Hồ sơ áp suất của một hệ thống máy nén khí là một đồ thị biểu
diễn sự thay đổi của áp suất tại các vị trí khác nhau trong hệ. Hồ sơ áp suất của
hệ thống có sự ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu vận hành và hiệu suất của hệ
thống. Yêu cầu cơ bản nhất của hệ thống là áp suất tại hộ tiêu thụ phải đạt giá
trị yêu cầu của quá trình sản xuất. Đồ thị áp suất thường được đo tại một số vị
trí quan trọng trong hệ thống máy nén khí.
Các điểm đo áp suất thường dùng để xây dựng đồ thị áp suất.
– Áp suất vận hành lớn nhất của máy nén khí (MWP)
– Dải điều chỉnh áp suất của máy nén khí
– Độ sụt áp qua các thiết bị xử lý
– Độ chênh áp dự trữ trong bình chứa sơ cấp
– Áp suất đầu cấp tới hệ thống phân phối
– Áp suất đầu cấp tới đường ống nhánh cấp cho 1 hay nhiều hộ
tiêu thụ
– Áp suất tại điểm nối vào hộ tiêu thụ
– Áp suất sau khi sử dụng (không được biểu diễn trong đồ thị
4-6.1)
Đồ thị hồ sơ áp suất sau đây chỉ ra áp suất vận hành lớn nhất
của máy nén khí là (MWP), 9.0 bar. Dải áp suất vận hành từ 8.0 đến 8.7 bar. Độ
sụt áp qua thiết bị xử lý không khí là 0.5 bar, áp suất vận hành bình thường ở
đầu cấp khí nén cho hệ thống phân phối là 7.5 bar.
So do ap suat trong he thong may nen khi
Phân phối máy nén khí CompKorea – Hàn Quốc. Chuyên sửa máy
nén khí Hitachi, Kobelco, Atlas Copco, Airman, Mitsuiseiki, Boge, Fusheng,
Hanshin…uy tín. Cho thuê máy nén khí trục vít, piston tại Hà Nôi
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 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).
Ho so ap suat chi ra do chenh ap cho du tru khi nen
Ho so ap suat chi ra do chenh ap cho du tru khi nen
Phân phối máy nén khí CompKorea – Hàn Quốc. Chuyên sửa máy
nén khí Hitachi, Kobelco, Atlas Copco, Airman, Mitsuiseiki, Boge, Fusheng,
Hanshin…uy tín. Cho thuê máy nén khí trục vít, piston tại Hà Nôi
Trong khi độ chênh áp 1 bar ở áp suất cung cấp là cần thiết
để tạo ra thể tích dự trữ hữu ích, nó cũng đồng thời làm tăng áp suất của hệ thống
dẫn đến việc nhu cầu khí nén giả tăng lên. Ngoài ra, ta còn có tổn thất áp suất
giữa vị trí ống nối vào hộ tiêu thụ và hộ tiêu thụ. Áp suất của hộ tiêu thụ là
vị trí mà tại đó năng lượng của khí nén chuyển hóa thành công năng phục vụ sản
xuất. Nó có thể là xy lanh khí, thiết bị truyền động quay, kìm khí nén, mũi
phun,… Hầu hết tổn thất áp suất giữa điểm kết nối và áp suất cuối quá trình
tiêu thụ được xác định đều dựa trên kết quả của việc thiết kế chính xác của nhà
sản xuất đã cung cấp các thiết bị đó.
Hồ sơ áp suất của một hệ thống thực tế được xác định dựa
trên việc đo đạc áp suất vận hành của hệ thống. Các bộ thu thập dữ liệu tự ghi
rất cần thiết để hiểu được hồ sơ áp suất của hệ thống thay đổi như thế nào theo
thời gian. Các bộ thu thập dữ liệu này được triển khai ở nhiều vị trí. Bằng việc
đồng bộ hóa thời gian của các bộ thu thập dữ liệu này, sự thay đổi động của hồ
sơ áp suất có thể được khảo sát.
Ban may nen khi truc vit Compkorea – Han Quoc. Chuyen sua
may nen khi Hitachi, Kobelco, Atlas Copco, Airman, Mitsuiseiki, Boge, Fusheng,
Hanshin.. uy tin. Cho thue may nen khi truc vit – piston tai Ha Noi
Ứng dụng thực tiễn của hồ sơ áp suất
Hồ sơ áp suất của một hệ thống máy nén khí có rất nhiều ảnh
hưởng tới vận hành và hiệu suất của hệ thống. Có rất nhiều vấn đề thực tế cần
cân nhắc mà người kỹ sư hệ thống máy nén khí cần đánh giá. Áp suất tối ưu thấp
nhất cấp cho đầu cấp phụ thuộc vào yêu cầu áp suất cuối, tổn thất áp suất trên đường
ống phân phối và trong đoạn ống nối đến thiết bị. Áp suất ở phần sản xuất khí
nén bị giới hạn bởi áp suất cao nhất của máy nén khí được cài đặt. Dải điều chỉnh
áp suất, áp suất tổn thất trên các thiết bị xử lý không khí, và áp suất cho
phép trong bình chứa dự trữ theo kết quả của phương trình áp suất phải lớn hơn
áp suất tối ưu thấp nhất cấp cho đầu cấp. Để tối ưu hóa hiệu suất vận hành của
hệ thống máy nén khí, người kỹ sư phải xác định áp suất mục tiêu cấp cho đầu cấp.
Áp suất mục tiêu nên là áp suất tối ưu thấp nhất cần để đảm bảo các yêu cầu của
sản xuất. Việc vận hành tại áp suất quá cao sẽ gây ra sự tổn hao năng lượng.
Giảm áp suất của hệ thống sẽ giảm lượng năng lượng cần để
sản xuất khí nén
o Năng lượng tiêu thụ của máy nén khí giảm đi 6% khi áp suất
giảm đi 1 bar (đối với máy nén thể tích).
o Nhu cầu không khí nén giảm đi từ 6% đến 12% khi áp suất giảm
đi 1 bar (giả thiết là 50% đến 100% hộ tiêu thụ không có van điều chỉnh).
Áp suất mục tiêu nên được lựa chọn sau khi hoàn thành việc
khảo sát hồ sơ áp suất và loại bỏ những tổn thất áp suất không thu hồi được quá
lớn. Ví dụ như việc sử dụng kém hiệu quả các ống mềm, phụ kiện đường ống, bộ lọc,
van điều chỉnh … tại các hộ tiêu thụ, nó thường gây ra tổn thất áp suất từ 20
psig đến 40 psig hoặc nhiều hơn. Tổn thất áp suất cho phép nên nhỏ hơn, từ 5
psig đến 8 psig.
Trước khi xác định áp suất mục tiêu cấp cho các đầu cấp của
hệ thống khí nén, các tổn thất áp suất không thể thu hồi nên được giảm thiểu.
Có 2 dạng tổn thất áp suất trong một hệ thống. Dạng thứ nhất
là không thể thu hồi được – ví dụ như khi đi qua 1 fin lọc, đây là một dạng tổn
thất năng lượng của hệ thống. Dạng thứ hai là tổn thất áp suất có thể thu hồi
được, ví dụ như việc tăng áp suất trong bình chứa không khí dự trữ. Nó sẽ làm
tăng chi phí năng lượng của hệ thống khi năng lượng của khí nén được dự trữ
trong bình chứa. Tuy nhiên, nó là năng lượng có thể thu hồi được và được sử dụng
khi nhu cầu khí nén cần sử dụng đến năng lượng dự trữ này.
Ban may nen khi truc vit Compkorea – Han Quoc. Chuyen sua
may nen khi Hitachi, Kobelco, Atlas Copco, Airman, Mitsuiseiki, Boge, Fusheng,
Hanshin.. uy tin. Cho thue may nen khi truc vit – piston tai Ha Noi
Các thành phần hệ thống khí nén có tổn thất áp suất không
thu hồi được
o Đường ống và phụ kiện, bộ chia, cút ngoạt, …
o Thân bộ lọc và phụ kiện bộ lọc (lọc tốt hơn = tổn thất áp
suất lớn hơn).
o Bộ làm mát, bộ sấy không khí, bộ tách ẩm.
o Ống mềm, phụ kiện, đầu nối tháo rời, các bộ lọc của hộ
tiêu thụ, các bộ tách dầu
o Lỗ rò, các van kim, các bộ điều khiển tốc độ, ống và phụ
kiện
Các thành phần hệ thống máy nén khí có độ chênh áp thu hồi
được
o Bình chứa dự trữ khí nén sơ cấp, thứ cấp, của hộ tiêu thụ
– Lượng năng lượng thu hồi được tỷ lệ thuận với độ chênh áp
suất vận hành của bình chứa (áp suất cuối trừ đi áp suất đầu).
– Bình chứa dự trữ đóng góp một thành phần nhỏ trong tổn thất
áp suất không thu hồi được thông qua các ống nối vào và ra của bình chứa.
– Đường ống đóng góp một thành phần nhỏ trong số năng lượng
có thể thu hồi này. Thể tích đường ống thường rất nhỏ so với thể tích bình chứa
dự trữ. Hệ thống hoạt động ổn định với độ chênh áp trong đường
ống là nhỏ nhất, đây chính là yêu cầu của hệ thống đường ống
phân phối khi vận hành với một áp suất phù hợp.
Các thành phần của hệ thống máy nén khí có cả tổn thất áp
suất thu hồi được và không thu hồi được.
o Van điều chỉnh áp suất
– Tổn thất áp suất thu hồi được: áp suất sẽ tăng lên nếu van
điều chỉnh áp suất được chỉnh lại để từ điểm cài đặt ban đầu đến áp suất cao nhất
có thể.
– Tổn thất áp suất không thu hồi được bao gồm độ chênh áp, độ
chênh áp này cần thiết để di chuyển cánh van đến vị trí mà nó được bộ điều khiển
chỉ thị. Bên cạnh đó, tổn thất áp suất không thu hồi được còn liên quan tới lưu
lượng dòng khí nén chảy qua van và tổn thất áp suất khi van mở hoàn toàn.
o Bộ điều khiển lưu lượng/áp suất
– Tổn thất áp suất thu hồi được- độ chênh áp dự trữ khí nén
(áp suất cuối trừ đi áp suất đầu) luôn có sẵn trong hệ thống khi duy trì áp suất
mục tiêu đặt tại đầu ra của bộ điều khiển lưu lượng.
Tổn thất áp suất không thu hồi được bao gồm độ chênh áp, độ
chênh áp này cần thiết để di chuyển các thành phần của bộ điều khiển đến vị trí
mà nó được bộ điều khiển chỉ thị. Bên cạnh đó, tổn thất áp suất không thu hồi
được còn liên quan tới lưu lượng dòng khí nén chảy qua van và tổn thất áp suất
khi van mở hoàn toàn.
Một thiết kế hồ sơ áp suất được tối ưu hóa cần làm giảm thiểu
tổn thất áp suất không thu hồi được và xác đinh áp suất nhỏ nhất tại đầu nối ra
hộ tiêu thụ. Áp suất vận hành của máy nén khí ở tại nguồn của hệ thống nên thấp
nhất có thể trong khi vẫn đảm bảo được độ chênh áp yêu cầu của hệ thống.
Tiêu chuẩn thiết kế hồ sơ áp suất
Việc thiết kế tối ưu hồ sơ áp suất của 1 hệ thống máy nén
khí nhằm tới những mục tiêu sau:
1) Vận hành bộ điều khiển máy nén khí trong một dải áp suất
hẹp nhất có thể trong khi vẫn đảm bảo:
a) Các máy nén khí không cần thiết sẽ tự động tắt.
b) Tất cả các máy nén khí, trừ một máy nén khí, hoạt động tại
chế độ đầy tải.
c) Chỉ một máy nén khí cung cấp khả năng điều chỉnh theo tải,
chọn máy nén khí có hiệu suất hoạt động non tải cao nhất với bộ điều khiển có sẵn.
2) Vận hành áp suất đầu đẩy của máy nén khí tại áp suất thấp
nhất có thể.
3) Thiết lập áp suất khí nén ở điểm nối vào hộ tiêu thụ ở mức
tối ưu thấp nhất, cần thiết phải đảm bảo cung cấp đủ nhu cầu khí nén cho sản xuất.
4) Tạo ra độ chênh áp (áp suất cuối trừ đi áp suất đầu) để tạo
ra thể tích dự trữ khí nén hữu ích cần thiết. Năng lượng khí nén dự trữ này phục
vụ cho các hiện tượng tải hoặc phục vụ trong thời gian chờ khởi động một máy
nén khí dự phòng khi tải tăng lên.
5) Sử dụng năng lượng khí nén dự trữ để ngăn chặn việc khởi
động thêm máy nén khí khi xảy ra các hiện tượng tăng nhu cầu tải đỉnh trong thời
gian ngắn.
6) Tối thiểu hóa tổn thất áp suất không thu hồi được trong
toàn hệ thống.
7) Điều khiển tổn thất áp suất thu hồi được của bình chứa sơ
cấp loại bỏ nhu cầu khí nén giả.
8) Điều khiển áp suất mục tiêu đầu cấp tới điểm tối ưu thấp
nhất trong khi tính toán tổn thất áp suất không thu hồi được trên hệ thống phân
phối và ống nối vào hộ tiêu thụ.
9) Sử dụng bộ điều khiển áp suất tại hộ tiêu thụ khi tại đó
có các tổn thất áp suất có thể thu hồi được. Loại bỏ các bộ điều khiển áp suất
luôn được cài đặt mở hoàn toàn.
Ban may nen khi truc vit Compkorea – Han Quoc. Chuyen sua
may nen khi Hitachi, Kobelco, Atlas Copco, Airman, Mitsuiseiki, Boge, Fusheng,
Hanshin.. uy tin. Cho thue may nen khi truc vit – piston tai Ha Noi
Đăng nhận xét