Giải pháp tiết kiệm năng lượng - điều chỉnh khí nén
Điều cần lưu ý đầu tiên đối với hệ thống khí nén là hiện tượng sụt áp.
Sụt áp là một hiện tượng giảm áp suất từ máy nén khí tới hộ sử dụng. Hiện tượng sụt áp xảy ra khi khí nén đi qua các thiết bị phụ trợ và hệ thống phân phối. Một hệ thống thiết kế tốt thì sụt áp trên toàn hệ thống nhỏ hơn 10%, đo từ bình chứa tới hộ sử dụng. Sụt áp lớn gây ra giảm hiệu suất hệ thống và làm tăng chi phí vận hành. Làm tăng áp lực lên các thiết bị trên hệ thống hơn cần thiết làm tăng áp suất vận hành của máy nến khí. Nếu nhu cầu áp lực tăng thì thay vì tăng áp suất vận hành thì nên tìm cách giảm sự sụt áp.
Một hình phạt khác cho việc áp suất cao hơn cần thiết là làm tăng rò rỉ. Thông thường áp suất vận hành của hệ thống thường cao hơn áp suất yếu cầu từ 30~50%. Đối với hệ thống khoảng 7kg/cm thì cứ tăng 0,14kg/cm thì tiêu thụ năng lượng sẽ tăng thêm 1%. Sụt áp, một hệ thống khí nén được thiết kế tốt thì sự sụt áp không quá 10% kể từ bình chứa cho tới vị trí sử dụng.
Điều gì gây nên sự sụt áp?
Bất kỳ vật cản trở, sự giới hạn, sự nhấp nhô bề mặt ống dẫn trong hệ thống đều gây nên sự sụt áp. Gây nên sự sụt áp thường do bộ lọc, tách dầu, bôi trơn… Do đó khi lắp đặt và chọn thiết bị cần quan tâm tới yếu tố gây sụt áp.
Một bộ lọc có thể gây sụt áp 20PSI =1.4 kg/cm
Để giảm thiểu sự sụt áp, thì n có một phương pháp tiếp cận trong việc thiết kế và bảo trì hệ thống.
Các bước có thể tiến hành như sau:
1. Thiết kế hợp lý hệ thống phân phối.
2. Duy trì sự hoạt động của các bộ lọc và bộ sấy để hạn chế tối thiểu sự ảnh hưởng của bụi làm tắc đường ống.
3. Lựa chọn các thiết bị như: bộ lọc, bộ sấy, bộ làm mát có thông số sụt áp càng nhỏ càng tốt.
4. Quãng đường di chuyển của khí nén qua hệ thống càng ngắn càng tốt.
VẤN ĐỀ RÒ RỈ Ở HỆ THỐNG KHÍ NÉN.
Rò rỉ là một trong những nguyên nhân gây lãng phí năng lượng lớn. Có những trường hợp lên tới từ 20 cho tới 30% lượng khí nén được sản xuất ra.
Khớp nối ống, đường ống.
Bộ lọc, bộ xả nước ngưng tụ, bộ hiển thị áp suất…
Đánh giá lượng khí nén bị rò rỉ:
Chỉ các loại máy nén khí, điều khiển dạng on/off, load/unload, có một cách rất dễ dàng để đánh giá lượng khí nén bị rò rỉ.
Phương pháp này thực hiện bằng cách cho hệ thống khởi động khi đóng (tắt) tất cả các máy công cụ sử dụng khí nén, con số tính toán dựa trên khoảng thời gian trung bình máy nén on và máy nén off vì khi đó rò rỉ là nguyên nhân chính làm cho máy nén chạy lại và công thức được tính như sau:
% rò rỉ = T.100%/(T+t)
Trong đó: T là thời gian máy nén chạy (phút)
t là thời gian máy nén ngưng hoạt động.
Hệ thống máy nén được bảo trì tốt có % rò rỉ dưới 10%.
Đối với máy nén khí được điều khiển bằng phương pháp khác thì cách để tính rò rì dựa trên sự sụt áp tại bình trữ khí. Phương pháp này cần sự tính toán ước lượng tổng lượng khí nén trong hệ thống (mét khối). Khi hệ thống khởi động nó sẽ đẩy đồng hồ đo áp lên áp lực P1, rò rỉ sẽ làm cho áp lực P1 giảm tới áp lực P2 trong khoảng thời gian T và công thức tính như sau :
Rò rỉ (mét khối/phút) = (V x (P1-P2)/T x 14.7) x 1.25
Kiểm tra sự rò rỉ :
Rò rỉ khí nén thường không thể thấy được bằng mắt thường, cách tốt nhất là sử dụng thiết bị phát hiện siêu âm (ultrasonic), thiết bị này cho phép phát hiện những âm thanh ở tần số siêu âm do sự rò rỉ sinh ra mà tai người không thể nghe được. Hoặc cách đơn giản hơn là sử dụng nước xà phòng bôi lên những chỗ nghi ngờ có sự rò rỉ để kiểm tra.
SỰ LẠM DỤNG SỬ DỤNG KHÍ NÉN
Khí nén là một trong nhưng năng lượng đắt tiền nhất có sẵn trong nhà máy. Vì khí nén sạch sẽ, dễ sử dụng, sẵn có nên khí nén thường bị lạm dụng sử dụng cho các ứng dụng khác mà đôi khi nguồn năng lượng khác thay thế là kinh tế hơn. Hiệu suất chung của máy nén khí nằm trong khoảng 6 %, rất thấp.
Các ứng dụng không phù hợp cho việc sử dụng khí nén bao gồm:
• Open blowing – Thổi.
• Sparging – sục khí.
• Aspirating – hút.
• Atomizing – phun sương.
• Padding – độn vật
• Dilute-phase transport – pha loảng luồng di chuyển.
• Dense-phase transport – làm đặc luồng di chuyển.
• Vacuum generation – tạo chân không.
• Personnel cooling – làm mát cá nhân.
• Open hand-held blowguns or lances – mở các súng thổi hoặc bắn cầm tay.
• Diaphragm pumps – sử dụng cho bơm màng.
• Cabinet cooling – làm mát tủ máy.
Mối tiềm năng cho việc thay thế ứng dụng không hợp lý khí nén được đề suất dưới đây:
Mở Thổi.
Mở thổi là áp dụng sử dụng khí nén với một ống mở không được kiểm soát, vòi, hoặc cho một đường ống của các ứng dụng này như:
• Làm mát.
• Làm mát bạc đạn.
• Sấy khô.
• Làm sạch.
• Thoát dòng không khí nén.
• Đẩy ùn tắc trên băng tải.
Những lựa chọn để thay thế để mở ống thổi như là:
• Brushes – bàn chải.
• Brooms – chổi quét.
• Dust collection systems – hệ thống hút bụi.
• Non-air-loss auto drains- hệ thống phun sương không tổn thất khí.
• Blowers – quạt thổi.
• Electric fans – quạt điện.
• Electric barrel pumps – máy bơm điện.
• Mixers – máy trộn.
• Nozzles. – lỗ phun nhỏ.