GIỚI THIỆU CHUNG
Công ty TNHH Cơ khí đúc hợp kim Thịnh Hưng thuộc làng nghề đúc Phương Mỹ, Mỹ Đồng, Thủy Nguyên, Hải Phòng. Quá trình sản xuất của doanh nghiệp gắn liền với làng nghề, các sản phẩm ban đầu chủ yếu phục vụ cho sản xuất nông nghiệp như lưỡi cày, lưỡi bừa, quốc, xẻng… Ngày nay, sản phẩm của công ty đã đa dạng hơn, chủ yếu là các chi tiết như máy khâu, bơm nước, tay van,… phục vụ cho xuất khẩu cũng như thị trường trong nước.
Để kịp thời đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường trong và ngoài nước, công ty đã chủ động nâng cao hiệu quả sản xuất, cải tiến kỹ thuật, áp dụng các tiêu chuẩn về chất lượng sản phẩm của châu Âu. Sản phẩm của công ty được xuất sang thị trường các nước như Nhật, Hàn Quốc, sản lượng sản phẩm xuất khẩu chiếm đến 65% tổng sản lượng sản phẩm của công ty.
Trong thời gian qua, 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. Dựa vào các quá trình khảo sát và phỏng vấn, đội kiểm toán nhận định việc quản lý năng lượng tại nhà máy còn một số tồn tại sau:
– 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.
– Công ty 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.
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH HOẠT ĐỘNG
Sơ đồ mặt bằng phân xưởng đúc:
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.
Thực trạng tình hình tiêu thụ năng lượng của Công ty như sau:
Công ty chủ yếu sử dụng nguồn năng lượng là điện năng. Điện năng sử dụng trong Công ty được mua từ lưới Trung thế 35kV thuộc Công ty TNHH MTV Điện Lực Hải Phòng. Lưới 35kV được cấp vào thông qua một trạm biến áp với một MBA 1600kVA – 35/0,72/0,4kv. Máy biến áp chủ yếu phục vụ chính cho hệ thống lò điện trung tần trong phân xưởng đúc. Ngoài ra, Công ty còn sử dụng một máy phát điện 250kVA và nguồn điện lưới 10kV thông qua MBA 400kVA- 10/0,4 kV của KCN Mỹ Đồng làm nguồn dự phòng cho các thiết bị phụ trợ như máy nén khí, máy cắt, máy hàn… trong trường hợp lưới điện 35kV hoặc hệ thống MBA sảy ra sự cố. Hệ thống trạm biến áp được đo đếm cao thế thông qua 01 đồng hồ công tơ 03 pha 02 phần tử đặt tại trạm do điện lực quản lý.
– Hệ thống trạm biến áp: Công ty sử dụng trạm biến áp xây, MBA 1600kVA (Công ty CP Thiết bị điện Đông Anh sản xuất). Hệ thống trạm biến áp được lắp đặt đồng bộ theo máy và đặt trong môi trường khô ráo và an toàn khi vận hành MBA.
– Hệ thống thiết bị đóng cắt: Phía hạ thế sử dụng máy cắt khí Huyndai loại 2000A đối với phụ tải là lò điện trung tần, cầu dao CD loại 3 cực và aptomat (MCCB) dải dòng từ 200A÷400A đối với từng phân xưởng sản suất .
– Hệ thống dây dẫn: Dây dẫn phía hạ thế từ MBA 1600kVA đến máy cắt dùng cáp CU/XLPE/PVC1*400mm*2, hệ thống dây dẫn phân nhánh tới các cầu dao và aptomat cấp nguồn cho phụ tải sử dụng loại cáp CU/XLPE/PVC1*185mm+1*CU/PVC70mm được bố trí dưới dạng treo đặt phía trên nhà xưởng.
– Thiết bị đo đếm dòng điện, điện áp, được lắp đặt đồng bộ theo các tủ động lực đã có sẵn.
Để đảm bảo tính ổn định của lưới điện và đảm bảo đáp ứng được yêu cầu hệ số công suất của MBA theo quy định của luật Điện Lực (Cosφ ≥ 0,9), Công ty đã sử dụng bộ tụ bù lắp đặt tại nhóm phụ tải lò trung tần, công suất tụ bù Q= 2000kVAr*8 ứng với một cặp lò trung tần.
Các giải pháp tiết kiệm năng lượng đã áp dụng
Công ty 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 tiết kiệm năng lượng mà công ty đã thực hiện như sau:
– Có kế hoạch đầu tư hệ thống nhà xưởng mới, kết hợp với hệ thống lò trung tần hiệu suất cao.
– Cử cán bộ tham gia đào tạo về quản lý năng lượng.
Tuy nhiên, những giải pháp này chưa đạt hiệu quả cao. Vì vậy, trong khuôn khổ bài viết này xin được được đưa ra sáng kiến cải thiện hệ thống khí nén như sau:
– Mục đích sử dụng khí nén: Cung cấp khí nén chủ yếu phục vụ cho hệ thống máy ép khuôn mẫu cháy, làm khuôn, hệ thống máy CNC, sơn sản phẩm…
– Thiết bị máy nén khí tại công ty bao gồm:
+ 03 máy nén khí gồm 02 máy nén khí trục vít và 01 máy nén khí pittong. Trong đó 02 máy nén khí trục vít phục vụ làm khuôn cát, làm mẫu cháy và hệ thống hoàn thiện, 02 máy nén khí hoạt động theo chế độ dự phòng trong quá trình sản xuất. Khí nén được chứa vào 01 bình chứa có thể tích là 2m3. 01 máy nén khí pittong phục vụ xưởng CNC. Thông số máy như sau:
+ Thông số máy nén khí trục vịt.
- Máy nén khí Hitachi.
Hãng sản xuất: Hitachi.
Type: OSP- 37WL
Motor: 37 kW; 400V; 50Hz
Press: 0,69 MPa
Discharger: 6,1 m3/min.
- Máy nén khí Mitsuiseiki.
Hãng sản xuất: Mitsuiseiki.
Type: Z376A-R
Motor: 37 kW; 400V; 50Hz
Press: 1Mpa
+ Thông số máy nén khí pittong.
- Máy nén khí Pittong.
Hãng sản xuất: Hitachi.
Type: BEBICON
Motor: 8 kW; 400V; 50Hz
Áp suất làm việc max: 10,4 kg/cm2g – 16,6 kg/cm2g
Sơ đồ hệ thống máy nén khí.
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.
+ Nhiệt độ không khí đầu vào cao do máy đặt sát vị trí đặt các máy ép mẫu.
+ Các máy nén khí hoạt động luân phiên.
+ Hiện tượng rò rỉ khí nén nhiều, khảo sát và đo đạc tại đường ống và hộ tiêu thụ khí nén các xưởng đội kiểm toán đã phát hiện 52 vị trí rò rỉ gây thất thoát khí nén lớn cho doanh nghiệp, các điểm rò rỉ chủ yếu tại các van, đầu cút, mặt big, các đầu nối và các điểm nối mềm.
+ 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.
Những vị trí thường xảy ra rò rỉ khí nén.
Máy nén khí Hitachi Hiscrew 37 có công suất định mức 37kW, 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 36,6 kW, công suất min đạt 34,5 kW Hệ số cosφ trung bình đạt 0,77, điện áp ổn định U dao động từ 381,9 V- 405 V. ( biện pháp nâng hệ số Cosφ cho động cơ)
Máy nén khí pittong Hitachi Bebicon có công suất định mức 8kW, theo biểu đồ trên dễ dàng nhận thấy máy nén khí hoạt động chế độ on- off , dòng khởi động lớn với dải công suất từ 0- 11,6 kW.Hệ số cosφ trung bình đạt 0,46, điện áp ổn định U dao động từ 399 V- 412 V. ( biện pháp nâng hệ số Cosφ cho động cơ)
Từ đánh giá trên đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống máy nén khí tại công ty như sau:
+ Khắc phụ các điểm rò rỉ khí nén trên hệ thống phân phối tại công ty (vệ sinh định kỳ thiết bị trao đổi nhiệt, lọc bụi…).
+ Di chuyển vị trí đặt máy nén khí giảm nhiệt độ không khí đầu vào.
HIỆU QUẨ VIỆC ÁP DỤNG GIẢI PHÁP
Tiềm năng tiết kiệm năng lượng của giải pháp như sau:
Bảng tính tiềm năng tiết kiệm khi khắc phục rò rỉ khí nén
| Thông tin | Đơn vị | Đại lượng | Ghi chú |
| Áp suất khí nén | Bar | 6,5 | Đo đạc |
| Đường kính rò rỉ | mm | 0,5 | Đo đạc |
| % Rò rỉ | % | 0,29 | Tra bảng |
| Công suất tiêu thụ của máy nén tại áp suất 6,9bar | kW | 36,2 | Đo đạc |
| Số vị trí rò rỉ với đường kính 0,5 | vị trí | 40 | |
| Công suất tiêu hao của máy | kW | 0,10 | Tính toán |
| Thời gian hoạt động máy nén | h | 8 | Thực tế hoạt động |
| Lượng điện tiết kiệm được trong ngày khi khắc phục rò rỉ 0,5 | kW | 33,59 | |
| Đường kính rò rỉ | mm | 1 | Đo đạc |
| % Rò rỉ | % | 1,25 | Tra bảng |
| Công suất tiêu hao của máy | kW | 0,45 | |
| Số vị trí rò rỉ với đường kính 1 | vị trí | 12 | |
| Lượng điện tiết kiệm trong ngày khi khắc phục rò rỉ 1 | kWh | 43,44 | |
| Tổng lượng điện tiết kiệm trong ngày | kWh | 77,03 | |
| Số ngày hoạt động trong năm | Ngày | 300 | |
| Lượng điện tiết kiệm được trong năm | kWh | 23.110 | |
| Chi phí đầu tư | 1000 VNĐ | 70.000 | |
| Lượng tiền tiết kiệm được | 1000 VNĐ | 32.516 | |
| Thời gian hoàn vốn | Năm | 2,15 | |
| Giảm phát thải CO2 | Tấn | 19,85 | |
| Suất thu lợi nội tại (IRR) | % | 37% | |
| Gía trị hiện tại thuần (NPV) | 1000 VNĐ | 79.739 |
Bảng tính tiềm năng tiết kiệm khi cải tạo không gian hoạt động máy nén khí.
| Thông tin | Đơn vị | Đại lượng |
| Công suất tiêu thụ của máy nén | kW | 36,2 |
| Nhiệt độ trung bình không khí vào máy nén hiện tại | oC | 33 |
| Nhiệt độ trung bình không khí vào máy nén khi cải tạo di chuyển | oC | 29 |
| Chênh lệch nhiệt độ | oC | 4 |
| % tiết kiệm điện | % | 1 |
| Số giờ hoạt động trong ngày | h | 10 |
| Lượng điện tiết kiệm được trong ngày | kWh | 3,62 |
| Số ngày hoạt động trong năm | Ngày | 300 |
| Lượng điện tiết kiệm được trong năm | kWh | 1.086 |
| Chi phí đầu tư ( Xây dựng, điều hòa…) | 1000 VNĐ | 5.000 |
| lượng tiền tiết kiệm được | 1000 VNĐ | 1.528 |
| Thời gian hoàn vốn | Năm | 3,27 |
| Giảm phát thải CO2 | Tấn | 0,93 |
| Suất thu lợi nội tại (IRR) | % | 16% |
| Gía trị hiện tại thuần (NPV) | 1000 VNĐ | 2.968 |
Bảng tổng hợp tiềm năng tiết kiệm khi cải tạo hệ thống khí nén
| TT | Giải pháp đề xuất | Tổng năng lượng tiết kiệm (kWh/năm) | Tổng tiết kiệm (1.000 VNĐ/năm) | Chi phí đầu tư (1000 VNĐ/năm) | Thời gian thu hồi vốn (năm) | |
| 1 | Khắc phục rò rỉ khí nén | 23.110 | 32.110 | 70.000 | 2,1 | |
| 2 | Di chuyển vị trí đặt máy nén khí | 1.086 | 1.528 | 5.000 | 3,2 | |
| Tổng | 24.196 | 34.004 | 75.000 | 2,20 | ||
Cải tạo hệ thống khí nén là giải pháp dễ thực hiện, chi phí đầu tư không cao và đem lại hiệu quả cao.