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

Chia sẻ: Conmeothayxao | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:110

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp tiết kiệm năng cho Công ty Cổ phần than Mông Dương" được hoàn thành với mục tiêu nhằm 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.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: 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
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
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 I
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 II
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 1
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 2
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 3
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa 1 Vinacomin-TKV Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam 2 TKNL Tiết kiệm năng lượng 3 MNK Máy nén khí 4 MBA Máy biến áp 5 HTQLNL Hệ thống quản lý năng lượng 6 TOE Ton of Oil Equivalent hay Tấn dầu quy đổi 7 kOE Kilogam of Oil Equivalent hay Kilogam dầu quy đổi 8 kVA Kilo Volt-Ampere – Đơn vị đo Công suất điện 9 kWh Kilowatt giờ điện – Đơn vị năng lượng điện 10 MIN Minimun hay Giá trị nhỏ nhất 11 MAX Maximun hay Giá trị lớn nhất 12 AVE Average hay Giá trị trung bình 13 VNĐ Việt Nam đồng 14 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 15 BCT Bộ Công thương 16 EVN Vietnam Electricity hay Tập đoàn điện lực Việt Nam 17 TT Thông tư 18 QĐ Quyết định 18 M2 Mét vuông chuẩn 19 M3 Mét khối chuẩn SEU Significant Energy Use hay Hộ sử dụng năng lượng 20 đáng kể 21 CPTK Chi phí tiết kiệm 4
STT Từ viết tắt Nguyên nghĩa 22 CPĐT Chi phí đầu tư 23 TGHV Thời gian hoàn vốn 24 ĐNTK Điện năng tiết kiệm 5
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 6
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 7
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 8
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 9
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 10
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 11
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 12
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, 13
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 15
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. 16