Các ví dụ điển hình về Tối ưu hóa Hệ thống hơi của các Doanh nghiệp Công nghiệp Hoa Kỳ

Việc đánh giá tối ưu sử dụng năng lượng trong hệ thống hơi sẽ dẫn đến kiến nghị về các dự án tiết kiệm năng lượng và việc thực hiện các dự án này. Việc nắm bắt được các kinh nghiệm và các bài học thành công có ý nghĩa rất quan trọng đối với các doanh nghiệp công nghiệp (DNCN). Trong công nghiệp có một triết lý là: “Chúng tôi muốn là người đầu tiên thứ hai”. Điều này có nghĩa rằng DNCN chỉ muốn ứng dụng/áp dụng công nghệ đã được chứng minh có một lối đi sẵn có. Đặc biệt là, không có nhà máy nào muốn là người đầu tiên thử một công nghệ mới (hay rủi ro mới) ngay cả khi có thể tiết kiệm năng lượng và tiết kiệm chi phí rất tốt, nhưng nếu công nghệ đó sai thì nó lại dẫn tới làm phá vỡ quy trình sản xuất và xáo trộn hoặc làm dừng sản xuất.
Các ví dụ nghiên cứu giúp truyền đạt những hiểu biết nhất định về công nghệ, quá trình, quy trình kỹ thuật phù hợp nhất, thông tin về chi phí thực hiện và các bài học quan trọng từ những người đã thực hiện thành công việc tối ưu hệ thống hơi ở các nhà máy và cơ sở sản xuất của họ. Các ví dụ thành công có thể được sử dụng để chứng minh cho ban quản lý doanh nghiệp rằng mức tiết kiệm năng lượng và chi phí trong các báo cáo đánh giá tối ưu hóa hệ thống hơi là có thể đạt được và đã được chứng minh trong các lĩnh vực công nghiệp tương tự.
Sau đây là một số ví dụ được chọn từ các trường hợp nghiên cứu điển hình như là kết quả của các cuộc đánh giá về tối ưu hóa hệ thống hơi do chính các tác giả đã thực hiện. Ví dụ đầu tiên được công bố bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ là thuộc Chương trình Tiết kiệm năng lượng trong giai đoạn 2005 – 2010. Một số ví dụ nghiên cứu bổ sung được trình bày để làm phong phú hơn các ứng dụng và hiểu biết về sự phức tạp, đặc biệt là khi dự án tiết kiệm năng lượng có kết hợp cả qui trình sản xuất và các hộ sử dụng hơi cuối cùng. Một số nghiên cứu có sẵn và đã được công bố trên các tạp chí thương mại, các hội nghị, các tài liệu của nhà sản xuất thiết bị, vv. Các chuyên gia về hệ thống hơi cho rằng có thể học được rất nhiều từ các ứng dựng và công nghệ qua việc đọc các tài liệu hiện có và hiểu biết về các ứng dụng và các bài học đó.
1. Trường hợp nghiên cứu #1 – Công ty Hóa chất DOW
(Trường hợp nghiên cứu này được trích dẫn từ tài liệu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã được công bố. Bản đầy đủ hiện đang có trên website của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ).
1.1 Tóm tắt
Cuối năm 2005, việc đánh giá năng lượng của Dự án Tiết kiệm Năng Lượng của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã được thực hiện ở Nhà máy Hóa dầu Charles Operations của công ty Hóa chất DOW tại Hahnville, Lousiana. Mục tiêu chính là xác định các cơ hội tiết kiệm khí gas tự nhiên trong hệ thống hơi của nhà máy. Việc đánh giá được thực hiện bởi Chuyên gia Năng lượng của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ – ông Riyaz Papar – Công ty Công nghệ Hudson, một số cơ hội cải thiện hiệu suất hệ thống hơi đã được định lượng. Bằng việc cấp vốn cho việc thực hiện một số cơ hội ngắn hạn, Nhà máy St. Charles đã đạt được mức tiết kiệm khí gas tự nhiên rất ấn tượng. Các nhân viên tại St. Charles đã cải tiến hệ thống bẫy hơi của họ và tăng cường việc sửa chữa rò rỉ. Mặc dù Nhà máy Hóa chất Dow đã nhận thấy hiệu quả của hệ thống này có thể được cải tạo, việc đánh giá định lượng về mức tiết kiệm năng lượng tiềm năng theo cách nó được thực hiện đã có tính thuyết phục hơn để thực hiện các cải cách đó. Các kết quả tổng hợp về tiết kiệm năng lượng và chi phí tiết kiệm được hàng năm là 272.000 GJ và 1,9 triệu USD. Với chi phí thực hiện dự án xấp xỉ 225.000 USD, thời gian hoàn vốn giản đơn là khoảng 6 tuần.
1.2 Công ty và bối cảnh của Nhà máy
Công ty Hóa chất Dow là một công ty đa lĩnh vực bao gồm một dải các sản phẩm nông nghiệp, hóa chất, plastic và các dịch vụ trong thị trường tiêu dùng thiết yếu. Với các khách hàng có ở 175 nước và 42.000 nhân viên trên khắp thế giới, công ty có doanh số bán hàng hàng năm là 46 tỉ USD. Qua 30 năm, Công ty Hóa chất Dow đã rất chủ động quan tâm tới hiệu suất năng lượng của hệ thống hơi. Năm 2005, công ty thiết lập mục tiêu giảm cường độ năng lượng tiêu thụ là 25% vào năm 2015. Trước đây chủ sở hữu là Tập đoàn Carbide, nhà máy rộng 2.000 mẫu Anh St. Charles được thành lập từ năm 1966 và sản xuất ete glycol và amin. Với gần 3.000 nhân viên, Nhà máy Charles sản xuất gần 5 tỉ tấn các sản phẩm hóa chất trung gian hàng năm. Bởi vì hơi cần thiết cho rất nhiều qui trình sản xuất của Nhà máy – bao gồm sản xuất điện năng, chiết suất, bay hơi và ngưng tụ, quá trình cấp nhiệt, phản ứng cracking – nên đó là quá trình thiết yếu của sản xuất.
Khi thu thập dữ liệu hoàn tất, Nhóm đánh giá đã đánh giá hệ thống hơi bằng việc sử dụng công cụ phần mềm Steam System Assessment Tool – SSAT (sau này là SSMT online) và xác định một số cơ hội tiết kiệm năng lượng. Sau đó, Nhóm tính toán ước lượng năng lượng tiết kiệm và thời gian hoàn vốn của mỗi cơ hội đó và chia chúng thành các cơ hội ngắn hạn và trung hạn dựa trên thời gian hoàn vốn.
1.3 Các cơ hội ngắn hạn tối ưu hóa hệ thống hơi
1.3.1 Thực thi dự án sửa chữa bẫy hơi
Việc kiểm toán bẫy hơi gần nhất được thực hiện trước khi việc đánh giá này diễn ra nhằm xác định tất cả các bẫy hơi bị hỏng. Dự đoán chính xác lượng hơi rò rỉ từ các bẫy hơi hỏng được thực hiện bằng cách cho dữ liệu đầu vào là số bẫy hơi bị hỏng đưa vào SSAT và mô hình hóa kết quả của việc thực hiện dự án sửa chữa bẫy hơi. Tiết kiệm hàng năm của khí gas tự nhiên và giá thành được dự đoán là 112.128 GJ và 881.000 USD.
1.3.2 Cải tiến chương trình quản lý rò rỉ hơi
Lượng tổn thất hơi do rò rỉ trong hệ thống được ước lượng trong SSAT bằng cách lấy hiệu tổng lượng hơi được sản xuất và lượng hơi được sử dụng. Việc đánh giá theo Chương trình Tiết kiệm Năng lượng ngay (Save Energy Now) bước đầu chỉ ra rằng nếu sửa chữa tất cả chỗ rò rỉ hơi thì có thể thu được mức tiết kiệm năng lượng hàng năm lên tới 451.100 GJ và 3,3 triệu USD. Tuy nhiên, dữ liệu thu thập được tiếp theo cho thấy một số đồng hồ đo hơi không hoạt động chính xác và nhu cầu tạp khác từ nhà máy đã chiếm phần đáng kể vào tải rò rỉ ước lượng, vì vậy nó làm giảm mức tiết kiệm năng lượng tiềm năng.
1.3.3 Cải tạo cách nhiệt
Trong khi kiểm tra Nhà máy, một số khu vực của hệ thống phân phối hơi có cách nhiệt chưa tốt. Sử dụng 3Eplus, Phần mềm tính toán cách nhiệt của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Nhóm đã ước tính được tổng tổn thất do cách nhiệt xấp xỉ 1%. Bằng cách giảm tổn thất nhiệt do cách nhiệt xuống 0,1%, đánh giá đã chỉ ra rằng mức tiết kiệm khí gas tự nhiên và chi phí là 3.030 GJ và 25.000 USD là có thể đạt được.
1.3.4 Tăng thu hồi hơi ngưng
Tại thời điểm đánh giá, một nửa lượng nước ngưng áp suất thấp đang được thu hồi. Dựa trên phân tích của SSAT, tỉ lệ thu hồi nước ngưng có thể lên đến 75% có thể được thực hiện trong toàn nhà máy. Lượng khí gas và chi phí tiết kiệm được hàng năm bằng cách tăng lượng nước ngưng thu hồi được là 87.600 GJ và 649.000 USD.
1.4 Các cơ hội trung hạn tối ưu hóa hệ thống hơi
1.4.1 Lắp đăt hệ thống thu hồi nhiệt từ xả lò
Mặc dù nước xả lò được đưa tới bình thu hồi nhanh để biến thành hơi áp suất thấp, việc đánh giá năng lượng đã cho thấy một lượng lớn nhiệt năng bị mất đi do không có thiết bị trao đổi nhiệt trong các hệ thống xả lò. Bằng việc lắp đặt thiết bị trao đổi nhiệt ngược chiều với bình chứa nước xả, lượng nhiệt đáng kể từ nước xả có thể được thu về và sử dụng để gia nhiệt nước cấp. Lượng khí gas và chi phí tiết kiệm được hàng năm bằng cách sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt từ nước xả lò là khoảng 31.000 GJ và 200.000 USD.
1.4.2 Gia nhiệt nước cấp bằng hơi 5 bar
Việc đánh giá đã chỉ ra rằng lượng nhiệt đáng kể để gia nhiệt nước cấp từ nhiệt độ môi trường lên có thể dùng hơi áp suất 5 bar thay vì chỉ dựa vào hơi áp suất 40 bar. Trong khi cơ hội này có thể không tiết kiệm khí gas, nhưng nó có thể cho phép sản xuất thêm điện từ phần hơi ở áp suất 40 bar vì phần hơi này sẽ không được sử dụng để gia nhiệt nước cấp nữa. Điều này có thể là giảm lượng điện mua, dẫn tới giảm lượng điện và chi phí hàng năm khoảng 1.277 MWh và 79.000 USD.
1.4.3 Lắp đặt một tuabin đối áp
Mặc dù hơi được sản xuất ở áp suất 40 bar, phần lớn ứng dụng tại các hộ sử dụng lại chỉ cần hơi áp suất 13,5 bar. Kết quả đánh giá cho thấy rằng, bằng việc lắp đặt một tubin đối áp, Nhà máy hóa chất có thể sản xuất đủ điện cung cấp cho một số thiết bị đặc thù cần cấp điện ở mức tới hạn. Chi phí và điện năng tiết kiệm được hàng năm được dự đoán vào khoảng 1.946 MWh và 121.000 USD.
1.5 Các kết quả thực hiện
Việc thực hiện một số kiến nghị có thời gian hoàn vốn ngắn hạn trong Báo cáo kiểm toán của Nhóm tiết kiệm năng lượng đã đạt được mức tiết kiệm năng lượng quan trọng. Bằng việc sửa chữa những chỗ rò rỉ và thay thế các bẫy hơi hỏng, Nhà máy St. Charles có thể giảm chi phí năng lượng và cải thiện hiệu suất qui trình. Việc sửa chữa bẫy hơi giúp tiết kiệm chi phí và lượng năng lượng hàng năm khoảng 792.000 USD và 109.000 GJ. Việc sửa chữa các rò rỉ hơi đã mang lại mức năng lượng tiết kiệm là 163.000 GJ với giá trị khoảng 1,1 triệu USD. Tổng tiết kiệm năng lượng và chi phí hàng năm là 272.000 GJ và 1,9 triệu USD. Tổng chi phí thực hiện là 225.000 USD, như vậy, thời gian hoàn vốn khoảng hơn 6 tuần. Trong tương lai Công ty Dow có thể thực hiện một số cơ hội khác đã được nhận dạng trong Báo cáo đánh giá của Chương trình Tiết kiệm Năng lượng ngay. Trong khi các biện pháp được thực hiện và có kết quả tiết kiệm năng lượng là đáng kể, một kết quả quan trọng khác của việc đánh giá của Chương trình Tiết kiệm Năng lượng ngay đó là tính thường xuyên của việc thực hiện các biện pháp đề xuất. Hiện nay, việc bảo trì bẫy hơi và quản lý chỗ rò rỉ vẫn đang được thực hiện. Kết quả là, rò rỉ hơi từ các bẫy bị hỏng hoặc nứt trong đường ống hơi được phát hiện và sửa chữa trong thời gian xử lý thực tế. Thêm vào đó, Công ty Dow đang chia sẻ các kết quả của phân tích dựa trên SSAT từ đánh giá của Chương trình Tiết kiệm Năng lượng ngay ở nhà máy St. Charles với các cơ sở khác có sử dụng hơi.
2. Trường hợp nghiên cứu #2 – Tổng công ty Chrysler
(Trường hợp này được trích dẫn từ tài liệu đã công bố của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Văn bản tài liệu đầy đủ có trên website của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ).
2.1 Tóm tắt
Vào tháng 7 năm 2000, một cuộc đánh giá năng lượng theo Chương trình Tiết kiệm Năng lượng ngay đã được tiến hành tại Liên hợp lắp ráp và vận tải của Nhà máy Chrysler – St. Louis, Missouri, Hoa Kỳ. Mục đích chính của việc đánh giá là phân tích hệ thống hơi của Liên hợp và tìm kiếm các cơ hội tiết kiệm khí gas tự nhiên. Hơn nữa, việc đánh giá này được tiến hành để các nhân viên của Liên hợp làm quen với các công cụ đánh giá hệ thống hơi của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và thuyết phục họ sử dụng các công cụ đó khi đánh giá hệ thống hơi của họ. Chuyên gia năng lượng của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ – ông Riyaz Papar của Công ty Công nghệ Hudson đã tiến hành đánh giá. Việc đánh giá đã xác định thành công một số cơ hội mà nó cho phép công nhân viên của Liên hợp có thể tăng hiệu suất hệ thống hơi và giảm một cách đáng kể lượng tiêu thụ khí gas tự nhiên.
Nhân viên của Liên hợp St. Louis bắt đầu thực hiện các kiến nghị của cuộc đánh giá ngay sau khi nó được hoàn thành. Dự án đầu tiên bao gồm tối ưu hóa hoạt động của lò hơi và thực hiện chiến lược quản lý tải vận hành. Sau đó họ giảm lượng oxy trong khói thải của một lò hơi, giảm xả lò, và tiến hành dự án sửa chữa và giám sát các bẫy hơi đang hoạt động. Sau khi áp dụng các biện pháp này, Liên hợp đã tiết kiệm được hơn 70.000 GJ năng lượng và khoảng 627.000 USD mỗi năm. Với tổng chi phí thực hiện là 125.000 USD, thời gian hoàn vốn giản đơn khoảng hơn 2 tháng. Rất nhiều các cơ hội tiết kiệm năng lượng khác đang được xem xét, và phương pháp đánh giá này đã được chia sẻ cho các Nhà máy Chrysler khác tại Hoa Kỳ.
2.2 Mô tả về Công ty và Nhà máy
Chrysler LLC sản xuất rất nhiều loại xe vận tải bao gồm xe chở khách, xe tải, xe tải cỡ nhỏ, xe thể thao và thương mại. Diện tích khoảng hơn 500.000 m2, khu vực sản xuất của Công ty St. Louis được chia ra thành phần phía bắc và phía nam. Các nhà ở phía bắc có 2.300 công nhân và sản xuất chủ yếu là xe ca và xe tải hạng nhẹ. Với 3.200 công nhân viên, nhà máy phía nam sản xuất xe tải Chrysler và Dodge. Cả hai nhà máy đều nhận nguồn cung (hơi, nước lạnh, khí nén) từ một xưởng cấp, nơi có 4 lò hơi ống nước dùng khí gas tự nhiên sản xuất hơi bão hòa áp suất 10 bar. Việc sản xuất hơi dao động trong một khoảng rộng, tùy theo từng mùa. Công suất hơi trong mùa hè (từ tháng 5 tới tháng 9) là 75 tấn hơi giờ (tph); công suất hơi trung bình trong mùa xuân, mùa thu và mùa đông là 25 tph. Khi thời tiết cực lạnh, công suất hơi có thể rất cao 90 tph. Xưởng sản xuất hơi cũng có 3 chiller chạy tuabin hơi ngưng và 12 chiller chạy động cơ điện.
Hơi rất quan trọng đối với việc sản xuất ở Liên hợp St. Louis; nó dùng để chạy tuabin và cung cấp nhiệt cho các quá trình công nghệ. Vì Liên hợp St. Louis sử dụng 2,4 PJ khí thiên nhiên và khí đốt hàng năm, chi phí năng lượng chiếm một phần đáng kể trong tổng chi phí sản xuất. Công ty có mục tiêu giảm 2% lượng năng lượng tiêu thụ hàng năm trên 1 đơn vị sản phẩm. Một nhân viên được bổ nhiệm là “Nhà quán quân năng lượng” định ra các mục tiêu giảm năng lượng của Tổng công ty và giúp tất cả các phòng ban trong mỗi nhà máy đạt được các mục tiêu đặt ra.
2.3 Các cơ hội tối ưu hóa hệ thống hơi ngắn hạn
2.3.1 Tối ưu hóa hoạt động của lò hơi và chiến lược quản lý tải
Hồ sơ tải chỉ ra rằng vào mùa hè có 3 trong 4 lò hơi thường chạy ở chế độ 40% tải, trong khi cái thứ 4 chạy ở chế độ 50% tới 60% tải. Kết quả là có một tổn thất non tải và tiêu hao năng lượng dư thừa một cách đáng kể. Đánh giá chỉ ra rằng nhu cầu hơi của Liên hợp có thể được đáp ứng nếu chỉ có một số ít lò hơi chạy đầy tải. Phần năng lượng và chi phí tiết kiệm được hàng năm khoảng 22.000 GJ và 161.000 USD.
2.3.2 Tăng áp suất lò hơi
Trong mùa hè, 3 tuabin ngưng dùng để chạy chiller ly tâm là có thể đáp ứng đủ tải lạnh cho Liên hợp. Đội đánh giá thấy rằng hiệu suất nhiệt của tuabin hơi có thể được cải thiện nếu áp suất đường ống hơi tăng lên từ áp suất đang hoạt động 9 bar lên 10 bar vào mùa hè. Năng lượng ước tính tiết kiệm được 5.400 GJ.
2.3.3 Giảm lượng Oxy trong khói thải ở Lò hơi số #1
Đội đánh giá phát hiện ra rằng Lò hơi số #1 hoạt động với mức oxy trong khói thải khoảng 7%. Vì mức oxy tối ưu chỉ nên xấp xỉ 3,5%, lượng oxy thừa này sẽ làm tổn thất nhiệt và tăng lượng nhiên liệu. Công nhân nhà máy đã kiểm tra cảm biến oxy và điều khiển giảm lượng oxy và nhận thấy rằng cảm biến hoạt động không chính xác. Đội đánh giá ước tính rằng nếu giảm lượng oxy xuống 3,5% thì có thể tiết kiệm năng lượng và chi phí hàng năm khoảng 9.000 GJ và 68.000 USD.
2.3.4 Giảm xả lò
Đội đánh giá thấy rằng xả lò thường xảy ra thường xuyên vào mùa đông. Trong mùa hè, khi lượng nước ngưng thu về rất cao, nhân viên nhà máy quản lý việc xả lò tốt. Tuy nhiên, khi thời tiết trở lạnh vào mùa đông, tải lò giảm, chu kỳ xả lò thích hợp không được duy trì nữa, đặc biệt với các lò chạy non tải, gây nên lượng xả lò lớn hơn mức cần thiết. Kết quả kiểm toán cho thấy rằng việc lắp đặt bộ điều khiển xả lò mới và cải thiện quá trình có thể giúp giảm tỉ lệ này. Ước tính năng lượng tiết kiệm hàng năm xấp xỉ 3.000 GJ và 26.000 USD.
2.3.5 Tiến hành thu hồi nhiệt từ nước xả lò
Đội đánh giá nhận thấy rằng thiết bị trao đổi nhiệt có thể được sử dụng để thu hồi nhiệt từ dòng xả lò. Tuy nhiên, kết cấu của nó lại đang gây lên tổn thất hơi từ việc thu hồi nhanh nước xả lò để biến thành hơi. Kiến nghị của nhóm cho hệ thống này là lắp đặt vào bình thu hồi một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ngược dòng để thu hồi hơi và đưa về bộ khử khí. Nước bão hòa trong bình thu hồi nhanh có thể trao đổi nhiệt với nước cấp trong thiết bị trao đổi nhiệt. Năng lượng tiết kiệm được sẽ vào khoảng 3.000 GJ.
2.3.6 Thực hiện một chương trình quản lý bẫy hơi
Việc chỉnh sửa bẫy hơi ở khu phía bắc Nhà máy được thực hiện lần gần nhất cách đây khoảng 10 năm trước. Sử dụng SSAT, các nhà phân tích đã mô hình hóa ảnh hưởng của chương trình quản lý bẫy hơi bao gồm kiểm tra bẫy hơi hàng năm, cập nhật các dữ liệu về bẫy hơi thường xuyên, thay thế và sửa chữa các bẫy bị hỏng. Mô hình ước lượng rằng khi thực hiện chương trình này thì có thể tiết kiệm năng lượng và chi phí hàng năm khoảng 6.000 GJ và 50.000 USD.
2.4 Các cơ hội tối ưu hóa hệ thống hơi trung hạn
2.4.1 Cải tạo bộ cấp nước tiết kiệm ở Lò hơi #1
Theo phân tích dữ liệu, đội đánh giá thấy nhiệt độ của khói thoát khỏi Lò hơi #1 cao hơn Lò hơi #4 khoảng 50oC khi chúng hoạt động cùng chế độ tải và cùng nhiệt độ nước cấp, nghĩa là Lò hơi #1 đang sử dụng dư nhiên liệu. Đội phát hiện ra đó có thể do Lò hơi #4 được trang bị một bộ gia nhiệt nước cấp kiểu có cánh, trong khi Lò hơi số #1 có bộ đơn giản, hoặc vì bộ ở Lò hơi số 1 bị cáu cặn. Bằng cách làm sạch hoặc thay thế bộ gia nhiệt nước cấp của Lò hơi số 1 bằng kiểu có cánh, kiểu phức tạp hơn có thể giúp tiết kiệm 11.520 GJ hàng năm.
2.4.2 Thay thế Tuabin hơi ngưng bằng Mô tơ điện
Đội đánh giá thấy rằng có 3 tuabin ngưng dùng để chạy chiller đã cấp dư công suất chiller. Các tuabin hoạt động non tải trong mùa hè – thời gian nhu cầu tải của chiller cao, cùng với đó một vài chiller chạy bằng điện cũng hoạt động không đầy tải. Đội đã kiến nghị hoặc là thay thế các tuabin ngưng bằng mô tơ điện hoặc tắt một hoặc phần chia tải lạnh giữa các chiller điện và 2 tuabin khác. Tải lắp đặt này sẽ đáp ứng tải lạnh của Liên hợp. Mặc dù có thể sử dụng nhiều điện hơn, lượng khí gas tự nhiên tiết kiệm có thể đạt 135.000 GJ.
2.5 Các kết quả thực hiện
Công nhân viên của Liên hợp St. Louis nhận thấy rằng họ có thể thực hiện ngay một số kiến nghị ngay sau khi cuộc đánh giá hoàn thành mà không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất. Họ bắt đầu bằng cách tối ưu hóa hoạt động của lò hơi và chương trình quản lý bẫy hơi. Họ thuê một nhà thầu để đào tạo những người vận hành lò hơi trong phân xưởng sản xuất điện về một chiến lược vận hành nồi hơi mới mà cho phép họ tắt một nồi hơi và vận hành các nồi hơi khác ở chế độ đầy tải và các điều kiện thiết kế. Năng lượng và chi phí tiết kiệm được hàng năm khoảng 48.000 GJ và 430.000 USD. Sau đó họ thuê một chuyên gia bên ngoài để điều chỉnh bẫy hơi trong khu phía bắc của Nhà máy và thấy rằng 30 trong số 48 bẫy hơi bị hỏng. Sửa chữa những bẫy hỏng này đã được hoàn thành vào mùa thu năm 2007, năng lượng và chi phí tiết kiệm được xấp xỉ 10.000 GJ và 89.000 USD một năm. Thêm vào đó, việc kiểm tra bẫy hơi và bảo trì chúng được thực hiện thường xuyên hơn.
Tiếp đó, công nhân của Liên hợp thay thế cảm biến oxy ở Lò hơi số #1. Lượng oxy bây giờ đã ở mức phù hợp, hàng năm tiết kiệm được khoảng 9.400 GJ và 84.000 USD. Để giảm lượng xả lò trong các tháng mùa đông, công nhân phân xưởng đã thay đổi cách thức xả lò và lắp đặt bộ điều khiển xả lò tự động, năng lượng và chi phí tiết kiệm hàng năm là 3.000 GJ và 24.000 USD.
Tổng năng lượng tiết kiệm được hàng năm nhờ việc thực hiện các biện pháp này là khoảng 70.000 MMBtu. Với tổng chi phí là 125.000 USD và tiết kiệm chi phí khoảng 627.000 USD, thời gian hoàn vốn giản đơn chỉ khoảng hơn 2 tháng.
Một số kiến nghị khác có thời gian hoàn vốn dài và quá khó để thực hiện; ví dụ như thay thế 3 tuabin ngưng hơi trong phân xưởng sẽ cần tới đường dây điện mới và một trạm biến áp mới để đưa tới những nơi khác nhau. Phương pháp của đội đánh giá và việc sử dụng SSAT đang được chia sẻ cho các cơ sở khác của Chrysler, như ở Newark, New Jersey và Sterling Heights, Michigan.
3. Trường hợp nghiên cứu #3 – Công ty phân bón Terra
(Ví dụ này được trích dẫn từ tài liệu đã được công bố của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ. Văn bản tài liệu đầy đủ hiện đang có trên website của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ).
3.1 Tóm Tắt
Đầu năm 2006, Công ty phân bón Terra, L.P, tiến hành đánh giá năng lượng theo Chương trình Tiết kiệm Năng lượng ngay của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ tại Nhà máy phân bón và ammoniac tại Verdigiris, Oklaoma, Hoa Kỳ. Mục tiêu chính của đánh giá năng lượng là phân tích việc sử dụng khí gas tự nhiên trong hệ thống hơi của Nhà máy và tìm ra các cơ hội tiết kiệm năng lượng. Việc đánh giá được tiến hành bởi chuyên gia năng lượng của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ – ông Veerasamy Venkatesan của VGAEC, Inc, và đã xác định một số cơ hội quan trọng để cải tạo hiệu suất hệ thống hơi. Bằng cách thực hiện một số cơ hội này, công nhân viên nhà máy đã có thể giảm lượng tiêu dùng khí gas tự nhiên một cách đáng kể.
Nhân viên nhà máy Verdigris đã không phải tốn thời gian để thực hiện các kiến nghị của đội đánh giá để tăng hiệu quả hệ thống hơi của nhà máy. Họ đã nâng cấp 2 tuabin, lắp đặt một bộ khử nước kiểu vòng kín cho Nhà máy ammoniac, và sửa chữa các bẫy hơi bị hỏng và những chỗ rò rỉ hơi. Năng lượng và chi phí tiết kiệm hàng năm nhờ việc thực hiện những biện pháp này vào khoảng 497.000 GJ và hơn 3,5 triệu USD. Với chi phí dự án khoảng 3,1 triệu USD, nhà máy đã đạt được thời gian hoàn vốn giản đơn dưới 11 tháng. Các cơ hội khác vẫn đang được thực hiện. Các kết quả đánh giá được chia sẻ cho 3 nhà máy ở Hoa Kỳ của Công ty mẹ.
3.2 Sơ lược về Công ty và Nhà máy
Công ty Phân bón terra, L.P, là chi nhánh phụ thuộc gián tiếp của Liên hợp Công nghiệp Terra, là nhà sản xuất phân đạm chính của Mỹ với doanh thu hàng năm khoảng 400 triệu USD. Cơ sở sản xuất của Công ty đặt tại Verdiris, Oklahoma, phân xưởng sản xuất tích hợp sản xuất 2,2 triệu tấn hỗn hợp ure amoni nitrat và 1,1 triệu tấn amoni mỗi năm. Công ty Phân bón terra cũng hoạt động vận chuyển phân phối tại Blair, Nebraska, và Pekin, Illinois.
Vì khí gas tự nhiên là nguyên liệu cơ bản để tạo ra hidro (hidro kết hợp với nito tạo ra amoni), nhà máy cần một lượng lớn khí gas tự nhiên để sản xuất. Thêm vào đó, khí gas tự nhiên cũng dùng là nhiên liệu đầu vào cho các hệ thống hơi, nó tối cần thiết cho quá trình sản xuất amoni. Kết quả là chi phí cho khí gas tự nhiên chiếm phần lớn trong quá trình sản xuất của Công ty phân bón Terra, và Ban quản lý nhà máy Verdigris muốn cải tiến sản xuất và tăng hiệu suất hệ thống hơi. Chi phí khí gas tự nhiên của Nhà máy Verdigris trong thời gian tiến hành là khoảng 7 USD/GJ.
3.3 Các cơ hội tối ưu hóa hệ thống hơi ngắn hạn
3.3.1 Thu hồi hơi ngọn từ nước xả lò
Đội đánh giá thấy rằng, sau khi thu hồi hơi ngọn từ đường ống áp suất thấp, một lượng đáng kể nước xả được đưa về tháp giải nhiệt ở 3,5 bar và 1500C. Phân tích chỉ ra rằng việc chọn đường vận chuyển nước xả lò trực tiếp tới bộ khử khí có thể giúp sản xuất nhanh 0,5 tph hơi cho nhà máy. Ước tính sẽ tiết kiệm được 14.982 GJ và 105.000 USD một năm.
3.3.2 Thực hiện một chương trình bảo trì bẫy hơi
Dù việc kiểm toán bẫy hơi không được thực hiện trong quá trình đánh giá, nhưng đội đánh giá đã nhận thấy rằng có một số bẫy hơi đặt ở vị trí không phù hợp và một số thậm chí không hoạt động. Nếu thực hiện kỹ thuật lắp đặt bẫy tốt hơn và bảo trì các bẫy hơi sẵn có thì có thể tiết kiệm được 12.264 GJ và 86.000 USD hàng năm.
3.3.3 Thực hiện chương trình sửa chữa rò rỉ hơi
Mặc dù tìm thấy ít chỗ rò rỉ, đội đánh giá đã kiến nghị việc thực hiện điều chỉnh rò rỉ hơi và sữa chữa nơi xuất hiện rò rỉ hơi. Kết quả ước tính hàng năm có thể tiết kiệm 876 GJ và 6.000 USD. Dự án dự tính chi phí từ 2.500 đến 4.000 USD.
3.3.4 Các cơ hội tối ưu hóa hệ thống hơi trung hạn
3.3.4.1 Thay đổi chu kỳ tổng hợp
Đội đánh giá thấy rằng vòng hóa tổng hợp tại Nhà máy ammoni #2 đã hoạt động không hiệu quả, cần một lượng lớn hơi áp suất cao. Đảo chiều chu trình của vòng ngưng hơi ammoni sẽ giúp cải thiện hiệu quả của Nhà máy ammoni và làm giảm nhu cầu sử dụng hơi áp suất cao. Đội đánh giá ước tính rằng biện pháp này sẽ làm tăng hiệu suất nhà máy ammoni khoảng 0,4% và bằng cách đó nhu cầu sử dụng hơi áp suất cao sẽ giảm đi khoảng 10 tph. Năng lượng dự tính sẽ tiết kiệm được 0,4 GJ trên 1 tấn sản phẩm, lượng khí thiên nhiên tiết kiệm được hàng năm là 274.000 GJ. Kết quả là giảm chi phí năng lượng hàng năm khoảng 1,9 triệu USD.
3.3.4.2 Nâng cấp Tuabin
Nhà máy ammoni #2 sử dụng 2 tuabin đối áp giảm áp suất hơi từ 38 bar tới 3,5 bar để cung cấp cho một số nơi tiêu thụ hơi áp suất thấp. Các tuabin đối áp cấp điện cho bơm metyl ethanol và được hỗ trợ của các tuabin nước. Đội kiểm toán thấy rằng lượng hơi 3,5 bar dư đang được xả đi và đã khuyên rằng các tuabin đang tồn tại nên được cải tạo bằng các tuabin ngưng có hiệu suất cao hơn. Các tuabin ngưng có thể làm giảm nhu cầu hơi áp suất cao và việc xả hơi áp suất thấp, ước tính năng lượng và chi phí tiết kiệm hàng năm 178.000 GJ và 1,2 triệu USD.
3.3.4.3 Cải tạo việc vận hành các Tuabin ngưng
Độ chân không trong các dàn ngưng kiểu bề mặt của các tubin ngưng trong Nhà máy amomi #1 được duy trì khoảng 610 mm tới 660 mm Hg, tùy thuộc vào từng mùa. Việc lắp đặt một chiller hấp phụ chạy bằng lượng nhiệt thải chất lượng thấp sẽ có thể làm lạnh nước cấp cho tháp giải nhiệt sẽ làm tăng độ chân không khoảng 13 mmHg. Đội đánh giá ước tính rằng việc này sẽ làm giảm tiêu thụ năng lượng khoảng 170 GJ và tiết kiệm 1,2 triệu USD mỗi năm.
3.3.5 Các cơ hội tối ưu hóa hệ thống hơi dài hạn
3.3.5.1 Xây dựng đường ống khí gas tự nhiên áp suất cao
Đội đánh giá thấy rằng nhà cung cấp của địa phương phân phối khí gas tự nhiên cho Verdigris ở 13 bar. Vì Nhà máy cần khí gas ở áp suất cao (38 bar) cho quá trình sản xuất, Nhà máy đang vận hành máy nén khí dùng hơi để đạt được áp suất yêu cầu. Việc đánh giá đã phát hiện ra rằng có thể xây dựng một đường ống khí gas tự nhiên áp suất cao từ Nhà máy và nối với đường ống áp suất cao của nhà cung cấp. Nếu hệ thống này được xây dựng và nhà cung cấp bằng lòng bán khí gas tự nhiên áp suất cao trực tiếp cho nhà máy, nhà máy sẽ tiết kiệm được khoảng 851.000 GJ và gần 6 triệu USD/năm.
3.3.5.2 Cải tiến hiệu suất lò hơi phụ trợ
Việc đánh giá thấy rằng hiệu quả của lò hơi phụ trợ trong Nhà máy ammoni #1 có thể được cải tạo bằng cách giảm nhiệt độ ống khói từ 2040C xuống 1600C. Điều này có thể thực hiện bằng cách lắp đặt bộ gia nhiệt không khí vào ống khói của lò hơi để thu hồi nhiệt. Ước tính năng lượng và chi phí tiết kiệm hàng năm khoảng 135.000 GJ và 945.000 USD.
3.3.6 Các kết quả thực hiện
Nhân viên Nhà máy Verdigris đã thực hiện 2 kiến nghị quan trọng nhất của cuộc đánh giá năng lượng theo Chương trình Tiết kiệm Năng lượng ngay sau khi đánh giá được thực hiện và bắt đầu thực hiện một số kiến nghị khác. Họ đã thay Tuabin đối áp bằng Tuabin ngưng và lắp đặt vòng tách nước vào Nhà máy ammoni thứ #2. Mỗi giải pháp đó đã mang lại hiệu quả là tiết kiệm được 228.000 GJ, tổng năng lượng tiết kiệm được hàng năm là 456.000 GJ. Số tiền tiết kiệm được khoảng 3,2 triệu USD. Thêm vào đó, Nhà máy đã thuê một nhà tư vấn để điều chỉnh và sữa chữa những bẫy hơi hỏng hoặc hoạt động chưa tốt, và mua một bộ dò rò rỉ hơi bằng tia hồng ngoại để tìm và sửa chữa chỗ rò rỉ hơi. Tổng năng lượng và chi phí tiết kiệm được từ việc thực hiện tất cả những biện pháp xấp xỉ 497.000 GJ và 3,5 triệu USD. Tổng chi phí thực hiện khoảng 3,1 triệu USD, thời gian hoàn vốn giản đơn ít hơn 11 tháng. Nhà máy Verdigris đã chia sẻ các kết quả của cuộc đánh giá và các biện pháp mà nhà máy đã thực hiện cho các cơ sở khác của Liên hợp Terra.
Nhân viên Nhà máy Veridgris đã xem xét lại một cách cẩn thận các cơ hội chưa được xem xét trong cuộc đánh giá và thực hiện một số bước khác để cải thiện hiệu quả hệ thống hơi. Họ kiểm tra lò hơi ở Nhà máy ammoni số #1 và thấy rằng tất cả các cụm giàn ống của lò hơi đều bị bẩn và một trong số đó bị rò rỉ. Họ ước tính rằng việc làm sạch và sửa chữa các giàn này có thể làm tăng hiệu quả của quá trình lên khoảng 0,3 GJ/tấn. Họ cũng đánh giá các Tuabin ngưng trong Nhà máy số #1. Thay vì lắp đặt một chiller hấp thụ, họ quyết định đại tu Tuabin ngưng bằng cách thay đổi động cơ, làm sạch các giàn lạnh, và thay thế vòi phun hơi áp suất thấp trong khoảng thời gian tắt lò để bảo trì vào năm 2007. Những biện pháp khác hoặc là có thời gian hoàn vốn dài hoặc là khó thực hiện. Ví dụ, rất nhiều khó khăn để được chấp nhận việc lắp đặt đường ống khí gas tự nhiên áp suất cao, và nó sẽ cần tới hợp đồng thỏa thuận với nhà cung cấp khí gas tự nhiên.
4. Trường hợp nghiên cứu #4 – Công ty Thực phẩm Del Monte
(Trường hợp này được trích dẫn từ tài liệu đã được công bố của Ủy ban Năng Lượng California (CEC). Bản tài liệu đầy đủ hiện có trên website Viện Nghiên cứu Năng lượng thu hút quan tâm của Cộng đồng CEC).
4.1 Tầm nhìn của Dự án
Nghiên cứu quá trình chế biến thực phẩm ở California, Hoa Kỳ như Công ty thực phẩm Del Monte đã chỉ ra nhu cầu sử dụng hơi chủ yếu ở:
- Sử dụng hơi áp suất cao để tạo ra cơ năng
- Sử dụng hơi áp suất thấp cho quá trình cấp nhiệt
4.2 Phương pháp luận
Quá trình xử lý nhiệt của hoa quả và rau bao gồm quá trình cấp nhiệt cho nồi nấu rồi làm lạnh nồi. Hơi để cấp nhiệt cho nồi được lấy từ lò hơi đốt khí. Nước lạnh dùng để làm lạnh được lấy từ hệ thống máy lạnh chạy bằng điện. Việc vận hành hệ thống lạnh là vấn đề khó khăn trong quá trình đóng hộp do giới hạn giải nhiệt trong các tháng mùa hè trong khi nhu cầu sử dụng điện đang ở mức cao nhất.
Sự đánh giá toàn diện cơ hội tiết kiệm năng lượng trong quá trình xử lý nhiệt tại Nhà máy Del Monte ở Modesto, California, Hoa Kỳ được thực hiện bởi một nhà tư vấn năng lượng. Tích hợp vận hành cấp nhiệt và làm lạnh sử dụng khái niệm chu kỳ đỉnh được lựa chọn như một chiến lược tối ưu. Nó bao gồm tuabin hơi áp suất cao chạy máy lạnh để làm lạnh và hơi thải áp suất thấp để cấp nhiệt.
4.3 Các kết quả thực hiện
Việc lắp đăt tại Nhà máy Del Monte bao gồm một tuabin hơi Elliot Model 2BYRT trực tiếp với một chiller xoắn ốc Bitzer. Lò hơi sẽ cung cấp hơi cho chiller ở 10 bar. Hơi thải từ tuabin ở 4 bar được sử dụng để cấp nhiệt cho bình chưng cất. Chiller cấp nước lạnh ở 7.20C để làm lạnh bình chưng cất. Hình 1 là ảnh của tuabin hơi để chạy chiller.
Hình 1: Tuabin hơi chạy Chiller xoắn ốc
Tuabin hơi Elliot có công suất 65 kW với số vòng quay 4.000 vòng/phút và lưu lượng hơi qua tuabin là 5 tph. Giá của tuabin hơi cộng với điều khiển vào khoảng 30.000 USD. Chiller Bitzer có công suất 86 tấn lạnh (302 kW) và giá 56.000 USD.
Việc lắp đặt này dự tính làm giảm tiêu thụ điện năng khoảng 104 kW trong mùa cao điểm và 46 kW trong mùa nghỉ. Tổng tiết kiệm điện năng là khoảng 540.000 kWh/năm. Tiêu dùng khí gas tự nhiên ước tính tăng 2.000 GJ do phải sản xuất thêm hơi để bù đắp cho thay đổi enthalpy qua tuabin hơi. Lượng tiết kiệm dòng hàng năm ước tính là 45.000 USD.
5. Trường hợp nghiên cứu # 5 – Thu hồi nước ngưng từ Bộ khử trùng kẹo mềm bằng hơi Ngưng
5.1 Hệ thống ban đầu
Các bộ khử trùng kẹo mềm bằng hơi ngưng được đốt nóng trực tiếp bằng vòi phun nước nóng ở 950C. Nước nóng dư được ngưng vào máng nghiêng và được xả nhanh vào môi trường. Hình 2 giới thiệu bức ảnh về hoạt động khử khí ban đầu. Chú ý “hình oval màu đỏ” mô tả nước nóng được ngưng vào máng nghiêng ra môi trường. Để hiểu hơn về quá trình từ một hệ thống tương ứng, hình 3 là sơ đồ của quá trình.
5.2 Kết cấu hệ thống đã được cải thiện
Hệ thống trong hình 2 và 3 có một bộ cấp nhiệt kiểu vòi phun hơi trực tiếp được thay thế bởi một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống vỏ. Chu kỳ cấp nhiệt bây giờ sẽ chứa một lượng nước chính xác cần cho hoạt động của vòng kín. Lưu lượng hơi được điều khiển dựa trên nhiệt độ nước nóng yêu cầu được lấy từ thiết bị trao đổi nhiệt nước nóng/ hơi. Tất cả nước ngưng từ thiết bị trao đổi nhiệt mới này sẽ được cho quay trở lại bộ thu nước ngưng và bẫy – bơm. Hình 4 là sơ đồ của quá trình mới.
Hình 2: Bộ khử trùng dùng hơi
Hình 3: Sơ đồ dòng môi chất chuyển động của hệ thống khử trùng ban đầu
Hình 4: Sơ đồ dòng môi chất chuyển động của hệ thống khử trùng đã được cải thiện
5.3 Các kết quả thực hiện
Việc cải tạo quá trình và thu hồi nước ngưng từ bộ khử trùng đã giúp tiết kiệm được gần 30.200 GJ hàng năm. Tức là tiết kiệm chi phí hàng năm khoảng 151.000 USD. Việc vận hành các quá trình trong nhà máy cà chua theo mùa (thường không có quanh năm), hệ thống chỉ hoạt động đầy tải trong 2.400 giờ và 1.200 giờ hoạt động 50% tải. Hơn nữa, thời gian hoàn vốn của dự án này là gần 8 tháng.
6. Trường hợp nghiên cứu #6 – Tối ưu hóa nhu cầu điện/ hơi trong một Nhà máy lọc dầu
6.1 Hệ thống ban đầu
Năm 1996, một cuộc đánh giá năng lượng của hệ thống hơi được tiến hành trong một nhà máy lọc dầu ở Anh. Nhà máy lọc dầu có một hệ thống sinh hơi phức tạp nhất và hệ thống phân phối hơi tới các hộ tiêu thụ có nhiều mức khác nhau và tối ưu hệ thống hơi là một thách thức lớn. Trong khi kiểm toán năng lượng nhà máy này đã chỉ ra rằng:
- Hơi được đưa xuống trạm giảm áp từ áp suất cao xuống trung áp khoảng ~ 18.850 tấn/ năm
- Hơi giảm được đưa xuống trạm để giảm từ áp suất trung áp xuống hạ áp là ~ 110.368 tấn/năm
- Hơi được thải ra ở áp suất thấp ~ 11.108 tấn/ năm
Cân bằng hơi ở trên và việc vận hành tại nhà máy lọc ta thấy rõ rằng công nhân viên nhà máy không có khả năng quản lý các động cơ điện/tuabin nhiệt trong điều kiện tối ưu. Điều quan trọng hơn, vì sản lượng lọc thay đổi và hỗn hợp sản phẩm thay đổi tùy theo mùa, nên rất khó để vận hành tối ưu. Vì vậy, cần quyết định phát triển một chiến lược tối ưu việc chạy điện/tuabin hơi dựa trên nhu cầu tải và các điều kiện vận hành khác nhau tại nhà máy lọc dầu.
Trong quá trình đánh giá năng lượng đã phát hiện ra một số thiết bị quay bằng cả tuabin hơi và động cơ điện. Một số quay trên cùng một trục trong khi một số khác lại quay có các thành phần quay trên các biên dạng khác nhau.
Hình 5 là sơ đồ nhà máy lọc dầu với tổng thể hệ thống hơi được mô tả theo cấu hình tổng thể
Hình 5: Sơ đồ cân bằng hệ thống hơi tại Nhà máy lọc dầu
6.2 Đánh giá tối ưu hệ thống
Bảng 1 trình bày danh sách toàn bộ các tuabin hơi hoạt động trong nhà máy. Thêm vào đó, chúng được phân loại dựa trên các điều kiện đầu vào của hơi và bảng cung cấp các thông tin về nhu cầu hơi ở đầu vào (tph) của các tuabin hoạt động ở điều kiện bình thường. Tất cả các tubin dùng để quay thiết bị và vì vậy, nên coi lưu lượng hơi là cố định vì nhu cầu công suất được cố định bởi quá trình và không phải bởi nhu cầu hơi trong đường ống.
Phân tích tối ưu hệ thống hơi cho phép tính toán ảnh hưởng chính xác của hoạt động của mỗi tuabin lên giá thành dựa trên hoặc là hơi áp suất thấp từ tuabin được sử dụng để cấp nhiệt hoặc là được xả ra ngoài môi trường. Mỗi đơn vị chi phí hoạt động đó được so sánh với giá điện để có thể quyết định xem nên chạy tuabin hay động cơ điện. Trong ví dụ này phương pháp cao hơn là xét Máy nén Lạnh Ethal (ERC). Chi phí vận hành của ERC sử dụng tubin hơi khi hơi áp suất thấp được thông hơi có kết quả là ~ 84,94 USD/giờ. Nếu hơi áp suất thấp được sử dụng để cung cấp nhiệt cho quá trình, chi phí hoạt động của ERC sẽ là ~ 12,6 USD/giờ. Thêm vào đó, nếu tuabin hơi dừng hoạt động và ERC được vận hành bằng động cơ điện, chi phí vận hành sẽ là 46,2 USD/giờ. Rõ ràng là, nếu hơi được sử dụng bằng quá trình cùng chiều thì có hiệu quả nhất và là chiến lược tối ưu và ngay sau khi hơi được xả ở áp suất thấp, tuabine hơi cần phải được chuyển sang động cơ điện tương ứng. Định lượng ảnh hưởng này được trình bày trên hình 6.
Bảng 1: Tuabin hơi chạy thiết bị trong Nhà máy lọc dầu ở Anh
Tổng số tuabin hiện có | Tuabin thường sử dụng | Tiêu thụ hơi
trung bình |
||
Lb/h | T/h trên 1 tuabin | |||
Tuabin áp suất cao | ||||
Tua bin nén lạnh C2 | 3 | 2 | 23830 | 11,91 |
Tuabin nén không khí | 2 | 1 | 7207 | 7,21 |
Tuabin bơm nước cấp cho lò hơi | 3 | 3 | 16847 | 5,62 |
Tuabin lò tinh luyện ổn định | 14 | 12 | 64924 | 5,41 |
Các bơm cấp nhiệt – ổn định trong #1-4 | 4 | 4 | 15480 | 3,87 |
Tuabin bơm nước lạnh (MP) | 2 | 2 | 16757 | 8,38 |
Các bơm cấp nhiệt – ổn định trong # 5- 7 (MP) | 3 | 2 | 18257 | 9,13 |
Các tuabin nén O.H ổn định | 2 | 2 | 31932 | 15,97 |
Các tuabin trung áp | ||||
Nước ngưng tới các bơm khử khí | 2 | 2 | 3243 | 1,62 |
Các bơm bay hơi glycol C3 | 1 | 1 | 1340 | 1,34 |
Tuabin nén dầu pha chì ôn định C2 | 3 | 2 | 2532 | 1,27 |
Các bơm dầu bôi trơn ổn định OH | 2 | 2 | 2216 | 1,11 |
Các bơm nước xử lý | 2 | 1 | 1025 | 1,02 |
Các bơm dầu pha chì nén ổn định OH | 3 | 2 | 1847 | 0,92 |
Các tuabin phụ để nén lạnh C3 | 3 | 2 | 1712 | 0,86 |
Hình 6: Ảnh hưởng tới chi phí vận hành và tối ưu hóa cho ERC tại Nhà máy lọc dầu
6.3 Các kết quả thực hiện
Kết luận từ việc đánh giá tối ưu động cơ điện/tuabin hơi và chiến lược quản lý tải là các tuabin nén lạnh ethal, các tuabin nén khí, các tuabin tinh luyện ổn định, tuabin dầu pha chì nén khí ethal và các tuabin chạy bơm nước xử lý có thể chuyển đổi từ hơi sang điện vì nhu cầu hơi ở áp suất trung và hạ áp giảm do giảm lưu lượng đầu ra. Chiến lược quản lý tải và tối ưu này đã tiết kiệm cho nhà máy ~ 30.000 USD hàng năm mà không gây tổn hại gì về mặt chi phí thực hiện.
(Ban quản lý dự án – trích từ “Hướng dẫn tối ưu hóa hệ thống hơi công nghiệp” của Dự án hiệu quả năng lượng trong công nghiệp của Tổ chức Phát triển công nghiệp Liên hợp quốc – UNIDO).