Cách thức tính toán lựa chọn máy nén khí trục vít như thế nào? Áp suất, lưu lượng, hệ số tải và mức dự phòng

Nguyên tắc cốt lõi của tính toán lựa chọn mô hình

Việc lựa chọn máy nén khí trục vít không chỉ đơn thuần là việc khớp các thông số kỹ thuật, mà còn đòi hỏi phải xem xét tổng thể điều kiện vận hành thực tế, nhu cầu sử dụng khí và kế hoạch phát triển trong tương lai. Việc tính toán lựa chọn một cách khoa học sẽ giúp ngăn ngừa hiệu quả tình trạng lãng phí năng lượng hoặc hao mòn thiết bị.

Xác định áp suất hoạt động của hệ thống (lựa chọn áp suất)

Áp suất là chỉ tiêu hàng đầu trong việc lựa chọn máy nén khí. Khi xác định áp suất xả, không thể chỉ căn cứ vào nhu cầu định mức của một thiết bị đơn lẻ, mà phải thống kê áp suất làm việc cao nhất của tất cả các đầu tiêu thụ khí trong toàn bộ hệ thống đường ống.

• Tính toán áp suất cơ bản:Xác định giá trị áp suất cao nhất trong số tất cả các thiết bị sử dụng khí làm mốc tham chiếu.
• Bù trừ tổn thất áp suất trong mạng lưới:Khi khí nén lưu thông trong đường ống, van, bộ lọc và máy sấy, sẽ xảy ra tổn thất áp suất. Thông thường, cần bổ sung thêm một giá trị bù trừ áp suất nhất định, tùy thuộc vào chiều dài và đường kính của mạng đường ống.
• Áp suất xả cuối cùng:Cộng áp suất sử dụng tối đa với tổn thất áp suất trên mạng ống dẫn, ta sẽ thu được áp suất xả tối thiểu cần thiết của máy nén khí.

Tính toán lượng khí tiêu thụ thực tế (lựa chọn lưu lượng)

Lưu lượng khí quyết định năng lực sản xuất khí của máy nén khí. Tính toán chính xác nhu cầu sử dụng khí là chìa khóa để tránh tình trạng đóng – mở tải diễn ra thường xuyên.

• Tổng hợp lượng khí tiêu thụ của thiết bị:Tính tổng lượng khí tiêu thụ tối đa của tất cả các thiết bị khí nén, xi-lanh khí, thiết bị thổi sạch, v.v. khi chúng hoạt động liên tục.
• Giới thiệu hệ số sử dụng đồng thời:Trong sản xuất thực tế, rất hiếm khi tất cả các thiết bị cùng lúc đạt mức tiêu thụ khí tối đa. Cần nhân với một hệ số sử dụng đồng thời hợp lý dựa trên đặc điểm của quy trình để xác định mức tiêu thụ khí cực đại thực tế.
• Xem xét rò rỉ và tổn thất:Trong mạng lưới đường ống và tại các mối nối, việc rò rỉ khí là điều khó tránh khỏi; khi tính toán, cần đưa phần tổn thất ẩn này vào tổng nhu cầu lưu lượng.

Đánh giá tỷ lệ tải và chế độ vận hành

Hệ số tải là tỷ lệ giữa lưu lượng khí thực tế do máy nén khí sản xuất và lưu lượng khí định mức. Hệ số tải hợp lý không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị mà còn liên quan trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình vận hành.

• Tải đầy và dỡ hàng:Máy nén khí công suất điện lưới truyền thống vẫn tiêu thụ một lượng lớn điện năng ngay cả khi ở trạng thái không tải. Nếu lưu lượng khí của hệ thống biến động mạnh, khiến thiết bị phải hoạt động trong tình trạng tải thấp kéo dài hoặc thường xuyên chuyển đổi giữa chế độ tải và không tải, thì mức tiêu thụ năng lượng sẽ tăng đáng kể.
• Ưu điểm của điều chỉnh biến tần:Đối với các chế độ vận hành có biến động lớn về nhu cầu khí, nên xem xét sử dụng máy nén khí trục vít biến tần. Dòng máy biến tần có thể tự động điều chỉnh tốc độ quay của động cơ theo nhu cầu lưu lượng thực tế, giúp thiết bị duy trì hiệu suất cao trong phạm vi tỷ lệ tải rộng.

Dự phòng hợp lý cho hệ thống

Để ứng phó với việc mở rộng năng lực sản xuất trong tương lai, suy giảm hiệu suất do thiết bị cũ hóa cũng như những đợt cao điểm tiêu thụ khí đột xuất, khi lựa chọn thiết bị cần phải dự trù sẵn một mức dự phòng phù hợp.

• Dư lượng lưu lượng:Thông thường, trên cơ sở lượng khí tiêu thụ thực tế đã tính toán, cần bổ sung thêm một mức dự phòng lưu lượng phù hợp. Điều này không chỉ đáp ứng được nhu cầu mở rộng sản xuất trong tương lai mà còn giúp giảm tần suất khởi động thiết bị.
• Dư lượng áp suất:Trong điều kiện đáp ứng áp suất sử dụng tối đa và tổn thất áp suất trên mạng lưới, không nên tùy tiện tăng áp suất xả. Mỗi lần tăng áp suất xả ở một mức nhất định đều làm gia tăng đáng kể tiêu thụ năng lượng. Dư áp cần được đảm bảo thông qua việc tối ưu hóa thiết kế mạng lưới.

Khuyến nghị lựa chọn tổng hợp

Việc lựa chọn máy nén khí trục vít là một công trình mang tính hệ thống. Đề nghị các doanh nghiệp ghi chép chi tiết các thông số của thiết bị tiêu thụ khí hiện có cũng như dự kiến trong tương lai, lập sơ đồ topo mạng đường ống, đồng thời tiến hành hiệu chỉnh dựa trên các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ môi trường và độ cao so với mực nước biển tại hiện trường. Thông qua việc tính toán chính xác áp suất và lưu lượng, đánh giá khoa học mức độ tải và bố trí hợp lý các margin dự phòng, cuối cùng sẽ lựa chọn được hệ thống khí nén vừa đáp ứng nhu cầu sản xuất hiện tại, vừa có tiềm năng tiết kiệm năng lượng tốt và khả năng mở rộng thuận lợi.