Cách tính lưu lượng khí nén của máy nén khí như thế nào?

Khái niệm cơ bản về lượng khí sản xuất

Lưu lượng khí nén của máy nén khí thường được hiểu làThể tích khí nén được đưa ra trong một đơn vị thời gian, còn thường được gọi là dung tích xả, lưu lượng thể tích hoặc lưu lượng không khí tự do. Các đơn vị phổ biến bao gồm m³/min, L/min Với đơn vị Nm³/phút. Khi xác định lưu lượng khí sản xuất, trước hết cần làm rõ đó là lưu lượng ở điều kiện vận hành hay lưu lượng ở điều kiện tiêu chuẩn; nếu không, các giá trị đo được ở các áp suất và nhiệt độ khác nhau sẽ không thể so sánh trực tiếp.

Ý tưởng tính toán lượng khí sản xuất theo lý thuyết

Đối với máy nén khí kiểu thể tích, lượng khí sản xuất lý thuyết có thể được xác định trước tiên thông qua các thông số cấu tạo. Đối với thiết bị piston chuyển động tịnh tiến, có thể tham khảo:Thể tích xả lý thuyết ≈ thể tích hành trình của một xi-lanh × số xi-lanh × tốc độ quay của trục khuỷu. Dung tích hành trình của xilanh đơn phụ thuộc vào đường kính xilanh và hành trình; đối với xilanh hai tác động, cần tính riêng dung tích làm việc hữu ích ở mỗi phía. Còn đối với thiết bị kiểu trục vít, có thể tham khảo:Thể tích xả lý thuyết ≈ thể tích làm việc của rôto mỗi vòng quay × tốc độ quay.

Lưu lượng khí thực tế và hiệu suất thể tích

Lưu lượng khí thực tế thường thấp hơn giá trị lý thuyết do ảnh hưởng của thể tích khoảng trống dư, rò rỉ bên trong, trở lực đường hút, sự tăng nhiệt độ cũng như khe hở giữa các chi tiết van hoặc rotor. Có thể biểu diễn mối quan hệ này bằng công thức:Thể tích xả thực tế = Thể tích xả lý thuyết × Hiệu suất thể tíchTrong quá trình lựa chọn hoặc nghiệm thu, cần chú trọng hơn đến lưu lượng xả thực tế có thể sử dụng, thay vì chỉ căn cứ vào các thông số lý thuyết.

Tính toán lượng khí cần sản xuất theo nhu cầu sử dụng khí

• Tổng hợp lượng tiêu thụ khí danh định của từng điểm sử dụng khí, đồng thời phân biệt giữa chế độ sử dụng khí liên tục và chế độ sử dụng khí gián đoạn.
• Cần tính đến hệ số đồng thời để tránh việc đơn giản cộng tổng các giá trị cực đại của tất cả thiết bị.
• Dự phòng không gian cho rò rỉ đường ống, mở rộng trong tương lai và dao động của các công cụ khí nén.
• Nếu lắp đặt các thiết bị xử lý sau như máy sấy, bộ lọc, v.v., cần đánh giá ảnh hưởng của tổn thất áp suất và lượng khí tiêu thụ trong quá trình tái sinh đến lưu lượng khí có thể sử dụng.

Logic ước tính thường dùng là:Lưu lượng khí cần thiết = Tổng lưu lượng khí tiêu thụ của các thiết bị × Hệ số đồng thời sử dụng × Hệ số an toànCác hệ số cụ thể cần được xác định trên cơ sở kết hợp giữa quy trình công nghệ, tính ổn định của nhu cầu khí và trình độ quản lý tại hiện trường.

Chuyển đổi giữa các giá trị áp suất và nhiệt độ khác nhau

Thể tích của khí nén thay đổi theo áp suất và nhiệt độ. Khi cần chuyển đổi giữa các trạng thái khác nhau, có thể sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng:Q2=Q1×(P1/P2)×(T2/T1)Trong đó, áp suất phải được tính theo áp suất tuyệt đối, còn nhiệt độ phải được tính theo nhiệt độ nhiệt động học. Khi thực hiện quy đổi, cần làm rõ các định nghĩa về điều kiện tiêu chuẩn, điều kiện vận hành và trạng thái hút khí thực tế, tránh việc sử dụng lẫn lộn các số liệu có phạm vi khác nhau.

Khuyến nghị về lựa chọn và kiểm tra tính toán

Khi tính toán lưu lượng khí sản xuất, không chỉ nên chú trọng đến sự phù hợp về giá trị số liệu, mà còn cần quan tâm đến cấp áp suất, khả năng vận hành liên tục, hiệu suất năng lượng và độ ổn định. Nếu yêu cầu áp suất sử dụng cao, độ cao môi trường thấp hoặc nhiệt độ khí đầu vào cao, lưu lượng khối lượng thực tế và lượng khí có thể sử dụng có thể bị ảnh hưởng. Khuyến nghị nên giữ lại một biên dự phòng hợp lý trên cơ sở kết quả tính toán, đồng thời kết hợp với chế độ điều khiển đóng/ngắt, điều chỉnh biến tần hoặc bố trí bồn chứa khí nhằm nâng cao tính ổn định trong quá trình vận hành của hệ thống.