Đề tài Đánh giá tiềm năng tiết kiệm của Công ty Dệt Vĩnh Phú

g đèn được bố trí thành từng máng đèn, mỗi máng hai bóng. Hệ thống chiếu sáng được sử dụng chủ yếu cho sản xuất tại các nhà máy, xí nghiệp ngoài còn dùng cho sinh hoạt vui chơi, giải trí thể dục thể thao, văn phòng, bảo vệ. Hệ thống chiếu sáng hoạt động 24/24h tại các vị trí sản xuất. Tiêu thụ điện cho chiếu sáng của nhà máy sợi trong năm 2003 là 1100 kWh/ngày, của nhà máy Dệt là 600 kWh/ngày. Nhà máy sợi I có 793 máng đèn, nhà máy sợi II có 404 máng đèn. Số máng đèn của nhà máy sợi là 1194 máng/1800 máng đèn của toàn công ty. Loại bóng đèn huỳnh quang sử dụng tại công ty là loại bóng đèn thường, chấn lưu có tổn hao công suất khá lớn, từ 6,5 – 7 W/1chấn lưu so với mức tổn hao từ 3- 4 W/ chấn lưu tiết kiệm năng lượng. Đặc biệt một số chấn lưu của Thái Lan mới thay có mức tổn hao rất lớn tới 11 –12 W/1 chấn lưu. Tại một số phân xưởng vẫn còn hệ thống chiếu sáng kiểu cũ của Trung Quốc theo đó các giàn đèn được bố trí ngang máy do đó dẫn đến tình trạng có khi chỉ có một máy hoạt động nhưng vẫn phải bật tất cả giàn đèn gây lãng phí điện. Ví dụ tại các máy sợi con của nhà máy sợi I bố trí ngang máy khoảng 550 máng đèn. */ Các loại động cơ điện Công ty Dệt Vĩnh Phú có rất nhiều loại động cơ điện có đặc tính kỹ thuật và công suất khác nhau. Số lượng và đặc tính các loại động cơ điện của các khu vực sản xuất của công ty Dệt Vĩnh Phú được cho trong các bảng sau đây. Bảng II.11. Các loại động cơ điện của nhà máy Sợi [5] TT Tên thiết bị Số lượng Công suất máy (kW) Tổng công suất máy(kW) 1 Máy bông Trung Quốc 2 70 140 2 Máy bông ấn Độ 1 93 93 3 Máy chải Trung Quốc 28 3,3 92,4 4 Máy chải ấn Độ 11 13 143 5 Máy ghép Liên Xô 6 3 18 6 Máy ghép ấn Độ 8 9,5 76 7 Máy thô Trung Quốc 8 3,5 28 8 Máy thô ấn Độ 6 12 72 9 Máy con Trung Quốc 42 15 630 10 Máy con ấn Độ 26 26 676 11 Máy ống Trung Quốc 6 2,5 15 12 Máy chải kỹ Trung Quốc 10 2,5 25 13 Máy nén khí ấn Độ 2 48 96 Tổng 2154,9 Số lượng, đặc tính và công suất các động cơ điện của nhà máy Dệt được cho trong bảng dưới đây. Bảng II.12. Các loại động cơ điện của nhà máy Dệt [5] TT Tên thiết bị Số lượng Công suất máy (kW) Tổng công suất (kW) 1 Máy dệt 1511M 456 0,6 274 2 Máy dệt GA6150 50 0,8 40 3 Máy dệt STB 19 3,3 63 4 Máy dệt Ricanol 25 6,5 163 5 Máy lờ phân băng 1 6 6 6 Máy lờ Benninger 1 19,7 19,7 7 Máy lờ Trung Quốc 2 2,2 4,4 8 Máy hồ Benninger 1 59,2 59,2 9 Điều hồ Benninger 1 59,2 98 10 Máy ống Nhật 1 4,5 4,5 11 Máy hồ Trung Quốc 2 16,5 33 12 Điều hồ Trung Quốc 1 4,6 4,6 13 Máy sợi ngang Trung Quốc 4 15 60 Tổng 722 Qua 2 bảng II.11 và II.12 ta nhận thấy sự tiêu thụ điện năng của các nhà máy dệt nhỏ hơn nhà máy sợi rất nhiều. Số lượng, đặc tính và công suất các loại động cơ điện của phân xưởng TGĐL được cho trong bảng dưới đây. Bảng II.13. Các loại động cơ diện của phân xưởng điều không [5] TT Tên thiết bị Công suất(kW) Tốc độ(v/ph) Số lượng 1 Động cơ máy nén khí 245 750 4 2 Máy khuấy đông lạnh 3 1450 10 3 Bơm điều không 30 1450 3 4 Bơm đông lạnh 7,5 1450 4 5 Bơm ngưng tụ 40 1450 6 6 Quạt thải độc 0,75 1450 10 7 Quạt tháp rê 30 950 3 8 Bơm dầu 1,1 1450 1 9 Máy nén trộn đá 13 970 2 10 Cẩu đá 3 1450 1 11 Quạt thông gió ống đậu xe(phòng1 sợi) 17 1450 1 12 Quạt thông gió sợi con phòng 2 40 1450 1 13 Quạt hút mối sợi con 30 1450 1 14 Quạt thông gió chải- ghép –thô 22 1450 1 15 Quạt lọc bụi chải Trung Quốc 83 1450 1 16 Quạt lọc bụi bông Trung Quốc1 13 1450 1 17 Quạt lọc bụi bông Trung Quốc 22 1450 1 18 Quạt thông gió chải kỹ 4 1450 1 19 Quạt thông gió hồ 13 1450 1 20 Quạt thông gió dệt 1 30 1450 2 21 Quạt thông gió dệt 2 40 1450 1 22 Bơm nước các buồng thông gió 7,5 2900 15 23 Rung túi lọc bụi bông 2,6 1450 2 24 Trục xoắn lọc bụi bông 2,6 1450 3 25 Lọc bụi chải 0,25 1450 2 26 Quạt lọc bụi bông 3,0 1450 2 27 Khuấy trộn đá 1,75 1450 1 Công ty có một số động cơ thuộc loại rất lớn đó là các động cơ máy nén của xưởng thông gió - đông lạnh công suất lên tới 245 kW. Hiện nay có nhiều động cơ đã cũ nên động cơ bị cháy nhiều dẫn đến hệ quả là số động cơ quấn lại cũng tăng theo gây tổn hao công suất điện Một số động cơ nhất là các động cơ cũ của Trung Quốc có hệ số dự trữ quá lớn từ 1,5 – 2,3 lần công suất hoạt động vì vậy các động cơ chạy ở tình trạng non tải và gây tổn hao công suất. Tụ bù hệ số công suất chỉ có ở các trạm biến áp còn ở các công đoạn sản xuất hầu như không có. Roto các động cơ xoay chiều hầu hết thuộc loại lồng sóc, điều khiển vận tốc bằng biến tần. Xen kẽ các động cơ xoay chiều có các động cơ một chiều dài hạn và ngắn hạn. Lượng điện năng tổn hao của công ty hàng năm ước tính khoảng từ 5 – 10 %. Đây là một con số khá lớn và cho thấy tiềm năng tiết kiệm năng lượng điện của công ty Dệt Vĩnh Phú là rất lớn. */ Tình hình hoạt động của các lò hơi năm 2003 Xí nghiệp động lực hiện có hai lò hơi ấn Độ một lò công suất 4 tấn hơi/h và một lò công suất 6 tấn hơi/h nhưng do các hoạt động sản xuất của nhà máy giảm nhiều nên hầu như chỉ có lò 4 tấn hơi/h hoạt động, lò 6 tấn hơi/h hoạt động rất ít. Hoạt động của các lò hơi của công ty Dệt Vĩnh Phú năm 2003 được trình bày trong bảng sau : Bảng II.14. Tình hình hoạt động của hai lò hơi trong năm 2003 Tên danh mục Đơn vị 6 tháng đầu năm 6 tháng cuối năm Cả năm Lò 4 tấn hơi/h Ca sản xuất 233 187 420 Lò 6 tấn hơi/h Ca sản xuất 45 5 50 Than cám sử dụng kg 1027837 647250 1675087 Hơi sx tấn 3275 1942 5217 Than bụi thu hồi tấn 199,6 137,79 337,4 Từ bảng số liệu trên có thể thấy thời gian hoạt động của hai lò hơi trong năm 2003 là rất ít, nhất là lò hơi năng suất 6 tấn hơi/h. Lò 4 tấn hơi/h chỉ hoạt động 420 ca tương đương với 3360 h so với 8760h trong một năm. Lò hơi 6 tấn hơi/h chỉ hoạt động 50 ca lò tương đương với 400h. Đó là do tình hình sản xuất của công ty gặp nhiều khó khăn, sản phẩm làm ra tiêu thụ chậm. Việc hoạt động cầm chừng của hai lò hơi sẽ làm gia tăng lượng nhiên liệu sử dụng cho quá trình nhóm lò. II.1.3.2. Tình hình sử dụng nhiên liệu Các loại nhiên liệu đang được sử dụng tại công ty dệt Vĩnh Phú là than cám Cẩm Phả, Quảng Ninh loại 4A, dầu DO trong đó than cám và dầu DO được cung cấp cho Xí nghiệp Động Lực để vận hành lò hơi sản xuất hơi cung cấp cho công đoạn hồ sợi của nhà máy Dệt. Trong đó dầu DO chủ yếu sử dụng để khởi động lò. Tình hình tiêu thụ nhiên liệu cho sản xuất hơi được thể hiện trong bảng sau : Bảng II.15. Tình hình tiêu thụ nhiên liệu của Công ty Dệt Vĩnh Phú năm 2003 [5] Từ bảng số liệu ta thấy rằng lượng hơi sản xuất ra năm 2003 là 5217 tấn, tiêu hao hết 1675 tấn than cám, giá than (chưa thuế) là 371428 (đ/tấn). Như vậy tiêu hao than cho một tấn hơi của công ty là 317 (kg than/tấn hơi). Trong khi đó định mức sản xuất công ty đề ra là 253 (kg than/1 tấn hơi). Tiêu thụ than thực tế lớn hơn định mức là 64 kg than/tấn hơi. Đây là một con số khá lớn. Như vậy có thể thấy tiềm năng TKNL tại đây là rất lớn. Số ca sản xuất của hai lò hơi 6 tháng cuối năm nhỏ hơn 6 tháng đầu năm rất nhiều. Đó là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến việc tiêu hao than cho một tấn hơi của 6 tháng cuối năm 2003 (333,3 kg than/tấn hơi) cao hơn 6 tháng đầu năm 2003 (313,8 kg than/tấn hơi). Chương III. Đánh giá tiềm năng tiết kiệm năng lượng tại Công ty Dệt Vĩnh Phú III.1. Phương pháp luận kiểm toán SXSH – TKNL Trong những năm vừa qua phương pháp luận SXSH đã được Chương trình môi trường liên hợp quốc UNEP và Chương trình phát triển công nghiệp liên hợp quốc UNIDO xây dựng và triển khai tại nhiều quốc gia trên thế giới. SXSH – TKNL dựa trên nền tảng chính về SXSH nhưng trong đó chú trọng nhiều hơn về các dạng sử dụng năng lượng trong công nghiệp. Phương pháp luận về SXSH và TKNL đòi hỏi việc triển khai đánh giá SXSH – TKNL phải trải qua 6 giai đoạn trong đó có 18 nhiệm vụ phải thực hiện. Bước 1 : Chuẩn bị NV 1 : Lập nhóm SXSH-TKNL. NV 2 : Liệt kê các công đoạn của quá trình sản xuất. NV 3 : Xác định công đoạn sinh nhiều chất thải, lãng phí năng lượng. Bước 2 : Phân tích các công đoạn NV 4 : Chuẩn bị sơ đồ công nghệ. NV 5 : Tính cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng. NV6 : Định giá dòng thải, năng lượng tổn thất. NV 7 : Xác định nguyên nhân sinh dòng thải và tổn thất năng lượng. Bước 3 : Đề xuất các cơ hội SXSH-TKNL. NV 8 : Đề xuất các cơ hội SXSH-TKNL. NV 9 : Lựa chọn cơ hội có nhiều khả năng thực hiện được. Bước 4 : Lựa chọn các giải pháp SXSH-TKNL. NV 10 : Đánh giá khả thi kỹ thuật của cơ hội SXSH -TKNL. NV 11 : Đánh giá khả thi kinh tế của cơ hội SXSH -TKNL. NV 12 : Đánh giá lợi ích môi trường của cơ hội SXSH -TKNL. NV 13 : Lựa chọn giải pháp SXSH và TKNL. Bước 5 : Thực hiện các giải pháp SXSH -TKNL. NV 14 : Chuẩn bị thực hiện. NV 15 : Thực hiện. NV 16 : Quan trắc và đánh giá kết quả. Bước 6 : Duy trì công tác SXSH -TKNL. NV 17 : Duy trì các giải pháp SXSH -TKNL. NV 18 : Lựa chọn trọng tâm kiểm toán mới. Quay về NV2 (Do SXSH-TKNL là một quá trình liên tục) Tóm tắt lại phương pháp như sau : 5. Thực hiện các giải pháp SXSH-TKNL 1. Khởi động 2. Phân tích các công đoạn 3. Xây dựng các công đoạn 4. Lựa chọn các giải pháp SXSH-TKNL 6. Duy trì SXSH-TKNL Hình III.1. Sơ đồ quá trình kiểm toán SXSH-TKNL III.2. Triển khai đánh giá SXSH – TKNL tại công ty Dệt Vĩnh Phú. III.2.1. Cân bằng vật liệu của Nhà máy Sợi. Đặc điểm nổi bật của công ty dệt Vĩnh Phú là cùng một thời điểm các thiết bị đều được tham gia vào quá trình sản xuất nhiều loại sản phẩm. Vì vậy trọng điểm của cân bằng vật chất của quá trình kéo sợi được lựa chọn là dây chuyền sản xuất sợi Ne – 32. Đây là dây chuyền sản xuất có khối lượng sản phẩm lớn nhất của công ty và sợi Ne – 32 là sản phẩm chiếm tỉ trọng lớn nhất trong các loại sản phẩm được sản xuất tại Công ty. Sơ đồ chi tiết dây chuyền công nghệ sản xuất sơị Ne – 32 được mô tả theo sơ đồ sau đây : Sợi rối, bông bụi. Chải bông Bông mui, bụi, quét nhà. Ghép sợi Kéo sợi thô Kéo sợi con Đánh ống Xơ ngắn, bông bụi Đầu sợi thô và một số bông loại. Bông hút mối, bông cuộn suốt, bông bảng dạ, bông quét nhà. Điện môtơ Điện môtơ Điện môtơ Điện môtơ Sợi Ne- 32 Điện môtơ Bông nguyên liệu Khí nén Khí nén Khí nén Khí nén Khí nén Hình III.2. Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất sợi Ne – 32 . Cân bằng vật liệu của quá trình kéo sợi thể hiện trong bảng sau : III.2.2. Cân bằng vật liệu và cân bằng năng lượng của Xí nghiệp động lực Xí nghiệp Động Lực là bộ phận có nhiệm vụ sản xuất hơi nước bão hoà cung cấp cho các hoạt động sản xuất của công ty. Hiện tại Xí nghiệp có hai lò hơi ấn Độ năng suất 4 tấn hơi/h và 6 tấn hơi/h. Đây là loại lò tầng lỏng, nhiên liệu sử dụng chủ yếu là than cám 4A Quảng Ninh, ngoài ra còn sử dụng than hoa và dầu DO để nhóm lò. Trong năm 2003 thì chỉ có lò năng suất 4 tấn hơi/h là hoạt động chủ yếu (420 ca sản xuất/năm) còn lò năng suất 6 tấn hơi/h hoạt động rất ít (50 ca sản xuất/năm). Vì vậy em lựa chọn lò hơi năng suất 4 tấn hơi/h làm trọng tâm để tính cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt. Sơ đồ khối lò hơi được thể hiện như trong hình dưới đây : Buồng đốt Khí nóng Trao đổi nhiệt Hộ tiêu thụ (Công đoạn hồ sợi) Bể chứa Xử lý nước bằng trao đổi ion Không khí Than Nước máy Nước ngưng Hình III.3. Sơ đồ khối hệ thống lò hơi III.2.1.1. Cân bằng vật liệu của lò hơi 4 tấn hơi/h Cân bằng vật liệu nhằm xác định một cách chính xác các nguồn thải, từ đó tìm ra các nguyên nhân gây tổn thất nhiên liệu và các biện pháp khắc phục các tổn thất đó. Đồng thời từ cân bằng vật liệu ta có thể định giá được dòng thải và xác định tiềm năng tiết kiệm tài chính từ việc giảm các dòng thải. Lò hơi (t0 = 8500C) Khói lò (CO2,SO2,H2O,N2, O2 dư ,bụi ....) Xỉ (Cdư , tro ....) Nước Nước xả đáy Than cám(C,H,O,S..) Không khí (N2+O2) Hơi bão hoà Hình III.4. Sơ đồ cân bằng vật liệu của lò hơi Các phản ứng xảy ra khi đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu : C + O2 CO2 S + O2 SO2 2H + 1/2O2 H2O Khi nhiên liệu cháy không hoàn toàn thì có thêm phản ứng tạo CO như sau : 2C + O2 2CO Bảng III.1. Đặc tính nhiên liệu than cám của lò hơi 4 tấn hơi/h [5] Thành phần Phần trăm (%) C H S O W Chất bốc A 69,53 0,44 0,73 3,39 10,0 3,7 25,0 Trong đó C, H, S, O, W, A lần lượt là cacbon, hydro, lưu huỳnh, oxy, độ ẩm và độ tro. a/ Tính thể tích không khí lý thuyết. Lượng không khí lý thuyết được tính theo công thức sau : V0 = 0,0889(Clv + 0,375 Slv) + 0,265 Hlv – 0,0330 Olv (m3 tc/kg) [7] Trong đó : Clv : phần trăm cacbon có trong than (%) Slv : phần trăm lưu huỳnh có trong than (%) Hlv : phần trăm hydro có trong than (%) Olv : phần trăm oxy có trong than (%) Thay số vào ta có lượng không khí lý thuyết để đốt cháy hoàn toàn một kg than là : V0 = 0,089 (69,53 + 0,375 . 0,73) + 0,265. 0,44 – 0,0330. 3,39 = 6,2103 (m3 tc/kg than) Hoặc L0 = 0,115 (Clv + 0,375 Slv ) + 0,342 Hlv – 0,0431 Olv (kg/kg than) [7] Thay số vào ta có : L0 = 0,115 (69,53 + 0,375. 0,73 ) + 0,342. 0,44 – 0,0431. 3,39 = 8,1348 (kg/kg than) b/ Tính thể tích sản phẩm cháy. Sản phẩm của quá trình cháy hoàn toàn nhiên liệu bao gồm khí CO2, SO2, N2, O2 và H2O. Khi đốt cháy một kg nhiên liệu rắn thì lượng khí RO2, N2, H2O sinh ra là : VRO2 = VCO2 + VSO2 = 1,866 (Clv + 0,375 Slv) / 100 (m 3 tc/kg than) [7] = 1,866. (69,53 + 0,375. 0,73) / 100 = 1,3025 ( m 3 tc/kg than) V0N2 = 0,79. Vo + 0,8 N/100 (m 3 tc/kg than ) [7] = 0,79. 6,2103 = 4,9061 ( m 3 tc/kg than) VoH2O = 0,111. Hlv + 0,0161.V0 [7] = 0,111. 0,44 + 0,0161. 6,2103 = 0,1488 (m 3 tc/kg than) Thể tích khói khô lý thuyết : Vokkhô = VRO2 + V0 N2 = 1,3025 + 4,9061 = 6,2086 (m 3 tc/kg than) Thể tích khói lý thuyết : VKo = VRO2 + V0N2 + V0H2O = 1,3025 + 4,9061 + 0,1488 = 6,3574 (m 3 tc/kg than) c/ Thể tích thực tế của sản phẩm cháy : Thể tích hơi nước : VH2O = VOH2O + 0,0161 (a - 1)Vo (m 3 tc/kg than) [7] Với a : hệ số không khí dư VH2O = 0,1488 + 0,0161. (3,29 - 1). 6,2103 = 0,3778 (m 3 tc/kg than) Thể tích khói thực : Vk = V0kkhô + VH2O + (a-1) Vo (m 3 tc/kg than) [7] = 6,2086 + 0,3778 + (3,29 - 1). 6,2103 = 20,8080 (m 3 tc/kg than) Hàm lượng tro bay theo khói (theo thể tích khí). (g/m3 tc) [7] Trong đó : ab là tỷ lệ tro bay (ab = 0,4) Alv là độ tro của nhiên liệu (Alv = 250 (g/kg than) . Vk là thể tích khói sinh ra tính cho 1 kg nhiên liệu. = 4,8058 (g/m3 tc) III.2.1.2. Cân bằng nhiệt của lò hơi 4 T/h. Nhiệt tổn thất qua khói lò Q2 Than cám Lò hơi (t0 = 850 0C) Tổn thất do nhiên liệu cháy không hoàn toàn về hoá học Q Tổn thất nhiệt qua tro Q6 Không khí Tổn thất qua bức xạ và đối lưu Q5 Tổn thất do nhiên liệu cháy không hoàn toàn Q4 Hình III.5. Sơ đồ cân bằng nhiệt của lò hơi Lập cân bằng nhiệt của lò hơi là xác định sự cân bằng giữa nhiệt đưa vào lò hơi và lượng nhiệt sử dụng hữu ích, các tổn thất nhiệt Q2 , Q3 , Q4 , Q5 , Q6 . Từ cân bằng nhiệt ta có thể xác định được hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu. Các kết quả hoạt động của lò hơi 4 tấn hơi/h được thể hiện trong bảng sau : Bảng III.2. Các kết quả thu được tại lò hơi 4 tấn hơi/h [5] TT Thông số Đơn vị Giá trị đo 1 Nhiên liệu cấp kg/h 423 2 Hơi sản xuất kg/h 1317 3 Lượng xả đáy % 4 4 áp suất hơi bão hoà at 8 5 Nhiệt độ khói lò 0C 235 +/ Tính entanpi của không khí và khói. Entanpi của không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy [7] : Iokk = Lo . Ckk. tkk (kcal/kg than) Lo : lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu (kg/kg than) Ckk : nhiệt dung riêng của không khí cấp cho lò hơi (kcal/kg.độ) tkk : nhiệt độ của không khí cấp cho lò hơi (oC) Iokk = 8,0318 . 0,248 . 28 =55,7728 (kcal/kg than) Entanpi của khói lý thuyết được tính (tkhói = 1910C) : [7] Iok = V0RO2. (C.T)RO2 + VoN2 .(CT)N2 + VoH2O .(C.T)H2O (kcal/kg than) Trong đó : V0RO2, V0N2, V0H2O là thể tích (CO2 + SO2), N2 và H2O (m3/kg than) (C.T)RO2, (CT)N2, (CT)H2O là entanpi của các khí (CO2 + SO2), N2 và H2O. (kcal/m3) Cp,N2 = 0,2238 (kcal/m3.độ) Cp,H2O = 0,2771 (kcal/m3.độ) Cp,RO2 = 0,3569 (kcal/m3.độ) Iok = (1,3025. 0,3569 + 4,9061 . 0,2238 + 0,1488. 0,2771). 191 = 306,3793 (kcal/kg than) Entanpi của khói thực tế : Ik = I0k + ( - 1). Ikk + Itr Ik - entanpi của khói thực tế (kcal/ kg than) Ikk - entanpi của không khí ở nhiệt độ khói lò (191 0C) Itr - entanpi của tro ở nhiệt độ khói lò. (kcal/ kg than) - hệ số không khí dư Itr được kể đến khi . Trong đó : ab : là tỷ lệ tro bay Alv : là độ tro của nhiên liệu (%) Qtlv : là nhiệt trị của nhiên liệu (kcal/ kg) = nên Itr có thể bỏ qua. Ikk = L0. Ckk. tkk L0 : lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu (kg/ kg than) Ckk : nhiệt dung riêng của không khí tkk : bằng nhiệt độ khói lò Ikk = 8,0318. 0,248. 191 = 380,4503 (kcal/ kg than) Do đó Ik = Ik0 + (a - 1). Ikk = 306,3793 + (3,29 - 1). 380,4503 = 1177,6105 (kcal/ kg than) 1. Tính lượng nhiệt vào lò hơi Lượng nhiệt đưa vào lò hơi được tính cho 1 kg nhiên liệu rắn [7] : Qđv = Qtlv + Qnkk + inl + Qp – Qk (kcal/kg than) qtlv : nhiệt trị của nhiên liệu. Qnkk : nhiệt do không khí nóng đưa vào khi nó được dùng nguồn nhiệt bên ngoài để sấy. inl : nhiệt vật lý của nhiên liệu đưa vào. Trường hợp không có sấy nhiên liệu bằng nguồn nhiệt bên ngoài, inl chỉ cần tính khi Wlv > Qp : nhiệt do dùng hơi thổi vào lò. Qk : nhiệt tiêu hao do sự phân huỷ cacbonat. Ta có : Qtlv = qthan = 5660 (kcal/kg than) inl = Cnl . tnl . ở đây nhiên liệu không được sấy bằng nguồn nhiệt bên ngoài trước khi đưa vào lò và Wlv = 3,5 (%) < nên có thể bỏ qua nhiệt vật lý của nhiên liệu inl Các giá trị Qnkk , Qp , Qk coi như bằng không. Vì vậy : Qđv = Qtlv = 5660 (kcal/kg than) 2. Tính lượng nhiệt ra của lò hơi a/ Tính lượng nhiệt sử dụng có ích Lượng nhiệt hữu ích trong lò hơi được xác định bằng công thức sau :[7] Qhi = B . Q1 = Dqn . (iqn - inc) + Dbh (ibh - inc) + Dx .(is - inc) B là lượng tiêu hao nhiên liệu (kg/h) Dqn , Dbh , Dx lần lượt là lưu lượng hơi quá nhiệt, hơi bão hoà và lưu lượng nước xả lò. (kg/h) iqn , ibh , is , inc : entapi của hơi quá nhiệt, hơi bão hoà, nước bão hoà, nước cấp (kcal/kg). Ta có : Dbh = 1317,42 (kg/h) ibh = 657,66 (kcal/kg) ; is = 153,11 (kcal/kg) [9] inc = Cnc . tnc = 1 (kcal/kg.độ) . 25 (0C) = 25 (kcal/kg) Dx = 4 % . Dbh = 0,04 . 1317 = 52,8 (kg/h) Qhi = 1317,42 . (657,66 - 25) + 52,8 . (153,11 - 25) = 847.551 (kcal/h) Q1 = Qhi / B = 847.551 / 423 = 2003,6667 (kcal/kg) b/ Tổn thất nhiệt +/ Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ khí (Q4 ,q4) : q4 = = [7] aa , ab : phần tro của nhiên liệu có trong xỉ, than lọt, và theo khói bay ra ngoài. Rx , Rb : phần cháy được có trong xỉ, than lọt và trong tro bay (%). Ta có : ax = 0,4 ab = 0,6 Rx = 30 (%) Rb= Phần cháy được trong tro bay/ (Phần cháy được trong tro bay + Nồng độ tro ) Từ bảng số liệu hoạt động của 2 lò hơi trong năm 2003 ta thấy tổng lượng than bụi thu hồi là 337,4 (tấn) Tính tương tự như đối với sản lượng hơi ta có lượng than bụi thu hồi trong 1 h của lò hơi 4 T/h là : 85,2020 (kg/h) Lượng than bụi thu hồi / 1kg nhiên liệu là : 85,2020 / 423 = 0,2014 (kg/kg than) Nồng độ tro / 1 kg nhiên kiệu là : ab. = 0,4 . = 0,1 (kg/ kg than) Phần cháy được trong tro bay là : 0,2014 - 0,1 = 0,1014 (kg/ kg than) Rb = Thay số vào biểu thức q4 ta có : q4 = +/ Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra(Q2 , q2) : Q2 = (Ith - . I0kk) . (100 - q4) / 100 (kcal/kg) [7] I0kk : entanpi của không khí lạnh lý thuyết (kcal/kg) ath : hệ số không khí thừa ở chỗ khói thải Ith : enanpi khói thải tính theo nhiệt độ khói thải đã chọn ở trước và ứng với hệ số không khí thừa a (kcal/kg) q4 : tổn thất nhiệt do không cháy hết bằng cơ khí. Ta có : I0kk = 55,7728 (kcal/kg) Ith = Ik = 1177,6105 (kcal/kg) ath = 3,29 Thay giá trị q4 vào biểu thức Q2 ta có : Q2 = (kcal/ kg) q2 = = +/ Tổn thất nhiệt do cháy không hết về hoá học(Q3 , q3) : Q3 = (CO . 3020 /100 + H2 . 2580 /100 + CH4 .8555 /100) . Vkkhô (100 – q4 /100) (kcal/kg). [7] Trong đó CO, H2, CH4 : thành phần khí cháy còn lại trong khói (%) Bảng III.3. Thành phần khói lò hơi 4 T/h Thành phần Đơn vị O2 14,5 (%) CO 175 (ppm) CO2 5,6 (%) NO 162 (ppm) NO2 0 NOx 162 (ppm) SO2 153 (ppm) T0kl 191 ( 0C) Từ bảng thành phần khói lò ta có : [CO] = 175 ppm. Rút ra : %CO = 175. 10-4 = 0,0175 (%) Vkkhô = V0kkhô + (a-1)V0 – 0,0161(a-1)V0 = V0kkhô + 0,9839.(a - 1). V0 Vkkhô = 6,2086 + 0,9839. (3,29-1). 6,2103 = 20,2012 (m3 tc/ kg) Q3 = (kcal/ kg) q3 = = +/ Tổn thất nhiệt do toả nhiệt ra môi trường xung quanh (Q5 , q5) Tổn thất nhiệt Q5 được xác định bằng toán đồ thực nghiệm. Đối với lò hơi không có bề mặt đốt phần đuôi, năng suất 4T/h q5 = 9,2 (%) [7] +/ Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài (Q6 , q6) Khi thải xỉ khô thì q6 được tính nếu Alv > Qlvt / 1000. Trong trường hợp này ta có: Alv = 25% > Qlvt / 1000 = 5660 / 1000 = 5,660 nên q6 vẫn được tính đến. q6 = = [7] ax = 1 – ab : với ab là tỷ lệ tro bay theo khói lò. (C.t) : entanpi của tro (kcal/ kg) Nhiệt dung riêng của tro được tính theo công thức : Cx = 735,5 + 0,25. (J/ kg. độ) [8] Trong đó : tx là nhiệt độ của tro Cx = 735,5 + 0,25. = 1126 (J/ kg. độ) = 0,2694 (kcal/ kg. độ) q6 = */ Hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu. Hiệu suất lò hơi được tính theo công thức sau : (%) Ta có : q2 = 22,89 (%) q3 = 0,17 (%) q4 = 24,89 (%) q5 = 9,2 (%) q6 = 3,6 (%) 100 – ( 22,89 + 0,17 + 24,89 + 9,2 + 3,6) = 38,44 (%) Mạng phân phối hơi Nhiệt do hơi mang vào Nhiệt tổn thất do trở lực đường ống Nhiệt do xả nước ngưng và rò rỉ Nhiệt toả ra môi trường xung quanh (bức xạ và đối lưu nhiệt) III.2.3. Tổn thất nhiệt trên mạng phân phối hơi. Hình III.3. Sơ đồ cân bằng nhiệt của mạng phân phối hơi Hệ thống phân phối hơi có nhiệm vụ cung cấp hơi sản xuất ra cho nhà máy Nhuộm và nhà máy Dệt. Tuy nhiên hiện nay nhà máy Nhuộm hầu như không còn hoạt động nên hơi sản xuất ra chỉ cung cấp cho nhà máy Dệt. Trong nhà máy Dệt chỉ có duy nhất công đoạn hồ sợi là sử dụng hơi để hồ sợi. Đặc tính của hệ thống phân phối hơi đến công đoạn hồ sợi của nhà máy Dệt như sau : Chiều dài : 550 (m) Đường kính : ; Đặc tính ống : ống thép Đặc tính vật liệu bảo ôn : bông thuỷ tinh Chiều dày bảo ôn : 50 (mm) Nhiệt độ bề mặt ống : 45 0C a/ Tổn thất nhiệt qua bề mặt ống dẫn hơi Tổn thất nhiệt qua bề mặt ống dẫn hơi được tính theo công thức : S = [].() (kcal/ m2.h) [10] S : tổn thất nhiệt qua bề mặt ống dẫn hơi (kcal/ m2.h) Tbm : nhiệt độ trên bề mặt ống dẫn hơi (0C) Tmt : nhiệt độ môi trường ( 0C) Qua đo đạc có : Tbm = 45 ( 0C) Tmt = 30 ( 0C) S = = 161,25 (kcal/ m2.h) Nhiệt lượng tổn thất do toả nhiệt trên mạng phân phối hơi trong một giờ : Qtt = S. A Trong đó: A : Diện tích bề mặt ống dẫn hơi (m2) A = . D. l (m2) D : Đường kính ngoài của ống đẫn hơi (m) l : chiều dài của mạng phân phối hơi (m) Đường kính ống dẫn hơi : 108 + 2 . 50 = 208 (mm) A = 3,14. (208.10-3). 550 = 359,2 (m2) Thời gian hoạt động trong năm 2003 của lò 4 tấn hơi/h là : = 420 (ca lò) . 8 (h) = 3360 (h) Tổng lượng nhiệt tổn thất : Qtt = S . A . = 161,25 . 359,2 . 3360 = 194614560(kcal) Tổn thất nhiệt trong năm 2003 quy đổi ra nhiên liệu : mInl tt = [10] Qtt : nhiệt lượng tổn thất do toả nhiệt trên mạng phân phối hơi trong 1 giờ (kcal/ h) : thời gian hoạt động trong năm của các lò hơi (h) qnl : nhiệt trị của nhiên liệu (kcal/ kg than) : hiệu suất lò hơi mInl tt = = 90485 (kg than) = 90,485 (tấn than) mInl tt = 10,080 (tấn than) Tương ứng với lượng tiền : Mtt = mnl tt . p (VNĐ) Mtt : lượng tiền mất mát do tổn thất nhiệt trên mạng phân phối hơi (VNĐ) p : giá của 1 tấn nhiên liệu (VNĐ/ tấn than) p = 371428 (VNĐ/ tấn) Mtt = 90,485 . 371428 = 33608563 (VNĐ) b/ Tổn thất nhiệt do xả nước ngưng Trên đường ống dẫn hơi từ phân xưởng động lực đến công đoạn hồ sợi của nhà máy Dệt có tổng cộng 6 điểm xả nước ngưng của bẫy hơi và van xả, đường kính ống xả . Tổn thất nhiệt tại các miệng xả được tính theo công thức : Qtt, i = Gi . h (kcal/ h) G : lưu lượng trung bình tại điểm xả thứ i (kg/ h) h : entanpi của nước ngưng tại mỗi điểm xả (kcal/ kg) Tại điểm số một nước ngưng có entanpi là 98 kcal/kg [10] Ta có : Qtt,1 = G1 . h1 = 22 . 98 = 2156 (kcal/ h) Tính toán tương tự ta có nhiệt lượng tổn thất tại 6 điểm xả thể hiện trong bảng sau : Bảng III.4. Tổn thất nước ngưng tại các điểm xả Giá trị đo tại điểm xả Đơn vị Điểm 1 Điểm 2 Điểm 3 Điểm 4 Điểm 5 Điểm 6 Lưu lượng kg/h 22 25 26 24 25 27 Nhiệt độ 0C 98 96 95 95 90 90 Tổn thất nhiệt kcal/h 2156 2400 2470 2280 2250 2430 Tổng tổn thất nhiệt tại 6 điểm xả nước ngưng là : Qtt = Qtt,1 + Qtt,2 + Qtt,3 + Qtt,4 + Qtt,5