Máy nén khí có lưu lượng q = 0,6 nm³/phút, áp suất p = 0,80 MPa, vậy sản lượng khí hàng năm là bao nhiêu?

Hiểu về lưu lượng khí xả và các thông số áp suất của máy nén khí

Trước khi tính toán sản lượng khí hàng năm của máy nén khí, trước hết cần phải hiểu chính xác các thông số cốt lõi ghi trên nhãn mác của thiết bị. Trong đề bài này…q=0,6Nm³/phútĐại diện cho lưu lượng thể tích (lưu lượng xả) của máy nén khí; trong đó “Nm³” chỉ mét khối tiêu chuẩn, tức là thể tích của khí ở trạng thái tiêu chuẩn (thường là 0℃ và 1 áp suất khí quyển chuẩn). Điều này có nghĩa là mỗi phút, máy nén khí này có thể sản xuất được 0,6 mét khối khí nén theo điều kiện tiêu chuẩn.

Tham sốp= 0.80MPaĐại diện cho áp suất xả, tức là mức áp suất của khí nén khi được đưa ra ngoài. Khi tính toán tổng sản lượng khí, do lưu lượng xả đã được quy đổi về thể tích ở trạng thái tiêu chuẩn (Nm³), nên thông số áp suất chủ yếu được sử dụng để đánh giá nhu cầu chịu áp của mạng lưới đường ống và mức độ phù hợp với thiết bị tiêu thụ khí tại đầu cuối, chứ không trực tiếp tham gia vào phép tính tích của sản lượng khí tiêu chuẩn.

Công thức tính lý thuyết về sản lượng khí hàng năm

Cơ sở tính toán sản lượng khí hàng năm theo lý thuyết là tích của lưu lượng xả định mức của thiết bị với thời gian vận hành thực tế. Công thức tính cơ bản như sau:

Lưu lượng khí sản xuất hàng năm (Nm³/năm) = Lưu lượng xả khí mỗi phút (Nm³/phút) × 60 phút × Số giờ vận hành mỗi ngày (h/ngày) × Số ngày vận hành mỗi năm (ngày/năm)

Do sự khác biệt lớn trong chế độ bố trí ca làm việc giữa các doanh nghiệp, lượng khí sản xuất hàng năm không có một giá trị tiêu chuẩn tuyệt đối cố định, mà cần được ước tính theo từng nhóm dựa trên điều kiện vận hành thực tế.

Ước tính sản lượng khí hàng năm trong các chế độ vận hành khác nhau

Dựa trên lưu lượng xả khí định mức 0,6 Nm³/phút, lượng khí sản xuất tiêu chuẩn mỗi giờ là 0,6 × 60 = 36 Nm³/h. Dưới đây là lượng khí sản xuất hàng năm theo lý thuyết trong một số chế độ vận hành công nghiệp phổ biến:

• Vận hành liên tục suốt cả năm (24 giờ/ngày, 365 ngày/năm): Phù hợp với các ngành công nghiệp không ngừng máy như hóa chất, sản xuất liên tục, v.v. Lượng khí sản xuất hàng năm = 36 × 24 × 365 =315.360 Nm³.
• Vận hành theo chế độ hai ca (16 giờ/ngày, 250 ngày/năm): Áp dụng cho các doanh nghiệp sản xuất cơ khí thông thường, lắp ráp và các hoạt động sản xuất theo ca hai. Lượng khí sản xuất hàng năm = 36 × 16 × 250 =144.000 Nm³.
• Vận hành theo chế độ một ca (8 giờ/ngày, 250 ngày/năm): Áp dụng cho các doanh nghiệp ngành công nghiệp nhẹ, nhà máy chế biến quy mô nhỏ và các cơ sở làm việc theo ca ngày thông thường. Lượng khí sản xuất hàng năm = 36 × 8 × 250 =72.000 Nm³.

Các yếu tố gây sai lệch giữa sản lượng khí thực tế và giá trị lý thuyết

Trong các ứng dụng công nghiệp thực tế, lưu lượng khí sản xuất hàng năm thực tế của máy nén khí thường thấp hơn một chút so với giá trị tính toán lý thuyết nêu trên. Các yếu tố ảnh hưởng chủ yếu bao gồm:

• Thay đổi điều kiện môi trường: Nhiệt độ khí nạp tăng hoặc độ cao địa hình tăng sẽ làm giảm mật độ không khí, từ đó khiến khối lượng khí thực tế được nạp vào giảm, ảnh hưởng đến lưu lượng xả tiêu chuẩn.
• Thiết bị lão hóa và hao mòn: Khi thời gian vận hành tăng lên, sự mài mòn của rôto máy nén và tình trạng kín khít của van khí suy giảm sẽ làm giảm hiệu suất thể tích, dẫn đến hiện tượng suy giảm lưu lượng xả.
• Rò rỉ hệ thống và sụt ápCác rò rỉ nhỏ trong hệ thống đường ống cùng với tổn thất áp suất do bộ lọc và máy sấy tạo ra sẽ làm giảm lượng khí hữu ích thực tế có thể sử dụng tại đầu cuối.
• Thời gian tải và dỡ hàngNếu máy nén khí không vận hành ở chế độ tải đầy với tần số điện lưới mà thường xuyên ở trạng thái tải – không tải, thì lưu lượng xả thực tế trung bình sẽ thấp hơn giá trị định mức.

Do đó, khi lập kế hoạch sử dụng khí trong nhà xưởng hoặc tính toán tiêu thụ năng lượng, nên nhân giá trị tính toán lý thuyết với hệ số hiệu suất tổng hợp từ 0,85 đến 0,95 để thu được số liệu sản lượng khí hàng năm sát với thực tế hơn.