BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN CHINH NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG CHO CƠNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN CHINH NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG CHO CƠNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU Ngành: Mã số: Kỹ thuật điện 60520202 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS PHẠM TRUNG SƠN HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi Các tài liệu, số liệu đƣợc nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Hà Nội, tháng năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Chinh MỤC LỤC Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Lời cam đoan MỞ ĐẦU Chƣơng - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN MỎ LỘ THIÊN CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU – VINACOMIN 1.1 CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU – VINACOMIN 1.1.1 Đặc điểm địa lý 1.1.2 Quá trình xây dựng phát triển 1.1.3 Cơ cấu tổ chức tình hình hoạt động 1.1.4 Nhận xét 10 1.2 TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ĐIỆN VÀ TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG 10 1.2.1 Cung cấp điện 10 1.2.2 Tiêu thụ điện 16 Chƣơng - ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐIỆN NĂNG Ở MỎ LỘ THIÊN CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU - VINACOMIN 21 2.1 HIỆN TRẠNG CÁC KHÂU CÔNG NGHỆ KHAI THÁC, CHẾ BIẾN VÀ PHỤ TRỢ CỦA CÔNG TY 21 2.1.1 Khâu khoan – nổ mìn 23 2.1.2 Khâu xúc bốc 25 2.1.3 Khâu sàng tuyển 28 2.1.4 Khâu thoát nƣớc 29 2.1.5 Nhận xét 30 2.2 HIỆN TRẠNG TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG TẠI CÁC PHỤ TẢI CHÍNH TRONG CƠNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU – VINACOMIN 32 2.2.1 Hệ thống trạm biến áp 32 2.2.2 Thiết bị máy xúc 37 2.2.3 Thiết bị máy khoan 46 2.2.4 Khâu bơm thoát nƣớc mỏ 52 2.2.5 Hệ thống sàng tuyển 55 2.2.6 Phân xƣởng sửa chữa khí, ô tô 58 2.2.7 Hệ thống chiếu sáng 60 2.2.8 Ảnh hƣởng yếu tố khác 61 2.3 NHẬN XÉT 62 Chƣơng - NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG CHO CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU 63 3.1 CÁC CƠ HỘI TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG 63 3.1.1 Giải pháp không đầu tƣ 63 3.1.2 Giải pháp thực đầu tƣ 63 3.2 NHÓM GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG KHƠNG ĐẦU TƢ VÀ CHI PHÍ ĐẦU TƢ THẤP 65 3.2.1 Giải pháp nâng cao ý thức sử dụng điện tiết kiệm hiệu 65 3.2.2 Giải pháp nâng cao hiệu sử dụng điện khai thác than 67 3.3 NHÓM GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG CĨ CHI PHÍ ĐẦU TƢ CAO 70 3.3.1 Giải pháp áp dụng hệ thống quản lý lƣợng ISO 50001:2011 70 3.2.2 Giải pháp lắp hệ thống quản lý, giám sát điện tự động 80 3.2.3 Giải pháp tiết kiệm điện cho máy xúc ЭКГ 5A 87 3.2.4 Giải pháp lắp thiết bị điều khiển động khoan kiểu 91 3.2.5 Giải pháp lắp thiết bị tiết kiệm cho máy hàn điện xoay chiều 95 3.2.6 Giải pháp lắp đặt thiết bị cân pha lọc nhiễu cho MBA 160kVA khu Văn phòng MBA 320kVA phân xƣởng Cơ điện 97 3.2.7 Giải pháp lắp bù tự động cho trạm biến áp 320kVA phân xƣởng Cơ điện trạm biến áp 180kVA phân xƣởng bơm nƣớc làm đƣờng 99 3.3.8 Giải pháp lắp biến tần cho động bơm thoát nƣớc 800 m3/h, 650 m3/h 600 m3/h …………………………………………… 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106 KẾT LUẬN 106 KIẾN NGHỊ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT STT: Số thứ tự ĐVT: Đơn vị tính SL: Số lƣợng TH/KH: Thực hiện/kế hoạch KH: Khởi hành Đ.Lực: Điện lực MBA: Máy biến áp KCS: Kiểm tra chất lƣợng sản phẩm CT: Công trƣờng XC: Xoay cầu Bvệ: Bảo vệ MXTLGN: Máy xúc thủy lực gầu ngƣợc ĐCKĐB: Động khơng đồng PX: Phân xƣởng BKS: Biển kiểm sốt QLNL: Quản lý lƣợng TKNL: Tiết kiệm lƣợng ĐNTK: Điện tiết kiệm CPTK: Chi phí tiết kiệm CPĐT: Chi phí đầu tƣ TGHV: Thời gian hồi vốn HTKT: Hệ thống khai thác MKXC: Máy khoan xoay cầu DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thống kê khai thác năm 2012, 2013 KH 2014 Bảng 1.2 Thông số trạm biến áp phục vụ sản xuất công ty 14 Bảng 1.3 Đơn giá điện với cấp điện áp 16 Bảng 1.4 Điện tiêu thụ tình hình sản xuất từ năm 2012 – 2014 17 Bảng 1.5 Tiêu thụ điện theo tháng Công ty năm 2014 17 Bảng 1.6 Điện tiêu thụ khu vực sản xuất năm 2014 19 Bảng 2.1 Các thông số HTKT mỏ than Hà Tu 22 Bảng 2.2 Kết khảo sát máy xúc ЭKΓ 5A (5m3) với ô tô tải trọng 58 Trụ Đơng, góc quay dỡ tải vào tơ 60 ÷ 1200 27 Bảng 2.3 Kết khảo sát máy xúc ЭКГ 5A (5 m3) với ôtô tải trọng 37 34 (45 tấn) Trụ Tây, góc quay dỡ tải vào ơtơ 45  1200 27 Bảng 2.4 Kết đo đếm số trạm biến áp Công ty 33 Bảng 2.5 Đánh giá tần số MBA Công ty 34 Bảng 2.6 Đánh giá tỷ lệ sóng hài THD điện áp MBA 35 Bảng 2.7 Thống kê sản lƣợng điện tiêu thụ máy xúc ЭКГ 5A năm 2014 37 Bảng 2.8 Thống kê động điện máy xúc ЭКГ 5A 38 Bảng 2.9 Bảng thống kê công suất, thời gian hoạt động điện tiêu thụ máy ЭКГ số 17 trình xúc 41 Bảng 2.10 Thống kê công suất, thời gian hoạt động điện tiêu thụ máy ЭКГ số 16 trình xúc 43 Bảng 2.11 Bảng thống kê công suất, thời gian hoạt động điện tiêu thụ máy ЭКГ số trình xúc 44 Bảng 2.12 Thống kê sản lƣợng điện tiêu thụ máy khoan xoay cầu CƂ Ш-250-MH năm 2014 46 Bảng 2.13 Quá trình khoan máy xoay cầu ngày 27/3/2015 48 Bảng 2.14 Tổng hợp kết đo kiểm công suất hoạt động điều khiển chiều số máy khoan xoay cầu 49 Bảng 2.15 Quá trình khoan máy xoay cầu ngày 14/3/2015 50 Bảng 2.16 Kết đo kiểm số đông bơm nƣớc moong 54 Bảng 2.17 Tổng hợp kết đo lƣờng khâu sàng tuyển 58 Bảng 3.1 Tóm tắt giải pháp chi phí tiết kiệm lƣợng Cơng ty 64 Bảng 3.2 Ƣớc tính tiềm tiết kiệm Công ty CP than Hà Tu 65 Bảng 3.3 Bảng câu hỏi kết điều tra đánh giá trạng quản lý lƣợng Công ty 70 Bảng 3.4 Lộ trình thực mơ hình quản lý lƣợng theo tiêu chuẩn ISO 50001:2011 Công ty 76 Bảng 3.5 Ƣớc tính tiềm thời gian hoàn vốn áp dụng giải pháp xây dựng hệ thống quản lý lƣợng theo ISO50001:2011 79 Bảng 3.6 Thống kê thiết bị hệ thống giám sát, quản lý điện tự động Công ty 84 Bảng 3.7 Tiềm tiết kiệm điện áp dụng giải pháp lắp đặt hệ thống quản lý giám sát điện tự động 85 Bảng 3.8 Tiềm tiết kiệm lắp đặt hệ thống điều khiển kiểu cho máy xúc ЭКГ 5A số 17 91 Bảng 3.9 So sánh giá trị đầu tƣ giải pháp lắp điều khiển động khoan kiểu so với điều khiển kiểu cũ 91 Bảng 3.10 Thống kê số lần sửa chữa tủ điện chiều máy khoan xoay cầu từ tháng 8/2014- tháng 6/2015 92 Bảng 3.11 Thứ tự đầu tƣ điều khiển động khoan máy khoan Công ty CP than Hà Tu – Vinacomin 93 Bảng 3.12 So sánh máy khoan xoay cầu làm việc Công ty Cổ phần than Hà Tu – Vinacomin 94 Bảng 3.13 Thống kê số lần sửa chữa máy nén khí máy khoan xoay cầu tháng năm 2015 94 Bảng 3.14 Tiềm tiết kiệm lắp thiết bị EWM-Vimsat 97 Bảng 3.15 Tiềm tiết kiệm điện lắp thiết bị cân pha lọc nhiễu 98 Bảng 3.16 Dung lƣợng bù cần thiết cho vị trí máy biến áp 100 Bảng 3.17 Ƣớc tính hiệu giải pháp đầu tƣ tủ bù tự động 101 Bảng 3.18 Ƣớc tính hiệu giải pháp đầu tƣ biến tần điều khiển cho hệ thống bơm 800 m3/h, 650 m3/h 600 m3/h 105 94 Bảng 3.12 So sánh máy khoan xoay cầu làm việc Công ty Cổ phần than Hà Tu - Vinacomin TT Thông số Thông số Thông số Thông số XC3 XC2 XC6 XC7 Đơn vị Lỗ khoan Bổ xung 12 15 21 Mét khoan 13 15 19 14 m Độ cứng 12 10 11 9-10 F Thời gian 37,50 64,70 62,60 52,33 phút Điện tiêu thụ 117,49 174,38 168,47 81,62 kWh Suất tiêu thụ 9,04 11,63 8,87 5,83 kWh/m Nhƣ vậy, máy khoan xoay cầu số ln có thời gian khoan ngắn máy khác đảm bảo đƣợc áp suất làm việc bar, điện tiêu thụ thấp hơn, Do đó, thay máy nén khí trục vít cho máy khoan hiệu sản xuất cao hơn, rút ngắn thời gian khoan Bảng 3.13 Thống kê số lần sửa chữa máy nén khí máy khoan xoay cầu tháng năm 2015 Sửa chữa máy nén khí (đơn vị tính: lần sửa chữa) Máy khoan T1 Xoay cầu1 Xoay cầu2 lần lần Xoay cầu3 lần Xoay cầu4 Xoay cầu5 Xoay cầu6 Xoay cầu7 Tổng T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 lần 1 lần 1 lần lần Theo bảng số liệu, máy nén khí máy khoan xoay cầu số sau thay đến thực sửa chữa thêm, cơng nhân vận hành dễ dàng Trong đó, máy nén khí máy khoan xoay cầu 95 cịn lại phải sửa chữa nhiều Do chi phí đầu tƣ máy nén khí cao nên máy nén khí cũ hỏng hóc, Cơng ty cần tiến hành thay máy nén khí trục vít 3.3.5 Giải pháp lắp thiết bị tiết kiệm cho máy hàn điện xoay chiều 3.3.5.1 Hiện trạng Tại phân xƣởng sửa chữa khí dùng phần lớn máy hàn điện xoay chiều để phục vụ sản xuất Khảo sát đo kiểm cho thấy, đặc điểm chung máy hàn hoạt động hai chế độ có tải khơng tải Kết đo kiểm máy hàn xoay chiều pha số 7, trình làm việc, máy có khoảng thời gian chạy khơng tải (đây công suất tiêu thụ cuộn dây máy biến áp), đồng thời hoạt động không tải công suất hoạt động trung bình P tb ≈ 0,53kW Giải pháp tiết kiệm điện cho máy hàn thời gian không tải dùng tiết kiệm điện EWM – Vimsat, tiết kiệm đƣợc điện lãng phí q trình máy hàn bị ngâm điện khơng tải 3.3.5.2 Giải pháp kỹ thuật sơ đồ lắp đặt Để tiết kiệm điện khoảng thời gian máy hàn chạy không tải, tác giả đề xuất sử dụng thiết bị EWM-Vimsat tiết kiệm cho máy hàn với nguyên lý hoạt động nhƣ sau: + Làm việc bình thƣờng: Trên tay hàn đƣợc lắp thiết bị phát tín hiệu không dây (K2), cầm vào tay hàn đồng thời tác động vào nút bấm B (thƣờng mở) cấp nguồn cho K2 Thiết bị (K2) phát tín hiệu đến hệ thống nhận tín hiệu khơng dây (K1) lệnh đóng Contactor K cung cấp điện 380V cho máy hàn làm việc 96 + Không hoạt động: Khi công nhân không cầm mỏ hàn, nút bấm B trở trạng thái thƣờng mở đồng thời K2 bị điện Sau khoảng thời gian trễ (có thể thay đổi đƣợc tùy theo yêu cầu thực tế) K1 khơng nhận đƣợc tín hiệu từ K2, K1 mở Contactor K ngắt nguồn điện cho máy hàn Sơ đồ lắp đặt: A B C N K1 K Máy hàn K 30m Vật hàn Hình 3.11 Sơ đồ nguyên lý tổng thể hệ thống điều khiển K2: Hệ thống phát tín hiệu khơng dây lắp tay hàn K1: Hệ thống nhận tín hiệu khơng dây lắp máy hàn tủ điện trƣớc tới máy hàn B E1 Bộ xử lý K1 K Nút ấn mỏ hàn Truyền tín hiệu K1 Bộ truyền tín hiệu Hệ thống K2 lắp mỏ hàn Bộ xử lý Hệ thống K1 lắp tủ điện Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý hệ thống K1 K2 97 3.3.5.3 Phân tích hiệu kinh tế Ở chúng tơi tính tốn tiết kiệm cho máy, áp dụng có hiệu triển khai nhân rộng máy hàn khác Dƣới bảng tổng hợp tiềm tiết kiệm áp dụng giải pháp tiết kiệm điện cho máy hàn số Bảng 3.14 Tiềm tiết kiệm lắp thiết bị EWM-Vimsat TT Tên giải pháp Lắp tiết kiệm điện EWWMVimsat cho máy hàn số Tổng ĐNTK CPTK CPĐT (kWh/năm) (1.000đ/năm) (1.000đ) 1.102 1.550 15.200 1.102 1.550 15.200 3.3.6 Giải pháp lắp đặt thiết bị cân pha lọc nhiễu cho MBA 160kVA khu Văn phòng MBA 320kVA phân xƣởng Cơ điện 3.3.6.1 Hiện trạng giải pháp kỹ thuật Qua đo kiểm máy biến áp cấp điện cho thiết bị ba pha thiết bị pha (tải hỗn hợp) có tƣợng dịng điện khơng cân pha Sóng hài gây ảnh hƣởng tới thiết bị điện pha thiết bị pha khác Đây loại nhiễu không mong muốn gây ảnh hƣởng đến lƣới điện thiết bị nhƣ: - Dòng điện hài dịng khơng sử dụng đƣợc với thiết bị lƣới Vì vậy, bị chuyển hố sang dạng nhiệt gây tổn hao - Động bị nhiệt gây tiếng ồn dao động momen xoắn rotor dẫn tới cộng hƣởng khí gây rung - Các thiết bị hiển thị sử dụng điện đèn chiếu sáng bị nhấp nháy, thiết bị bảo vệ ngắt điện thiết bị đo lƣờng hiển thị kết khơng xác 98 Hình 3.13 Các bậc sóng hài ảnh hƣởng sóng hài Do vậy, với trạm biến áp cần thực giải pháp lắp thiết bị tiết kiệm điện cân pha lọc nhiễu, giúp làm giảm tỷ lệ sóng hài, nâng cao hệ số cơng suất cho mạng điện, qua giảm tổn thất đƣờng dây dẫn Về vị trí lắp đặt, thiết bị lắp đặt sau nguồn cấp máy biến áp tới phụ tải 3.3.6.2 Ước tính tiết kiệm Dƣới bảng 3.15 tổng hợp ƣớc tính tiềm tiết kiệm điện áp dụng giải pháp lắp thiết bị tiết kiệm điện cân pha lọc nhiễu cho MBA 160kVA khu Văn phòng MBA 320kVA phân xƣởng Cơ điện Bảng 3.15 Tiềm tiết kiệm điện lắp thiết bị cân pha lọc nhiễu Giải pháp TT Máy biến áp 160kVA khu văn phòng Máy biến áp 320kVA Phân xƣởng Cơ điện Tổng ĐNTK CPTK CPĐT (kWh/năm) (1000đ/năm) (1000đ) 13.843 19.477 161.600 21.703 30.536 323.200 35.546 50.013 484.800 99 3.3.7 Giải pháp lắp bù tự động cho trạm biến áp 320kVA phân xƣởng Cơ điện trạm biến áp 180kVA phân xƣởng bơm nƣớc làm đƣờng 3.3.7.1 Hiện trạng giải pháp kỹ thuật Các thiết bị điện tiêu thụ công suất tác dụng công suất phản kháng, đƣợc truyền tải từ nguồn phía tải tiêu thụ Trong q trình truyền tải có tƣợng tổn hao cơng suất điện áp, dẫn tới hậu nhƣ tăng công suất biểu kiến (S) truyền tải chi phí tăng lên Vì vậy, việc bù công suất phản kháng cho lƣới điện cần thiết, lợi ích bù công suất phản kháng nhƣ sau: - Giảm tổn hao công suất; - Giảm sụt áp đƣờng dây; - Tăng khả mang tải đƣờng dây; - Tăng khả mang tải cho máy biến áp Khi giảm thiểu đƣợc tiêu thụ cơng suất phản kháng cơng suất có ích truyền tải đến hộ tiêu thụ lớn Trên hình 3.19 thể phụ thuộc công suất danh định máy biến áp (kVA) với thay đổi hệ số công suất (Cosφ) công suất tác dụng cần phát 1.000 kW Hình 3.14 Đồ thị phụ thuộc công suất danh định cos 100 Từ kết đo kiểm số vị trí máy biến áp cho thấy hệ số công suất thấp so với quy định cos ≥ 0,9 Để giảm tiêu thụ công suất tác dụng nâng cao hệ số công suất, đề xuất lắp tủ bù tự động nhằm nâng cao hệ số cos máy biến áp lên cos=0,95 Căn vào số liệu đo đếm máy biến áp 320kVA phân xƣởng Cơ điện trạm biến áp 180kVA phân xƣởng bơm nƣớc làm đƣờng, trạm có hệ số công suất mức thấp Giải pháp đề xuất lắp tụ bù tự động cho hai trạm biến áp Tính tốn đƣợc dung lƣợng cần bù cần thiết cho trạm để nâng Cosφ1 (trƣớc bù) lên mức Cosφ = 0,95 đƣợc cho bảng 3.16 Bảng 3.16 Dung lƣợng bù cần thiết cho vị trí máy biến áp T T Tên trạm TBA 320kVA phân xƣởng Cơ điện TBA 180kVA phân xƣởng bơm nƣớc làm đƣờng S đm Qbù Số kVAr cấp 0,95 300 0,95 100 Cosφ1 Cosφ2 320 0,54 180 0,79 (kVA) Đặc thù sản xuất mỏ phụ tải thƣờng xuyên dao động, trạm lắp đặt bù cố định, việc bù thiếu hay bù thừa xảy thƣờng xuyên ngày Trên sở phân tích trên, đề xuất lắp đặt tủ bù tự động, với khả tự thay đổi công suất bù theo nhu cầu phụ tải Tủ đƣợc cấu thành nhóm tụ bù, tự động điều khiển đóng cắt thơng qua Contactor Các thơng số kĩ thuật điển hình tủ bù tự động: - Giá trị cos điều chỉnh đƣợc: 0,8  1,0 - Chỉ thị đo lƣờng: số - Điện áp làm việc tối đa: 420V 101 Hình 3.15 Sơ đồ nguyên lý hoạt động tủ bù tự động 3.3.7.2 Ước tính tiết kiệm Dƣới bảng 3.17 tổng hợp ƣớc tính tiềm tiết kiệm điện áp dụng giải pháp lắp tụ bù tự động cho trạm biến áp 180 kVA phân xƣởng bơm nƣớc làm đƣờng MBA 320kVA phân xƣởng Cơ điện Bảng 3.17 Ƣớc tính hiệu giải pháp đầu tƣ tủ bù tự động ĐNTK CPTK TT Tên giải pháp TBA 320 kVA phân xƣởng Cơ điện (kWh/ (1.000đ/ năm) năm) CPĐT TGHV (1.000đ) (năm) 9.418 13.260 60.000 4,52 4.925 6.934 20.000 2,88 14.342 20.194 80.000 3,70 TBA 180 kVA phân xƣởng bơm nƣớc làm đƣờng Tổng 102 3.3.8 Giải pháp lắp biến tần cho động bơm thoát nƣớc 800 m3/h, 650 m3/h 600 m3/h 3.3.8.1 Hiện trạng giải pháp kỹ thuật Cơng ty sử dụng bơm 800 m3/h có cơng suất hoạt động trung bình động Ptb = 290,97 kw, bơm 630 m3/h có Ptb = 245,11 kw bơm 600 m3/h có Ptb = 238,54 kw dùng để bơm thoát nƣớc moong Sản lƣợng bơm năm 2014 18.000.000 m (7.405.043 kwh) Hiện công ty sử dụng khởi động mềm cho bơm 650 m 3/h vỉa 16 Sơ đồ khối sử dụng biến tần áp dụng cho thiết bị cơng nghệ hình 3.16 đó: Z - tín hiệu đặt; R - điều chỉnh tốc độ; RI - điều chỉnh dòng điện; BT - biến tần Z R SI RI BT KI K FT Hình 3.16 Sơ đồ mạch điều khiển động biến tần §C 103 Nguyên lý tiết kiệm điện sử dụng biến tần Khi sử dụng biến tần điều chỉnh tốc độ động cơ, công suất trục đƣợc thay đổi theo mômen cản theo tốc độ đƣợc điều chỉnh: P2BT = Mc BT BT - tốc độ thay đổi sử dụng biến tần đó: Tỷ số cơng suất trục động có sử dụng biến tần khơng sử dụng biến tần đƣợc xác định theo công thức: P2 BT  BT    P2 BT  P2 BT P2   Công suất đầu trục động cơ: P2 = M. Hệ làm việc ổn định khi: M = Mc P2 = Mc  đó: M - mơ men động sinh ra;  - tốc độ động Mc- mô men cản  0 B B A  C f ®m C f1 M M c2 M c1 Hình 3.17 Đặc tính ĐCKĐB ba pha điều khiển biến tần mô men cản không thay đổi theo tốc độ 104 Nếu giả thiết hiệu suất động (=BT) khơng thay đổi có sử dụng khơng sử dụng biến tần động tiêu thụ công suất từ lƣới điện hai trƣờng hợp là: P1BT  P1 BT P , đó: ( P1  ):   Nhƣ sử dụng biến tần điều khiển tốc độ động (dƣới tốc độ) giảm đƣợc cơng suất tiêu thụ từ lƣới điện so với không sử dụng biến tần theo tỷ số  BT  3.3.8.2 Ước tính tiết kiệm Khi dùng biến tần điều khiển bơm, muốn giảm lƣu lƣợng xuống 80% so với định mức cần điều chỉnh biến tần để giảm tốc độ động xuống * Lƣu lƣợng (m3/h) tỷ lệ bậc với tốc độ, Q1/Q2 = n1/n2 Quan hệ moment tải tốc độ động (với tải bơm) là: M=n2 * Áp suất (Pa) tỷ lệ bình phƣơng tốc độ: H1/H2 = (n1/ n2)2 * Công suất điện tiêu thụ (kW) tỷ lệ lập phƣơng với tốc độ: P1/P2 = (n 1/ n2)3 Công suất: P=M*n Suy ra: P≈ n3 Ở đây: Q1, H1, P1 – lƣu lƣợng, áp suất công suất điện tƣơng ứng với số vòng quay định mức động ( n1 = 2960, 1.460 vg/ph ) Q2, H2 , P2 – lƣu lƣợng, áp suất, công suất điện ứng với tốc độ vòng quay đƣợc điều chỉnh n2 105 Từ dễ dàng nhận thấy, số trƣờng hợp mà cơng nghệ sản xuất địi hỏi phải điều chỉnh lƣu lƣợng, áp suất động máy bơm, quạt gió theo mức tải phù hợp với thời điểm khác việc thay đổi tốc độ động dẫn động đƣợc xem thích hợp nhất, đặc biệt tiết kiệm điện Giải pháp thay cho phƣơng pháp cổ truyền cần thay đổi lƣu thông chất lỏng hay chất khí phải thơng qua góc mở van đầu vào đầu đƣờng ống Công suất điện tiêu thụ tỷ lệ với bậc ba tốc độ, giải pháp ứng dụng biến tần lựa chọn cho khả tiết kiệm điện cao so với động làm việc với tốc độ không đổi (100% n đm) Nếu ta giảm tốc độ xuống cịn 80% (0.8) cơng suất cần (0.8)3 ≈ 0.5 Điều cho ta thấy bơm hoạt động với 50% công suất định mức đạt đƣợc 80% lƣu lƣợng –> tiết kiệm điện (khoảng 37,5% công xuất) Hiệu kinh tế sử dụng biến tần điều khiển cho hệ thống bơm 800 m3/h, 650 m3/h 600 m3/h hàng năm sử dụng khoảng 7.405.043 kW h Bảng 3.18 Ƣớc tính hiệu giải pháp đầu tƣ biến tần điều khiển cho hệ thống bơm 800 m3/h, 650 m3/h 600 m3/h TT Tên giải pháp ĐNTK CPTK (kWh/ (1.000đ/ năm) năm) 277.688 368.769 CPĐT (1.000đ) Sử dụng dụng biến tần điều khiển cho hệ thống bơm 800 m3/h 650 m3/h 600 m3/h 3.000.000 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN - Đối với nhóm giải pháp thiết thực cần thực ngay: Những giải pháp khơng chi phí đầu tƣ; lắp đặt tụ bù tự động phân tán trạm biến áp; thiết bị tiết kiệm điện máy hàn; hệ thống quản lý lƣợng ISO 50001:2011 Khi áp dụng giải pháp ƣớc tính tiềm tiết kiệm đạt 105.653 kWh/năm tƣơng ứng với chi phí tiết kiệm 148,668 triệu đồng, chi phí đầu tƣ 565,2 triệu đồng, thời gian hoàn vốn giản đơn 3,8 năm - Đối với nhóm giải pháp làm lợi mặt quản lý, nâng cao hiệu vận hành suất khai thác: Thay dần thiết bị điều khiển động máy khoan kiểu cho điều khiển cũ; lắp đặt hệ thống quản lý giám sát điện tự động Khi áp dụng giải pháp ƣớc tính chi phí đầu tƣ 4,525 tỷ đồng - Đối với nhóm giải pháp tham khảo (có chi phí đầu tư cao): Lắp đặt thiết bị tiết kiệm điện, cân pha lọc nhiễu cho trạm biến áp; Lắp hệ thống điều khiển truyền động điện kiểu cho máy xúc ЭКГ5A số 17 Lắp đặt biến tần điều khiển bơm 800 m 3/h, 6500 m3/h, 600 m3/h Khi áp dụng giải pháp ƣớc tính tiềm tiết kiệm 459.773 kWh/năm tƣơng ứng với chi phí tiết kiệm 974,962 triệu đồng, chi phí đầu tƣ 13.209,458 triệu đồng Việc áp dụng giải pháp tiết kiệm lƣợng giúp giảm cƣờng độ tiêu thụ lƣợng đơn vị sản phẩm Với lƣợng lƣợng tiết kiệm nhƣ tƣơng ứng với tiết kiệm đƣợc 88 TOE (tấn dầu quy đổi) giảm phát thải 239 CO2 gây ô nhiễm môi trƣờng 107 KIẾN NGHỊ Để giúp quản lý chặt chẽ mức tiêu hao lƣợng điện sản xuất đơn vị sản phẩm kWh/tấn than ngun khai, kính đề nghị Cơng ty áp dụng hệ thống ISO50001:2011 vào quản lý lắp đặt hệ thống quản lý giám sát lƣợng Để triển khai thực giải pháp tiết kiệm lƣợng đƣợc lựa chọn nhằm nâng cao hiệu sản xuất kinh doanh, Công ty cần lập dự án đầu tƣ thiết bị tiết kiệm lƣợng 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bá Đề (2003), “Giáo trình Trạm Điện”, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Hoàng Hữu Hiên, Nguyễn Đức Lƣợng, Bạch Quang Minh, Nguyễn Đỗ Thiện, Nguyễn Đức Trung (1997), “Sổ tay điện mỏ” (Tập 1), NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Nguyễn Hanh Tiến (2005), “Tổ chức cung cấp điện mỏ”, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề (1997), “Giáo trình Điện khí hóa mỏ”, NXB Giao thơng vận tải, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa (1997), “An tồn điện mỏ”, Giáo trình dùng cho cao học ngành mạng hệ thống điện mỏ, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Nguyễn Anh Nghĩa(1995), “Nâng cao chất lƣợng mạng điện hạ áp mỏ hầm lị” Tạp chí than Việt Nam Nguyễn Anh Nghĩa(2003), “Nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng điện xí nghiệp mỏ Quảng Ninh” Tuyển tập báo cáo hội nghị KHKT mỏ toàn quốc lần thứ XV Nguyễn Anh Nghĩa (2007), “Tổ chức cung cấp điện mỏ”, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê (1998), “Cung cấp điện”, NXBKHKT 10 Nguyễn Đức Trung (1970), “Kỹ thuật điện mỏ”, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội ... cấp điện mỏ lộ thiên Công ty cổ phần than Hà Tu - Vinacomin - Đánh giá sử dụng điện mỏ lộ thiên Công ty cổ phần than Hà Tu - Nghiên cứu đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng điện cho mỏ... CẤP ĐIỆN MỎ LỘ THIÊN CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU – VINACOMIN 1.1 CÔNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU – VINACOMIN - Tên đơn vị: Công ty cổ phần than Hà Tu – Vinacomin - Địa chỉ: Tổ khu 3, phƣờng Hà Tu, thành... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN VĂN CHINH NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM CHI PHÍ ĐIỆN NĂNG CHO CƠNG TY CỔ PHẦN THAN HÀ TU Ngành: Mã số: Kỹ thuật điện