Phương pháp đo lường lượng khí nén tiêu thụ trên thiết bị độc lập

Ý nghĩa quan trọng của việc đo lường mức tiêu thụ khí nén

Trong sản xuất công nghiệp, khí nén được coi là nguồn năng lượng thứ tư; mức tiêu thụ năng lượng của nó chiếm tỷ trọng đáng kể trong tổng năng lượng tiêu thụ của nhà máy. Việc đo lường chính xác mức tiêu thụ khí nén của từng máy nén khí hoặc từng thiết bị sử dụng khí là cơ sở quan trọng để doanh nghiệp thực hiện kiểm toán năng lượng, tính toán chi phí và triển khai các biện pháp cải tạo tiết kiệm năng lượng. Thông qua giám sát dữ liệu một cách chính xác, đội ngũ quản lý có thể kịp thời phát hiện các sự cố như rò rỉ mạng lưới đường ống và tình trạng chạy không tải của thiết bị, từ đó tối ưu hóa vận hành hệ thống và giảm mức tiêu thụ năng lượng tổng thể.

Các phương pháp đo lưu lượng khí nén phổ biến

Xuất phát từ các đặc tính vật lý của khí nén, trong công nghiệp, các thiết bị đo lưu lượng thường được sử dụng chủ yếu gồm những loại sau:

• Lưu lượng kế dạng tấm đĩa có lỗ: Dựa trên nguyên lý tiết lưu của chất lỏng, phương pháp này tính toán lưu lượng bằng cách đo chênh áp suất tạo ra trước và sau tấm đục lỗ khi khí đi qua. Phương pháp này có kỹ thuật đã được hoàn thiện, cấu trúc đơn giản, nhưng đòi hỏi độ thẳng của đoạn ống dẫn khá cao và tổn thất áp suất tương đối lớn.
• Lưu lượng kế xoáy: Dựa trên nguyên lý dải xoáy Karman, khi dòng khí chảy qua vật cản sẽ tạo ra các xoáy tách rời luân phiên; tốc độ và lưu lượng được xác định bằng cách đo tần số của các xoáy này. Ưu điểm của phương pháp này là có dải đo rộng, tổn thất áp suất thấp và độ chính xác cao, nên hiện nay đây là một trong những phương pháp đo lường được ứng dụng khá phổ biến.
• Lưu lượng kế khối lượng kiểu nhiệt: Sử dụng nguyên lý khuếch tán nhiệt, phương pháp này tính toán lưu lượng khối bằng cách đo lượng nhiệt bị dòng khí mang đi. Phương pháp này cho phép đo trực tiếp lưu lượng khối mà không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ và áp suất, rất phù hợp để đo không khí nén ở áp suất thấp và đường ống có đường kính nhỏ, đồng thời tổn thất áp suất là cực kỳ nhỏ.

Nguyên tắc lựa chọn thiết bị đo lường

Khi lựa chọn phương pháp đo phù hợp, cần xem xét tổng thể nhiều yếu tố thực tế trong điều kiện vận hành:

• Đường kính ống và phạm vi lưu lượng: Căn cứ vào kích thước thực tế của đường ống và lưu lượng dự kiến, hãy lựa chọn thiết bị có dải đo phù hợp để tránh tình trạng vận hành vượt quá dải đo hoặc suy giảm độ chính xác đo lường.
• Chất lượng khí: Nếu trong khí nén có chứa nhiều hơi nước, dầu mỡ hoặc các tạp chất, nên lựa chọn loại lưu lượng kế có khả năng chống nhiễu cao và ít bị tắc nghẽn, hoặc lắp đặt thêm bộ lọc hiệu suất cao ở phía trước thiết bị đo.
• Yêu cầu về độ chính xác và tổn thất áp suấtĐối với các trường hợp có yêu cầu rất khắt khe về kiểm soát tiêu thụ năng lượng, trước hết nên lựa chọn lưu lượng kế khối lượng kiểu nhiệt hoặc lưu lượng kế dạng xoáy.

Lưu ý khi lắp đặt và bảo dưỡng hàng ngày

Dù áp dụng phương pháp đo lường nào, việc lắp đặt đúng quy chuẩn và bảo trì định kỳ đều là điều kiện tiên quyết để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu.

• Vị trí lắp đặt: Nên lựa chọn vị trí lắp đặt sao cho cách xa các đoạn cút, van và các thiết bị khác dễ gây nhiễu loạn dòng khí, đồng thời bảo đảm có đủ đoạn ống thẳng ở phía trước và sau lưu lượng kế để duy trì dòng khí ổn định.
• Xử lý đường ống: Trước khi lắp đặt, cần làm sạch các tạp chất bên trong đường ống như xỉ hàn, gỉ sắt, nhằm tránh làm hỏng cảm biến bên trong lưu lượng kế hoặc gây tắc ống dẫn áp suất.
• Hiệu chuẩn định kỳ và xả thảiThường xuyên kiểm tra và xả nước ngưng đọng ở các vị trí thấp của bộ lọc và đường ống để giữ cho khí luôn khô; thực hiện hiệu chuẩn điểm không và kiểm tra độ chính xác định kỳ theo yêu cầu của thiết bị.

Giám sát dữ liệu và tối ưu hóa hệ thống

Sau khi hoàn tất việc đo lường mức tiêu thụ khí nén của từng thiết bị, cần tích hợp dữ liệu vào hệ thống quản lý năng lượng của doanh nghiệp. Bằng cách so sánh giữa sản lượng khí của máy nén khí và mức tiêu thụ tại các điểm sử dụng cuối, có thể tính toán được tỷ lệ rò rỉ của mạng lưới đường ống. Đồng thời, kết hợp phân tích biến động nhu cầu khí theo ca sản xuất sẽ giúp xây dựng chiến lược khởi động–tắt máy cho máy nén khí và phương án nâng cấp biến tần một cách hợp lý hơn, qua đó thực sự đạt được quản lý tinh gọn và tiết kiệm năng lượng, giảm tiêu hao trong hệ thống khí nén.