Công ty TNHH Cơ khí đúc hợp kim Thịnh Hưng thành lập năm 2009, có địa chỉ tại Khu công nghiệp Mỹ Đồng, Thủy Nguyên, Hải Phòng. Công ty hoạt động chính trong lĩnh vực Đúc và gia công cơ khí sản phẩm gang. Công ty có nhà máy vận hành trung bình 310 ngày/năm. Số giờ vận hành nhà máy mỗi ngày 8h /ngày. Sản phẩm chính của công ty là các chi tiết bằng gang như máy khâu, van dầu, tay van, bơm nước,... phục vụ cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Với đặc thù sản xuất kinh doanh của ngành đúc là có thể chủ động bố trí sản xuất vào giờ thấp điểm, giảm chi phí đơn giá điện vào giờ cao điểm. Tuy nhiên do bố trí mặt bằng nhà xưởng hẹp, yêu cầu sản phẩm đúc khó, vì vậy công ty không thể bố trí vận hành lò nấu thép vào giờ thấp điểm. Tổng số giờ hoạt động của lò nấu gang thép là 6h- 12h/ngày, chủ yếu là giờ bình thường. Ban giám đốc công ty rất quan tâm đến việc sử dụng năng lượng hiệu quả, tránh lãng phí, nhằm giảm chi phí sản xuất và tăng sức cạnh tranh của sản phẩm. Với hệ thống thiết bị nhà xưởng được đầu tư rộng thoáng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc bố trí sản xuất hợp lý. Tuy nhiên, công ty chưa có lắp đặt các đồng hồ đo kiểm điện năng tại các hộ tiêu thụ năng lượng chính, đồng hồ đo kiểm khí nén vì vậy chưa có được sự theo dõi, đánh giá suất tiêu thụ năng lượng cụ thể tại từng khâu trong quá trình sản xuất. Chưa xây dựng được quy trình quản lý năng lượng một cách hệ thống và bài bản. Quản lý năng lượng chỉ dừng lại ở mức thống kê số liệu sử dụng của toàn công ty, chưa có sự theo dõi tới từng phụ tải riêng biệt để đánh giá chi tiết. Doanh nghiệp đã có nội quy, quy chế cho việc bố trí sản xuất theo quy trình 5S của Nhật Bản, nhưng còn thiếu các biện pháp thưởng/phạt liên quan đến tiết kiệm năng lượng. Doanh nghiệp đã chủ động triển khai một số giải pháp tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm chi phí năng lượng và bước đầu mang lại hiệu quả nhất định. Các giải pháp TKNL mà công ty đã thực hiện như sau: Đầu tư hệ thống nhà xưởng mới, với diện tích rộng thoáng mát; Cử cán bộ tham gia đào tạo về quản lý năng lượng; Lắp đặt mới toàn bộ hệ thống chiếu sáng bằng bóng đèn có hiệu suất cao. 1) Sơ đồ quy trình sản xuất tại công ty - Giai đoạn lựa chọn và chuẩn bị liệu: Nguyên liệu đầu vào bao gồm phôi gang thép và các loại ba via, đậu thừa tái sử dụng từ quá trình gia công cơ khí và đúc thành phẩm trước đó. Nguyên liệu được định lượng theo khối lượng từng ngày đối với từng loại sản phẩm và xắp xếp gần lò. - Giai đoạn nấu liệu: Nguyên liệu được đưa vào lò nung trung tần 1, khoảng 1/3 tải định mức. Công nhân vận hành hệ thống giải nhiệt và từ từ nâng dòng điện cấp cho lò thông qua chiết áp. Quá trình nấu liệu tùy thuộc vào từng loại sản phẩm khác nhau (thép, gang xám, gang cầu, …), công nhân lạp liệu vào lò theo phương pháp thủ công, kết hợp với nâng dòng cấp vào lò thông qua chiết áp. Việc theo dõi công suất vận hành lò thông qua các đồng hồ dòng điện, điện áp và tần số. Tần số vận hành lớn nhât của lò là 500Hz, nhiệt độ kim loại nóng chẩy được đo kiểm trực tiếp nhờ que nhúng nhiệt. Nhiệt độ cũng như thành phần kim loại được lấy mẫu và đo kiểm trực tiếp tại phòng phân tích mẫu theo từng mẻ. Khi các yêu cầu về thành phần và nhiệt độ theo từng mẻ đạt yêu cầu thì sẽ kết thúc mẻ nấu và ra liệu sang giai đoạn rót đúc. - Giai đoạn chuẩn bị khuôn đúc: Các khuôn đúc được chuẩn bị từ trước, kết hợp với đúc mẫu cháy và chuẩn bị vật liệu làm khuôn cát. Các khuôn đúc được kiểm tra trước khi đưa vào quá trình rót đúc nhằm giảm tối đa sản phẩm lỗi. - Giai đoạn rót đúc: Kim loại lỏng đạt về nhiệt độ và thành phần sẽ được rót một lần ra thùng chứa lớn (với thành phẩm là gang xám hoặc gang cầu) hoặc được rót từ từ ra gầu rót nhỏ (với thành phẩm là thép) và đưa tới rót vào các khuôn đúc đã được chuẩn bị trước. Giai đoạn này được doanh nghiệp bố trí sản xuất vào giờ thấp điểm (ban đêm), nhằm giảm chi phí tiền điện. - Giai đoạn ra sản phẩm thô:             Sau giai đoạn đúc rót, tùy thuộc vào từng loại sản phẩm sẽ có được thời gian đông kết sản phẩm khác nhau. Sau quá trình đông kết các sản phẩm này sẽ được thu thập dưới dạng sản phẩm thô vì bao gồm đậu thừa và sản phẩm lỗi. - Giai đoạn gọt đậu thừa và loại sản phẩm lỗi: Sản phâm thô được tuyển chọn và loại các sản phẩm lỗi. Các đậu thừa trên sản phẩm được cắt gọt và thu thập với sản phẩm lỗi để đưa quay trở lại tái nung. Thông thường tại doanh nghiệp, khối lượng sản phẩm lỗi cũng như đậu thừa chiếm 20% đối với sản phẩm là gang và 30% đối với sản phẩm là thép. - Giai đoạn làm sạch sản phẩm: Sản phẩm sau cát gọt đậu thừa và tuyển chọn sẽ được đưa vào giai đoạn làm sạch và đánh bóng theo từng yêu cầu đơn hàng cụ thể. Quá trình làm sạch sản phẩm được thực hiện thủ công hoặc thông qua hệ thống thiết bị làm sạch (máy phun bi). - Giai đoạn gia công cơ khí: Các sản phẩm sau quá trình làm sạch được đưa vào các nguyên công cơ khí (tiện, khoan, doa ren,…) theo yêu cầu cụ thể của từng đơn hàng. - Giai đoạn thành phẩm: Các sản phẩm sau công đoạn gia công cơ khí sẽ được tuyển chọn lại lần cuối thông qua kiểm tra thủ công, thành phẩm đạt yêu cầu sẽ được đóng gói và bàn giao theo từng đơn hàng cụ thể. Công ty áp dụng 06 khâu kiểm tra, từ chọn nguyên liệu đầu vào như gang thỏi và gang thép phế liệu đến sản phẩm đầu ra trước khi giao hàng. Điều này đảm bảo cho chất lượng sản phẩm giao hàng là tốt nhất và giảm thiểu tối đa hao phí cũng như sản phẩm lỗi trong quá trình sản xuất. Quy trình kiểm tra được áp dụng gồm kiểm tra bằng các thiết bị chuyên dụng và giám sát kiểm tra thường xuyên thông thường. Các sản phẩm lỗi cũng như chưa đạt tiêu chuẩn tại một khâu nào đó trong quy trình sản xuất sẽ được sàng lọc để tái sử dụng, nhằm tận dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu. 2) Hệ thống lò trung tần: Nấu chảy nguyên liệu đầu vào (gang, thép) thành gang  lỏng có nhiệt độ từ 1550 ÷ 1650 ^oC. Sơ đồ khối nguyên lý chung của thiết bị lò trung tần được thể hiện theo hình sau:         Sơ đồ nguyên lý lò trung tần - Nguồn cấp đầu vào là nguồn 3 pha xoay chiều, tần số công nghiệp (50Hz) và điện áp 720V. Nguồn cấp này thường được tạo ra bởi máy biến áp chuyên dụng. - Bộ phận chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển dùng Tyristor, tác dụng biến đổi nguồn điện 3 pha xoay chiều thành nguồn 1 chiều nhấp nhô. - Nguồn điện 1 chiều nhấp nhô sau đó sẽ được đưa qua bộ lọc, có tác dụng san phẳng dòng điện 1 chiều có giá trị điện cảm lớn. - Nguồn điện một chiều sau khi được san phẳng tại bộ lọc sẽ được qua bộ phận nghịch lưu, thành nguồn điện áp xoay chiều, điện áp ra trên tải có dạng gần hình sin. - Lò cảm ứng hay vòng cảm ứng là phụ tải của bộ nghịch lưu. Dòng qua vòng cảm ứng thường lên đến hàng ngàn Ampe vì vậy mà có hiện tượng tổn hao điện do tỏa nhiệt. Vòng cảm ứng tại công ty là loại làm mát bằng nước chẩy trong ống có tiết diện tròn, thông thường tổn hao do tỏa nhiệt tại vòng cảm ứng chiếm từ 25 ÷ 30 % tổng công suất. - Do cuộn cảm ứng của lò có nhiều vòng, các vòng cách nhau một khoảng 2 ÷ 10 mm nên tạo ra nhiều khoảng hở, dẫn đến tổn hao từ thông ra ngoài, hệ số tận dụng công suất điện rất thấp. Với tần số cấp vào lò tại doanh nghiệp là 500 Hz thì cosφ đạt từ 0,2 ÷ 0,22. Vì vậy hệ thống tụ bù có tác dụng nâng cao hệ số cosφ, nâng cao hiệu suất lò.

Hệ thống lò trung tần.

Khuyến nghị: Thay thế hệ thống lò trung tần đang sử dụng bằng lò trung tần có hiệu suất cao Giải pháp này cho tiềm năng tiết kiệm 1.266.720 kwh/năm, quy đổi ra TOE 108.91 tấn/năm. Giải pháp này cần mức đầu tư cần thiết 6,2 tỷ. Thời gian hoàn vốn 3,15 năm. 3) Hệ thống máy nén khí Cung cấp khí nén chủ yếu phục vụ cho hệ thống máy đóng thao, đúc, say cát, hệ thống. Thiết bị máy nén khí tại công ty bao gồm: 05 máy nén khí trục vít phục vụ sản xuất. Trong đó 02 máy nén khí trục vít 37 kW và 55 kW phục vụ xưởng đúc và say cát. 02 máy nén khí trục vít cùng công suất 22 kW phục vụ xưởng đóng thao. 01 máy nén khí  phục vụ xưởng CNC máy cnc, sơn sản phẩm. Hiện trạng, môi trường hoạt động: Không gian bố trí máy rộng, tuy nhiên do máy đặt ngay trong phân xưởng sản xuất nên có nhiều bụi. + Hệ thống máy nén khí tại phân xưởng đúc và say cát, phục vụ xưởng CNC hoạt động liên tục, hệ thống máy nén khí phục vụ phân xưởng đóng thao hoạt động luân phiên. + Các máy nén được bảo dưỡng thường xuyên (thường là 3 tháng/ lần) tuy nhiên có hiện tương bám bẩn nhiều tại các dàn trao đổi nhiệt, thiết bị lọc bụi. + Máy nén khí Hitachi Hiscrew 37 có công suất định mức 37kW, hoạt động ở chế độ tải liên tục, công suất tiêu thụ max đạt 34 kW, công suất min đạt 33,2 kW Hệ số cosφ trung bình đạt 0,78, điện áp ổn định U­ dao động từ 375,9 V- 381,7 V. + Máy nén khí Hitachi Hiscrew 55 có công suất định mức 55kW, theo biểu đồ trên dễ dàng nhận thấy máy nén khí đang hoạt động ở chế độ tải liên tục, công suất tiêu thụ max đạt 48 kW, công suất min đạt 45 kW Hệ số cosφ trung bình đạt 0,79, điện áp ổn định U­ dao động từ 374V- 378 V. + Máy nén khí Hitachi 22 có công suất định mức 22kW, theo biểu đồ trên dễ dàng nhận thấy máy nén khí đang hoạt động ở chế độ tải thay đổi, công suất tiêu thụ max đạt 21 kW, công suất min đạt 12 kW Hệ số cosφ trung bình đạt 0,74, điện áp ổn định U­ dao động từ 374V- 378 V. + Máy nén khí Kobelco có công suất định mức 15kW, theo biểu đồ trên dễ dàng nhận thấy máy nén khí đang hoạt động ở chế độ tải thay đổi, công suất tiêu thụ max đạt 8 kW, công suất min đạt 5 kW Hệ số cosφ trung bình đạt 0,79, điện áp ổn định U­ dao động từ 384V- 388 V.

Hệ thống máy nén khí phục vụ hệ thống đóng thao	Hệ thống máy nén khí phục vụ hệ thống Đúc và say cát.
Hệ thống máy nén khí phục vụ hệ thống CNC

Khuyến nghị: Đào tạo và nâng cao nhận thức của nhân viên để vận hành và bảo dưỡng hiệu quả cho hệ thống máy nén. Đảm bảo rằng nước ngưng phải được loại bỏ khỏi hệ thống phân phối ngay hoặc không có nước ngưng.Tránh sử dụng các ống xả ngưng bị nứt để đảm bảo không có độ ẩm ở hộ tiêu thụ.Đóng tất cả nguồn cấp khí tới các thiết bị không vận hành. Sử dụng không khí mát bên ngoài cho đầu vào của máy nén. Công ty cần cải tạo lại hệ thống dẫn khí nóng từ quá trình làm mát dầu máy nén khí ra ngoài môi trường 4) Hệ thống chiếu sáng Hệ thống chiếu sáng xưởng sản xuất tại công ty được bố trí theo xưởng sản xuất riêng biệt, trong đó bao gồm các phân xưởng đúc, phân xưởng cơ khí, xưởng gia công chi tiết và xưởng mẫu CNC. Tại các phân xưởng sử dụng chủ yếu bóng đèn led nhà xưởng có hiệu suất cao. Hầu hết các bóng chiếu sáng được lắp choá phản quang, tuy nhiên do đặc thù của ngành đúc sinh ra nhiều khói bụi và các bóng đèn không được vệ sinh thường xuyên nên có bụi bẩn bám nhiều, dẫn đến hiệu suất phát quang rất thấp. Ngoài ra tại các phân xưởng gia công chi tiết sản phẩm, phân xưởng cơ khí, phân xưởng mẫu CNC công ty đã áp dụng biện pháp chiếu sáng tập trung, các bóng đèn led được lắp ở tại máy và vị trí vận hành trực tiếp, nhằm tăng hiệu suất chiếu sáng phục vụ công việc.   Chiếu sáng văn phòng công ty sử dụng bóng đèn led ốp trần và đèn led huỳnh quang hiệu suất cao. Tại trần và tường xung quanh xưởng có bố trí lắp đặt các tấm nhựa trắng, nhằm tận dụng ánh sáng tự nhiên vào công việc sản xuất. Tuy nhiên do cụm Công nghiệp đúc sản sinh ra nhiều khói bụi, cộng thêm việc không được vệ sinh thường xuyên, các tấm nhựa trắng ở trên trần xưởng bị bám bẩn và hư hại nhiều, làm giảm khả năng tận dụng ánh sáng tự nhiên. Kết quả đo đạc độ rọi tổng hợp trung bình tại các khu vực sản xuất từ 47 – 319 Lux. Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7114-I:2008, Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 05:2008/BXD và Quy chuẩn xây dựng Việt Nam QCXDVN 09:2013/BXD về mật độ công suất sử dụng năng lượng hiệu quả, phần lớn hệ thống chiếu sáng tại phân xưởng chưa đáp ứng được điều kiện chiếu sáng đảm bảo trong sản xuất. Công ty cần có biện pháp nâng cao điều kiện chiếu sáng tại khu vực sản xuất 5) Hệ thống trộn cát và làm khuôn tự động Khuôn cát sau khi đổ xong được cho vào sàng rung để phá khuôn loại bỏ cặn, sau đó được chuyển lên băng tải tới giàn làm nguội. Tại đây cát được làm nguội và chuyển tới chứa vào silo. Dưới silo có đĩa chia cát, cát qua đây lại được chuyển vào sàng rung 2 để đảm bảo độ mịn của cát thành phẩm, sau đó được tời cát chuyển vào thùng chứa. Công nhân vận hành hệ thống cân tỉ lệ tại đây, có thể cho thêm phụ gia và cát mới nếu có. Nguyên liệu sau khi được cân tỉ lệ được đổ vào máy trộn. Cát thành phẩm được băng tải chuyển ra làm khuôn tay và khuôn tự động. Tại thời điểm đo kiểm trực tiếp, mỗi mẻ trộn thường kéo dài từ 1 phút đến 1,5 phút tuỳ theo liệu đầu vào khô hay ướt. Còn lại hầu hết thời gian động cơ chạy không tải.         Theo tính toán, một ngày hệ thống trộn cát và làm khuôn tự động hoạt động 6 tiếng thì động cơ trộn chạy không tải khoảng 2/3 thời gian. Vì vậy gây lãng phí điện năng và không hiệu quả.          Khuyến nghị: Lắp biến tần cho động cơ trộn 55kw. 6) Động cơ quạt hút Động cơ quạt được đặt trên đế cao cố định, khô thoáng, sạch sẽ. Động cơ đặt nằm ngang, trục động cơ được nối với trục của bơm thông qua dây đai. Quạt được bố trí nhiều miệng gió để hút tại các khu vực nhiều bụi của hệ thống. Tại thời điểm đo kiểm trực tiếp: Động cơ quạt chạy một cấp tốc độ với chế độ đầy tải và ổn định. Vì vậy công suất động cơ thay đổi không nhiều từ: 25-26kW. Cosφ của động cơ ổn định vào khoảng 0,75. Dòng điện đầu vào của động cơ thay đổi từ 50A-52A. Điện áp đầu vào của động cơ: U =380V. 7) Hệ thống thiết bị làm sạch sản phẩm Đối với các sản phẩm đúc, bề mặt sản phẩm luôn có nhiều ba via hoặc dính cát. Để làm sạch các sản phẩm đó công ty dùng cách làm sạch bằng phun bi. Thiết bị làm sạch sản phẩm gồm máy phun bi kiểu treo và máy phun bi kiểu quay. Tùy theo hình dáng, kết cấu và kích thước sản phẩm ta có thể chạy các kiểu máy phun bi khác nhau.

Hệ thống thiết bị làm sạch

Máy phun bi kiểu treo: Kết cấu máy dạng buồng phun kín đứng, có 2 họng phun được bố trí dọc theo thân máy. Họng phun dạng cánh ly tâm vận hành bằng motor điện với công suất 11kW, tạo vận tốc cao cho hạt bi thép. Vách chắn trong thành được làm bằng thép đúc đặc biệt chống mài mòn. Bi sau khi bắn ra được thu gom lại và tái sử dụng nhờ hệ thống tuần hoàn bi bằng gầu nâng. Trong buồng làm sạch bố trí một giá treo ở giữa dùng để treo sản phẩm, giá treo có thể xoay tròn trong quá trình làm sạch để có thể làm sạch toàn bộ sản phẩm. Quá trình làm sạch sinh ra các bụi kim loại vì vậy các máy này có đi kèm bộ phận hút và lọc  bụi, đảm bảo thu hồi lượng bụi vào bảo vệ môi trường. Máy phun bi kiểu quay: Kết cấu máy dạng buồng phun kín nằm, có 1 họng phun được bố trí bên trên thân máy. Họng phun dạng cánh ly tâm vận hành bằng motor điện với công suất 15kW, tạo vận tốc cao cho hạt bi thép. Băng tải cao su được thiết kế tạo thành khay chứa sản phẩm, chuyển động liên tục tạo ra sự khấy đảo sản phẩm trong quá làm sạch. Máy phun bi kiểu quay dùng cho các sản phẩm chi tiết nhỏ, có thể chịu được sự va đập vào nhau. Sản phẩm được đổ trực tiếp vào trong buồng phun và làm sạch. Quá trình điều khiển và vận hành máy: Sản phẩm cần làm sạch được đưa vào khay chứa. Sau khi đóng kín các cửa công nhân vận hành lần lượt chạy động cơ quạt hút, động cơ gầu nâng, động cơ phun bi và động cơ quay. Tuỳ theo số lượng sản phẩm cần làm sạch công nhân vận hành dựa theo kinh nghiệm để dừng máy theo thời gian nhất định. Tất cả các động cơ đều khởi động trực tiếp, vì vậy dòng khởi động cao gây ảnh hưởng tới động cơ và tiêu tốn năng lượng. 8) Thiết bị máy công cụ và phụ trợ khác Các sản phẩm của công ty phần lớn được gia công cơ khí hoàn chỉnh sau khi đúc vì vậy, công ty trang bị các thiết bị máy tiện (máy tiện đa năng, tiện CNC), máy mài, máy cắt, máy ta rô ren… Các máy tiện thực hiện quá trình gia công khuôn mẫu chính xác và hoàn thiệt một số sản phẩm. Máy mài, máy cắt, máy ta rô ren và các thiết bị khác tham gia vào quá trình hoàn thiện sản phẩm. 9) Hệ thống cung cấp điện Công ty sử dụng trạm biến áp kín, hệ thống trạm biến áp được lắp đặt đồng bộ theo máy, có tủ cắt cầu dao phụ tải phía trung thế và tủ cắt máy cắt khí phía hạ thế đi kèm và đặt trong môi trường khô ráo, an toàn khi vận hành. Hệ thống thiết bị đóng cắt: Phía trung thế sử dụng cầu dao đóng cắt phụ tải (Đóng cắt khí FS6), phía hạ thế sử dụng máy cắt khí Huyndai loại 2000A đối với phụ tải là lò điện trung tần, và áptomat MCCB dải dòng từ 200A÷400A đối với từng phân xưởng sản suất.

Máy biến áp đặt trong phòng kín, an toàn khi vận hành	Hệ thống tụ bù không hoạt động
Hệ thống tủ điện, bụi bẩn bám nhiều

Khuyến nghị: Hệ thống trạm biến áp kín, các tủ điện, và hệ thống dây dẫn cần có kế hoạch, kiểm tra, bảo trì bảo dưỡng thường xuyên, tránh hiện tượng bụi bẩn bám nhiều gây mất an toàn cho các thiết bị đóng cắt và nguy hiểm đối với người vận hành. Với hệ thống tụ bù ứng động đã hỏng, không hoạt động, công ty cần có biện pháp khắc phục, thay thế sửa chữa kịp thời, đáp ứng yêu cầu hệ số công suất theo quy định của bên cung ứng điện.