điểm so với khai thác hầm lò như ít tốn kém hơn, an toàn hơn cho người thợ mỏ và nói chung, cho phép khai thác than triệt để hơn, tức ít tổn thất than hơn. Tuy nhiên, khai thác lộ thiên lại gây ra vấn đề môi trường trên bề mặt như nó "xóa sổ" hoàn toàn thảm thực vật và lớp đất mặt, làm gia tăng xói mòn đất cũng như làm mất đi nơi trú ngụ của nhiều loài sinh vật, thải ra khối lượng lớn chất thải rắn, gây ra nhiều bụi, tiếng ồn làm ô

nhiễm không khí. Hơn nữa, nước thoát ra từ những mỏ này chứa axit và các khoáng độc, gây ô nhiễm nước, ô nhiễm đất.

Sản lượng than khai thác được rất khác nhau giữa các thời kì, giữa các khu vực và các quốc gia, song nhìn chung, có xu hướng tăng lên về số lượng tuyệt đối. Trong vòng 50 năm qua, tốc độ tăng trung bình là 5,4%/năm, cao nhất vào thời kì 1950 - 1980 đạt 7%/năm. Từ đầu thập kỉ 90 của thế kỷ trước đến nay, mức tăng giảm xuống chỉ còn 1,5%/năm. Mặc dù việc khai thác và sử dụng than có thể gây hậu quả xấu đến môi trường (đất, nước, không khí...), song nhu cầu than không vì thế mà giảm đi.

Tổng tài nguyên than của Việt Nam (bao gồm tài nguyên than bể than Đông Bắc, Bể than đồng bằng sông Hồng - khối nâng Khoái Châu-Tiền Hải và các mỏ vùng Nội địa và các mỏ than bùn) là 48.877.952 ngàn tấn. Trong đó tổng trữ lượng và tài nguyên có mức độ thăm dò cấp chắc chắn và tin cậy là 3.558.822 ngàn tấn chiếm 7,3%. Tổng tài nguyên dự tính và dự báo là 45.319.130 ngàn tấn chiếm 92,7%. Cụ thể như sau:

Bảng 1- 1: Tổng hợp tiềm năng tài nguyên và trữ lượng than toàn quốc

(Nguồn: Giáo trình năng lượng và môi trường – PGS.TS Nguyễn Cảnh Nam – Trường ĐH Điện lực)

(Đơn vị: 1000 tấn)

Tài nguyên

Khu vực

Tổng số Trữ lượng

Tin cậy Dự tính

Dự báo

Chắc chắn

Bể than Đông Bắc 6.287.077 2.218.617

109.452 394.958 1.585.050 1.979.000

42.010.804

0 524.871

954.588 40.531.345

Bể than Đồng bằng Sông Hồng

Than nội địa

206.255

41.741

51.559

73.967

32.345

6.643

Than địa phương

37.434

10.238

8.240

18.956

Than bùn

336.382

0 133.419

106.611

96.352

Tổng cộng

48.877.952 2.260.358

161.011 1.137.453 2.686.834 42.632.296

Sản lượng than hàng năm hiện nay của Việt Nam đạt trên 40 triệu tấn. Trước đây khai thác chủ yếu ở các mỏ than lộ thiên, chiếm đến 65-70% tổng sản lượng than. Đến nay, các mỏ than lộ thiên đã gần hết trữ lượng và phải xuống sâu, phải chuyển sang khai thác bằng hầm lò là chính, đến năm 2013 tỉ lệ than khai thác hầm lò đã đạt trên 50%. Các hầm lò đã xuống độ sâu dưới mức -300 đến -400m (so với

mực nước biển), điều kiện khai thác và môi trường khai thác ở đây hết sức khắc nghiệt, nguy hiểm, khó khăn và phức tạp.

Trong khi đó để đáp ứng nhu cầu than của nền kinh tế ngày càng gia tăng Quy hoạch phát triển ngành than đến năm 2020, có xét triển vọng đến năm 2030 đã hoạch định sản lượng than nguyên khai như sau (triệu tấn): năm 2015: 64,6; năm 2020: 71,9; năm 2025: 80,3 và năm 2030: 87,3; trong đó riêng vùng Đông Bắc: năm 2015: 59,3; năm 2020: 64,6; năm 2025: 69,9 và năm 2030: 66,6.

Để khai thác được mức sản lượng than nêu trên, ở các mỏ lộ thiên cần phải bóc và đổ thải tổng cộng 6.386,874 triệu m3 đất đá và phân theo các vùng như sau: Cẩm Phả 5.541,867 triệu m3; Hòn Gai 280,313 triệu m3; Uông Bí 193,601 triệu m3; Nội Địa 371,094 triệu m3. Ngoài ra, ở các mỏ than hầm lò hàng năm phải đào bình quân từ 350 đến 400 ngàn m lò và đổ thải ra ngoài một khối lượng đất đá đáng kể.

Giữa năm 2020, TKV đưa 2 lò chợ CGH hạng nhẹ vào áp dụng thử nghiệm tại khu lò chợ VM-L(7)-1 mức -250/-100 vỉa 7 khu Vũ Môn thuộc Công ty Cổ phần Than Mông Dương và khu lò chợ I-11-5 mức -320/-295 vỉa 11 khu Khe Chàm I thuộc Công ty Than Hạ Long. Theo đánh giá của Viện Khoa học công nghiệp mỏ, đến nay sau gần 1 năm đưa vào hoạt động, hệ thống giàn chống của lò chợ CGH hạng nhẹ có ưu thế về trọng lượng và kích thước nhỏ, cho phép vận chuyển qua các đường lò có diện tích sử dụng nhỏ nhất đến 8,5m2. Công tác vận chuyển, lắp đặt thuận lợi hơn.

Cụ thể như tại Công ty Than Hạ Long chỉ mất 18 ngày hoàn thiện khâu vận chuyển, lắp đặt. Còn đối với lò chợ ở Than Mông Dương thời gian lắp đặt mất 25 ngày (bằng 2/3 thời gian vận chuyển, lắp đặt các tổ hợp CGH trung bình và nặng đã áp dụng tại các mỏ thuộc TKV). Sản lượng khai thác than của 2 lò chợ đạt khoảng 300.000 tấn/năm. Năng suất lao động tăng 1,5-2 lần so với công nghệ cũ.

Việc đưa 2 lò chợ này vào hoạt động đã giúp các mỏ giảm giá thành khai thác 20% so với khấu than bằng khoan nổ mìn; giảm từ 35-40% so với khai thác bằng các lò chợ cột thủy lực đơn. Đặc biệt, hệ số an toàn đạt gần như tuyệt đối. Việc áp dụng thành công 2 lò chợ CGH trên rất phù hợp với điều kiện địa chất của TKV, mở ra triển vọng nhân rộng áp dụng cho các mỏ thuộc TKV trong thời gian tới.

Trong điều kiện khai thác than ngày càng xuống sâu, tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn, chi phí sản xuất tăng, việc áp dụng công nghệ khai thác CGH đồng bộ hạng nhẹ và các sơ đồ công nghệ CGH, bán CGH đào lò mẫu là chủ trương quan trọng và cấp thiết của TKV. Đây là “đòn bẩy” giúp các đơn vị thực hiện mục tiêu tăng

năng suất lao động, đảm bảo an toàn và cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động.

Để tạo sự đồng bộ với công nghệ khai thác, TKV còn chú trọng việc áp dụng sơ đồ công nghệ đào lò mẫu. Điển hình như sử dụng công nghệ máy combai hạng nhẹ EBH 45 (Công ty CP Than Vàng Danh); máy xúc mini lật hông (Công ty Than Uông Bí); sử dụng xe khoan 2 cần kết hợp máy xúc đào lò đá (Công ty Than Dương Huy, Công ty Than Mông Dương)… Trong quá trình triển khai, các đơn vị đã thực hiện an toàn, không xảy ra tai nạn lao động, các dây chuyền CGH đào lò mẫu và bán CGH đào lò mẫu đều có giá thành thấp hơn 20-30% so với công nghệ thủ công trong cùng điều kiện. Công nghệ đã đạt một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tốt, công suất và năng suất lao động tương đối cao, dần đạt thiết kế.

Công nghệ cơ giới hoá đồng bộ có thu hồi than nóc công suất 600.000 tấn/năm, khấu than trong lò chợ bằng máy khấu MG-150/375WD, chống giữ khoảng không khai thác bằng giàn chống ZFY 5000/16/28 (ZFG 6200/17/30).

Công nghệ cơ giới hoá đồng bộ không thu hồi than nóc công suất 400.000 tấn/năm, khấu than trong lò chợ bằng máy khấu MG-150/375W, chống giữ khoảng không khai thác bằng giàn chống tự hành ZZ(ZT)- 3200/16/26.

Công nghệ khai thác sử dụng giàn mềm ZRY. Bản chất của sơ đồ công nghệ này là khấu than bằng khoan nổ mìn trên tuyến gương lò chợ xiên chéo một góc nhất định (tùy thuộc vào góc dốc vỉa than) so với phương vỉa, dưới một hệ thống giàn chống đặc biệt. Giàn chống này có khung được làm bằng các vì chống kim loại (thép chữ I hoặc thép lòng mo SVP) liên kết “mềm” với nhau bằng cáp thép. Giàn chống mềm được lắp đặt tại lò thượng khởi điểm đào chéo góc so với phương và hướng dốc của vỉa, tạo thành tuyến gương lò chợ xiên chéo có góc dốc so với phương nằm ngang từ 25÷300. Trong quá trình khai thác, công nhân làm việc phía dưới giàn chống, thực hiện các thao tác khoan nổ mìn, đào lò lấy than. Than nổ ra dưới giàn tự trượt trên máng kim loại xuống các phỗng tháo than phía chân lò chợ. Cuối mỗi chu kỳ khai thác, giàn chống được điều khiển tự trượt theo hướng dốc dưới áp lực của đá phá hỏa và tự trọng của giàn chống, với khoảng cách dịch chuyển bằng tiến độ khấu gương. Sau một số chu kỳ khai thác sẽ tiến hành tháo thu hồi bớt một số giàn chống ở phía chân lò chợ và chuyển lên lắp đặt bổ sung phía lò dọc vỉa thông gió.

Hình 1- 1: Kết cấu giàn chống ZRY

Giàn chống mềm mã hiệu ZRY có hệ thống điều khiển bằng thủy lực, mỗi bộ giàn chống này cấu tạo gồm: xà dẫn hướng (1) liên kết với xà nóc bằng chốt quay, trượt trên vách vỉa khi di chuyển giàn; xà nóc (xà chính) (2) được liên kết với xà dẫn hướng (liên kết chốt quay) và xà che chắn (liên kết chốt cứng); xà che chắn (3) liên kết với xà nóc (liên kết chốt cứng) và xà đuôi (liên kết chốt quay); xà đuôi (4) liên kết với xà che chắn bằng chốt quay để có thể điều khiển xà đuôi thẳng với xà che chắn hoặc gập lại. Piston điều khiển xà đuôi (5) có một đầu liên kết với xà che chắn và một đầu liên kết với xà đuôi được điều khiển bằng tay hoặc hệ thống thủy lực; hệ thống thủy lực điều khiển piston xà đuôi là hệ thống tuần hoàn, mỗi cụm tay điều khiển có 3 cần để điều khiển xà đuôi của 3 vì chống liền kề.

Nguyên lý làm việc của giàn chống ZRY như sau: Mỗi vì chống được lắp đặt sao cho một đầu của vì chống là xà dẫn hướng (1) bám vách, đầu còn lại là xà đuôi (4) chống trực tiếp xuống trụ vỉa tạo thành 2 điểm chống cơ bản của mỗi vì chống. Vì chống được căn chỉnh sao cho đoạn xà nóc (2) luôn ở trạng thái nằm ngang, chiều cao khoảng không gian làm việc phía dưới giàn chống được duy trì từ 1,6÷1,8 m. Dọc theo chiều dài lò chợ với góc dốc từ 25÷280, các vì chống được lắp đặt cách nhau 0,3÷0,5 m và được liên kết chắc chắn với nhau bằng kết cấu xích hoặc khớp bản lề tạo thành hệ thống giàn chống mềm dọc chiều dài lò chợ. Khi lắp đặt giàn chống sẽ tiến hành trải lưới thép bao phủ phía trên giàn chống để ngăn đất đá rơi vào khoảng không gian làm việc bên dưới. Quá trình khai thác được thực hiện bằng việc khoan nổ mìn khấu gương thành từng lớp với tiến độ 0,8 m. Sau khi khấu than, giàn chống được điều khiển dịch chuyển xuống phía dưới với bước di chuyển tương ứng với tiến độ khấu.

Bảng 1- 2: Thông số kỹ thuật một số loại giàn chống ZRY

Đơn vị

1 Chiều dài xà chính (xà nóc) 2 Chiều dài xà che chắn 3 Chiều dài xà đuôi 4 Chiều rộng 1 vì chống 5 Khoảng cách tâm 2 vì chống liền kề

Đặc tính kỹ thuật

Giá trị ZRY20/30L ZRY16/25L ZRY36/45L 1170 550 1200 320 350

1250 850 1200 320 350

1942 950 1200 320 350

mm mm mm mm mm

6 Hình thức liên kết giữa các vì chống 7 Chiều cao chống giữ của giàn 8 Chiều dày vỉa áp dụng phù hợp 9 Góc dốc vỉa

Liên kết xích Liên kết xích Liên kết xích 1600÷2500 2000÷3000 1600÷2500 2000÷3000 ≥45 ≥45

3600÷4500 3600÷4500 ≥45

mm mm độ

nhau

Công nghệ khai thác than bằng khoan nổ mìn kết hợp với thủ công, chống giữ khoảng không gian đã khai thác bằng giá thủy lực di động liên kết bằng xích ZH1800/16/24/ZL, thu hồi than nóc.

Công nghệ khai thác than bằng khoan nổ mìn kết hợp với thủ công, chống giữ khoảng

không gian đã khai thác bằng cột thủy lực đơn kết hợp với xà ma sát HDJB – 1200

Công nghệ khai thác sử dụng giá ZH. Công nghệ khai thác cột dài theo phương, chống giữ lò chợ bằng giá khung thủy lực di động loại chỉnh thể ZH1600/16/24F, khấu gương bằng khoan nổ mìn, điều khiển đá vách bằng phương pháp phá hỏa toàn phần. Công nghệ này áp dụng để khai thác các khu vực vỉa dày trung bình đến dày, góc dốc đến 350 đối với giá khung chỉnh thể, đá vách thuộc loại dễ sập đổ.

Giá khung thủy lực di động ZH là thiết bị chống đỡ loại nhẹ, đây là dạng vì chống tổ hợp, nằm giữa vì chống đơn chiếc và vì chống tự hành. Về hình dạng, giá khung thủy lực di động ZH cơ bản giống với giá XDY cũ mà các mỏ hầm lò đã áp dụng nhiều năm về trước. Về kết cấu, giá ZH gồm hai phần là xà nóc và cột chống thủy lực.

Theo thiết kế, giá chống thủy lực di động dạng khung ZH có thể áp dụng ở các lò chợ có chiều cao khấu than tối thiểu là 1,6m và tối đa là 2,4m. Chiều rộng của mỗi giá chống là 0,96m và chiều dài là 2,9m.

* Công nghệ khai thác sử dụng giá XDY, công nghệ này sử dụng cột thủy lực

đơn chống giữ giá. Mỗi giá gồm 2 xà và 4 cột thủy lực đơn.

Bảng 1- 3: Đặc tính kỹ thuật của giá thủy lực XDY-1T2/LY

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Trị số

1 Chiều cao tối đa mm 2460

2 Chiều cao tối thiểu mm 1760

3 Hành trình pít tông mm 750

4 Chiều rộng giá mm 680

5 Chiều dài giá mm 2260

6 Bước tiến của dầm tiến gương mm 800

7 Tải trọng làm việc KN 1200

8 Áp suất bơm MPa 20

9 Đường kính xi lanh mm 100

10 Trọng lượng ( kể cả cột) kg 850

11 Diện tích đế cột cm2 380 (22cm)

Hình 1- 2: Giá thủy lực di động XDY-1T2/LY

Công nghệ khai thác sử dụng cột TLĐ + Xà khớp. Việc khai thác trong mỗi phân tầng được tiến hành bằng cách mở lò khởi điểm ở biên giới và xuyên từ vách sang trụ hoặc từ trụ sang vách, sau đó khấu lò chợ theo phương vỉa. Công tác khai thác được tiến hành lần lượt tại từng phân tầng theo thứ tự từ trên xuống. Trong mỗi phân tầng, khâu chống lò chợ với chiều cao theo độ dày vỉa, sau đó tiến hành hạ trần thu hồi lớp than giữa các lớp khấu. Than khai thác từ lò chợ qua lò dọc vỉa phân tầng sử dụng máng cào vận chuyển tới goong, kéo đổ vào bunke chứa và được băng tải chuyển lên mặt bằng. Gương khai thác được bố trí ngang nghiêng một góc

15  20 so với mặt phẳng nằm ngang.

Trong quá trình khai thác than sẽ có những tổn thất tài nguyên không thể khai thác được. Với các mỏ lộ thiên, đó là tỷ lệ than lẫn trong đất đá thải mỏ. Với các mỏ hầm lò, đó là các trụ bảo vệ, các phần vỉa mỏng, các khu vực có địa chất phức

tạp, phay phá bị vò nhàu trong quá trình dịch chuyển. Đó là các khu vực khó có thể khai thác trong điều kiện kỹ thuật, công nghệ còn hạn chế. Đến nay, tỷ lệ tổn thất khai thác than trong các mỏ hầm lò đã giảm xuống dưới 20%.

Trong khai thác và chế biến thán các loại năng lượng phục vụ sản xuất chủ yếu là điện năng, dầu diesel và xăng. Trong đó ứng với mỗi mục đích khác nhau sẽ sử dụng các loại năng lượng tương ứng. Riêng với các đơn vị khai thác hầm lò là chính thì tỷ lệ sử dụng nhiên liệu là điện năng chiếm tỷ lệ lớn phục vụ các thiết bị như bơm nước, quạt gió, băng tải, máng cào, tời trục, chiếu sáng, phục vụ. Dầu diesel sử dụng phục vụ cho các phương tiện vận tải than, vật tư, đất đá thải, máy xúc, máy gạt,…. Nhiên liệu xăng được sử dụng phục vụ cho các phương tiện xe văn phòng.

b. Công nghệ đào lò

Hiện nay, để đào lò chuẩn bị một số đơn vị áp dụng loại hình công nghệ đào

chống lò là khoan nổ mìn, xúc bốc chống giữ bằng các loại khung chống lắp ghép.

- Công tác khoan nổ mìn: Trong các đường lò đào trong than chủ yếu sử dụng khoan khí nén cầm tay YT-27 của Trung Quốc. Thuốc nổ sử dụng trong đào lò chủ yếu là loại AH1 và NTLT (nhũ tương lò than) sản suất tại Việt Nam.

- Công tác bốc xúc: Than, đá ở gương đào lò sau khi nổ mìn chủ yếu được xúc thủ công đổ vào máng trượt đối với đào lò thượng và lên máng cào và xe goòng đối với các đường lò bằng và hạ.

- Công tác chống lò: Các đường lò chủ yếu được chống giữ bằng các loại khung chống lắp ghép và công tác lắp dựng vì chống yếu thực hiện thủ công. Vật liệu chống ở các đường lò dọc vỉa chính là thép SVP-27; 22 với tiết diện đào < 16 m2, chèn lò bằng tấm chèn bê tông cốt thép, bước chống từ 0,7  0,8 m/vì. Ở các đường lò dọc vỉa phân tầng, phỗng rót than, các lò song song... là thép SVP 17; 22 có tiết diện đào từ 6  12 m2 và chống bằng vì chống gỗ có tiết diện đào nhỏ hơn 6 m2; chèn lò bằng tấm chèn bê tông, tấm chèn thép hoặc chèn gỗ.

Công nghệ đào lò bằng khoan nổ mìn, chống giữ đường lò bằng neo chất dẻo cốt thép kết hợp với neo cáp. Công nghệ đào lò bằng khoan nổ mìn, chống giữ đường lò bằng vì chống thép các loại (CBII 22, 27, 33, I-110).

c. Một số công nghệ tiên tiến đang áp dụng trong quá trình sản xuất

Công nghệ khoan, ép nước để tăng cường độ ổn định của vỉa than khắc phục

tình trạng tụt lở than, giảm bụi và nhiệt độ nơi làm việc;

Công nghệ khoan ép hóa chất gia cố vùng than, đất đá bở rời trong quá trình

khai thác và đào lò nhằm đảm bảo an toàn, duy trì tiến độ thi công.

Công nghệ điều khiển giám sát tập trung người ra vào lò, đây là một công nghệ tiên tiến nâng cao khả năng điều hành sản xuất, tuyên truyền giáo dục ý thức chấp hành an toàn cho người lao động và khả năng cứu hộ cứu nạn khi có sự cố.

Giải pháp phun vẩy bê tông tạo tường phản áp kết hợp với khoan ép vữa xi măng để gia cố các đường lò đào trong vùng đất đá mềm yếu, bở rời, đặc biệt tại các đường lò đào trong khu vực đứt gãy FL có biên độ dịch chuyển lớn.

Hình 1- 3: Lò chợ cơ giới hóa đồng bộ được hoàn thành lắp đặt tại Công ty cổ phần Than Núi Béo

(Nguồn: Bộ Công thương)

1.3. Đặc thù tiêu thụ năng lượng trong các doanh nghiệp khai thác và chế biến than

Các doanh nghiệp khai thác và chế biến sử dụng các loại năng lượng phục vụ sản xuất là điện năng, dầu diesel và xăng. Trong đó ứng với mỗi mục đích khác nhau sẽ sử dụng các loại năng lượng tương ứng. Với đặc thù của đơn vị khai thác hầm lò là chính nên tỷ lệ sử dụng nhiên liệu là điện năng chiếm tỷ lệ lớn phục vụ các thiết bị như bơm nước, quạt gió, băng tải, máng cào, tời trục, chiếu sáng, phục vụ. Dầu diesel sử dụng phục vụ cho các phương tiện vận tải than, vật tư, đất đá thải, máy xúc, máy gạt, xe điều hành. Nhiên liệu xăng được sử dụng phục vụ cho các 25

phương tiện xe văn phòng. Thông tin chung về các khu vực sử dụng năng lượng và nguồn năng lượng sử dụng như sau:

Bảng 1- 4: Các thành phần sử dụng năng lượng

Phân theo khu vực Phân theo hệ thống thiết bị

Dạng năng lượng sử dụng

 Khu vực hầm lò:  Khu vực hầm lò:  Khu vực hầm lò

- Gồm các phân xưởng - Hệ thống khí nén

khai thác - Hệ thống nồi hơi;

- Gồm các phân xưởng - Hệ thống bơm nước hầm lò đào lò - Hệ thống chiếu sáng

- Hệ thống thông gió hầm lò;

- Băng tải - Năng lượng điện - Dầu diesel  Khu vực mặt bằng: - Tời trục  Khu vực mặt - Phân xưởng vận tải - Hệ thống điện - Phân xưởng năng lượng;

 Khu vực mặt bằng: bằng: - Dầu diesel - Năng lượng điện - Phân xưởng TG;

- Phân xưởng chế biến than;

- Phương tiện vận tải: xe điều hành, vận tải than và đất đá thải, máy xúc, máy gạt - Công trình lộ thiên;

- Hệ thống cung cấp và phân phối - Phân xưởng Ôtô;

điện năng - Phân xưởng cơ khí,...

- Hệ thống bơm nước sinh hoạt

- Băng tải, máng cáo

1.4. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng tiềm năng trong các doanh nghiệp khai thác và chế biến than

Trong doanh nghiệp khai thác và chế biến than thường chủ yếu tập trung vào các giải pháp về quản lý và giải pháp về kỹ thuật để có thể thực hiện mục tiêu tiết kiệm năng lượng.

1.4.1. Giải pháp về quản lý

Tập trung vào các biện pháp quản lý, sử dụng thiết bị như thiết bị văn phòng máy vi tính khi không dùng trong thời gian >30 phút nên tắt máy, điều hoà nhiệt độ chỉ được sử dụng vào mùa hè và cài đặt ở chế độ nhiệt độ 25oC- 27oC kết hợp với

việc bật quạt ở tốc độ thấp, thực hiện các quy định về thời gian bật tắt các bóng chiếu sáng phục vụ sản xuất và chiếu sáng bảo vệ. Triển khai các giải pháp lắp đặt pano, tuyên truyền nâng cao ý thức tiết kiệm năng lượng cho toàn thể cán bộ công nhân viên.

Đối với hệ thống máy nén khí cần làm mát không khí đầu vào và các cấp tiếp theo để giảm tải nén và tăng hiệu suất của máy. Theo kinh nghiệm cứ mỗi mức tăng 4oC của nhiệt độ khí vào thì mức tiêu thụ điện năng sẽ tăng thêm 1% để duy trì năng suất tương ứng. Sử dụng bộ lọc khí đầu vào tốt sẽ ngăn không cho bụi đi vào trong gây tắc nghẽn van và làm mòn xilanh và các bộ phận khác.

- Giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu trong sản xuất: Bảo dưỡng, sửa chữa xe máy đúng quy trình vận hành. Tiếp tục thực hiện công tác quản lý nhiên liệu của các xe, trước mỗi ca làm việc phải kiểm tra lượng nhiên liệu thực tế của xe, hết ca phải chốt ngay lượng nhiên liệu còn lại. Kết hợp với sản lượng thực hiện trong ca, cung độ vận chuyển để so sánh với định mức giao khoán nhằm xác định chính xác tiêu hao nhiên liệu cho phương tiện vận tải.

- Với hệ thống bơm nước: ưu tiên vận hành vào giờ thấp điểm.

- Với hệ thống thông gió: Kiểm tra các vị trí bục của đường ống gió quạt cục bộ, đồng thời tiến hành khắc phục ngay để tránh làm giảm hiệu suất thông gió. Khi đi qua các cửa gió có cửa chắn cần đóng lại ngay, giúp nâng cao hiệu quả các trạm thông gió chính.

- Với hệ thống thiết bị sản xuất: Nâng cao ý thức công nhân, tránh vận hành không tải. Nâng cao chất lượng sửa chữa, bảo dưỡng thường xuyên, giảm thời gian sự cố.

Việc tăng cường các hoạt động quản lý nội vi và bảo dưỡng thiết bị có ý nghĩa quan trọng vì việc triển khai các hoạt động này thường tốn chi phí nhỏ hoặc rất nhỏ nhưng mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao. Ước tính, nếu thực hiện tốt công việc này có thể tiết kiệm khoảng (2÷4)% chi phí năng lượng hiện tại. Để đảm bảo hiệu suất sử dụng năng lượng tiết kiệm tối đa mức tiêu hao cần phải liên tục quản lý việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong doanh nghiệp. Các biện pháp quản lý sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cụ thể nên thường xuyên duy trì như sau:

- Ban hành chính sách sử dụng năng lượng, trong đó xác định mục tiêu tiết

kiệm năng lượng hàng năm;

- Xây dựng kế hoạch thực hiện tiết kiệm năng lượng hàng năm và năm năm

- Tận dụng ánh sáng tự nhiên;

- Nâng cấp, cải tiến thiết bị cũ, hiệu suất thấp bằng thiết bị tiết kiệm năng

lượng;

- Tổ chức đào tạo, nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tiết kiệm và

hiệu quả cho cán bộ nhân viên;

- Tắt các thiết bị dùng điện không cần thiết khi ra khỏi phòng và hết giờ làm việc (kể cả máy tính), cắt hẳn nguồn điện nếu không sử dụng các thiết bị khi hết giờ làm việc; tận dụng tối đa chiếu sáng tự nhiên...

Thường xuyên tuyên truyền, kiểm tra, giám sát để nâng cao ý thức tiết kiệm điện trong sản xuất, sinh hoạt của cán bộ công nhân.

- Công tác tuyên truyền sử dụng điện tiết kiệm:

Ban hành các pano, aphic tuyên truyền về việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả tại các vị trí dễ nhận biết, số lượng công nhân tập trung lớn.

+ Dán pano tại phòng ban khu nhà điều hành và khu văn phòng làm việc với

nội dung:

Hình 1- 4: Pano tuyên truyền sử dụng điện tiết kiệm và hiệu quả

1.3.2. Giải pháp về kỹ thuật

Trong những năm qua các doanh nghiệp khai thác và chế biến than cũng nhận thức rõ được vai trò quan trọng của việc tiết kiệm năng lượng, các đơn vị sản xuất đã triển khai hàng loạt các giải pháp tổ chức, cũng như đầu tư các thiết bị tiết kiệm năng lượng. Dưới đây là một số giải pháp về kỹ thuật được áp dụng mang lại hiệu quả thiết thực:

- Giải pháp giảm các tổn hao kỹ thuật trong khâu phân phối và cung cấp điện năng: Đưa điện áp truyền tải cao đến gần hơn các cực phụ tải, thiết kế và đưa vào áp dụng vận hành các thiết bị trong TBA thế hệ mới có tổn hao năng lượng ít hơn;

áp dụng rộng rãi thiết bị tự động điều chỉnh điện áp dưới tải, các biến áp tự chỉnh áp, phương tiện điều chỉnh điện áp tại chỗ để đảm bảo chất lượng điện áp cũng như giảm tổn thất điện năng, áp dụng rộng rãi tổ hợp thiết bị tự động và điều khiển từ xa cho các TBA, sử dụng các thiết bị đóng cắt thế hệ mới. Hạn chế vận hành các trạm bơm nước vào giờ cao điểm, ưu tiên vận hành bơm nước vào giờ thấp điểm. Thực hiện nâng cấp điện áp từ 380V lên 660V đối với các thiết bị khu vực sản xuất hầm lò.

- Giải pháp nâng cao hệ số công suất: Chọn đúng công suất và kiểu động cơ phù hợp với chế độ làm việc của thiết bị. Đối với các thiết bị có công suất động cơ lớn trên 100 kW (quạt gió, trạm bơm, tời trục v.v…) thì biện pháp hợp lý và kinh tế là sử dụng các động cơ đồng bộ và cố gắng dùng các động cơ có cấp điện áp cao hơn. Thay động cơ không đồng bộ có tải thấp bằng động cơ có công suất bé hơn. Khi có các động cơ không đồng bộ thường xuyên mang tải chưa đủ thì có biện pháp tăng tải bằng cách hợp lý hóa trong quá trình sản xuất.

- Giải pháp nâng cao chất lượng sửa chữa các thiết bị điện: Nâng cao ý thức công nhân, tránh vận hành không tải. Nâng cao chất lượng sửa chữa, bảo dưỡng thường xuyên, giảm thời gian sự cố đặc biệt chú ý đến chất lượng sửa chữa các động cơ không đồng bộ - phụ tải chủ yếu của mỏ. Sử dụng các bộ tụ bù nâng hệ số công suất. Tổ chức sản xuất để sử dụng hợp lý năng suất thiết bị vận tải như: băng tải, máng cào nhằm giảm thiểu thời gian chạy không tải của các thiết bị này.

- Giải pháp sử dụng các thiết bị chiếu sáng hợp lý: Tận dụng tối đa ánh sáng tự nhiên cho sản xuất đồng thời thay thế dần các bóng cao áp bằng loại bóng led tiết kiệm điện. Lắp đặt các tủ đóng cắt tự động hệ thống chiếu sáng, tự động điều chỉnh độ sáng tiết kiệm điện. Sử dụng van cảm biến chuyển động để chiếu sáng, cấp nước.

- Giải pháp lắp đặt các thiết bị giám sát quản lý cung độ vận chuyển của các thiết bị vận tải, thiết bị giám sát quản lý tự động cấp phát nhiên liệu tại các điểm cấp phát như vậy nhiên liệu tiêu thụ giảm, năng suất vận tải nâng lên, ý thức công nhân vận tải, cấp phát nhiên liệu nâng lên, giảm tiêu cực và thất thoát nhiên liệu. Ngoài ra một số mỏ cũng đã áp dụng đưa GPS quản lý cung độ vận tải than và đất đá.

- Giải pháp lắp đặt hệ thống có khả năng theo dõi, giám sát nguồn điện và tải của hệ thống cung cấp điện: phát hiện chuẩn đoán sớm giúp 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. Giám sát các thông số đo lường: U, I, Cos, P, Q, S, kWh, giờ chạy của thiết bị. Các giao diện của phần

mềm giám sát bao gồm: giám sát, cảnh báo, phân tích, tạo bảng giá, xuất hoá đơn, gửi thư điện tử và theo dõi thông qua trang Web trên internet có thể truy cập theo dõi ở bất kỳ đâu.

Hệ thống giám sát quản lý đến cụm thiết bị, từng thiết bị tiêu thụ điện cụ thể của từng phân xưởng qua đó can thiệp kịp thời khi có thấy tình trạng tiêu thụ điện của thiết bị đó bất thường, nhanh chóng tìm ra nguyên nhân bất thường đó (chế độ bảo dưỡng thiết bị chưa hợp lý, ma sát, rò rỉ hơi nhiệt,.....). Lưu lại sự cố trên bộ nhớ thiết bị, tự động báo cáo công suất tiêu thụ hàng tháng tại trung tâm hoặc tại trạm tổng dưới dạng đồ thị, biểu đồ, bảng biểu, các con số.

- Giải pháp nâng cao hiệu suất thiết bị:

Hiện tượng rò rỉ tại các van, mặt bích, đường ống dẫn gây sụt áp làm ảnh hưởng lớn đến áp suất làm việc của các thiết bị, đồng thời làm cho máy luôn làm việc ở chế độ có tải, gây lãng phí điện năng. Tập trung vào kiểm tra, khắc phục các vị trí không kín làm giảm hiện tượng rò rỉ, đây là biện pháp tiết kiệm năng lượng đơn giản dễ thực hiện không phải chi phí lớn, khi thực hiện tốt mang lại hiệu quả rất lớn.

Tiếp tục thực hiện giải pháp hạn chế vận hành thiết bị như máy bơm nước vào

giờ cao điểm và ưu tiên vận hành vào giờ thấp điểm.

Kiểm tra các vị trí bục của đường ống gió quạt cục bộ, đồng thời tiến hành khắc phục ngay để tránh làm giảm hiệu suất thông gió. Khi đi qua các cửa gió có cửa chắn cần đóng lại ngay, giúp nâng cao hiệu quả các trạm thông gió chính.

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Qua nội dung của chương này, chúng ta đã tìm hiểu được về nguồn gốc hình thành, phân loại, công nghệ khai thác và chế biến than. Ngoài ra còn tìm hiểu được đặc thù tiêu thụ năng lượng của các thiết bị trong từng khu vực khác nhau của doanh nghiệp khai thác và chế biến than. Đồng thời có thể cơ bản hiểu được thế nào là sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Phương pháp phân tích, đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng. Để từ đó khái quát đưa ra một số giải pháp cơ bản cho doanh nghiệp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

Khảo sát, đánh giá thực trạng là một trong những phương pháp để phân tích sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Thông qua đó, người ta có thể đánh giá được tình hình sử dụng năng lượng của đơn vị trong 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. Đây là những vấn đề lý thuyết cơ bản làm nền tảng để luận văn tiếp tục tiến hành áp dụng thực hiện cho Công ty Cổ phần than Mông Dương được giới thiệu ở các chương tiếp theo.

Tôi đã tìm hiểu các mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả. Tìm hiểu các giải pháp tiết kiệm năng lượng của các doanh nghiệp than đã thực hiện, trên cơ sở đó tổng hợp tiềm năng tiết kiệm năng lượng phù hợp cho Công ty Cổ phần than Mông Dương.

CHƯƠNG II – THỰC TRẠNG TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN THAN MÔNG DƯƠNG

2.1. Một số nét khái quát về Công ty Cổ phần Than Mông Dương 2.1.1. Thông tin giới thiệu về Công ty Cổ phần Than Mông Dương –

VINACOMIN

: Công ty Cổ phần Than Mông Dương - VINACOMIN : VINACOMIN - MONG DUONG COAL JOINT STOCK

Tên doanh nghiệp Tên tiếng anh COMPANY Tên viết tắt Mã số thuế Địa chỉ Điện thoại Fax Website Email : V-MDC JSC : 5700101203 : Phường Mông Dương, Thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh : 033 3868271-3868272 : 033 3868276 : Thanmongduong@vnn.vn : Thanmongduong@vnn.vn

Mỏ than Mông Dương nằm ở vùng cuối của dải than vùng Đông Bắc. Xưa kia người Pháp bắt đầu xây dựng và khai thác than tại Mỏ này từ năm 1917 đến 1936 thì dừng hoạt động, sau đó Liên Xô cũ giúp ta xây dựng lại Mỏ từ năm 1967 đến 1982 mới xong. Và Mỏ than Mông Dương mới bắt đầu được thành lập ngày 1/4/1982; đổi thành Công ty Than Mông Dương - TKV ngày 18/12/2006 và cuối cùng là Công ty Cổ phần Than Mông Dương - TKV ngày 2/1/2008. Trải qua những thời mốc lịch sử đó, cán bộ và công nhân nhiều thế hệ của Than Mông Dương đã không ngừng tăng năng suất và đẩy công suất mỏ lên khai thác trung bình 1,5 triệu tấn than/năm như hôm nay.

Trong năm 2021, những khó khăn, thách thức của dịch bệnh COVID-19 và thiên tai đã ảnh hưởng không nhỏ đến công tác điều hành sản xuất của Công ty Cổ phần than Mông Dương. Song, với các giải pháp đồng bộ, sự chỉ đạo quyết liệt và linh hoạt của cả hệ thống chính trị, sự nỗ lực của tập thể công nhân lao động công ty, Than Mông Dương đã thực hiện thành công "mục tiêu kép" vừa phòng chống dịch, vừa sản xuất kinh doanh hiệu quả.

Trong năm 2022, sản lượng than quy sạch của Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin tiêu thụ hơn 1,555 triệu tấn, bằng 101,9% kế hoạch, trong đó, than hầm lò đạt trên 1 triệu 529 nghìn tấn. Than tiêu thụ đạt trên 1, 584 triệu tấn, tăng 4% kế hoạch năm. Tổng mét lò đào 19.700 met, tăng 4,8 % kế hoạch năm; Doanh thu 2.356 tỷ đồng, tăng 3,5%. Lợi nhuận đạt 40 tỷ đồng, tăng 17% so với

cùng kỳ 2021. Tiền lương bình quân người lao động đạt 17,4 triệu đồng/người – tháng.

Trong điều hành sản xuất, Công ty sắp xếp quy hoạch diện khai thác đảm bảo hợp lý theo hướng tinh gọn, tăng năng suất, giảm thiểu tối đa công việc phụ trợ, giảm nhân lực dây chuyền, cơ giới hóa tối đa các khâu công nghệ trong sản xuất, vận chuyển vật liệu, đi lại để tăng năng suất, đảm bảo an toàn, cải thiện điều kiện làm việc cho người lao động.

Bên cạnh đó, việc đảm bảo an ninh trật tự tại khu vực khai trường cũng được lãnh đạo Công ty quan tâm, thường xuyên tổ chức tuần tra kiểm soát để không để xảy ra tình trạng khai thác than trái phép.

Cùng với việc đưa thiết bị, máy móc tối đa vào sản xuất để giảm sức lao động, Ban lãnh đạo Công ty đã từng bước tổ chức, sắp xếp lại đội ngũ cán bộ chủ chốt phòng ban, phân xưởng để tạo niềm tin cho công nhân. Ngoài các giải pháp về công nghệ, mở rộng diện khai thác, công tác điều hành sản xuất được xác lập theo trình tự hợp lý, chính xác trên cơ sở phát huy tối đa năng lực thiết bị trong dây chuyền sản xuất, tăng năng suất lao động từ 5-7%, tiết giảm chi phí từ 5-10%. Trong đó, kế hoạch tác nghiệp được lập một cách chặt chẽ từ cung ứng nguyên vật liệu đến nhân lực. Không chỉ trong sản xuất, công tác khoán quản còn được triển khai ở tất cả các khâu, kể cả phục vụ, phụ trợ với cơ chế thưởng phạt rõ ràng, nghiêm khắc.

Năm 2021, Công ty Cổ phần Than Mông Dương bắt đầu đưa vào áp dụng công nghệ giàn mềm ZRY tại lò chợ số 9, mức -130 đến -110 khu vực H10 chánh đông. Sau hơn 6 tháng ứng dụng công nghệ này đến nay, giàn mềm ZRY đang phát huy hiệu quả, phù hợp trong điều kiện diện khai thác than tại các vỉa dốc của Công ty.

Trước đây, phân xưởng khai thác 9 chủ yếu khai thác bằng công nghệ giá khung ZH1.600/16/24, tuy nhiên, từ khi đưa giàn mềm ZRY vào khai thác thấy rất phù hợp với diện sản xuất các lò có độ dốc lớn. Đến nay, sản lượng khai thác than áp dụng giàn mềm này duy trì ổn định đạt 190 tấn/ngày, đêm. So với giá khung ZH1.600/16/24 thì giàn mềm ZRY được thiết kế nhỏ gọn, việc tháo dỡ và lắp đặt rất nhanh nên tiết giảm thời gian, sức lao động cho công nhân. Đặc biệt, độ an toàn, che chắn cho người lao động rất tốt. Sau hơn 6 tháng tiếp quản công nghệ này hiện tại, công nhân phân xưởng đã làm chủ các thiết bị giàn mềm ZRY.

Hình 2- 1: Quá trình khai thác than tại lầm lò (Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương)

Tính đến thời điểm này, TKV đã có 3 đơn vị gồm: Công ty Than Hồng Thái, Công ty Cổ phần Than Mông Dương và Công ty Than Uông Bí áp dụng thành công công nghệ giàn chống mềm ZRY. Dự kiến, trong quý IV, Tập đoàn sẽ nhân rộng lắp đặt giàn chống mềm ZRY tại 4 công ty có điều kiện khai thác phù hợp gồm: Công ty Than Hạ Long, Công ty Than Quang Hanh, Công ty Than Nam Mẫu và Công ty Cổ phần Than Vàng Danh.

Chính từ sự đồng hành, động viên người lao động về mọi mặt, đã tạo được niềm tin để người lao động yên tâm lao động sản xuất, đây chính là tiền đề quan trọng để Công ty Cổ phần than Mông Dương tiếp tục phát triển. Các danh hiệu thi đua công ty đã đạt được:

- Huân chương lao động hàng nhì năm 1992

- Cờ thi đua của Chính phủ năm 2003

- Bằng khen của UBND tỉnh Quảng Ninh năm 2003. Đạt danh hiệu doanh

nghiệp giỏi

Các tập thể và cá nhân

- Bằng khen của Tập đoàn Công Nghiệp than khoán sản Việt Nam: 135

- Bằng khen của Bộ Công thương: 85

- Bằng khen của UBND tỉnh Quảng Ninh: 8

- Bằng khen của Thủ tướng Chính phủ: 32

- Huân chương lao động hạng III: 01.

2.1.2. Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty

Hình 2- 2: Sơ đồ cơ cấu tổ chức của Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương)

2.1.3. Thời gian vận hành và tình hình sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương

2.1.3.1. Thời gian vận hành tại các công đoạn sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN

Bảng 2- 1: Các khu vực sử dụng năng lượng và thời gian vận hành của các công đoạn

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương-TKV)

STT Công đoạn - Hệ thống Số giờ vận hành Giờ/ Ngày Ngày/ Năm

 Phân xưởng khai thác 1  9 1 24 345

 Phân xưởng đào lò 1  6 2 24 345 Khối hầm lò

 Phân xưởng VTL 2 3 24 345

STT Công đoạn - Hệ thống Số giờ vận hành Giờ/ Ngày Ngày/ Năm

4 Phân xưởng VTL 1 24 345

5 Phân xưởng chế biến than 24 345

6 Phân xưởng thông gió 24 345

Khối mặt bằng 7 Phân xương cơ khí 24 345

8 Phân xưởng năng lượng 24 345

9 Kho than 24 345

10 24 345 Hệ thống cung cấp và phân phối điện

11 24 345 Hệ thống khí nén

12 12 345 Hệ thống bơm nước

13 23 345 Hệ thống quạt thông gió hầm lò

Hệ thống phụ trợ khác 14 24 345 Hệ thồng lò hơi

15 12 345 Hệ thống chiếu sáng

16 12 345 Văn phòng, nhà ăn, khu nhà ở công nhân,...

2.1.3.2. Tình hình sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương

Bảng 2- 2: Tổng hợp dữ liệu tiêu thụ năng lượng, nguyên liệu đầu vào và sản lượng đầu ra của Công

ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN (Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương)

Stt Hạng mục Đơn vị Dữ liệu Năm 2020 Năm 2021 Năm 2022

I Dữ liệu năng lượng tiêu thụ

1 Điện kWh 36.236.759 36.869.978 35.221.458

2 Than Tấn 1005 1005 1005

3 Dầu DO Lít 1.164.592 912.836 889.549

E - 92 Lít 7.490 20.890 4 Xăng RON 95 Lít 57.480 51.757

5 Gas Kg 19.727 15.932 14.222

II Nguyên liệu đầu vào: Không sử dụng nguyên liệu đầu vào

III Sản phẩm đầu ra

1 Than khai thác Tấn 1.626.889 1.638.059 1.555.000

Bảng 2- 3: Bảng tổng hợp dữ liệu sản lượng sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương -

VINACOMIN qua các tháng trong năm (Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương)

Dữ liệu sản lượng than khai thác theo các tháng trong năm tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN từ 1/2020 đến 12/2022

Tháng Năm 2020 (Tấn) Năm 2021 (Tấn) Năm 2022 (Tấn)

1 121.662 94.465 101.744

2 70.012 142.026 112.120

3 122.908 141.112 111.136

4 114.029 133.001 162.000

5 134.128 148.126 163.134

6 130.557 173.365 160.985

7 134.678 147.676 132.526

8 152.831 146.630 135.510

9 161.007 149.250 140.002

10 169.961 141.336 121.502

11 166.351 120.871 118.823

12 148.765 100.201 96.101

Tổng 1.626.889 1.638.059 1.555.000

Sản lượng khai thác những năm 2020, 2021 có những biến động qua từng tháng, quý nhưng tựu chung lại sản lượng khai thác có tăng. Tuy nhiên đến năm 2022 thì sản lượng giảm đáng kể do tình hình dịch bệnh diễn biến phức tạp, công ty gặp nhiều khó khăn.

2.2. Quy trình công nghệ sản xuất tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương

Các mỏ hầm lò chủ yếu khai thác than bằng phương pháp khoan nổ mìn, xúc bốc thủ công, năng suất và mức độ an toàn thấp. Trong điều kiện sản xuất than ngày càng xuống sâu, TKV chú trọng đẩy mạnh cơ giới hóa, tự động hóa với nhiều đột phá mang tầm chiến lược. Để tạo sự đồng bộ với công nghệ khai thác, TKV còn chú trọng việc áp dụng sơ đồ công nghệ đào lò mẫu.. Công ty Cổ phần than Mông Dương - Vinacomin chủ yếu là khai thác hầm lò, có một phần là khai thác lộ thiên. Công ty Cổ phần than Mông Dương sử dụng xe khoan nổ mìn 2 cần kết hợp máy xúc đào lò đá

 Sơ đồ công nghệ khai thác than hầm lò:

Hình 2- 3: Sơ đồ công nghệ khai thác than dưới hầm lò

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương – TKV)

Việc đầu tư đồng bộ thiết bị trong khai thác than đã góp phần giảm tỷ lệ tổn thất tài nguyên trong khai thác hầm lò từ 23,5% xuống còn 20% và trong khai thác lộ thiên từ 4,9% xuống còn 4,3%. Nhờ đó, năng suất lao động tính theo giá trị tăng bình quân 12%/năm. Năm 2021, sản lượng khai thác than bằng công nghệ CHG đồng bộ của TKV chiếm 18% cơ cấu sản lượng than hầm lò. TKV phấn đấu đến năm 2025 sản lượng than khai thác bằng công nghệ CGH đồng bộ chiếm từ 20-25% cơ cấu sản lượng khai thác than hầm lò.

 Sơ đồ công nghệ khai thác lộ thiên:

Hình 2- 4: Sơ đồ công nghệ khai thác than lộ thiên

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương – TKV)

Đánh giá chung:

Nhìn chung, Công ty Cổ phần than Mông Dương - Vinacomin đã lựa chọn các công nghệ khai thác có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật phù hợp và đảm bảo yêu cầu của thiết kế cũng như an toàn. Điều đó được thể hiện trong những năm gần đây tai nạn lao động đã giảm đáng kể. Trong ba năm gần đây, mỗi năm công ty có xảy ra 01 vụ tai nạn lao động đáng tiếc đều do sự chủ quan của con người trong lao động. Tuy nhiên, Công ty cũng cần nâng cao công nghê, giải pháp để đảm bảo an toàn cho người lao động làm việc trong môi trường nguy hiểm và độc hại này.

2.3. Thực trạng hệ thống tiêu thụ năng lượng của Công ty

Hiện tại công ty sử dụng nhiều nguồn năng lượng khác nhau như điện, than, dầu DO, xăng, gas,… Tuy nhiên năng lượng chủ yếu vẫn là năng lượng điện và than chiếm tỷ trọng lớn.

2.3.1. Phân tích cơ cấu theo dạng năng lượng tiêu thụ

 Các nguồn năng lượng đang được sử dụng hiện nay tại Công ty Cổ phần

Than Mông Dương – VINACOMIN

Bảng 2- 4: Thông tin chung về các nguồn năng lượng được sử dụng tại Công ty Cổ phần Than Mông

Dương - VINACOMIN

Khu vực sử dụng Năng lượng Các thiết bị sử dụng năng lượng chính

Phục vụ cho hầu hết các hoạt động sản xuất và sinh hoạt trong toàn Công ty. Gồm cả khói mặt bằng và khối hầm lò. Điện

Các động cơ 6kV; 0,69kV; 0,4kV…., trong hầu hết các hoạt động trong Công ty

Từ điện, được chuyển sang thành các dạng năng lượng khác phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt.

Than cám Lò hơi

Lò hơi, giúp sinh hơi phục vụ nấu ăn và tắm giặt cho công nhân.

Dầu Ôtô vận tải Cho các hoạt động sản xuất dưới hầm mỏ và vận tải trên mặt bằng

Xăng Ôtô Phục vụ cho hoạt động sản xuất, cấp cho xe phục vụ công việc của khối mặt bằng

Gas Ga dùng để đun nấu khu vực bếp ăn + phục vụ cơ khí sửa chữa Ga dùng để đun nấu khu vực bếp ăn + phục vụ cơ khí sửa chữa

Bảng 2- 5: Chi phí sử dụng năng lượng của Công ty năm 2022

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương -TKV)

STT Loại năng lượng

Đơn vị tính

Sản lượng tiêu thụ

Đơn giá (VNĐ)

Thành tiền (VNĐ)

KWh

35.221.458

1.751

61.672.772.958

1 Điện

1.005 1.440.000

1.447.200.000

Than

tấn

889.549

23.554

20.952.437.146

3 Dầu DO

lít

72.647

23.207

1.685.918.929

4 XĂNG

lít

449.415.200

31.600

5 Gas

14.222

86.207.744.233 Tổng cộng

CƠ CẤU CHI PHÍ SỬ DỤNG CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG NĂM 2022 CỦA CÔNG TY Gas 0,5%

XĂNG 2%

Dầu DO; 24,3%

Than 2%

Điện; 71,5%

Hình 2- 5: Tỷ lệ chi phí tiêu thụ năng lượng của Công ty năm 2022

Theo đó biểu đồ cơ cấu trên, năng lượng điện chiếm tỷ trọng lớn nhất về chi phí sử dụng nhiên liệu tại Công ty. Có thể thấy đây là dạng năng lượng chính được sử dụng tại Công ty Cổ phần than Mông Dương. Vì vậy, trong khuôn khổ luận văn này nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm năng lượng điện là chủ yếu.

 Bảng giá các nguồn năng lượng đang được sử dụng tại Công ty

Đơn vị tính: VNĐ/kWh điện

- Giá điện năng

Bảng 2- 6: Biểu giá điện theo cấp điện áp từ 6kV đến dưới 22kV qua các thời điểm

(Nguồn: Tập đoàn Điện lực Việt Nam)

Thời gian

01/08/13 đến 31/05/14 01/06/14 đến 16/03/15 16/03/15 đến 30/11/17 Từ 1/12/17 đến 20/3/19 Từ 20/3/19 đến nay

1453 1503 1611 Giờ bình thường 1350 1328

934 953 1044 Giờ thấp điểm 852 845

2637 2759 2964 Giờ cao điểm 2449 2429

Trung bình 1.454,46 1.436,63 1.569,92 1.627,17 1.751,13

Bảng 2- 7: Các thời điểm tính giá điện trong ngày

(Nguồn: Tập đoàn Điện lực Việt Nam)

Thời gian Từ thứ 2 đến thứ 7 Ngày Chủ nhật

Giờ bình thường 4h00 ÷ 22h00 4h00 ÷ 9h30 & 11h30 ÷ 17h00 & 20h00 ÷ 22h00

Giờ cao điểm Không có giờ cao điểm 9h30 ÷ 11h30 & 17h00 ÷ 20h00

Giờ thấp điểm 0h00 ÷ 4h00 & 22h00 ÷ 24h00 0h00 ÷ 4h00 & 22h00 ÷ 24h00

- Giá điện có xu hướng tăng từ 5 đến 9,5% cho mỗi đợt điều chỉnh tăng và bình quân 6,2% trên mỗi lần điều chỉnh và là mức bình quân theo hàng năm. Do đó ảnh hưởng của việc điều chỉnh, tăng giá điện tới giá thành sản xuất và tính cạnh tranh của sản phẩm là rất lớn. Tiết kiệm năng lượng (với mục tiêu 5%/năm) nên là điều kiện bắt buộc với mỗi doanh nghiệp để giảm giá thành sản phẩm giúp nâng cao tính cạnh tranh cho sản phẩm. Giá điện giờ cao điểm gấp 2,9 lần giá điện giờ thấp điểm và gấp 1,8 lần giá điện giờ bình thường. Việc xây dựng kế hoạch sản xuất phù hợp tận dụng cơ chế điện 3 giá sẽ giúp doanh nghiệp giảm chi phí tiền điện mà không mất nhiều chi phí đầu tư cho thiết bị máy móc.

 Giá các nguồn năng lượng khác

Bảng 2- 8: Bảng thông số kỹ thuật và đơn giá các nguồn năng lượng được sử dụng tại Công ty

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương-TKV)

Loại nhiên liệu Đơn vị

Giá trung bình trong năm gần nhất [Vnđ/Đơn vị] (2022)

Dầu DO Lít 23.554

Xăng Lít 23.207

Than cám Tấn 1.440.000

Gas Kg hoặc lít 31.600

 Tình hình sử dụng và chi phí năng lượng tại Công ty Cổ phần Than Mông

Dương – VINACOMIN

Điện năng tiêu thụ chiếm tỷ lệ lớn trong cơ cấu sử dụng năng lượng tại Công ty phục vụ các thiết bị như bơm nước, quạt gió, băng tải, khí nén, máng cào, tời trục,…Số liệu điện năng tiêu thụ và tình hình sản xuất tương ứng các năm được thể hiện trong bảng sau.

Bảng 2- 9: Điện năng tiêu thụ của Công ty giai đoạn 2020 – 2022

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương-TKV)

TT 1

Năm 2020

2021

2022

Điện năng tiêu thụ (kWh) 36.236.759 36.869.978 35.221.458

Chi phí (đồng) 63.455.275.788 64.564.124.575 61.672.772.958

2.3.2. Các hệ thống tiêu thụ năng lượng chính và tiềm năng tiết kiệm năng lượng 2.3.2.1. Hệ thống cung cấp và phân phối điện năng.

a. Nguồn cung cấp điện - Nguồn điện chính:

Nguồn cung cấp điện cho khu Trung tâm là nguồn điện áp 35kV bằng 02 lộ

373, 374 và nguồn điện áp 6kV bằng 02 lộ 671, 672 từ trạm biến áp E-51:

 110/35/6kV-(2x40)MVA Mông Dương.

 Nguồn cung cấp điện cho khu Đông Bắc là nguồn điện áp 6kV bằng 01 lộ

673 từ trạm biến áp E-51:110/35/6kV-(2x40)MVA Mông Dương.

- Nguồn điện dự phòng:

 Nguồn điện dự phòng độc lập cho khu Trung tâm là các trạm phát điện điêzen điện áp đầu ra 6kV kiểu CAT-3516B, công suất 2.500kVA; trạm CW- 16V-170, công suất 2.200kVA và trạm biến áp 35/6kV-2x1.800kVA.

 Nguồn điện dự phòng độc lập cho khu Đông Bắc là trạm phát điện điêzen 6kV-2x2.500kVA đặt tại MB +40.

b. Trạm biến áp và trạm phân phối

 Trên mặt bằng - Khu Trung tâm: Gồm trạm biến áp 35/6kV-2x1.800kVA với kết cấu kiểu

ngoài trời và trạm phân phối 6kV mức +11,2.

- Khu Đông Bắc: Trạm phân phối 6kV MB+40 khu Đông Bắc và trạm phân

phối 6kV MB+10.

 Trong lò - Khu Trung tâm:

 Giữ nguyên như hiện trạng trạm phân phối điện 6kV mức -97,5.

 Trạm điện Trung tâm mức -250 giữ nguyên 13 tủ điện áp 6 kV trọn bộ phòng nổ, bổ sung mới 06 khởi động mềm phòng nổ cho 06 bơm thoát nước công suất 900kW của hầm bơm thoát nước mức -250.

 Xây dựng mới 08 trạm biến áp trọn bộ di động phòng cháy nổ, điện áp

6/0,69 kV, công suất từ 250 kVA đến 630 kVA.

- Khu Đông Bắc:

 Trạm phân phối điện 6kV mức -150 bổ sung thêm 01 tủ đầu vào và 01 tủ lộ ra 6kV trọn bộ phòng nổ.

 Trạm điện sân ga mức -250 giữ nguyên 12 tủ điện áp 6 kV trọn bộ phòng nổ, bổ sung mới 06 khởi động mềm phòng nổ cho 06 bơm thoát nước công suất 900 kW của hầm bơm thoát nước mức -250.

 Xây dựng mới 03 trạm biến áp trọn bộ di động phòng cháy nổ, điện áp 6/0,69 kV, công suất từ 250 kVA đến 630 kVA.

c. Đánh giá cơ hội tiết kiệm năng lượng

Đối với hệ thống phân phối và cung cấp điện năng thì hệ thống chủ yếu là thiết bị truyền dẫn và cung cấp điện. Ngoài ra, chất lượng điện năng là mối quan tâm lớn trong tất cả các ngành sản xuất nói chung và ngành sản xuất than hầm lò nói riêng, chất lượng điện năng kém có thể dẫn đến hiện tượng sụt áp gây hỏng hóc các thiết bị điện, các thiết bị bán dẫn làm thiệt hại cho doanh nghiệp. Vì vậy, đánh giá chất lượng điện là cần thiết và quan trọng mà cụ thể đánh giá chất lượng điện là đánh giá các chỉ tiêu chất lượng điện như tần số, điện áp, tổng độ méo sóng hài điện áp, cân bằng pha…

Trong mạng điện của Công ty, việc cung cấp điện ổn định phục vụ sản xuất rất cần được chú ý, do có diện tích trải rộng nên việc đảm bảo tránh rò điện cần được quan tâm.

Giải pháp đề xuất tại đây là sử dụng bộ cảnh báo sự cố chạm đất và sự cố ngắn mạch kiểu EKL4C sẽ giúp chỉ thị nhanh chóng và chính xác tuyến bị sự cố trong mạng, từ đó tiết kiệm thời gian tìm kiếm, giảm thời gian mất điện, cải thiện độ tin cậy nguồn cung cấp.

Hình 2- 6: Sơ đồ 1 sợi của hệ thống cung cấp điện tại Khu Trung tâm Mông Dương của Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN

Hình 2- 7: Sơ đồ 1 sợi của hệ thống cung cấp điện tại Khu Bắc Mông Dương của Công ty Cổ phần Than Mông Dương – VINACOMIN

2.3.2.2. Hệ thống máy nén khí

Sơ đồ hệ thống khí nén

Hình 2- 8: Sơ đồ hệ thống khí nén tại Trạm trung tâm của Công ty

Hình 2- 9: Hình ảnh máy nén khí số 1, 3 và 4

Hình 2- 10: Hình ảnh máy nén khí số 2, 5

Thông số làm việc máy nén khí

Bảng 2- 10: Bảng thông số kỹ thuật của các MNK trong Công ty

Hãng Model Tên MNK

Điện áp V 660 660 660 660

MNK 1 COAIRE AS301K AS301K MNK 2 AS301K MNK 3 AS302K MNK 4 AS501K MNK 5 Q m3/ph Thông số kỹ thuật N kW 132x2 132x2 132x2 110x2 200x2 380/660 Pha 3F 3F 3F 3F 3F Tần số Hz 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz P Bar 8.5 8.5 8.5 8.5 8.5

Thông số làm việc và vận hành của các máy nén khí

Bảng 2- 11: Bảng thông số vận hành và áp suất làm việc của các máy nén khí

Thời gian làm việc

Áp suất làm việc

Tên MNK

MNK số 1

MNK số 2

MNK số 3

MNK số 4

MNK số 5

COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2

Runtime 21318 20786 16530 16527 20958 20964 12205 12155 465 465

Loadtime 20905 20373 16375 16371 20971 20904 12208 12166 463 463

PLoad 7.0 6.5 6.9 6.4 6.5 6.5 6.0 7.5 7.0 8.0

PUnLoad 8.0 7.5 7.9 7.4 7.5 7.0 6.5 8.0 7.5 8.5

Hình 2- 11: Sơ đồ cung cấp điện cho hệ thống khí nén trạm trung tâm trong Công ty

- MNK 2, 4 chạy nguồn 380V, Công suất tại trạm là 560 kVA không đủ cho cả 02

MNK chạy nên MNK số 2 có hai máy nén hoạt động luân phiên.

- MNK 1,3,5 chạy nguồn 660V, lấy nguồn từ MBA 750 kVA, do MBA cũng không đủ công suất nên 3 MNK 1 3 5 hoạt động luân phiên 2/3 máy, cũng có thời điểm MNK 1 3 dừng, MNK số 5 chạy.

- Khí nóng của các MNK đều được thiết kế đường ống dẫn để thoát ra ngoài môi

trường

- Hệ thống xả nước ngưng bằng tay, đường xả nước ngưng của bình 1, 4 được mở

bé để xả liên tục:

Hình 2- 12: Hệ thống van xả phía đáy các bình tích được vận hành thủ công

Van xả của bình 1,3,5 thì được mở 100% một thời gian rồi sẽ được khóa lại, theo ghi nhận của tổ vận hành thì thời gian van mở 100% tại thời điểm khảo sát cũng khá lâu, tầm khoảng 30 phút. Van tiết lưu xả nước ngưng bình tích 2, 3, 5. Đường kính đường ống dẫn nước ngưng khoảng phi 21.

Hình 2- 13: Đường ống tổng dẫn nước ngưng của 5 bình tích, ghi nhận tại thời điểm chỉ có khí ra,

không thấy có nước

Thể tích bình tích 1,2,3,4 là 8m3, bình 5 là 10m3

Đồng hồ áp suất trên bình tích 1, 2, 3, 4, 5:

Hình 2- 14: Áp suất của đồng hồ bình tích áp tương ứng với 05 máy nén khí

Trong đó: MNK 1 - 5.8bar, MNK 2 - 5.9bar , MNK 3 - 6bar, MNK 4 - 5.8bar, MNK 5 – 5.8bar

Ở dưới hầm lò phát hiện nhiều điểm rò rỉ khí nén, đặc biệt là các van nối, van tiết lưu.

2.3.2.3. Hệ thống lò hơi Công ty Cổ phần than Mông Dương sử dụng hơi nhằm phục vụ cho các khu vực tự dùng trong nhà máy gồm: Bộ phận nhà ăn, giặt sấy và khu vực nhà tắm cho công nhân. Trong đó sử dụng 3 lò hơi với công suất thiết kế 1tấn/h. Nhưng chỉ chạy 2 lò và 1 lò để dự phòng. Lò hơi là lò ghi cố định được thiết kế để đốt than cục nhưng do hiện trạng của nhà máy nên đã chuyển sang đốt than cám 5.

Hình 2- 15: Hình ảnh hệ thống lò hơi và bơm cấp nước cho lò hơi

300

250

Nhiệt độ ống khói

Nhiệt độ đầu hút của quạt

200

150

100

Hình 2- 16: Biểu đồ đo nhiệt độ gió cấp vào lò và nhiệt độ khói của lò hơi

2.3.2.4. Hệ thống quạt thông gió hầm lò

a. Thực trạng về hệ thống quạt thông gió hầm lò

Hình 2- 17: Màn hình điều khiển và giám sát hệ thống quạt thông gió tại trạm Quạt +15 Vũ Môn

Thông gió cho hệ thống hầm lò được vận nhà và điều khiển từ 02 hệ thống trạm

quạt gồm:

- Trạm quạt + 15 Vũ Môn, gồm 02 quạt hút có công suất 560kW/ Quạt;

- Trạm quạt +20: Gồm 02 quạt có công suất 355kW/ quạt;

Mỗi hệ thống thông gió vận hành 01 quạt chạy và 01 quạt dự phòng. Các quạt được điểu khiển tốc độ thông qua biến tần, sử dụng tín hiệu áp suất hút trên đường ống phía đầu hút của quạt.

b. Kết quả đo lường, đánh giá hiệu quả làm việc của hệ thống quạt thông gió

hầm lò

Kết quả đo lường các thông số vận hành của hệ thống quạt: Trạm quạt +15 Vũ Môn

Hình 2- 18: Hình ảnh biểu đồ các thông số vận hành của hệ thống quạt thông gió hầm lò trạm +15

Vũ Môn

Bảng 2- 12: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của quạt thông gió trạm

+15 Vũ Môn (lần 1)

Thông số Kỹ hiệu ĐVT

Điện áp dây 1-2 Điện áp dây 2-3 U/V1-2 U/V2-3 [V] [V] Ave 6,244.17 6,148.68 Giá trị Max 6,273.00 6,181.00 Min 6,184.00 6,098.00

Thông số Kỹ hiệu ĐVT

U/V3-1 I/A1 I/A2 I/A3 P Q S PF/cos f

[V] [A] [A] [A] [kW] [KVAr] [KVA] [N/a] [Hz] [%] [%] [%] Ave 6,212.59 42.47 42.73 43.09 283.34 361.66 459.55 0.62 50.12 4.27 4.11 4.42 Giá trị Max 6,235.00 46.48 46.29 47.06 294.90 406.10 501.70 0.63 50.20 5.50 5.25 5.65 Min 6,157.00 40.56 41.07 41.50 265.60 347.20 442.60 0.58 50.01 3.73 3.55 3.80

THDI/A1 [%] 2.71 5.06 1.66

THDI/A2 [%] 2.08 4.43 0.85

THDI/A3 [%] 2.55 4.82 0.84

Vunb[%] [%] 0.86 1.02 0.65

Aunb[%] [%] 1.39 3.61 0.09

Điện áp dây 3-1 Dòng điện pha 1 Dòng điện pha 2 Dòng điện pha 3 Công suất tác dụng Công suất hiệu dụng Công suất toàn phần Hệ số công suất Tần số Sóng hài điện áp pha 1 THDU/V1 Sóng hài điện áp pha 2 THDU/V2 Sóng hài điện áp pha 3 THDU/V3 Sóng hài dòng điện pha 1 Sóng hài dòng điện pha 2 Sóng hài dòng điện pha 3 Độ mất cân bằng pha điện áp Độ mất cân bằng pha dòng điện

Bảng 2- 13: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của quạt thông gió trạm +15 Vũ

Môn (lần 2)

Thông số Kỹ hiệu ĐVT

Điện áp dây 1-2 Điện áp dây 2-3 Điện áp dây 3-1 Dòng điện pha 1 Dòng điện pha 2 Dòng điện pha 3 Công suất tác dụng Công suất hiệu dụng Công suất toàn phần U/V1-2 U/V2-3 U/V3-1 I/A1 I/A2 I/A3 P Q S [V] [V] [V] [A] [A] [A] [kW] [KVAr] [KVA] Ave 6,134.31 6,270.79 6,113.76 57.20 57.68 54.31 574.05 181.15 603.06 Giá trị Max 6,284.00 6,504.00 6,282.00 82.29 82.15 77.02 752.80 440.20 857.40 Min 5,656.00 5,983.00 5,823.00 48.32 48.87 46.22 515.40 93.68 527.30

Thông số Kỹ hiệu ĐVT

PF/cos f THDU/V1 THDU/V2 THDU/V3 THDI/A1 THDI/A2 THDI/A3 Vunb[%] [N/a] [Hz] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] Ave 0.95 50.04 1.48% 1.40% 1.42% 12.66% 11.29% 11.65% 1.61% Giá trị Max 0.99 50.29 1.81% 1.68% 1.78% 16.07% 13.64% 14.41% 6.43% Min 0.84 49.78 1.28% 1.12% 1.18% 9.76% 9.05% 9.17% 0.42%

Aunb[%] [%] 7.94% 24.40% 0.02%

Hệ số công suất Tần số Sóng hài điện áp pha 1 Sóng hài điện áp pha 2 Sóng hài điện áp pha 3 Sóng hài dòng điện pha 1 Sóng hài dòng điện pha 2 Sóng hài dòng điện pha 3 Độ mất cân bằng pha điện áp Độ mất cân bằng pha dòng điện

Hình 2- 19: Dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của hệ thống quạt thông gió dưới hầm lò công suất

30kW

Bảng 2- 14: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của quạt thông gió hầm

lò công suất 30kW

Thông số Kỹ hiệu ĐVT

U/V1-2 U/V2-3 U/V3-1 I/A1 I/A2 I/A3 P Q S PF/cos f

[V] [V] [V] [A] [A] [A] [kW] [KVAr] [KVA] [N/a] [Hz] [%] [%] [%] Ave 700.19 700.97 698.60 19.67 20.53 19.05 18.84 14.76 23.94 0.79 49.92 1.29 1.28 1.44 Giá trị Max 706.50 706.80 703.90 19.98 20.93 19.33 19.20 15.39 24.35 0.81 50.20 2.30 2.26 2.28 Min 683.10 685.40 682.10 19.34 20.18 18.62 18.57 13.68 23.10 0.77 49.82 0.73 0.73 0.71

[%] 2.47 THDI/A1 3.62 1.79

[%] 2.15 THDI/A2 3.17 1.57

[%] 2.59 THDI/A3 3.60 2.02

Vunb[%] [%] 0.20 0.28 0.09

Aunb[%] [%] 3.57 4.43 3.01 Điện áp dây 1-2 Điện áp dây 2-3 Điện áp dây 3-1 Dòng điện pha 1 Dòng điện pha 2 Dòng điện pha 3 Công suất tác dụng Công suất hiệu dụng Công suất toàn phần Hệ số công suất Tần số Sóng hài điện áp pha 1 THDU/V1 Sóng hài điện áp pha 2 THDU/V2 Sóng hài điện áp pha 3 THDU/V3 Sóng hài dòng điện pha 1 Sóng hài dòng điện pha 2 Sóng hài dòng điện pha 3 Độ mất cân bằng pha điện áp Độ mất cân bằng pha dòng điện

c. Cơ hội TKNL hệ thống quạt thông gió hầm lò:

Hiện tại về phương pháp điều khiển vận hành quạt thông gió hầm lò Công ty đã lắp đặt biến tần để điều khiển tốc độ quạt, đảm bảo tối ưu áp suất hút tại các trạm thông gió, đây là giải pháp khá tối ưu về mặt hiệu quả năng lượng cho hệ thống quạt;

Các thông số thông gió dưới lò đã được tính toán và đúc rút trong quá trình sản

xuất để đảm bảo tối ưu các thông số của hệ thống.

Nhìn chung về vấn đề giải pháp, hệ thống thông gió đang được vận hành tương

đối tối ưu về mặt hiệu quả năng lượng;

Các thông số về chất lượng điện đo lường tại Trạm quạt thông gió +15 Vũ Môn

là tương đối tốt, chỉ riêng hệ số công suất phản kháng cos là khá thấp, điều này có

thể là do tải làm việc của quạt tại thời điểm là khá thấp.

Tuy nhiên, dữ liệu đo lường tại tổng nguồn chung cấp nguồn cho hệ thống quạt

trạm +15 Vũ Môn cho thấy hệ số cos trung bình là 0.95 là khá tốt so với tiêu chuẩn

hiện nay.

Sóng hài của hệ thống Thông gió đo tại Trạm 6kV +11.2 là khoảng 11.5%, tuy chưa vượt so với tiêu chuẩn, tuy nhiên với hệ thống lưới 6kV với giá trị sóng hài dòng điện sinh ra từ hệ thống quạt thông gió cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến làm việc của hệ thống cung cấp và phân phối điện.

2.3.2.5. Hệ thống bơm nước hầm lò

a. Thực trạng về hệ thống bơm nước hầm lò

Bảng 2- 15: Bảng danh mục bơm nước hầm lò của Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin

STT Khu vực Tên thiết bị Công suất

Trạm -97.5 TT Mông Dương

Trạm -250 TT Mông Dương

Trạm -250 Bắc Mông Dương

Phương pháp điều khiển Trực tiếp Trực tiếp Trực tiếp Trực tiếp Trực tiếp Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm Khởi động mềm 6kV – 630kW 6kV – 630kW 6kV – 630kW 6kV – 630kW 6kV – 630kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW 6kV – 900kW Bơm số 1 Bơm số 2 Bơm số 3 Bơm số 4 Bơm số 5 Bơm số 1 Bơm số 2 Bơm số 3 Bơm số 4 Bơm số 5 Bơm số 6 Bơm số 1 Bơm số 2 Bơm số 3 Bơm số 4 Bơm số 5 Bơm số 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

b. Kết quả đo lường, đánh giá hiệu quả làm việc của hệ thống bơm nước hầm lò

Hình 2- 20: Biểu đồ đo lường các thông số bơm nước công suất 900kW – hầm lò -250TT (đo lần 1)

Hình 2- 21: Biểu đồ đo lường các thông số bơm nước công suất 900kW – hầm lò -250TT (đo lần 2)

Bảng 2- 16: Bảng tổng hợp các dữ liệu đo lường các thông số kỹ thuật của hệ thống bơm nước hầm lò

Thông số Kỹ hiệu ĐVT

[V] [V] [A] [kW] [KVAr] [KVA] [N/a] [%] Ave 3,500.95 6,063.83 105.35 993.73 478.14 1,105.50 0.90 0.95 Giá trị Max 3,528.00 6,110.68 373.70 1,021.80 3,513.00 3,567.00 0.91 6.65 Min 3,184.00 5,514.85 88.78 466.20 417.00 938.70 0.15 0.45

THDI/A1 [%] 0.86 13.73 0.27 U/V1-2 Điện áp pha U/V2-3 Điện áp dây I/A1 Dòng điện pha 1 P Công suất tác dụng Q Công suất hiệu dụng S Công suất toàn phần Hệ số công suất PF/cos Sóng hài điện áp pha 1 THDU/V1 Sóng hài dòng điện pha 1

c. Cơ hội TKNL của hệ thống bơm nước hầm lò

Hệ thống bơm nước 900kW dưới hầm lò -250TT của Công ty được trang bị bộ

khởi động mềm.

Kết quả đo lường thông số vận hành của bơm cho thấy, quá trình khởi động bơm diễn ra trong khoảng thời gian 4-5 giây, dòng điện khởi động tăng khoảng 3 lần so với dòng điện làm việc bình thường. Quá trình khởi động bơm gây sụt áp cục bộ cho hệ thống điện khảng 8% so với điện áp bình thường.

Tuy nhiên với thực trạng vận hành của bơm và chế độ khởi động mềm cho bơm hiện nay là khá tối ưu về kỹ thuật, bộ khởi động mềm cũng làm giảm đáng kể dòng khởi động của bơm (Thông thường dòng khởi động từ 6-8 lần dòng làm việc định mức). Công suất tiêu thụ của bơm đo lường được là 990kW, cho thấy hiệu suất làm việc của bơm hiện nay là khá tốt.

Các thông số về chất lượng điện như điện áp, sóng hài dòng điện, điện áp khi bơm

làm việc đảm bảo theo các tiêu chuẩn kỹ thuật.

2.3.2.6. Hệ thống chiếu sáng

a. Thông tin hệ thống chiếu sáng

Hình 2- 22: Hình ảnh hệ thống chiếu sáng tại một số khu vực trong Công ty

Bảng 2- 17: Bảng thống kê hệ thống chiếu sáng của công ty

(Nguồn: Công ty CP Than Mông Dương-TKV)

STT Khu vực sử dụng Loại đèn Công suất Thời gian sử dụng

36 – 40W 12h/ ngày 1 Huỳnh quang T8, T10 Văn phòng

Dowligh 8 - 10W 12h/ ngày 2

Trạm điện Compact 36 - 40W 24/24h 3

Compact 36 - 40W 24/24h 4 Hành lang đi lại chung Led Bulb 6 - 8W 12h/ ngày 5

Led Bulb 6 - 8W 24/24h 6

Hầm lò

7 Theo công nhân

kho than,… 36 - 40W 100W 10-12h/ ngày 10-12h/ ngày

Đèn pin cá nhân Compact 8 Khu vực sản xuất khác, 9 Cap áp Led b. Cơ hội TKNL cho hệ thống chiếu sáng

Qua các dữ liệu thu thập và đánh giá thực trạng hệ thống chiếu sáng của Công ty tôi nhận thấy:

- Công ty đã có sự quan tâm đầu tư sử dụng các thiết bị chiếu sáng có hiệu

suất cao (Led) để phục vụ cho các hoạt động sản xuất;

- Hệ thống chiếu sáng có các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn so với các ngành nghề khác, đặc biệt là hệ thống chiếu sáng dưới khu vực hầm lò, tuy nhiên cũng đã được công ty thay thế gần như 100% LedBulb thay thế cho các bóng đèn sợi đốt,

các khu vực này vẫn đảm bảo độ sáng, đồng thời giảm nhiệt phát từ thiết bị, giúp ổn định nhiệt trong hầm lò.

- Một số thiết bị công ty sử dụng vẫn là các thiết bị cũ, có hiệu suất thấp như bóng đèn huỳnh quang T8, T10 sử dụng chấn lưu sắt từ, hay 1 số bóng đèn compact sử dụng cho các khu vực hành lang đi lại, cho các trạm điện trong Công ty. 2.4. Hệ thống quản lý năng lượng của Công ty

2.4.1. Thực trạng vận hành hệ thống quản lý năng lượng

a. Bộ phận chịu trách nhiệm liên quan đến công tác tiết kiệm năng lượng

Các thành viên trong bộ phận chịu trách nhiệm quản lý năng lượng cần có tinh thần trách nhiệm cao hơn nữa trong công tác tiết kiệm năng lượng tại Công ty. Các thành viên thuộc bộ phận này là những người có trình độ chuyên môn về tiết kiệm năng lượng cũng như nắm rõ quá trình vận hành trong các công đoạn sản xuất của công ty. Luôn nghiên cứu quá trình sản xuất, quá trình hoạt động thông qua tài liệu thu được để tìm điểm nóng về sử dụng năng lượng. Tham gia tìm hiểu cùng các bộ phận liên quan để xác định được điểm nóng đó, tìm hiểu yếu tố gây lãng phí năng lượng. Nghiên cứu các phương án kỹ thuật để cải tiến việc tiêu thụ năng lượng.

b. Đánh giá thực trạng HTQLNL

Đánh giá thực trạng hệ thống quản lý năng lượng tại Công ty Cổ phần Than

Tiềm năng nhận định

Đánh giá hệ thống

Cam kết và chính sách

Kế hoạch hành động

Người đại diện QLNL và Ban QLNL

5 4 3 2 1 0

Mục tiêu và chỉ tiêu

SEUs

Kế hoạch đo lường

Đường cơ bản và chỉ số hiệu suất năng lượng

Mông Dương - VINACOMIN như sau:

Hình 2- 23: Biểu đồ đánh giá thực trạng hệ thống QLNL tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương –

VINACOMIN

Nội dung Thực trạng Nguyên nhân

(1) Tiềm năng nhận định với TKNL

Nhận thức của cán bộ, công nhân viên còn chưa thật sự sâu sắc trong các vấn đề về TKNL

(2) Cam kết và chính sách

- Lãnh đạo công ty và người lao động chưa thật sự trong trọng chú các vấn đề vè TKNL

- Thông tin về TKNL đã được cung cấp đến tất cả các nhân viên với tần suất và mức độ quan tâm như các thông tin tương đương về chất lượng, sức khoẻ nghề nghiệp và an toàn lao động; - Các chương trình nhận thức về TKNL cho cán bộ công nhân viên được tuyên truyền rộng rãi, nhưng chưa phong phú về hình thức thể hiện và nội dung truyền tải; Đã có các nhắc nhở đơn giản về sử dụng năng lượng hiệu quả trong các khu làm việc; - Xu hướng sử dụng năng lượng của tổ chức được nhận thức; - TKNL được cam kết từ ban lãnh đạo cao nhất; - Các nguồn lực hỗ trợ thực hiện TKNL được cung cấp trên cơ sở thẩm định chặt chẽ hiệu quả triển khai; - Các cam kết và chính sách năng lượng đã được lập thành văn bản, chưa cung cấp thông tin việc theo đuổi cam kết và chính sách năng lượng đến rộng rãi cho các nhân viên, người làm công, nhà thầu.

- Người đại diện QLNL đã được chỉ định, Ban QLNL đã được thành lập theo đúng yêu cầu của doanh nghiệp trọng điểm; (3) Người đại diện QLNL và Ban QLNL

- Việc kiểm soát tiêu hao và sử dụng năng lượng được cán bộ trong Công ty quản lý chặt chẽ.

Mặc dù đã thành lập ban QLNL nhưng hầu hết đều kiêm là nhiệm nên ngoài công việc chuyên môn thì việc kiểm soát TKNL của ban chưa thật sự sát sao

- Các khu vực sử dụng năng lượng lớn đã được phân chia và ưu tiên theo dõi sát sao; Thiết bị vận hành cũng đã lâu năm, (4) Khu vực tiêu thụ năng lượng chính

- Danh mục thiết bị được cập nhật và quản lý;

dần dần trong tương lại cần thay thế và cập nhật công nghệ mới - Danh mục thông số vận hành của thiết bị chính được cập nhật và quản lý;

- Các đặc tính kỹ thuật của thiết bị chính được cập nhật và quản lý;

- Chế độ bảo dưỡng định kỳ máy móc phụ thuộc rất lớn vào nhu cầu và kế hoạch sản xuất;

- Hồ sơ bảo dưỡng của thiết bị chính được

cập nhật và quản lý.

- Đường cơ bản của sử dụng năng lượng tại Công ty được theo dõi dưới hình thức định mức cho sản xuất qua các giai đoạn;

(5) Đường cơ bản và Chỉ số hiệu suất năng lượng

Hiệu suất năng lượng của các khu vực thấp, còn chưa đủ điều kiện xây dựng

- Chỉ số hiệu suất năng lượng của các khu vực sử dụng năng lượng chính/ các nguồn năng lượng chủ yếu trong tổ chức chưa đủ các điều kiện để xây dựng.

(6) Kế hoạch đo lường

- Đồng hồ đo lường số liệu tiêu thụ năng lượng tại các hộ sử dụng chính chưa được lắp đặt; - Chưa đầu tư được thiết bị đo lường

- Thiết bị đo lường tức thời về hiệu suất năng lượng chưa được quan tâm đầu tư;

- Các biểu mẫu và số liệu ghi chép được được bố trí thuận tiện cho việc nhận diện vấn đề bất thường giữa các ca sản xuất;

- Số liệu ghi chép được theo dõi và sử dụng để đánh giá tiêu thụ năng lượng trong tổ chức.

(7) Mục tiêu và chỉ tiêu

- Chỉ đặt ra mục tiêu chung mà chưa sát từng bộ sao đến - Chỉ tiêu, mục tiêu năng lượng được ước lượng căn cứ thực tế tình hình sản xuất kinh doanh và đánh giá sử dụng năng lượng hàng năm, tuy nhiên không được phân bổ đến từng bộ

phận

phận mà kêu gọi tập trung nỗ lực toàn công ty, do đó việc đạt được mục tiêu năng lượng có tính cam kết trách nhiệm không cao và khó thực hiện;

- Các biện pháp TKNL được hoạch định để

hiện thực hoá các chỉ tiêu, mục tiêu này;

- Các biện pháp TKNL dự kiến triển khai được thiết lập sau mục tiêu và chỉ tiêu năng lượng, do đó việc chạy theo chỉ tiêu làm chỉ tiêu chưa phản ánh thực tế tiềm năng TKNL trong tổ chức và hơi gượng ép;

- Việc triển khai TKNL và đạt mục tiêu, chỉ

tiêu được theo dõi qua các giai đoạn.

- Kế hoạch hành động được thông tin cụ thể và -

rõ ràng đến toàn tổ chức; (8) Kế hoạch hành động

- Kế hoạch hành động đã bao gồm việc rà soát,

giám sát, đánh giá hoạt động;

- Kế hoạch hành động đã dự trù những bất

thường có thể xảy ra và hướng xử lý;

- Kế hoạch hành động đã được theo dõi và nỗ

lực điều chỉnh qua các giai đoạn.

- Chưa có lịch họp định kỳ cho việc đánh giá

triển khai TKNL và hệ thống QLNL; (9) Đánh giá và cải tiến

- Cơ chế thưởng/ phạt được nghiên cứu xây dựng, tuy nhiên triển khai còn nhiều cân nhắc;

- Cơ chế của công ty về vấn đề tiết kiệm năng chưa lượng được triển khai sâu rộng. Ngoài ra, cần tiến hành kiểm toán năng lượng định kỳ.

- Chưa có lịch định kỳ cho việc kiểm toán nội bộ tiêu thụ năng lượng và chưa tiến hành tổng thể KTNL để nhận diện toàn diện các vấn đề về tiêu thụ năng lượng trong tổ chức.

2.4.2. Cơ hội tiết kiệm năng lượng

 Lập kế hoạch sử dụng điện năng cho những giai đoạn kế tiếp nhằm đánh giá cũng như xác định được các khâu điểm cụ thể cần giám sát chặt chẽ cũng như tìm các giải pháp cụ thể để tiết kiệm năng lượng.

Công ty đã luôn nhận thức được tầm quan trọng về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, cũng như nâng cao hiệu quả sản xuất, Công ty đã triển khai một số biện pháp để thực hiện sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả như:

 Xây dựng và áp dụng hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001 để từng bước giúp Công ty cải tiến được hiệu quả năng lượng, công tác quản lý năng lượng được thực hiện một cách có hệ thống và khoa học.

 Cử các Cán bộ, công nhân viên Công ty tham gia các chương trình đào tạo nâng cao nhận thức và lợi ích của việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả để chủ động tham gia tích cực vào hệ thống quản lý năng lượng.

KẾT LUẬN CHƯƠNG II

Chương II cung cấp những thông tin khái quát về Công ty Cổ phần Than Mông Dương – TKV, cũng như các thông tin liên quan đến tình hình khai thác, sản xuất kinh doanh của Công ty.

Tác giả đã tiến hành khảo sát, kiểm toán một số khâu sản xuất và các khâu tiêu hao năng lượng của Công ty. Thực hiện đo kiểm các thiết bị tiêu thụ năng lượng chính để biết được hiện trạng sử dụng năng lượng của Công ty.

Trên cơ sở phân tích thực trạng quản lý năng lượng và tình hình tiêu thụ năng lượng của Công ty, tác giả sẽ có những đề suất giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đối với Công ty được trình bày trong chương III.

CHƯƠNG 3 – MỘT SỐ GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐỀ XUẤT CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THAN MÔNG DƯƠNG

Qua quá trình nghiên cứu, phân tích và đánh giá ở chương II, tôi tổng hợp một số giải pháp tiết kiệm năng lượng đề xuất cho Công ty Cổ phần than Mông Dương như sau:

Bảng 3- 1: Bảng tổng hợp một số giải pháp tiết kiệm năng lượng đề xuất cho Công ty

STT Giải pháp Hệ thống Tên giải pháp đề xuất

1 Xây dựng HTQLNL theo tiêu chuẩn hệ thống quản lý năng lượng ISO 50001

Các giải pháp về quản lý Toàn Công ty

2 Tuyên truyền nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

3 Đảm bảo an toàn trong hệ thống cung cấp và phân phối điện năng

4 Lắp hệ thống lọc sóng hài cho trạm cấp 6kV từ lộ 671 cao Nâng lượng chất tin và độ cậy hệ thống cung cấp, sử điện dụng năng

Hệ thống máy nén khí Nâng cao công tác quản lý, bảo trì - bảo dưỡng máy nén khí. Kiểm tra phát hiện và khắc phục các vụ trí rò rỉ khí nén. Sửa chữa các van xả nước ngưng trong trạm khí nén

6 Các giải pháp về kỹ thuật Lắp bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén

7 Hệ thống lò hơi Lắp bộ đo, kiểm soát oxi dư trong khói thải, tích hợp cùng biến tần điều khiển cho quạt giúp của lò hơi

Thay thế các bóng đèn huỳnh quang T8, T10 công suất 36-40W bằng bóng Led Tube công suất 14 – 18W

Hệ thống chiếu sáng

Thay thế các bóng đèn compact công suất 36-40W bằng các bóng đèn Led Bulb công suất 20-25W

STT Giải pháp Hệ thống Tên giải pháp đề xuất

Hệ thống bơm nước hầm lò Xây dựng thời gian làm việc cho hệ thống bơm 1 cách hợp lý, hạn chế vận hành vào các giờ cao điểm trong ngày

sâu vào từng giải pháp đã đề xuất.

Như vậy, với hai nhóm giải pháp về quản lý và giải pháp về kỹ thuật tôi sẽ đi

3.1. Các giải pháp quản lý

3.1.1. Giải pháp: Xây dựng và triển khai hệ thống quản lý năng lượng theo

tiêu chuẩn ISO 50001

3.1.1.1. Ý nghĩa xây dựng và triển khai hệ thống quản lý năng lượng

Hiện trạng quản lý năng lượng tại Công ty:

Mục tiêu chính của việc đánh giá hiện trạng quản lý năng lượng là để thấy được thực trạng quản lý năng lượng của Công ty, từ đó xác định các lĩnh vực cần củng cố thêm để đảm bảo việc triển khai hệ thống quản lý năng lượng.

Thực hiện việc đánh giá này bằng việc sử dụng ma trận quản lý năng lượng nhằm xem xét đầy đủ các yếu tố liên quan và các yếu tố cần thiết để xây dựng một hệ thống quản lý năng lượng bền vững. Các tiêu chí đánh giá hệ thống quản lý năng lượng của Công ty được tổng hợp như sau:

Bảng 3- 2: Tiêu chí hệ thống quản lý năng lượng

TT Các tiêu chí của hệ thống quản lý năng lượng Đánh giá

4 1 Chính sách năng lượng

Tổ chức 4 2

4 3 Động viên thúc đẩy

3 4 Hệ thống theo dõi, giám sát và báo cáo

4 5 Đào tạo, tuyên truyền

4 6 Chính sách đầu tư

Trong đó: 1: Cần thiết phải làm tốt hơn nữa. 2: Tốt. 3: Rất tốt. 4: Xuất sắc.

Bảng đánh giá

Chính sách đầu tư

Đào tạo, tuyên truyền

Hệ thống theo dõi, giám sát và báo …

Động viên thúc đẩy

Cơ cấu tổ chức

Chính sách năng lượng

Điểm

Hình 3- 1: Đồ thị đánh giá thực trạng quản lý năng lượng tại Công ty

Các chỉ tiêu đánh giá hiện trạng quản lý năng lượng của Công ty được đánh giá

như sau:

- Chính sách năng lượng: Công ty đã đặt mục tiêu và đang có kế hoạch thực hiện các giải pháp tiết kiệm năng lượng. Đang xây dựng các chính sách năng lượng chi tiết và ban hành, công bố cho toàn thể cán bộ công nhân viên biết và thực hiện, tuy nhiên chưa được sự cam kết của lãnh đạo đơn vị.

- Tổ chức: Công ty đã bổ nhiệm cán bộ quản lý năng lượng, tuy nhiên công

việc còn kiêm nhiệm.

Động viên thúc đẩy: Công ty đã có chính sách thưởng phạt về việc sử dụng năng lượng, có định mức sử dụng năng lượng. Các kênh thông tin về sử dụng năng lượng không được sử dụng thường xuyên.

- Hệ thống theo dõi, giám sát: Công ty đã có thiết bị đo lường (ở mức đo lường

tổng), dữ liệu được theo dõi đánh giá và thiết lập mục tiêu.

- Đào tạo tuyên truyền: Công ty đã cử cán bộ tham gia các buổi hội thảo, tập huấn tiết kiệm năng lượng của Sở công thương. Có biển nhắc nhở, tuyên truyền về tiết kiệm năng lượng.

- Chính sách đầu tư: Công ty luôn có một phần kinh phí để thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng thông qua kế hoạch tiết kiệm năng lượng cho từng giai đoạn. Trong giai đoạn hiện nay tập chung thực hiện các giải pháp quản lý, các giải pháp có chi phí đầu tư thấp.

Với hiện trạng quản lý năng lượng của Công ty hiện tại chưa tốt, để đánh giá năng lượng một cách chi tiết cần thiết phải thực hiện đồng bộ và có kế hoạch thật chi

tiết về vấn đề quản lý năng lượng theo một chuẩn mực, từ đó giúp Công ty nâng cao việc quản lý và sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả trong quá trình hoạt động.

Khả năng tác động

Hệ thống Quản lý năng lượng điều chỉnh hoạt động và phối hợp hoạt động của các cá nhân, các bộ phận vận hành máy móc thiết bị tiêu thụ năng lượng. Thuần tuý về con người - hệ thống quản lý năng lượng là phần dễ tác động nhất, nhưng lại khó thay đổi nhất.

Nếu Hệ thống quản lý năng lượng được xây dựng và vận hành phù hợp, nhận được sự đồng tình ủng hộ của tất cả mọi người trong tổ chức thì hiệu quả hoạt động của hệ thống mang lại rất lớn với tiềm năng tiết kiệm năng lượng đáng kể, trước bất kỳ yêu cầu đầu tư nào về nâng cấp sản xuất.

Nếu Hệ thống quản lý năng lượng không nhận được sự đồng thuận và ủng hộ của những người tham gia thì sự tồn tại của hệ thống chỉ làm nặng thêm cơ cấu và trách nhiệm, không tạo ra giá trị tiết kiệm năng lượng mà còn có thể làm giảm hiệu suất chung của toàn tổ chức.

Vai trò ảnh hưởng:

Quản lý năng lượng tác động sâu và rộng tới từng thiết bị sử dụng năng lượng cũng như phối hợp của mỗi thiết bị trong hệ thống dây chuyền và trong toàn Công ty.

- Với từng thiết bị sử dụng năng lượng:

Thiết bị (hiệu suất thiết bị)

đầu ra

đầu ra đầu vào

đầu vào

vận hành Thiết bị (hiệu suất thiết bị) Quản lý năng lượng là quản lý việc cung cấp năng lượng đầu vào phù hợp với

đầu ra

đầu vào

nhu cầu đầu ra thông qua quá trình vận hành tối ưu.

vận hành Thiết bị (hiệu suất thiết bị)

Động cơ

Lò hơi

Khí nén

đầu ra

thiết bị,

 Nhiều

đầu vào

Lò hơi Điều hoà

Khí nén Chiếu sáng

nhiều quy trình

 Một mục tiêu

Khí nén Chiếu sáng Công nghệ

Lò hơi Điều hoà

Động cơ Động cơ

Lò hơi Điều hoà

Khí nén Chiếu sáng Công nghệ

Điều hoà

Chiếu sáng Công nghệ

 Nhiều thiết bị, quy

- Với toàn Công ty:

vận hành Thiết bị (hiệu suất thiết bị) Động cơ vận hành Quản lý năng lượng là quản lý sự phối hợp của mỗi cá nhân, mỗi bộ phận để đạt mục tiêu chung về định mức năng lượng toàn tổ chức. Bên cạnh đó, ngoài mối

Công nghệ

nhiều trình

 Một mục tiêu

 Nhiều thiết bị,

quan tâm về năng lượng, tổ chức còn chia sẻ nhiều mối quan tâm, có thể lớn hơn năng lượng, với năng suất, chất lượng, an toàn, môi trường,... Vì thế, quản lý năng lượng còn bao gồm việc phối hợp mối quan tâm về năng lượng với các mối quan tâm khác để triển khai toàn diện chiến lược tổ chức đã đồng thuận.

 Ý nghĩa xây dựng và triển khai hệ thống quản lý năng lượng

 Hiệu quả năng lượng tối ưu khi và chỉ khi tối ưu tất cả các thành phần: Quản lý năng lượng và Sử dụng năng lượng - các thành phần có mối quan hệ tác động qua lại;

 Các yếu tố liên quan đến quản lý chiếm tỷ trọng lớn trong tổng thể Hiệu quả

năng lượng;

 Quản lý năng lượng có phạm vi rộng, rất dễ tác động;

 Quản lý năng lượng có chi phí đầu tư thấp, hiệu quả cao và mang tính bền vững;

 Quản lý năng lượng tối ưu sẽ góp phần tối ưu các khía cạnh quản lý khác có quy

trình liên quan.

3.1.1.2. Xây dựng và triển khai hệ thống quản lý năng lượng ISO 50001:2011

Xây dựng hệ thống quản lý năng lượng theo ISO nhằm giúp cho Công ty thiết lập các hệ thống và quá trình cần thiết để cải tiến hiệu suất năng lượng, bao gồm việc sử dụng, tiêu thụ và hiệu quả năng lượng. Sự thực hiện đầy đủ tiêu chuẩn này mong muốn hướng tới sự giảm phát thải khí nhà kính, chi phí năng lượng, và các tác động môi trường có liên quan khác, thông qua việc quản lý năng lượng có hệ thống.

Hình 3- 2: Lộ trình giám sát và xây dựng mục tiêu sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Từ các định mức tiêu thụ năng lượng của từng tháng là cơ sở để tính toán và lập được biểu đồ tiêu thụ điện. Thực hiện so sánh các định mức hàng ngày, hàng

tháng để chọn ra định mức tiêu thụ thấp nhất làm mục tiêu cho hoạt động sản xuất của Công ty.

Hình 3- 3: Nguyên lý hoạt động giám sát và xây dựng mục tiêu sử dụng

- Căn cứ theo Tiêu chuẩn ISO50001 ban hành ngày 15/6/2011 của Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO). Tiêu chuẩn đưa ra các yêu cầu có thể áp dụng cho việc tiêu thụ và sử dụng năng lượng bao gồm:

 Văn bản hóa và báo cáo chi tiết năng lượng;

 Thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiết kiệm năng lượng cho hệ thống, các

thiết bị trong quá trình sản xuất.

 Đo lường, giám sát tiêu thụ năng lượng cho toàn Công ty;

Phương pháp tiếp cận khi xây dựng và áp dụng hệ thống QLNL:

- Tiêu chuẩn được xây dựng dựa trên mô hình cải tiến liên tục Lập kế hoạch (Plan) - Thực hiện (do) - Kiểm tra (check) - Hành động cải tiến (Act) và có sự kết hợp chặt chẽ giữa QLNL với các hoạt động thực hành hàng ngày của tổ chức. Các bước được mô tả sơ bộ như sau:

 Lập kế hoạch (Plan): Thực hiện đánh giá thực trạng việc sử dụng năng lượng để thiết lập đường cơ sở và các chỉ tiêu hoạt động năng lượng (EnPIs), các mục tiêu, chỉ tiêu và các kế hoạch hành động cần thiết để đạt được kết quả có xét đến mối tương quan với các cơ hội hoạt động năng lượng và chính sách về năng lượng của tổ chức.

 Thực hiện (Do): Thực hiện các kế hoạch hành động về QLNL.

 Kiểm tra (Check): Kiểm soát, đo lường các quá trình và các đặc tính cốt lõi của các hoạt động trong tổ chức, từ đó sẽ xác định được các hành động năng lượng đi ngược lại chính sách, mục tiêu về năng lượng và báo cáo các kết quả thu nhặt được.

 Hành động (Act): Xác định và thực hiện các hành động cải tiến liên tục

- Mô hình chi tiết quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO50001 được thể hiện

hành động Năng lượng và cả hệ thống QLNL.

trên hình sau.

Hình 3- 4: Mô hình quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011

- Các yêu cầu của hệ thống quản lý năng lượng

Lộ trình thực hiện mô hình quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO

50001:2011 tại Công ty sơ bộ như sau.

Bảng 3- 3: Lộ trình thực hiện mô hình quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011

Nội dung cần làm TT Bước thực hiện Trình tự thực hiện

1 Thành lập ban quản lý năng lượng dựng Xây sách chính lượng năng (cam kết cải Bổ nhiệm lãnh đạo năng lượng Xây dựng đội quản lý năng lượng (song song phải tiến hành xây dựng hệ thống gián sát quản lý năng lượng)

tiến liên tục) Nghiên

cứu chính sách năng lượng

Quản lý và thu thập dữ liệu

Xây dựng đường cơ sở và so sánh 2 Đánh giá hiệu quả

tính và

Phân đánh giá

Tìm hiểu chính sách năng lượng của đơn vị khác cùng mô hình và khả năng ứng dụng vào đơn vị Thu thập dữ liệu, sử dụng thông tin chung qua tài liệu trong thời gian hoạt động Xây dựng đường cơ sở xác định điểm bắt đầu của quá trình đo đếm So sánh hiệu quả sử dụng năng lượng hiện tại với đường cơ sở Nắm bắt được mô hình và xu hướng việc sử dụng năng lượng của đơn vị. Đánh giá hoạt động hiệu quả của hệ thống cơ sở và thiết bị để xác định tiềm năng cải thiện

triển tiêu có Xác định phạm vi thực hiện Ước tính tiềm năng cải tiến Thiết lập mục tiêu

3 Thiết lập mục tiêu

Đưa ra các đề nghị về vấn đề cần phải có sự quyết định của các cấp lãnh đạo

Để phát các mục thực hiện hiệu quả Thiết lập các mục tiêu cần sự giúp đỡ của lãnh đạo năng lượng

Xác định các bước kỹ thuật thực hiện và mục tiêu

4 Lập kế hoạch hành động

Xác định vai trò và nguồn lực

Các thành viên trong đội quản lý năng lượng nghiên cứu quá trình sản xuất, quá trình hoạt động thông qua tài liệu thu được để tìm điểm nóng về sử dụng năng lượng. Sau khi xác định được điểm nóng ta tìm hiểu yếu tố gây lãng phí năng lượng Nghiên cứu các phương án kỹ thuật để cải tiến việc tiêu thụ năng lượng Lập các bước thực hiện nhiệm vụ cải tiến này Sau khi thu thập các cải tiến ta tiến hành xác định vai trò (mức độ ưu tiên đối với từng giải pháp) Song song với việc xác định mức độ ưu tiên ta xác định thêm nguồn lực để đầu tư cho giải pháp cải tiến

Xây dựng kế hoạch truyền thông

Nâng cao nhận thức

5 Thực hiện kế hoạch hành động

Xây dựng năng lực

Thúc đẩy việc thực hiện

và

Theo dõi giám sát

quả đo

Kết lường

6 Đánh giá tiến độ xét

kế hành

Xem hoạch động

cấp

Cung sự công nhận nội bộ 7 Ghi nhận hành tích

Xác định thời gian, phạm vi, mức độ, khu vực cần truyền thông về sử dụng năng lượng Xây dựng nội dung tuyên truyền về sử dụng năng lượng tiết kiệm Thực hiện công tác truyền thông đảm bảo mọi cán bộ công nhân viên đều nắm bắt được nội dung Thực hiện xây dưng và hoàn thiện các sáng kiến liên quan đến sử dụng năng lượng tiết kiệm Đào tạo cán bộ chuyên trách Thực hiện kiểm toán năng lượng và triển khai các dự án đầu tư các giải pháp tiết kiệm theo lộ trình Tiến hành công tác hoàn thành quá trình đầu tư xây dựng hệ thống, thiết bị tiết kiệm một cách nhanh nhất có thể Thường xuyên theo dõi, giám sát hoạt động của hệ thống quản lý năng lượng Tăng cường các báo cáo thường kỳ của các thành viên đội quản lý năng lượng Thu thập, lưu trữ kết quả đo lường, phân loại mọi kết quả tương ứng cho tường thiết bị Phân tích kết quả đạt được và so sánh Từ kết quả đo lường ta tiến hành so sánh với mục tiêu và tiến hành điều chỉnh kế hoạch hành động sao cho hợp lý Đánh giá kết quả thực hiện sử dụng năng lượng hiệu quả tại các đơn vị Khen thưởng và kỷ luật hợp lý đối với các trường hợp tiêu biểu về sử dụng hiệu quả và không hiệu quả Công nhận và tạo điều kiện nhân rộng các sáng kiến về sử dụng năng lượng tiết kiệm Công bố và thực hiện đăng ký với cấp trên về những hình thức, đơn vị, cá nhân sử dụng hiệu quả năng lượng Nhận được sự công nhận từ bên ngoài

Ngoài ra, xây dựng Hệ thống quản lý năng lượng là một dự án, vận hành Hệ thống quản lý năng lượng là một quá trình kế tiếp liên tục, không có điểm kết thúc của 04 (bốn) giai đoạn: Lập kế hoạch  Triển khai  Kiểm soát  Đánh giá và cải tiến.

LẬP KẾ HOẠCH

CẢI TIẾN

LẬP KẾ HOẠCH

CẢI TIẾN

Nhân sự

LẬP KẾ HOẠCH

CẢI TIẾN

Nhân sự Quy trình

KIỂM SOÁT

TRIỂN KHAI

Công cụ

LẬP KẾ HOẠCH

CẢI TIẾN

Nhân sự Quy trình Động lực thúc đẩy

KIỂM SOÁT

TRIỂN KHAI

Công cụ

Nhân sự Quy trình Động lực thúc đẩy

KIỂM SOÁT

Xây dựng Hệ thống quản lý năng lượng mang lại hiệu quả tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - VINACOMIN trên nền tảng các đặc trưng vận hành hiện tại, xét trên 04 (bốn) nhóm: Nhân sự  Quy trình  Công cụ  Động lực thúc đẩy.

TRIỂN KHAI

Công cụ

Vai trò trong HTQLNL

Nhóm triển khai Nhân sự

Quy trình

Động lực thúc đẩy

KIỂM SOÁT

Công cụ

Động lực thúc đẩy

Vai trò: nhân tố cốt lõi của tất cả các hành động TRIỂN KHAI

Tiêu chuẩn hướng đến: nhận thức & sự đồng lòng, và, sự hợp tác, phối hợp xuyên suốt trong toàn bộ các giai đoạn, các quá trình

Quy trình Vai trò: xương sống để xây dựng và triển khai HTQLNL

Tiêu chuẩn hướng đến: hoạch định các quy trình/ hộ sử dụng năng lượng phù hợp với đặc trưng công nghệ và các quy trình quản lý khác của Công ty Cổ phần Than Mông Dương - VINACOMIN, đồng thời, khoa học và tối ưu với triển khai QLNL

Công cụ

Vai trò: nhân tố hỗ trợ và phối hợp các nhân sự, các quy trình trong HTQLNL

Tiêu chuẩn hướng đến: phù hợp các quy trình quản lý khác, đồng thời, giá trị hỗ trợ cao với QLNL

Động lực thúc đẩy Vai trò: đảm bảo HTQLNL duy trì bền vững, không chỉ

mang tính thời kỳ

Tiêu chuẩn hướng đến: phù hợp tầm nhìn của lãnh đạo với tiết kiệm năng lượng, văn hoá Công ty Cổ phần Than Mông Dương - VINACOMIN đang duy trì, và, mang tính khuyến khích với những người vận hành HTQLNL

Mối quan hệ biện chứng giữa các nhóm

Mối quan hệ biện chứng giữa các nhóm được quan tâm trong quá trình xây dựng HTQLNL - điều này giúp khả năng kiểm soát, khả năng tác động, khả năng kiện toàn vận hành của HTQLNL tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - VINACOMIN có tính khả thi triển khai và mang lại lợi ích thực tế.

Khi áp dụng hệ thống quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001 giúp Công ty lập kế hoạch, thực hiện, duy trì và liên tục cải thiện hệ thống quản lý năng lượng. Cho phép ghi lại, xem xét, kiểm toán, phân tích và tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống quản lý năng lượng một cách có hệ thống, có tính đến các số liệu cụ thể như hiệu quả năng lượng, mức tiêu thụ năng lượng và sử dụng năng lượng. Ngoài ra, còn giúp nâng cao nhận thức về tiết kiệm năng lượng cho toàn thể cán bộ công nhân viên. Ước tính tiềm năng tiết kiệm khi áp dụng giải pháp được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 3- 4: Tiềm năng tiết kiệm năng lượng khi áp dụng giải pháp xây dựng hệ thống quản lý năng

lượng theo ISO50001

Tên giải pháp

CPĐT (1.000đ)

TGHV (năm)

ĐNTK (kWh/ năm)

CPTK (1.000đ/ năm)

HSHV nội tại (%)

GTHT thuần (1.000đ)

73.029 127.883 350.000

2,74

24,15 134.776

Xây dựng mô hình quản lý năng lượng theo tiêu chuẩn ISO 50001

3.1.2. Giải pháp tuyên truyền nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Qua theo dõi và khảo sát hoạt động của Công ty cho thấy: Công ty đã xây dựng và ban hành các quy trình vận hành và bảo dưỡng thiết bị và được kiểm soát khá tốt. Việc tăng cường các hoạt động quản lý nội vi và bảo dưỡng thiết bị có ý nghĩa quan trọng vì việc triển khai các hoạt động này thường tốn chi phí nhỏ hoặc rất nhỏ nhưng mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng cao. Ước tính, nếu thực hiện tốt công việc này có thể tiết kiệm khoảng (2÷4)% chi phí năng lượng

hiện tại. Để đảm bảo hiệu suất sử dụng năng lượng tiết kiệm tối đa mức tiêu hao cần phải liên tục quản lý việc sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong Công ty. Các biện pháp quản lý sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cụ thể nên thường xuyên duy trì như sau:

- Ban hành chính sách sử dụng năng lượng, trong đó xác định mục tiêu tiết

kiệm năng lượng hàng năm;

- Xây dựng kế hoạch thực hiện tiết kiệm năng lượng hàng năm và năm năm; - Tận dụng ánh sáng tự nhiên; - Nâng cấp, cải tiến thiết bị cũ, hiệu suất thấp bằng thiết bị tiết kiệm năng

lượng;

- Tổ chức đào tạo, nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu

quả cho cán bộ nhân viên;

- Điều hoà nhiệt độ chỉ được sử dụng vào mùa hè và cài đặt ở chế độ nhiệt độ 250C- 270C kết hợp với việc bật quạt ở tốc độ thấp. Phải cắt điện khi không còn người làm việc trong phòng hoặc hết giờ làm việc trước từ 20÷30 phút.

- Thường xuyên tuyên truyền, kiểm tra, giám sát để nâng cao ý thức tiết kiệm

điện trong sản xuất, sinh hoạt của cán bộ công nhân trong Công ty. 3.2. Các giải pháp kỹ thuật 3.2.1. Nâng cao chất lượng và độ tin cậy hệ thống cung cấp, sử dụng điện năng 3.2.1.1. Đối với hệ thống cung cấp và phân phối điện năng - Nguồn điện chính:

 Nguồn cung cấp điện cho khu Trung tâm là nguồn điện áp 35kV bằng 02 lộ 373, 374 và nguồn điện áp 6kV bằng 02 lộ 671, 672 từ trạm biến áp E- 51: 110/35/6kV-(2x40)MVA Mông Dương.

 Nguồn cung cấp điện cho khu Đông Bắc là nguồn điện áp 6kV bằng 01 lộ

673 từ trạm biến áp E-51:110/35/6kV-(2x40)MVA Mông Dương.

- Nguồn điện dự phòng:

 Nguồn điện dự phòng độc lập cho khu Trung tâm là các trạm phát điện điêzen điện áp đầu ra 6kV kiểu CAT-3516B, công suất 2.500kVA; trạm CW-16V-170, công suất 2.200kVA và trạm biến áp 35/6kV-2x1.800kVA.

 Nguồn điện dự phòng độc lập cho khu Đông Bắc là trạm phát điện điêzen

6kV-2x2.500kVA đặt tại MB +40.

Giải pháp đề xuất tại đây là sử dụng bộ cảnh báo sự cố chạm đất và sự cố ngắn mạch kiểu EKL4C sẽ giúp chỉ thị nhanh chóng và chính xác tuyến bị sự cố trong

mạng, từ đó tiết kiệm thời gian tìm kiếm, giảm thời gian mất điện, cải thiện độ tin cậy nguồn cung cấp.

Nguyên lý làm việc: Khi mạch cung cấp nguồn xảy ra sự cố ngắn mạch hoặc sự cố chạm đất, thay đổi dòng ngắn mạch nối đất hoặc thay đổi sinh ra điện từ trường, cuộn dây đo lường trong cảm biến sẽ sinh ra tín hiệu xung, khi giá trị của tín hiệu xung đạt đến hoặc vượt quá giá trị dòng đặt báo sự cố, bộ cảnh báo sự cố sẽ tự động ghị nhận trạng thái sự cố, bộ cảnh báo sự cố sẽ nhấp nháy đèn theo cài đặt, đồng thời đưa ra cảnh báo bằng giao diện từ xa và truyền nhận tín hiệu sự cố tới trung tâm giám sát, nhân viên có thể ngay lập tức xác định chính xác vị trí sự cố trên đường dây thông qua bộ cảnh báo sự cố, khắc phục sự cố kịp thời, phục hồi nguồn cung cấp.

Chức năng chính: + Chỉ thị cảnh báo sự cố ngắn mạch: Cảm biến sự cố ngắn mạch được lắp đặt trên dây cáp pha đơn, giám sát sự thay đổi dòng điện của đường dây cung cấp, khi giá trị dòng điện thay đổi đạt hoặc vượt quá dòng tác động ngắn mạch (giá trị này có thể cài đặt theo yêu cầu của người sử dụng trước khi cung cấp), cảm biến sự cố ngắn mạch phát ra tín hiệu cảnh báo, tín hiệu sẽ được gửi qua cáp quang tới trạm cảnh báo, đèn bộ cảnh báo sẽ nhấp nháy tương ứng.

+ Chỉ thị cảnh báo sự cố chạm đất: Cảm biến sự cố chạm đất được lắp đặt trên phần không che chắn phân nhánh của cáp 3 pha, phát hiện dòng thứ tự không của ba pha, khi giá trị đạt tới hoặc vượt quá dòng tác động chạm đất (giá trị này có thể cài đặt theo yêu cầu của người sử dụng trên bảng điều khiển), cảm biến sự cố chạm đất phát ra tín hiệu cảnh báo tới trạm cảnh báo, đèn bộ cảnh báo sự cố chạm đất sẽ nhấp nháy.

+ Reset và cảnh báo từ xa: Sau khi xảy ra sự cố ngắn mạch hoặc sự cố chạm đất, bộ cảnh báo gửi tín hiệu cảnh báo tương ứng tại cùng thời điểm, phối hợp với các thiết bị tự động hóa trong hệ thống phân phối (FTU) và tín hiệu cảnh báo có thể truyền dẫn tới trung tâm giám sát từ xa, cũng có thể vận hành reset bằng tay hoặc từ xa.

Bảng 3- 5: Tiềm năng tiết kiệm nhiên liệu khi áp dụng giải pháp đảm bảo an toàn trong hệ thống cung

cấp và phân phối điện năng

Tên giải pháp CPTK (1.000đ/năm) CPĐT (1.000đ) TGHV (năm) ĐNTK (kWh/ năm)

46.345 81.156 270.000 3,33

Giải pháp đảm bảo an toàn trong hệ thống cung cấp và phân phối điện năng

3.2.1.2. Giải pháp: Lắp hệ thống lọc sóng hài cho trạm cấp 6kV từ lộ 671

Sóng hài là một loại sóng nhiễu không mong muốn và tác động xấu đến hệ thống điện. Các dạng sóng điện áp sin được tạo ra tại các nhà máy điện, trạm điện lớn thường thì rất tốt. Nhưng càng di chuyển về phía phụ tải, đặc biệt là các phụ tải phi tuyến thì các dạng sóng càng bị méo, khi đó dạng sóng không còn là sóng sin mà chuyển thành sóng hài. Sóng hài có thể coi như là tổng của các dạng sóng sin mà tần số của nó là bội số nguyên của tần số cơ bản.

Nguyên nhân gây ra sóng hài:

Với độ chính xác cao, và tiết kiệm điện đáng kể, biến tần đã trở thành thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống điểu khiển động cơ; hệ thống đốt nóng, thông gió, và điều hòa nhiệt độ, hay còn gọi là HVAC. Biến tần đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao.

Hầu như tất cả các biến tần hiện có trên thị trường đều hoạt động dựa trên nguyên lý cầu chỉnh lưu để chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành điện áp một chiều DC. Sau đó, điện áp DC này sẽ được một bộ nghịch lưu inverter chuyển đổi ngược trở lại điện áp AC với độ lớn và tần số đã định trước để điều khiển chính xác tốc độ của động cơ.

Hình 3- 5: Sơ đồ nguyên lý chung của một hệ thống biến tần 3 pha

Các biến tần hiện đại sử dụng cầu diode để chuyển đổi điện áp AC sang DC,

người ta lắp thêm tụ DC phía sau cầu diode để làm phẳng điện áp DC.

Hình 3- 6: Cầu chỉnh lưu diode trong một biến tần

Mạch chỉnh lưu diode và nghịch lưu inverter mang lại hiệu suất cao cho biến tần, nhưng lại gây ra nhiều sóng hài trên dòng điện ở phía nguồn AC. Sóng hài xuất hiện là do dòng điện không thể chạy qua chỉnh lưu và đi vào biến tần khi điện áp AC đầu vào bé hơn điện áp một chiều DC trên tụ. Điều này chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn trên mỗi pha nhưng đủ làm biến dạng hoàn toàn dòng AC đầu vào khiến nó không còn là hình sin chuẩn nữa. Hơn nữa, do bị chặn bởi chênh lệch điện áp AC và DC ở đầu vào, dòng điện phải có biên độ đỉnh cao hơn để truyền đủ năng lượng cho động cơ trong một chu kỳ lưới.

Hình 3- 7: Dạng sóng dòng điện AC đầu vào của biến tần

Có thể dòng điện không còn mang hình Sin nữa mà trở thành 4 xung dòng biên độ cao (2 xung cho mỗi bán kỳ) và độ méo hài THD của dòng điện kiểu này là rất cao.

Sóng hài trên dòng điện sẽ kéo theo sóng hài trên điện áp, độ méo sóng hài áp phụ thuộc nhiều vào trở kháng của hệ thống phân phối điện và số lượng tải phi tuyến (máy tính, máy fax, máy photocopy, đèn chiếu dùng inverter, ...) trong hệ thống đó. Để so sánh sóng hài dòng và sóng hài áp cần có các phân tích sóng hài chi tiết.

Trong phân tích sóng hài, mọi dạng sóng đều có thể được biểu diễn dưới dạng tổng của nhiều sóng hình sin có biên độ và tần số khác nhau. Tập hợp các sóng hình sin nói trên bao gồm 1 sóng sin cơ bản (tần số 50 Hz đối với lưới điện Việt Nam) và các sóng hình sin là bội của sóng sin cơ bản, gọi là sóng hài.

Tổng độ méo hài, hay THD là đại lượng thể hiện mức độ biến dạng của dòng

điện hay điện áp, được tính bằng công thức sau:

Tác hại của sóng hài:

Trong các hệ thống điện 3 pha, dòng điện cấp cho biến tần có dạng 2 xung liên tiếp cách nhau 3.3 mili giây. Dạng dòng điện kiểu xung biên độ cao như vậy có thể gây ra nhiều vấn đề cho các thiết bị khác trong hệ thống.

Hình 3- 8: Dòng sóng hài qua biến tần

Đối với hệ thống điện truyền tải, sóng hài gây ra tác động nhầm trip máy cắt đầu cực, gây mất ổn định cung cấp điện, do đó sự phát hiện bảo vệ lưới điện trước sóng hài là cần thiết, các role có thể tính toán và chỉnh định với cả hài bậc lẻ và chẵn (và cả thành phần dòng thứ tự 0) để bảo đảm không nhầm lẫn giữa trường hợp khởi động và sự cố.

Khi giá trị hiệu dụng và giá trị biên độ của điện áp hay dòng điện tăng do sóng hài sẽ kéo theo một loạt những nguy hại xảy ra với toàn bộ hệ thống lưới điện như làm tăng phát nóng của dây dẫn điện, tăng tổn hao, giảm dung lượng truyền tải.

Làm cho tụ điện bị quá nhiệt và trong nhiều trường hợp có thể dẫn tới phá hủy chất điện môi. Các sóng điều hòa bậc cao còn có thể làm momen tác động của rơle biến dạng gây ra hiện tượng nhảy rơle dẫn đến thời điểm tác động của rơle sai lệch, gây cảnh báo nhầm của các UPS đồng thời gây ra tổn thất đồng, tổn thất từ thông tản và tổn thất sắt làm tăng nhiệt độ MBA dẫn đến làm tăng tổn thất điện năng.

Ngoài ra, sóng hài còn làm tổn hao trên cuộn dây và lõi thép động cơ tăng, làm méo dạng momen, giảm hiệu suất máy, gây tiếng ồn; ảnh hưởng đến sai số của các thiết bị đo, làm cho kết quả đo bị sai lệch. Nguy hại hơn, các sóng điều hòa bậc cao còn có thể sinh ra momen xoắn trục động cơ hoặc gây ra dao động cộng hưởng cơ khí làm hỏng các bộ phận cơ khí trong động cơ; làm các thiết bị sử dụng điện và đèn chiếu sáng bị chập chờn ảnh hưởng đến con người đồng thời gây bức xạ sóng điện từ

lan truyền trong không gian làm ảnh hưởng đến thiết bị thu phát sóng, ô nhiễm điện từ trường. Bộ lọc sóng hải tích cực là thiết bị đáp ứng nhanh để giải quyết được các vấn đề trên lưới, giảm độ méo dạng sóng hài về tiêu chuẩn, tăng hệ số công suất, ổ định điện áp làm việc, tăng độ cung cấp điện, giảm tổn thất lưới điện.

Tiêu chuẩn về sóng hài và thực trạng sóng hài trên hệ thống cung cấp và

phân phối điện tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương – Vinacomin.

Bởi vì sóng hài có thể ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong hệ thống điện, nhiều tiêu chuẩn đã được đưa ra để đánh giá mức độ nghiêm trọng của sóng hài. Một trong các tiêu chuẩn này là quy định về tiêu chuẩn chất lượng điện của Thông tư 39/2017/TT-BCT căn cứ vào mức độ nhạy cảm của các thiết bị trong một hệ thống điện làm ngưỡng quy định mức sóng hài áp tối đa được cho phép với hệ thống lưới điện tại Việt Nam. Các thông số hài được quy định:

Tiêu chuẩn về sóng hài:

Bảng 3- 6: Báng tiêu chuẩn độ méo sóng hài của hệ thống điện

Diễn giải Giá trị

Cấp điện áp ≥110KV 3.0%

Tổng biến dạng sóng hài diện áp Trung áp và hạ áp 6.5%

20%

Đối với đấu nối vào cấp điện áp trung áp và hạ áp có công suất nhỏ hơn 50 kW:

Tổng biến dạng sóng hài dòng điện

12%

Đối với đấu nối vào cấp điện áp cao áp hoặc các đấu nối có công suất từ 50 kW trở lên

Thực trạng sóng hài tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin:

Bảng 3- 7: Bảng so sánh thực trạng sóng hài tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin so

với tiêu chuẩn

Giá trị

Đ.vị Ave Max Min Diễn giải Tiêu chuẩn(1) Đánh giá

Lộ 671

Công suất tiêu thụ kW 2,138.1 4,182.0 1,505.0

Giá trị

Diễn giải Đ.vị Ave Max Min Tiêu chuẩn(1) Đánh giá

% % 1.73% 9.62% 2.16% 13.37% 1.23% 7.18% 6.5% <12% Đạt Đạt

Tổng méo hài điện áp U Tổng méo hài dòng điện I Lộ 672 Công suất tiêu thụ Tổng méo hài điện áp U Tổng méo hài dòng điện I kW % % 1,733.29 3,607.00 697.50 0.17 2.13 7.36 1.06 1.73 6.5% <12% Đạt Đạt

Lộ 673

Công suất tiêu thụ Tổng méo hài điện áp U Tổng méo hài dòng điện I kW % % 341.23 1.21 5.06 417.20 2.27 14.84 0.29 6.5% <12% Đạt Đạt

Nhận xét:

Độ méo sóng hài dòng điện và điện áp của các lộ đầu vào 6KV của Công ty theo đánh giá đều đảm bảo giá trị thấp hơn so với tiêu chuẩn và quy chuẩn hiện nay của hệ thống điện. Tuy nhiên, giá trị sóng hài dòng điện của lộ 671 của Công ty hiện nay ở mức trung bình ~10%, là 1 giá trị khá đáng kể. Như chúng tôi đã phân tích ở trên, nguyên nhân là các tải của Lộ 671 có nhiều thiết bị sử dụng các bộ biến đổi điện như phân xưởng thông gió, phân xưởng cơ giới lò,… đây là các khu vực chính sinh ra nhiễu sóng hài trên hệ thống điện.

Tuy độ méo sóng hài chưa vượt so với tiêu chuẩn, tuy nhiên hiện nay công ty đang mua bán điện trực tiếp từ lưới 6kV (Đồng hồ đo trực tiếp từ lộ 671)  nhiễu do sóng hài gây ra làm sai số đáng kể cho hệ thống đo lường điện  chúng tôi sẽ tính toán sai số ảnh hưởng đến đo lường, mua bán điện từ đó công ty cân nhắc đầu tư lắp hệ thống lọc hài nếu đảm bảo các tiêu chí về kinh tế.

Chất lượng điện của các lộ 672 và 673 là khá tốt, độ méo hài dòng điện và điện

áp là không đáng kể  không ảnh hưởng lớn đến sai số của hệ thống đo đếm.

Biện pháp hạn chế sóng hài:

Biện pháp hạn chế sóng hài được thực hiện dựa trên 2 nguyên tắc:

Hạn chế sóng hài từ nguồn sinh ra nó, ví dụ tại máy biến áp, sử dụng cuộn dây

thứ cấp nối tam giác, sử dụng cầu chỉnh lưu 12 xung để triệt tiêu.

Hạn chế sóng hài bằng cách sử dụng các thiết bị lọc sóng hài, gồm thiết bị lọc sóng hài thụ động (passive harmonic filter) và thiết bị lọc sóng hài chủ động (active

harmonic filter). Thay thế các thiết bị hư hỏng mà nguyên nhân gây ra bởi sóng hài là giải pháp tốn kém, làm tăng kinh phí đầu tư đến 15% và kinh phí vận hành đến 10%. Vì thế, cần lựa chọn những giải pháp ít tốn kém lại mang hiệu quả cao trong việc kiểm soát sóng hài. Một số giải pháp về thiết bị như sau:

+ Dùng cuộn kháng AC (line choke) hay cuộn kháng DC (DC choke) cho biến

tần;

+ Sử dụng loại biến tần có sóng hài thấp (low harmonice drive).

+ Giải pháp chỉnh lưu 12 xung (pulse);

+ Bộ lọc sóng hài thụ động (passive harmonic filter);

+ Bộ lọc sóng hài tích cực (active harmonic filter);

Ưu và nhược điểm của các phương pháp lọc hài:

Dùng cuộn kháng là giải pháp tốt nhất đối với các ứng dụng cần lọc cho nguồn

lưới bị nhiễu nặng và yêu cầu giảm sóng hài không phải là ưu tiên hàng đầu.

Giải pháp nghịch lưu 6, 12, 24 xung cho hiệu suất cao nhất trong việc làm giảm sóng hài nhưng quy trình lại phức tạp nhất. Với nguồn hài 6-xung, bộ lọc tiêu biểu sẽ bao gồm cuộn kháng mắc nối tiếp với tụ đã được cân chỉnh tại tần số hài nhất định ( bậc 3.8th, 4.2nd , 4.7th, …) mục đích làm tiêu tán năng lượng tại các tần số hài.

Bộ lọc sóng hài thụ động (Passive harmonic filter) bao gồm nhiều cuộn kháng và tụ điện được lắp đặt thành mạch cộng hưởng để loại bỏ tần số của bậc hài bằng cách làm lệch tần số cộng hưởng mạch LC. Hệ thống gồm nhiều bộ lọc thụ động có thể loại bỏ một vài bậc hài. Yêu cầu hệ thống cung cấp một đường shunt trở kháng thấp gần đặc tuyến hài để có thể tiêu tán năng lượng dòng hài. Tần số cộng hưởng song song được dời tới dưới hài bậc 4.7th hoặc tới điểm lệch cộng hưởng hài nào đó và ra xa khỏi tần số hài gây hại bậc 5. Với các sóng hài bậc cao nguy hại khác thì sử dụng nhiều bộ lọc nữa để lọc.

Giải pháp dùng bộ lọc tích cực (Active harmonic filter) được áp dụng cho các phụ tải phi tuyến có tính xác lập, với nhiệm vụ chính là lọc triệt để sóng hài, bù công suất, bù sóng hài điện áp và bù sóng hài dòng điện, giảm nhấp ngáy điện áp, tăng hệ số công suất power factor Trong ứng dụng đòi hỏi cao về giảm sóng hài, sử dụng biến tần có sóng hài thấp là giải pháp tối ưu. Những biến tần ấy sử dụng công nghệ giảm sóng hài mà không cần dùng tới bộ lọc ngoài hay biến áp đa xung với tổng độ méo dạng hài dòng điện (THDi) thấp hơn 5%. Trong các hệ thống lọc sóng hài trên, thì hệ thống lọc tích cực vẫn ưu việt hơn vì đây là thành quả của một kỹ thuật điện tử hiện đại, và dĩ nhiên giá thành sẽ đắt hơn rất nhiều so với hệ thống lọc hài khác.

Phân tích kỹ thuật của bộ lọc sóng hài tích cực:

Bù công suất: Bộ lọc sóng hài tích cực thực hiện bù công suất phản kháng, đồng thời với chức năng lọc thì các cấu hình thiết kế, có thể chỉ giới hạn ở mức độ công suất nhỏ. Do nhiều thiết bị bù tuy có đáp ứng chậm hơn nhưng giá thành rẻ, ví dụ bù bằng SVC –đóng ngắt bằng thyristor.

Bù sóng hài điện áp: Bộ lọc sóng hài tích cực được xem xét đến khi phụ tải nhạy cảm với sự xuất hiện sóng hài điện áp từ nguồn. Bù điện áp ít được chú ý nhiều trong hệ thống điện vì nguồn thường có trở kháng thấp và điện áp tiêu thụ tại điểm đấu dây chung thường duy trì trong phạm vi giới hạn cơ bản đối với các sự cố tang hoặc giảm áp. Bù điện áp thường đấu nối nối tiếp với hệ thống tải, tốc độ đáp ứng khoảng vài trăm μs.

Bù sóng hài dòng điện: Bộ lọc sóng hài tích cực (Active Harmonic Filter) bù các thành phần sóng hài dòng điện có ý nghĩa quan trọng đối các tải công suất nhỏ và vừa. Việc giảm thành phần sóng hài dòng điện trong lưới còn có tác dụng giảm độ méo dạng điện áp lưới tại điểm đấu dây chung. Bù dòng điện thường được đấu nối song song với tải, tốc độ đáp ứng khoảng vài chục ms. Bù sóng hài dòng điện, bù công suất phản kháng, bù thành phần dòng điện không đối xứng, giảm nhấp nháy điện áp.

Hình 3- 9: Sơ đồ vị trí lắp đặt bộ lọc sóng hài

Có nhiều phương án lắp đặt như:

Lắp đặt tại đầu ra của phụ tải gây ra sóng hài.

Ưu điểm: Hiệu quả lọc tốt nhất. Thích hợp với nhà máy chỉ có ít phụ tải và

công suất của phụ tải lớn.

Nhược điểm: Với nhà máy có nhiều phụ tải nhỏ thì tổng chi phi đầu tư sẽ rất

lớn

Lắp đặt tại tủ điện đầu vào:

Ưu điểm: Giảm giá thành lắp đặt khi trong nhà máy có nhiều phụ tải, giảm triệt

để sóng hài từ nhà máy đi vào lưới điện.

Nhược điểm: Thiết bị đấu nối giữa tủ lộ tổng và phụ tải vẫn bị ảnh hưởng của sóng hài. Do vậy phương án này chỉ áp dụng khi nhà máy có nhiều phụ tải nhỏ và tập trung, được cấp điện trực tiếp từ tủ tổng.

Căn cứ vào đặc điểm của nhà máy, phương án lắp đặt tại tủ tổng là tối ưu nhất.

Phân tích hiệu quả kinh tế khi lắp đặt bộ lọc sóng hài:

Bảng 3- 8: Tính toán hiệu quả kinh tế của giải pháp lắp đặt bộ lọc sóng hài cho hệ thống cung cấp và

phân phối điện năng lộ 671

STT Diễn giải ĐVT Giá trị MBA 750KVA

Dữ liệu cơ sở

1 1.1 Công suất tiêu thụ trung bình 1.2 Giá trị điện áp tổng tại trạm 1.3 Giá trị dòng điện tổng tại trạm 1.4 Hệ số cosφ hiện tại KW V A N/a 2138 6.227,77 184,26 0,96

1.5 Công suất tiêu thụ đo lường được tại trạm kW 1.908,08

% 2,00%

% V 9,62% 6.226,08

A 182,08

Giờ 24

Ngày 350 1.6 Giá trị tổng độ méo sóng hài điện áp 1.7 Giá trị tổng độ méo sóng hài dòng điện 1.8 Giá trị điện áp bậc 1 1.9 Giá trị dòng điện bậc 1 1.10 Số giờ làm việc/ ngày 1.11 Số ngày làm việc/ năm

2.1 % >2%

2.2 % >4%

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng Giá trị tổng độ méo sóng hài điện áp sau khi lắp bộ lọc Giá trị tổng độ méo sóng hài dòng điện sau khi lắp bộ lọc 2.3 Hệ số cosφ sau lọc 2.4 Giá trị điện áp tổng tại trạm sau lọc N/a V 0.96 6.226,39

2.5 Giá trị dòng điện tổng tại trạm sau lọc A 182,12

2.6 Công suất đo tại tủ tổng sau lọc kW 1.885,46

2.8 kWh 22,62 Tiết kiệm năng lượng sau khi lắp bộ lọc sóng hài

2.9 Tỉ lệ tiết kiệm năng lượng tương ứng % 1,19%

2.1 Điện năng tiết kiệm được/ năm KWh 189.967

STT Diễn giải ĐVT

2.11 Giá điện trung bình 2.12 Số tiền tiết kiệm trong 1 năm 2.13 Chi phí đầu tư (Bộ lọc hài) 2.14 Thời gian hoàn vốn giản đơn Vnđ/kWh Vnđ Vnđ Năm Giá trị MBA 750KVA 1.751 332.631.608 1.500.000.000 4,51

3 Môi trường 3.1 Quy đổi TOE 29,31

3.2 Giảm phát thải CO2 173,44 TOE/ năm tấn CO2 /năm

3.2.2. Giải pháp tiết kiệm điện năng cho hệ thống khí nén 3.2.2.1. Nâng cao công tác quản lý, bảo trì - bảo dưỡng máy nén khí. Kiểm tra phát hiện và khắc phục các vụ trí rò rỉ khí nén. Sửa chữa các van xả nước ngưng trong trạm khí nén

Nguyên nhân của sự rò rỉ khí nén là do không có sự bảo dưỡng tốt các chi tiết và hệ thống đường dẫn của máy chính vì thế đã không phát hiện kịp thời những hỏng hóc hay lỗi của chi tiết để sửa chữa.

Việc khí nén bị rò rỉ có thể làm cho một hệ thống giảm từ 20 đến 30% năng suất của máy nén khí điều này ảnh hưởng trực tiếp đến công việc, hoạt động của các thiết bị sử dụng khí nén và chủ doanh nghiệp.

Không chỉ làm giảm năng suất của máy, hiện tượng rò rỉ khí này còn là nguyên nhân của việc sụt áp suất của hệ thống và làm cho các thiết bị sử dụng hệ thống khí nén hoạt động kém hiệu quả. Khi hiện tượng rò rỉ xảy ra trong một thời gian dài sẽ làm tăng thời gian vận hành của máy và tăng công suất của máy để bù lại lượng khí bị rò rỉ khiến cho tuổi thọ của máy nén khí bị giảm, gia tăng chi phí bảo dưỡng cho các chi tiết khác.

Để tránh hiện tượng rò rỉ của máy cần phải chú ý đến việc bảo dưỡng và kiểm

tra các chi tiết rất dễ bị rò rỉ khí như:

- Các mối nối, khớp nối, các đường ống dẫn khí;

- Thiết bị điều chỉnh áp suất của máy;

- Van nạp và xả khí.

Hiện tại, Công ty đang thực hiện việc kiểm tra, khắc phục những điểm rò rỏ trên hệ thống đường ống dẫn khí nén. Vì vậy, Công ty nên duy trì công tác kiểm tra, bảo

dưỡng này để tránh những tổn thất trên đường dẫn khí nén, nhằm sử dụng năng lượng hiệu quả cho hệ thống máy nén khí.

3.2.2.2. Giải pháp: Lắp bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén

Giải pháp Lắp đặt bộ điều khiển trung tâm, điều khiển chế độ làm việc của máy nén

Phân tích kỹ thuật

Mô tả giải pháp Điều khiển máy nén phù hợp là cần thiết cho hệ thống hoạt động hiệu quả và hiệu suất cao. Mục tiêu của bất kỳ điều khiển nào cũng là không cần phải tắt máy nén khi không cần thiết hoặc làm trễ tín hiệu tới máy nén phụ cho tới khi cần thiết. Tất cả các máy nén nếu đang hoạt động thì nên chạy đầy tải, trừ một máy nén dùng để cắt giảm.

Điều chỉnh chế độ làm việc của máy nén phù hợp để giảm thời gian trong 1 chu kỳ tải của máy nén

Thực tế làm việc của hệ thống máy nén hiện nay tôi nhận thấy: với chế độ làm việc hiện nay của các máy nén thì mỗi máy nén khí được vận hành ở 1 chế độ khác nhau, do đó có sự khác nhau cả về thời gian làm việc và áp suất vận hành MNK.

Thực tế, thời gian vận hành các MNK và áp suất cài đặt vận hành các MNK được tổng hợp trong bảng sau:

Tên MNK Runtime

MNK số 1

MNK số 2 Phân tích lựa chọn Công nghệ

MNK số 3

MNK số 4

MNK số 5 COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2 COMP.#1 COMP.#2 21318 20786 16530 16527 20958 20964 12205 12155 465 465 Áp suất làm việc PLoad 7.0 6.5 6.9 6.4 6.5 6.5 6.0 7.5 7.0 8.0 PUnLoad 8.0 7.5 7.9 7.4 7.5 7.0 6.5 8.0 7.5 8.5

Qua bảng tổng hợp chúng tôi nhận thấy, các MNk có áp suất vận hành càng lớn (PLoad lớn) thì thời gian máy nén hoạt động là càng thấp. Ngoài ra, qua dữ liệu làm việc cho thấy máy nén khí số 5 gần như ít được đưa vào vận

hành.

Ngoài ra, qua biểu đồ nguyên lý làm việc của MNK cho thấy, hiện nay mỗi máy nén khí được vận hành ở 1 chế độ riêng, với bình tích khí là khác nhau, khí nén chỉ được hòa chung với nhau sau bình tích áp. Áp suất tại 1 bình là không bằng nhau.

Với hiện trạng vận hành trên tôi nhận thấy:

- Thời gian làm việc của các MNK có sự chênh lệch, có MNK làm việc quá nhiều nhưng cũng có MNK gần như không làm việc  lãng phí trong việc đầu tư cũng như hiệu quả làm việc của MNK (MNK làm việc nhiều năng suất máy nén bị suy hao  tiêu tốn điện năng để sản xuất ra khí nén, MNK không làm việc thì cũng vẫn tiêu tốn chi phí bảo dưỡng định kỳ mà gần như không hoạt động.

- Áp suất làm việc của các MNK là khác nhau, như vậy có MNK phải vận hành ở áp suất lớn hơn so với áp suất tối thiểu yêu cầu trên hệ thống  lãng phí năng lượng cho MNK.

- Áp suất đầu ra của hệ thống khí nén không được duy trì có sự tăng

giảm không đều.  Giải pháp sử dụng bộ điều khiển trung tâm giúp tối ưu làm việc cho các MNK:

Tín hiệu áp suất đưa về bộ điều khiển

Tới hộ sử dụng

Tín hiệu áp suất đưa về bộ điều khiển

Bộ điều khiển trung tâm

Tới hộ sử dụng

Tín hiệu áp suất đưa về bộ điều khiển

Bình tích áp

Tới hộ sử dụng

Bộ điều khiển trung tâm

Tín hiệu áp suất đưa về bộ điều khiển

Điều chỉnh chế độ làm việc cho máy nén Điều chỉnh chế độ làm việc cho máy nén Điều chỉnh chế độ làm việc cho máy nén

Bình tích áp

Điều chỉnh chế độ làm việc cho máy nén

Tới hộ sử dụng

Máy nén khí số 5

Bình tích áp

Máy nén khí số 5

Bình tích áp

Bộ điều Máy nén khí số 1: khiển trung tâm Máy nén khí số 1: Bộ điều khiển trung Máy nén khí số 1: tâm

Xin đề xuất phương án lắp thêm bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống

Hình 3- 10: Sơ đồ mô tả giải pháp lắp thêm bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén

Máy nén khí số 5

Máy nén khí số 1: - Tín hiệu áp suất làm việc của máy nén được lấy tại bình tích;

Máy nén khí số 5

- Sử dụng bộ điều khiển trung tâm để điều chỉnh chế độ làm việc cho máy nén: Với việc sử dụng bộ điều khiên trung tâm, các MNK được vận hành

điều khiển theo phương pháp điều khiển bước, tùy theo áp suất thực tế trên hệ thống bộ điều khiển trung tâm sẽ gửi lệnh chạy hoặc dừng MNK theo áp suất cài đặt. Ngoài ra, bộ điều khiển còn có chức năng phân chia thời gian làm việc phù hợp cho các MNK, tránh tình trạng máy chạy quá nhiều hoặc không chạy.

Hiệu quả đầu tư 1. Giảm thời gian MNK làm việc không tải: 2. Giảm chi phí tiền điện cho tối ưu áp suất làm việc trên hệ thống; 3. Giảm chi phí bảo trì, bảo dưỡng MNK;

Bảng 3- 9: Phân tích hiệu quả đầu tư của giải pháp lắp bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén

Thông tin Đơn vị Chi phí đầu tư

VNĐ 300.000.000 Chi phí đầu tư bộ điều khiển trung tâm

Chi phí đầu tư

Chi phí lắp đặt (10%) VNĐ 30.000.000

Tổng chi phí đầu tư VNĐ 330.000.000

Thông tin Đơn vị Trước khi cải tạo Sau khi cải tạo

kWh 710 680 Tổng công suất tiêu thụ điện của hệ thống máy nén khí

Số giờ hoạt động/năm Giờ 7.680

Điện năng tiêu thụ/năm kWh 5.452.800 5.316.480

Điện năng tiêu thụ chênh lệch/năm kWh 136.320 Phân tích tiềm năng tiết kiệm năng lượng

Giá điện trung bình VNĐ 1.751

Chi phí điện năng chênh lệch/năm VNĐ 238.696.320

Quy đổi TOE TOE 21,03

Giảm thải khí CO2 124.460,16 Kg CO2/ năm Phân tích hiệu quả đầu tư

Thời gian hoàn vốn Năm 1,38

3.2.3. Giải pháp: Lắp bộ đo, kiểm soát oxi dư trong khói thải, tích hợp cùng biến tần điều khiển cho quạt giúp của lò hơi

Giải pháp Lắp đặt bộ tự động điều khiển cắt Oxi nhằm giảm thiểu lượng không khí thừa trong khói thải

Phân tích kỹ thuật

Thực trạng kết quả đo lường % Oxi trong khí thải lò hơi của Công ty tôi thấy rằng:

STT Tên đại lượng Đơn vị Ký hiệu Giá trị đo

1 Nhiệt độ môi trường Tmt °C 21

2 Tkt °C 120 Nhiệt độ khói thải ra ngoài môi trường

3 Nồng độ oxi trong khói thoát %O2 % 15,5

4 Tổn thất khói lò (Tổn thất Q2) Q2 % 16.05

5 % Oxi tối ưu so với tiêu chuẩn %O2 % 5-8

Nhận xét:

% Oxi trong khói thải trung bình của lò hơi hiện nay theo tính toán là khá lớn so với tiêu chuẩn Mô tả giải pháp

Nguyên nhân của vấn đề này qua quá trình quan sát và đo lường tôi giải thích sơ bộ như sau:

- Trong quá trình làm việc của lò hơi, quạt cấp gió của lò ít khi được công nhân vận hành của Công ty quan tâm điều chỉnh, để điều chỉnh lượng hơi ra chủ yếu tập trung vào quá trình cấp than vào trong lò (Công suất tiêu thụ của các quạt gió ít thay đổi trong xuất quả trình làm việc). Điều này dẫn đến, khi nhu cầu hơi ra cần cao, lượng than cho vào trong lò nhiều  tỉ lệ than và khí tương đối gần nhau  % Oxi trong khói giảm. Và ngược lại, khi năng suất hơi giảm, lượng than cho vào ít  không khí thửa nhiều  % Oxi trong khói thải cao.

Điều này cho thấy: Công ty đang thiếu 1 hệ thống đo lường có thể kiểm soát được % Oxi trong khói thải. Việc vận hành theo kinh

nghiệm chưa mang đến hiệu quả cao trong công tác vận hành (Khi quá thừa và khi quá thiếu). Với hiện trạng hiện nay, sẽ dẫn đến:

- Chung hệ thống lò: % Oxi lớn gây tổn thất năng lượng của lò qua

tổn thất khí thải  làm tăng chi phí nhiên liệu

- Chưa tối ưu chế độ làm việc cho quạt gió  tăng năng lượng điện

cho quạt (bao gồm cả quạt hút và quạt thồi)  Tôi đề xuất lắp thêm hệ thống đo lường giám sát các thông số của lò (Nhiệt độ, áp suất, % Oxi,...) Tích hợp hệ thống điều khiển tự động cho lò hơi.

Vì vậy với giải pháp này có thể giúp:

- Duy trì % Oxi trong khói thải 1 cách tối ưu  Nâng cao hiệu quả trong quá trình cháy, Giảm tổn thất năng lượng qua khói thải, tối ưu chế độ làm việc của quạt gió,....

- Tối ưu chế độ vận hành, kiểm soát tối ưu chế độ làm việc của lò,

giảm sự phụ thuộc vào công nhân vận hành

Lắp thêm các Sensor, đồng hồ đo lường,... vào các vị trí thích hợp trên hệ thống. Tích hợp hệ thống điều khiển tự động Oxi trong khói thải,...

Phân tích lựa chọn Công nghệ

Hình 3- 11: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều khiển cắt Oxi

Với phương pháp điều chỉnh tự động cắt lượng oxy, lượng gió cấp được điều chỉnh bằng cách kết hợp van điều chỉnh nhiên liệu và nồng độ oxy đo được trong khói thải. Dựa trên đường đặc tính mỏ đốt của nhà sản xuất, thiết bị điều chỉnh lưu lượng gió (van gió) được cấp một tín hiệu từ bộ điều khiển gió cấp giống như đối với điều khiển vị trí.

Nhưng bên cạnh đó, lượng oxy có trong khói được đo liên tục và mối liên hệ chặt chẽ hơn sẽ được xác lập nhằm giảm thiểu lượng không khí thừa. Tín hiệu điều khiển được thêm vào này sẽ giảm lượng gió cấp và do đó sẽ làm giảm hệ số không khí thừa. Phương pháp này có hiệu quả hơn và tin cậy hơn so với phương pháp điều chỉnh vị trí. Hình 13 cung cấp một sơ đồ của nguyên lý điều khiển cắt lượng oxy tự động. Tại một số nhà máy, bộ điều khiển này được kết hợp với 1 bộ điều khiển tốc độ quạt cấp gió sẽ làm giảm lượng điện tiêu hao so với điều khiển van gió như trường hợp điều khiển vị trí

Hình 3- 12: Bảng tính toán tổn thất qua khói thải khi % Oxi được kiểm soát tối ưu

Bảng 3- 10: Phân tích hiệu quả đầu tư của giải pháp lắp bộ đo và kiểm soát Oxi cho lò hơi

Thông tin Đơn vị Chi phí dự kiến

Chi phí vật tư VNĐ 50.000.000

VNĐ 10.000.000 Chi phí nhân công lắp đặt + phụ kiện Chi phí đầu tư

Số lượng Cái 03

Tổng chi phí đầu tư VNĐ 180.000.000

Thông tin Đơn vị Hiện tại

% Oxi trung bình trong khói lò hơi % 15,5%

% tổn thất khói thải của lò hơi % 16,05% Phân tích tiềm năng tiết kiệm năng

lượng

% 7% % Oxi có thể cải thiện sau khi có bộ điều khiển (5-8%)

% 10,41% % tổn thất khói thải của lò hơi sau khi cải thiện % Oxi

Tấn 1005 Lượng than tiêu thụ trung bình 1 năm hiện nay (Lấy của năm 2020)

Chi phí tiền than cho 1 năm VNĐ 1.447.200.000

Thông tin Đơn vị Kết quả

% tiết kiệm năng lượng dự kiến % 5,5%

Lượng than tiết kiệm được Tấn 55,275

Chi phí tiết kiệm được/ năm VNĐ 79.596.000

Tổng chi phí đầu tư 180.000.000 Phân tích hiệu quả đầu tư

Thời gian hoàn vốn giản đơn Năm 2,26

Quy đổi TOE TOE/ năm 27,6374

Hệ số phát thải CO2 Kg CO2/ năm

3.2.4. Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống bơm: Xây dựng thời gian làm việc cho hệ thống bơm 1 cách hợp lý, hạn chế vận hành vào các giờ cao điểm trong ngày

Điều chỉnh phụ tải điện là một trong những chương trình quản lý nhu cầu điện nhằm khuyến khích khách hàng chủ động điều chỉnh giảm nhu cầu sử dụng điện được cung cấp từ hệ thống điện quốc gia theo các tín hiệu về giá điện hoặc các cơ chế khuyến khích khi có yêu cầu của Đơn vị thực hiện chương trình điều chỉnh phụ tải điện, góp phần giảm công suất cực đại vào giờ cao điểm của hệ thống điện, giảm tình trạng lưới điện bị quá tải hoặc cần nâng cao hiệu quả kinh tế của qhệ thống điện – Định nghĩa về điều chỉnh phụ tải điện theo Thông tư 23/2017/TT-BCT.

Là một trong những chương trình quản lý nhu cầu điện nhằm khuyến khích khách hàng chủ động điều chỉnh giảm nhu cầu sử dụng điện khi có yêu cầu của đơn vị cung cấp điện, góp phần giảm công suất cực đại vào giờ cao điểm của hệ thống điện, giảm tình trạng lưới điện bị quá tải và nâng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống điện. Bên cạnh đó, điều chỉnh phụ tải điện là giải pháp góp phần nâng cao độ tin cậy

cung cấp điện cho các cơ sở tiêu thụ điện năng, hạn chế những sự cố cung cấp điện gây ra, hạn chế thiết bị sản xuất do vấn đề cung cấp điện ảnh hưởng.

Tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin, việc điều chỉnh phụ tải theo biểu giá điện 3 giá cần được thực hiện triệt để nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, vì:

a. Cơ chế khuyến khích của giá điện

Biểu giá điện đang được áp dụng tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương -

Vinacomin theo 2 nhóm đối tượng gồm:

Bảng 3- 11: Biểu giá điện áp dụng tại Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin hiện nay

TT Giờ hoạt động Biểu giá điện (Cấp điện áp từ 22kV đến dưới 110KV)

1 Giờ bình thường 1,661

2 Giờ thấp điểm 1,044

3 Giờ cao điểm 2,964

4 Giá điện trung bình 1,751

Các khung giờ áp dụng:

Khung giờ Từ T2 – T7 hàng tuần Chủ nhật

Giờ bình thường Từ 04h00 - 22h00 04h00 - 9h30 và 11h30 - 17h00 và 20h00 - 22h00

Giờ thấp điểm Từ 22h00 đêm hôm nay - 04h00 ngày hôm sau

Giờ cao điểm Không có giờ cao điểm Từ 9h30 - 11h30 & Từ 17h00 - 20h00

Nhận xét:

Trung bình mỗi ngày làm việc có 13h làm việc giờ bình thường, 05 giờ cao điểm

và 06 giờ thấp điểm.

Giá điện vào giờ cao điểm cao gấp 1,83 lần so với giờ bình thường và gấp 2.8 lần so với giờ thấp điểm  Giảm thời gian làm việc vào các giờ cao điểm  giúp tiết kiệm khá nhiều chi phí sản xuất cho Công ty mà không cần thực hiện đầu tư, thay đổi công nghệ,…Qua kết quả đo lường tại các lộ 671, 672 và 673 về nhu cầu tiêu thụ điện của Công ty tôi được kết quả như sau:

Bảng 3- 12: Bảng phân chia nhu cầu sử dụng điện năng theo các giờ trong ngày

Thời gian đo Điện năng tiêu thụ, kWh TT Giờ hoạt động Từ… Đến… Lộ 672 Lộ 671

1 Giờ bình thường 2015 1540

14h00 19h00 04h00 17h00 22h00 07h00

22h00 04h00 2 Giờ thấp điểm 1965.5 1919

17h00 19h00 3 Giờ cao điểm 2706.3 1992

3000

2706,3

2500

2015

1992

1965,5

1919

2000

1540

Lộ 671

1500

Lộ 672

1000

500

Giờ bình thường

Giờ thấp điểm

Giờ cao điểm

Biểu đồ biểu thị công suất tiêu thụ trung bình của Công ty phân theo các giờ

Hình 3- 13: Đồ thị biểu thị công suất tiêu thụ trung bình của công ty theo các giờ làm việc trong ngày

 Qua kết quả đo lường biểu đồ phụ tải điện: Công ty chưa có kế hoạch cho việc vận hành tránh giờ làm việc vào các giờ cao điểm, Giá trị công suất tiêu thụ trung bình của giờ cao điểm là lớn lơn so với các giờ khác trong ngày của cả lộ 671 và 672  chi phí điện năng tăng lên đáng kể.

Qua khảo sát và thu thập thông tin vận hành các thiết bị hiện nay của Công ty, Hệ thống bơm nước hầm lò là 1 trong những hệ thống có tổng công suất thiết kế lớn nhất trong toàn công ty với tổng công suất thiết kế là 14.580kW. Quá trình vận hành bơm là tránh ngập cho hệ thống hầm lò, Số lượng bơm khá lớn, tuy nhiên tùy thời điểm số lượng máy bơm vận hành là 1 hoặc nhiều máy bơm tùy thuộc vào mức nước dưới hầm lò.

 Việc xây dựng thời gian làm việc cho hệ thống bơm là khả thi để hạn chế thời

gian làm việc vào giờ cao điểm.

3.2.5. Giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống chiếu sáng

3.2.5.1. Thay thế các bóng đèn huỳnh quang T8, T10 công suất 36-40W bằng

bóng Led Tube công suất 14 – 18W

a. Phân tích kỹ thuật

Bảng 3- 13: Thông số kỹ thuật của bóng huỳnh quang T8 1.2m và đèn Led T8

Thông số kỹ thuật Đơn vị Đèn huỳnh quang T8 Đèn Ledtube T8

Giờ Giờ Tháng Ra

0 K Lm Lm/W 25.000 40.000 12 75 Vàng /Daylight 2.700 /6.500 2.600 75 40.000 - 24 85 Trắng 5.000 1.900 95

% 95 97

% 91 92

% 89 90

V A Hz W

Tuổi thọ bóng Tuổi thọ chấn lưu Bảo hành Chỉ số hiển thị màu sắc Màu ánh sáng Nhiệt độ màu Quang thông (trung bình) Hiệu suất phát quang Mức duy trì quang thông sau 2000 giờ sử dụng Mức duy trì quang thông sau 5000 giờ sử dụng Mức duy trì quang thông sau 10000 giờ sử dụng Điện áp đầu vào Dòng điện Tần số Công suất tiêu thụ Hệ số công suất 150-250 0.14 50 14-20 >0.95

Thời gian khởi động Giây 0.1s

220-240 0.13 50-60 36 0.90 0.1s (Chấn lưu điện tử) 1s (Chấn lưu sắt từ) 20% <5%

Không Không Hệ số méo phi tuyến Khả năng điều chỉnh cường độ sáng

Hàm lượng thủy ngân trong bóng

Kích thước bóng

1199.4

1200

Nhiệt độ hoạt động cho phép - 10 oC đến 50 oC - 10 oC đến 50 oC

b. Giải pháp thay thế - Giữ nguyên kết cấu của bố trí đèn hiện tại của nhà máy (bao gồm cả bố trí các

máng đèn, giá treo…);

- Thực hiện quá trình chuyển đổi hệ thống chiếu sáng từ T8 chấn lưu sắt từ sang

LED Batten hoặc LED tube:

Hình ảnh minh họa:

Đèn T8 Đèn LED batten Đèn LED Tube

Sơ đồ đấu nối đèn huỳnh quang với chấn lưu sắt từ - hiện tại:

Sơ đồ đấu nối:

Hình 3- 14: Sơ đồ mô tả các phương pháp thay thế đèn huỳnh quang sang đèn Led Tube

c. Phân tích hiệu quả đầu tư

TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ

Thông tin về giá điện

1 Giá điện bình quân VNĐ 1.751

2 3 giờ ngày 12 320

Thông tin vận hành Số giờ vận hành trung bình trong ngày Số ngày hoạt động trung bình trong năm Thông tin thiết bị hiện có

100

4 Công suất bóng đèn huỳnh quang T8 W 36

TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ

W W bóng 3,5 39,5 150

5 Công suất tổn thất trên chấn lưu 6 Tổng công suất bóng đèn huỳnh quang T8 Số lượng bóng cao áp đang sử dụng 7 Thông tin thiết bị thay thế (bóng Ledtube T8 Philip)

8 Công suất bộ đèn Led T8 - 1.2m W 18,0

9 Giá thành bộ đèn Led T8 VNĐ/bộ 120.000

10 Tổng đầu tư VNĐ 18.000.000

Tính toán TKNL

11 Điện năng tiêu thụ của phương án cơ sở 12 Điện năng tiêu thụ sau khi thực hiện giải pháp kWh/năm kWh/năm 22.752,0 10.368,0

13 kWh/năm 12.384,0

14 % 54,43% Điện năng tiết kiệm được sau khi thực hiện giải pháp Tỷ lệ phần trăm tiết kiệm được so với trước khi thực hiện giải pháp

15 Thu nhập do TKNL mang lại trong 1 năm VNĐ/năm 21.684.384,0

16 Thời gian hoàn vốn giản đơn năm 0,830

17 Quy đổi sang TOE TOE 1,91

18 Giảm phát thải khí CO2 Kg/năm 10.710,92

3.2.5.2. Giải pháp: Thay thế các bóng đèn compact công suất 36-40W bằng các bóng đèn Led Bulb công suất 25-30W

a. Phân tích kỹ thuật:

Bảng 3- 14: So sánh thông số kỹ thuật của bóng Compact 40W và đèn Led Bulb 30W

Thông số kỹ thuật

Đơn vị

Đèn Compact 40W

Đèn Led Bulb 30W

40 220 50-60 2400-2500 8.000

30 220 50-60 2500 50.000

3000K/4500K/6500K 3000K/4500K/6500K

Công suất Điện áp Tần số Quang thông trung bình Tuổi thọ trung bình Màu Đui đèn

W V Hz Lm Giờ 0K Lm

E27

Về phương án kỹ thuật đèn Led Bulb 30W có thể thay thế được cho bóng đèn

101

Compact 40W.

b. Cơ sở tính toán:  Dữ liệu đầu vào đưa vào tính toán cho đèn Compact 40W:

- Số lượng bóng đèn huỳnh quang cần thay thế:50 bóng;

- Công suất 1 bóng đèn Compact: 40W

- Tiêu hao điện năng trên chấn lưu: 0W;

- Công suất 1 bóng Compact: 40W;

- Thời gian làm việc trung bình trong 1 ngày: 24 (giờ/ngày)

- Giá điện trung bình: 1.751VND/kWh

c. Phân tích hiệu quả đầu tư

Bảng 3- 15: Kết quả tính toán giải pháp Thay thế các bóng đèn compact công suất 36-40W bằng các

bóng đèn Led Bulb công suất 25-30W

TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ

Giá điện bình quân VNĐ 1,751.0 1

Thông tin vận hành Số giờ vận hành trung bình trong ngày giờ 24.0 2

Số ngày hoạt động trung bình trong năm ngày 350.0 3

Thông tin thiết bị hiện có Công suất bóng đèn Compact W 40.0 4

Công suất tổn thất trên chấn lưu W - 5

Tổng công suất bóng đèn Compact W 40.0 6

Số lượng bóng đang sử dụng bóng 50.0 7

Thông tin thiết bị thay thế (bóng LedBulb)

Công suất bộ đèn Led Bulb W 30.0 8

Giá thành bộ đèn Led Bulb VNĐ/bộ 130.000 9

10 Tổng đầu tư VNĐ 6.500.000

Tính toán TKNL

11 Điện năng tiêu thụ của phương án cơ sở 12 Điện năng tiêu thụ sau khi thực hiện giải pháp kWh/năm kWh/năm 16.800 12.600

13 kWh/năm 4.200

14 % 25,00%

102

15 Điện năng tiết kiệm được sau khi thực hiện giải pháp Tỷ lệ phần trăm tiết kiệm được so với trước khi thực hiện giải pháp Thu nhập do TKNL mang lại trong 1 năm VNĐ/năm 7.354.200

TT THÔNG SỐ ĐƠN VỊ GIÁ TRỊ

16 Thời gian hoàn vốn giản đơn năm 0,884

17 Quy đổi sang TOE % 0,65

18 Giảm phát thải khí CO2 Kg/năm 3.632,58

Nhận xét

Nhóm các giải pháp quản lý là tập hợp các biện pháp: thay đổi thói quen vận hành, sắp xếp, tổ chức hợp lí hoá sản xuất, bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị nhằm giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng trong từng bộ phận sản xuất. Thực hiện tuyên truyền lợi ích của việc tiết kiệm năng lượng đem lại đối với sự phát triển bền vững của doanh nghiệp của như bảo vệ môi trường. Nhóm các giải pháp kỹ thuật là tập hợp các biện pháp: sửa chữa, lắp đặt, thay thế và bổ sung các thiết bị, vật tư cần thiết nhằm tối ưu hóa các hoạt động của các hệ thống. Trên cơ sở đó có thể tiết kiệm năng lượng một cách tối đa. Qua phân tích các khu vực có tiềm năng tiết kiệm và đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho Công ty tôi tổng hợp từng giải pháp tiết kiệm năng lượng, chi phí đầu tư, chi phí tiết kiệm được, được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 3- 16: Bảng tổng hợp các giải pháp tiết kiệm năng lượng được đề xuất

STT

Giải pháp tiết kiệm năng lượng Chi phí đầu tư Chi phí tiết kiệm hằng năm (VNĐ) Thời gian hoàn vốn (năm)

1 350.000.000 127.883.000 2,74

triển khai Xây dựng và HTQLNL theo tiêu chuẩn ISO 50001

2 2-4%/năm

Tuyên truyền nâng cao nhận thức về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

270.000.000 81.156.000 3,33 3

Đảm bảo an toàn trong hệ thống cung cấp và phân phối điện năng

4 1.500.000.000 332.631.608 4,51 Lắp hệ thống lọc sóng hài cho trạm cấp 6kV từ lộ 671

103

Nâng cao công tác quản lý,

STT

Giải pháp tiết kiệm năng lượng Chi phí đầu tư Thời gian hoàn vốn (năm)

Chi phí tiết kiệm hằng năm (VNĐ) 2-4%/năm

6 330.000.000 238.696.320 1,38

180.000.000 79.596.000 2,26 7

8 18.000.000 21.684.384 0,83

6.500.000 7.354.200 0,884 9

bảo trì - bảo dưỡng máy nén khí. Kiểm tra phát hiện và khắc phục các vụ trí rò rỉ khí nén. Sửa chữa các van xả nước ngưng trong trạm khí nén Lắp bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống khí nén Lắp bộ đo, kiểm soát oxi dư trong khói thải, tích hợp cùng biến tần điều khiển cho quạt giúp của lò hơi thế các bóng đèn Thay huỳnh quang T8, T10 công suất 36-40W bằng bóng Led Tube công suất 14-18W Thay thế bóng đèn compact công suất 36-40W bằng các bóng đèn Led Buld công suất 25-30W Xây dựng thời gian làm việc cho hệ thống bơm 1 cách hợp lý, hạn chế vận hành vào các giờ cao điểm trong ngày

III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:

Đề tài “Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp tiết kiệm năng lượng tại Công ty

Cổ phần Than Mông Dương” đã khái quát sơ lược tình hình sử dụng năng lượng tại

đơn vị. Để nhằm mục đích tiết kiệm chi phí năng lượng, tăng hiệu quả sản xuất cho

doanh nghiệp và góp phần bảo vệ môi trường. Đồng thời, chỉ ra những cơ hội tiết

kiệm năng lượng cơ bản và hoạch định con đường thực hiện các dự án tiết kiệm năng

lượng mang lại hiệu quả.

Trong giai đoạn hiện nay kinh doanh Công ty đang gặp nhiều khó khăn như:

giá năng lượng có nhiều biến động khủng hoảng kinh tế,... Công ty đã có những biện

104

pháp nhằm giảm chi phí, tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên như thế là chưa đủ vì tiềm

năng tiết kiệm năng lượng trong Công ty còn lớn rất cần sự nỗ lực hơn nữa của Ban

giám đốc. Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả không chỉ mang lại quyền lợi

mà còn là trách nhiệm xã hội của mỗi tổ chức, doanh nghiệp. Trong quá trình thực

hiện, được sự giúp đỡ của Thầy hướng dẫn và các cán bộ, nhân viên Công ty tạo

điều kiện khảo sát thực tế, luận văn đã thực hiện theo đúng mục tiêu đề ra:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.

Nghiên cứu phương pháp nhằm tiết kiệm năng lượng để đánh giá hiệu quả sử dụng

năng lượng của Công ty. Qua quá trình tìm hiểu cho thấy được tính cần thiết phải

nghiên cứu ứng dụng các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho các Công ty nói chung

và cho Công ty Cổ phần Than Mông Dương - Vinacomin nói riêng.

- Luận văn đã đánh giá thực trạng quản lý năng lượng, phân tích tình hình sử

dụng năng lượng của các thiết bị tiêu thụ năng lượng chính tại Công ty, xây dựng

suất tiêu hao năng lượng và phân tích yếu tố ảnh hưởng đến việc tiêu thụ năng lượng

của Công ty.

- Để xuất và tính toán hiệu quả kinh tế được 2 giải pháp quản lý và 8 giải pháp

kỹ thuật cho Công ty.

Tuy nhiên trong quá trình thực hiện luận văn còn có những hạn chế: Thời gian

thực hiện còn ngắn, khối lượng công việc nhiều, số liệu tiêu thụ năng lượng tại các

khu vực chính, thống kê các sản phẩm theo tháng không có, ảnh hưởng đến việc

105

đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu thụ năng lượng tại Công ty.

IV. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Quốc hội (2010), Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, Nxb Chính

trị quốc gia.

2. Tiêu chuẩn ISO 50001-2011 (2011), Hệ thống quản lý năng lượng – Các yêu

cầu cùng với hướng dẫn sử dụng.

3. PGS-TS.Lê Anh Tuấn, TS.Dương Trung Kiên, KS.Nguyễn Kinh Luân, ThS.Bùi Thanh Hùng, ThS. Cù Huy Quang (2013), Kiểm toán năng lượng, Nxb từ điển Bách Khoa, Hà Nội.

4. Giáo trình Năng lượng và môi trường – PGS.TS. Nguyễn Cảnh Nam, TS.

Nguyễn Hương Mai

5. Nguyễn Kinh Luân, Lê Công Át, PGS-TS.Lê Anh Tuấn, PGS.TS.Phạm Văn Hòa, TS.Nguyễn Đức Lợi, ThS.Bùi Thanh Hùng, PGS.TS.Trương Duy Nghĩa (2010), Tài liệu đào tạo Người quản lý năng lượng, Nxb giao thông vận tải, Hà Nội.

6. Phạm Hoàng Lương (2008 – 2009), Bài giảng về Quản lý năng lượng và kiểm toán năng lượng trong công nghiệp - Phần Quản lý năng lượng trong công nghiệp,thuộc chương trình mục tiêu quốc gia về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, Bộ Công Thương, Hà Nội

106

- Ngoài ra tác giả còn tham khảo thêm trên mạng Internet