Khí nén được ứng dụng rất nhiều vào trong lĩnh vực sản xuất, gia công chế tạo trong các nhà xưởng. Vậy hệ thống máy nén khí cần dựa vào các yếu tố nào để có thể tính toán ra một hệ thống máy nén khí hoàn chỉnh? Thông thường chúng ta sẽ dựa vào năm yếu tố cơ bản gồm: lưu lượng khí nén, áp lực khí nén cần sử dụng, công suất máy nén khí, chất lượng khí nén và nhu cầu sử dụng.
Nhấn vào ảnh để xem ở chế độ toàn màn hình
1. Lưu lượng khí nén: Trong nhà máy, nhà xưởng sẽ có rất nhiều thiết bị tiêu thụ khí nén do vậy để chọn được đúng lưu lượng khí nén có thể đáp ứng được toàn bộ hoạt động sản xuất của nhà máy, nhà xưởng ta cần phải tổng hợp được hết tất cả các thiết bị tiêu thụ khí nén bằng cách cộng dồn sau đó dự phòng khoảng 10% – 20% tổn thất khí nén áp lực tùy từng trường hợp. Lưu lượng khí nén thường thể hiện dưới các thông số: m3/phút, m3/giờ, lít/phút, Nm3/phút, CFM với công thức quy đổi như sau: + 1m3/phút = 1.000 lít/phút + 1m3/phút = 1,089 x 1 Nm3/phút + 1 CFM = 0,0283m3/phút
2. Áp lực khí nén: đây là thông số rất quan trọng để các thiết bị cơ cấp chấp hành dựa trên khí nén có thể hoạt động được. Ta cần phải biết trong các thiết bị tiêu thụ khí nén thì áp lực lớn nhất mà thiết bị này cần cung cấp là bao nhiêu để có thể chọn máy nén khí cho phù hợp. Ví dụ nếu có 1 thiết bị cần phải cung cấp áp lực tối thiểu là 8 bar thì ta không được chọn máy nén khí chỉ cung cấp tối đa áp lực là 7.5 bar vì như vậy thiết bị này sẽ không hoạt động được. Sau khi đã tính toán được áp lực tối đa cần có thì ta cần phải biết được tổn hao áp lực của toàn hệ thống là bao nhiêu bar để tính toán ra áp lực cần thiết cho máy nén khí. Chúng ta có thể tham khảo sơ đồ áp suất như hình bên dưới.
Áp suất đầu cấp nhỏ nhất cho phép là 6.5 bar, lúc này khí nén tại đầu cấp cho thiết bị sử dụng khí nén là 5.5. Việc tăng áp suất vận hành bình thường lên cao hơn áp suất nhỏ nhất 1 bar ở đầu cấp cho hệ thống phân phối nhằm ngăn ngừa các sự cố trong hệ thống. Người vận hành thường cài đặt áp suất vận hành cao hơn áp suất nhỏ nhất cần để cung cấp khí nén cho quá trình sản xuất.
Trong quá trình vận hành bình thường, đồ thị hồ sơ áp suất chỉ ra rằng có độ sụt áp 2 bar ở phía tiêu thụ khí nén của hệ thống. Áp suất ở đầu cấp cho các ống nhánh dẫn đến hộ tiêu thụ là 7.3 bar và áp suất tổn thất trên đoạn ống nhánh này là 0.8. Áp suất ở chế độ vận hành bình thường cấp thiết bị sử dụng, thiết bị này yêu cầu máy khí nén áp suất 5.5 bar, sẽ là 6.5 bar.
Trên thực tế, việc tăng áp suất lên 1 bar nhằm tạo ra độ chênh áp dụ trữ của hệ thống, 6.5 bar chính là áp suất mục tiêu thấp nhất tối ưu của hệ thống là. (Áp suất mục tiêu tối ưu thấp nhất là giá trị áp suất ở đầu cấp nhỏ nhất đảm bảo cung cấp khí nén hợp lý cho các yêu cầu sản xuất).
Áp lực máy khí nén thường được tính theo đơn vị Mpa (Megapascal), bar, kgf/cm2, psi, atm… Với công thức quy đổi như sau: + 1 Mpa = 10 bar + 1 atm pressure = 1,01325 bar + 1 bar = 14,5038 psi + 1 bar = 1,0215 kgf/cm2
3. Công suất máy nén khí: khi đã tính toán được hai thông số trên bao gồm lưu lượng và áp lực thì ta sẽ tính toán ra được công suất máy nén khí tương ứng. Trong trường hợp hệ thống máy nén khí đã có sẵn và ta muốn mua bổ sung thêm thì cần phải tính toán xem hệ thống máy nén khí hiện tại đang thiếu áp lực hay lưu lượng để có kế hoạch bổ sung cho hợp lý.
Công suất máy nén khí thường được tính theo đơn vị Kw hoặc HP (sức ngựa) với công thức quy đổi như sau: + 1kw = 1,35 HP Như vậy máy nén khí: + 7.5kw = 11Hp + 11kw = 15Hp + 22kw = 30Hp + 37kw = 50Hp
4. Chất lượng máy nén khí: sẽ phụ thuộc vào hai yếu tố tính chất khí nén và chất lượng khí nén. + Tính chất khí nén Máy nén khí không dầu ( trong khí nén không có lẫn dầu) thường được dùng trong công nghệ thực phẩm sạch như bia rượu, sản xuất dược phẩm, vi mạch điện tử, thiết bị y tế, sản xuất thực phẩm nước giải khát……. Hiện tại có 2 công nghệ đối với máy nén khí không dầu gồm máy nén khí khô nghĩa là trong đầu nén không được bôi trơn bằng dầu nhưng công nghệ máy nén khí kiểu này vẫn dùng dầu để bôi trơn bạc đạn, ổ bi, hộp số nên nếu quá trình bảo dưỡng không tốt thì các phớt chắn dầu có thể để dầu lọt vào trong đầu nén và sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Các dòng máy nén khí hiện này đang sử dụng công nghệ này gồm Hitachi, Kobelco, Airman…
Một công nghệ tiên tiến hơn đối với dòng máy nén khí không dầu đó là công nghệ máy nén khí ướt có nghĩa đầu nén được bôi trơn và làm mát bằng nước nên đảm bảo khí nén đảm bảo tuyệt đối 100% không dầu. Hiện này máy nén khí Mitsui Seiki đang sử dụng công nghệ này.
Máy nén khí có dầu (trong khí nén có lẫn một phần rất nhỏ hơi dầu do đầu nén được ngập trong dầu nhằm bôi trơn và làm mát cho trục vít): loại máy nén khí này thường được dùng trong các nhà máy gia công cơ khí, dùng cho các cơ cấu chấp hành…….
+ Chất lượng khí nén Bao gồm độ tinh khiết của khí nén có chứa bao nhiêu phần trăm hơi nước, hơi dầu, bụi bẩn… Để bảm bảo chất lượng khí nén cao thì ta cần phải chọn thêm các thiết bị phụ trợ khác bao gồm máy sấy khí, hệ thống lọc, hệ thống tách hơi dầu…
5. Nhu cầu sử dụng: nói lên mức độ quan trọng của hệ thống khí nén đối với nhu cầu sản xuất. Nếu nhu cầu sử dụng khí nén nhiều và liên tục làm việc 24/24h thì cần phải có hệ thống máy nén khí dự phòng. Nếu nhu cầu sử dụng khí nén không đồng đều lúc thì cần nhiều khí lúc thì không sử dụng đến thì cần phải chọn máy nén khí có điều khiển biến tần hoặc có chế độ dừng tự động để tiết kiệm điện.
(Nguồn: maynenkhichinhhang.com)
