Tầm quan trọng của việc tính toán lưu lượng khí nén trong máy nén khí
Trong sản xuất công nghiệp, việc tính toán chính xác lưu lượng khí của máy nén khí là tiền đề cốt lõi cho công tác lựa chọn thiết bị. Nếu tính toán lưu lượng quá nhỏ sẽ dẫn đến tình trạng thiếu khí phục vụ sản xuất, làm ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của thiết bị; ngược lại, nếu tính toán quá lớn sẽ khiến thiết bị phải thường xuyên ở trạng thái không tải, làm gia tăng mức tiêu thụ điện năng và chi phí đầu tư một cách không cần thiết. Do đó, việc đánh giá khoa học nhu cầu về lưu lượng khí là hết sức quan trọng.
Bước thứ nhất: Thống kê mức tiêu thụ khí của các thiết bị sử dụng khí hiện có
Cơ sở để tính toán tổng lưu lượng khí là phải nắm vững toàn diện nhu cầu sử dụng khí của tất cả các thiết bị khí nén trong nhà máy. Có thể thu thập dữ liệu theo các cách sau:
- Kiểm tra nhãn thiết bị hoặc tài liệu hướng dẫn sử dụng: Hầu hết các dụng cụ và thiết bị khí nén đều ghi rõ mức tiêu thụ khí định mức (thường được tính bằng L/min Hoặc m³/min Tính theo đơn vị).
- Đánh giá tỷ lệ sử dụng đồng thời: Không phải tất cả các thiết bị đều hoạt động ở công suất tối đa tại cùng một thời điểm. Cần căn cứ vào quy trình sản xuất thực tế để ước tính xác suất đồng thời khởi động của từng loại thiết bị, tức là “hệ số sử dụng đồng thời”.
- Tổng hợp nhu cầu cơ bản: Nhân tổng công suất tiêu thụ khí danh định của tất cả các thiết bị với hệ số sử dụng đồng thời tương ứng của từng thiết bị để tính ra tổng lưu lượng tiêu thụ khí cơ bản.
Bước thứ hai: Tính toán rò rỉ và tổn thất của mạng lưới đường ống
Trong quá trình truyền dẫn qua đường ống, van, khớp nối và các thiết bị khác, khí nén khó tránh khỏi hiện tượng rò rỉ. Ngay cả trong những hệ thống đường ống được bảo trì tốt cũng vẫn tồn tại một tỷ lệ tổn thất nhất định.
Thông thường, nên cộng thêm vào tổng mức tiêu thụ khí cơ bản10% Đến 20%Dự trữ áp suất nhằm bù đắp tổn thất do rò rỉ và sụt áp trong hệ thống mạng lưới. Đối với các mạng lưới đã cũ kỹ, tỷ lệ này có thể cần được điều chỉnh tăng phù hợp.
Bước thứ ba: Dành sẵn không gian mở rộng trong tương lai
Quy mô sản xuất của doanh nghiệp có thể mở rộng theo nhu cầu thị trường, việc bổ sung dây chuyền sản xuất hoặc thiết bị khí nén là điều thường gặp. Để tránh tình trạng phải thay thế hoặc mua sắm thêm máy nén khí với tần suất cao trong thời gian ngắn, khi tính toán lưu lượng khí cần phải có tầm nhìn dài hạn.
Thông thường, trên cơ sở tổng lưu lượng khí yêu cầu, nên dự phòng thêm15% Đến 30%Dư lượng mở rộng. Tỷ lệ dự phòng cụ thể phụ thuộc vào kế hoạch phát triển của doanh nghiệp trong ba đến năm năm tới.
Xác định tổng lưu lượng khí thực tế cần thiết
Tổng hợp ba bước nêu trên, công thức tính tổng lưu lượng khí cần thiết thực tế của máy nén khí có thể được khái quát như sau:
Tổng lưu lượng khí = (Tổng tiêu thụ khí cơ sở + Tổn thất rò rỉ của mạng lưới đường ống) × (1 + Hệ số mở rộng trong tương lai)
Sau khi tính toán được tổng lưu lượng khí, có thể dựa trên số liệu này để lựa chọn model máy nén khí có công suất xả định mức phù hợp.
Những lưu ý khi lựa chọn máy nén khí
Ngoài lưu lượng khí, khi lựa chọn model còn cần xem xét tổng thể các yếu tố sau:
- Phù hợp với áp lực công việcÁp suất xả của máy nén khí phải cao hơn một chút so với áp suất yêu cầu tối đa của thiết bị tiêu thụ khí, nhằm khắc phục tổn thất áp suất trên mạng đường ống.
- Kết hợp biến tần và tần số công nghiệpĐối với các chế độ vận hành có biến động lớn về lưu lượng khí tiêu thụ, khuyến nghị áp dụng giải pháp kết hợp giữa thiết bị chạy ở tần số định mức và thiết bị biến tần; trong đó, thiết bị biến tần đảm nhiệm việc điều chỉnh nhu cầu khí thay đổi theo thời gian, qua đó đạt được hiệu quả tiết kiệm năng lượng tối đa.
- Yêu cầu về chất lượng khí: Căn cứ vào mức độ chịu đựng của quy trình sản xuất đối với hơi nước, dầu và bụi trong khí nén, cần bố trí hợp lý các thiết bị xử lý và làm sạch sau nén tương ứng.