Áp suất của máy nén khí cao hay thấp thì lượng điện tiêu thụ được tính như thế nào?

Mối quan hệ cơ bản giữa áp suất của máy nén khí và lượng điện tiêu thụ

Trong sản xuất công nghiệp, áp suất xả của máy nén khí được thiết lập có mối quan hệ chặt chẽ với lượng điện tiêu thụ. Nguyên tắc cơ bản là:Áp suất xả càng cao thì lượng điện năng tiêu thụ càng lớn.Theo ước tính dựa trên kinh nghiệm ngành, mỗi khi áp suất xả của máy nén khí tăng thêm 1 bar (khoảng 0. 1MPa), mức tiêu thụ năng lượng của nó sẽ tăng khoảng 7%. Điều này là do việc nâng cao áp suất đòi hỏi máy nén phải thực hiện công nhiều hơn để nén khí, từ đó trực tiếp làm tăng tải trọng và mức tiêu thụ điện của động cơ.

Phương pháp tính toán lượng điện tiêu thụ cơ bản của máy nén khí

Để tính toán ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất đến lượng điện tiêu thụ, trước hết cần nắm vững công thức tính toán lượng điện tiêu thụ cơ bản của máy nén khí. Lượng điện tiêu thụ cơ bản chủ yếu phụ thuộc vào công suất hoạt động thực tế của động cơ và thời gian vận hành.

• Lượng điện tiêu thụ cơ bản (kWh)= Công suất vận hành thực tế (kW) × Thời gian vận hành (giờ)
• Công suất vận hành thực tếCần xem xét hiệu suất của động cơ, hiệu suất truyền động cũng như trạng thái tải và không tải của thiết bị. Ở trạng thái đầy tải (tải), công suất gần bằng công suất định mức; còn ở trạng thái không tải (không tải), công suất thường vào khoảng 20% đến 30% công suất định mức.

Tính toán cụ thể về ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất đối với lượng điện tiêu thụ

Khi cần đánh giá tác động cụ thể của việc điều chỉnh giá trị cài đặt áp suất máy nén khí đối với mức tiêu thụ điện năng, có thể tiến hành ước tính theo các bước sau:

• Xác định dữ liệu chuẩnGhi lại giá trị cài đặt áp suất hiện tại cùng với lượng điện tiêu thụ trung bình hàng ngày hoặc công suất vận hành trung bình tương ứng.
• Tính chênh lệch áp suấtTính toán chênh lệch giữa áp suất mục tiêu và áp suất hiện tại. Ví dụ, nếu áp suất giảm 1 bar thì chênh lệch áp suất sẽ là 1 bar.
• Hệ số kinh nghiệm ứng dụng: Tính toán dựa trên hệ số kinh nghiệm ngành cho biết “mỗi khi giảm 1 bar sẽ tiết kiệm khoảng 7% năng lượng”. Nếu giảm 1 bar, dự kiến có thể tiết kiệm khoảng 7% điện năng so với trạng thái tải hiện tại.
• Xác định lượng điện tiêu thụ ước tính: Dự toán lượng điện tiêu thụ mới = Lượng điện tiêu thụ cũ × [1 – (chênh lệch áp suất × 7%)]。Cần lưu ý rằng, phép tính này chủ yếu áp dụng cho mức tiêu thụ năng lượng trong trạng thái tải; hiệu quả tiết kiệm năng lượng tổng thể thực tế còn phải được tính toán tổng hợp, kết hợp với tỷ lệ đóng/ngắt tải của thiết bị.

Tối ưu hóa thiết lập áp suất và các khuyến nghị tiết kiệm năng lượng

Mục đích cuối cùng của việc tính toán chính xác lượng điện tiêu thụ là nhằm tối ưu hóa vận hành hệ thống. Để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng một cách tối đa mà vẫn bảo đảm đáp ứng nhu cầu sản xuất, đề nghị áp dụng các biện pháp sau:

• Đánh giá chính xác nhu cầu sử dụng khí: Rà soát toàn diện nhu cầu áp suất tối thiểu thực tế của các thiết bị sử dụng khí ở cuối nhà xưởng, tránh việc tăng vô cớ áp suất đường ống tổng của hệ thống.
• Giảm tổn thất áp suất trong mạng lưới đường ống: Tối ưu hóa thiết kế mạng lưới đường ống khí nén, định kỳ vệ sinh bộ lọc, giảm thiểu các đoạn uốn cong trong đường ống và hiện tượng tiết lưu tại van, từ đó giảm tổn thất áp suất từ máy nén khí đến điểm sử dụng khí.
• Kiểm soát rò rỉ hệ thốngRò rỉ trong mạng lưới ống dẫn không chỉ gây lãng phí khí nén mà còn làm giảm áp suất hệ thống, buộc máy nén khí phải tăng áp suất xả để bù đắp lượng rò rỉ, từ đó làm tăng thêm mức tiêu thụ điện năng.
• Đưa vào công nghệ biến tần và điều khiển liên độngĐối với các trường hợp có biến động lớn về lưu lượng khí tiêu thụ, việc sử dụng máy nén khí biến tần hoặc triển khai điều khiển tập trung nhiều thiết bị có thể giúp hạn chế hiệu quả tình trạng lãng phí năng lượng do quá trình khởi động – dừng máy thường xuyên.