HỆ THỐNG KHÍ NÉN

Các khỏan chi phí trong một hệ thống khí nén điển hình- Chi phí vận hành đắt hơn nhiều so với chi phí mua máy nén - Quản lý hệ thống khí nén hợp lý giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể, giả

- Khí nén được sử dụng rất nhiều trong các nhà máy sản xuất công nghiệp

- Khí nén thường được tạo ra từ các máy nén khí có công suất từ 5 – 50000 Hp

- Khoảng 70 – 90% lượng khí nén tổn thất dưới dạng nhiệt, ma sát và nhất là

do sử dụng không hiệu quả

Các khỏan chi phí trong một hệ thống khí nén điển hình

- Chi phí vận hành đắt hơn nhiều so với chi phí mua máy nén

- Quản lý hệ thống khí nén hợp lý giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể, giảm khối lượng bảo dưỡng, rút ngắn thời gian ngừng vận hành, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm

* Các thành phần chính trong hệ thống khí nén

- Bộ lọc khí vào

- Thiết bị làm mát giữa các cấp

- Thiết bị làm mát sau

- Bộ làm khô khí

- Bẫy lọc ẩm

- Bình tích

- Máy nén

Có 2 loại máy nén cơ bản là máy nén dòng và máy nén thể tích

2.1 Máy nén thể tích

- Ở máy nén thể tích, một lượng khí bị bẫy trong buồng nén với thể tích bị giảm cơ học trong quá trình nén, tạo ra sự tăng áp suất tương ứng trước của đẩy Ở tốc độ không đổi, lưu lượng khí không đổi khi có các biến động của áp suất khí cấp

- Gồm có 2 loại là máy nén pittông và máy nén rôto

2.1.1 Máy nén pittong

Máy nén pittông có nhiều cấu tạo khác nhau, 4 loại phổ biến nhất là :

- Kiểu thẳng đứng (công suất nhỏ)

- Kiểu nằm ngang

- Kiểu nối tiếp

- Kiểu nằm ngang - đối xứng (công suất lớn)

- Khi yêu cầu về tỷ số nén quá cao người ta thường sử dụng máy nén kiểu

đa cấp

- Trong hầu hết các nhà máy công nghiệp người ta thường sử dụng máy nén có công suất từ 100 Hp trở lên

2.1.2 Máy nén rôto

- Vận hành ở tốc độ cao, có năng suất cao

hơn máy nén pittông

- Chi phí đầu tư thấp, nhỏ gọn, dễ

bảo dưỡng

- Công suất phổ biến từ 22 -150 kW

- Các máy nén rôto phổ biến gồm :

+ Máy nén trục vít

+ Máy nén cam (quạt root)

+ Cánh gạt/ cánh trượt

- Với thiết kế đơn giản, ít bị mài mòn nên máy nén trục vít được sử dụng rộng rãi nhất

2.2 Máy nén dòng

- Máy nén dòng cung cấp động năng cho dòng khí liên tục nhờ các bánh công tác quay với tốc độ rất cao Động năng được chuyển thành năng lượng nén bởi các bánh công tác và bộ khuếch tán

- Phổ biến nhất trong dòng này là máy nén ly tâm Các máy nén ly tâm cho công suất trên 12.000 cfm (1 cfm = 0,472 l/s)

Bảng 1 Các tiêu chí lựa chọn máy nén nói chung

Bảng 2 So sánh giữa các máy nén thông dụng

4.1 Năng suất của máy nén

- Năng suất của máy nén là lưu lượng định mức tối đa của dòng khí nén được cấp dưới những điều kiện định mức về nhiệt độ, áp suất và các thành phần của khí đầu vào

- Nhưng đôi khi năng suất của máy nén có nghĩa là lưu lượng thực tế (FAD) thay vì lưu lượng định mức của dòng khí

4.1.1 Đánh giá năng suất của máy nén

- Khi các máy nén bị lão hóa hoặc hoạt động không ổn định, lượng khí cấp FAD

sẽ nhỏ hơn giá trị định mức.

- Để đáp ứng được nhu cầu khí nén các máy này sẽ tiêu hao nhiều điện hơn

- Lượng điện lãng phí phụ thuộc vào % dao động với năng suất FAD

- Nếu độ lệch lớn hơn 10% thì phải tiến hành kiểm tra, khắc phục

4.1.2 Phương pháp đánh giá đơn giản

-Tách riêng máy nén và bình tích cần kiểm tra khỏi hệ thống

- Xả hết nước trong bình tích và đường ống

- Khởi động máy nén và bấm giờ

- Tính năng suất theo công thức sau :

P2 : Áp suất cuối (đẩy) (kg/cm2)

P1 : Áp suất đầu (hút) (kg/cm2)

P0 : Áp suất khí quyển (kg/cm2)

V : Thể tích chứa

T : Thời gian để đạt áp suất P2

4.2 Hiệu suất máy nén

4.2.1 Hiệu suất đẳng nhiệt

Hiệu suất đẳng nhiệt = Công suất đầu vào trên thực tế/Công suất đẳng nhiệt

Công suất đẳng nhiệt (kW) = P1 * Q1 * logr/36.7

P1: Áp suất vào tuyệt đối kg/ cm2

Q1: Năng suất cấp khí của máy m3/h

r : tỷ số nén P2/P1

4.2.2 Hiệu suất thể tích

Hiệu suất thể tích = Năng suất máy nén / Thể tích máy nén Thể tích của máy nén = Π * (D^2 /4) * L * S * χ * n

D = Đường kính xy lanh, mét

L = Hành trình của xy lanh, mét

S = Tốc độ của máy nén vòng/phút

χ = 1 cho xy lanh tác động đơn và

2 cho tác động kép

n = Số lượng xy lanh

4.3 Đánh giá rò rỉ

- Rò rỉ làm giảm năng suất hệ thống (có thể lên tới 20-30%)

- Rò rỉ gây sụt áp

- Rò rỉ làm giảm tuổi thọ thiết bị

* Rò rỉ có thể xảy ra ở mọi vị trí của hệ thống, những khu vực hay bị rò rỉ nhất bao gồm:

ƒ Mối nối, ống cứng, ống mềm và các khớp nối

ƒ Thiết bị điều chỉnh áp suất

ƒ Các bẫy ngưng mở và các van đóng

ƒ Các mối nối, điểm ngắt, vòng đệm

Bảng 3 Tỷ lệ rò rỉ theo áp suất cung cấp và kích thước lỗ rò

Đối với hệ thống khí nén được xem là vận hành tốt, tỷ lệ rò rỉ cho phép là 10% sản lượng khí nén