Máy nén khí cách quản lý nhiều hệ thống máy hoàn hảo

Việc kiểm soát hệ thống khí nén có thể là một thách thức, đặc biệt bạn đang sử dụng nhiều máy nén khí ở các phòng khác nhau. Bài viết dưới dây Ban Mai giúp bạn tìm hiểu về cách quản lý nhiều hệ thống khí nén, bạn có thể giảm đáng kể chi phí năng lượng và đạt được áp suất không khí đáng tin cậy hơn.

Áp suất điều khiển máy nén khí

Để giải thích cách máy nén khí kiểm soát áp suất, chúng tôi sẽ sử dụng máy nén trục vít quay làm ví dụ, đây là loại máy nén được sử dụng phổ biến nhất trong môi trường công nghiệp. Các chiến lược chúng tôi thảo luận dưới đây có thể không nhất thiết phải áp dụng cho hệ thống máy nén ly tâm.

Máy nén kiểm soát áp suất của không khí rời khỏi hệ thống. Trong cách sắp xếp dải áp suất xếp tầng thông thường, những máy này thường sẽ cung cấp áp suất không khí khoảng 100 psi  khi cả hai máy nén đều được tải đầy đủ. Điều này sẽ thay đổi thành khoảng 115 psi khi tải nhẹ nhất.

Tuy nhiên, điều đó không đơn giản như vậy vì có một vấn đề lớn mà bạn sẽ phải giải quyết – chênh lệch áp suất. Để minh họa vấn đề này, hãy xem xét một hệ thống khí nén đơn giản trong đó không khí rời khỏi hai máy nén đi qua bộ lọc, máy sấy, đường ống hệ thống và sau đó là bộ  lọc, bộ điều chỉnh và chất bôi trơn  (FRL) trước khi đến người dùng cuối quan trọng.

Trong các hệ thống khí nén, thông số quan trọng nhất là áp suất. Nếu áp suất không được giữ ở mức tối thiểu nhất định, các máy chạy bằng khí nén sẽ không còn hoạt động bình thường, điều này có thể làm gián đoạn quá trình sản xuất. Nếu thế giới hoàn hảo thì việc kiểm soát áp lực sẽ rất đơn giản. Chúng ta có thể dễ dàng đặt máy nén ở áp suất không khí yêu cầu tối thiểu. Nếu không có bất kỳ sự trợ giúp nào từ chúng tôi, máy nén có thể khởi động, dừng, tải và dỡ tải để duy trì áp suất đầu ra lý tưởng và mức tiêu thụ năng lượng tối ưu.

Tuy nhiên, khi không khí di chuyển qua từng bộ phận của hệ thống, nó sẽ mất áp suất. Điều này có nghĩa là vào thời điểm đến tay người dùng cuối, áp suất sẽ thấp hơn đáng kể. Áp lực ở đây – nơi có người dùng cuối quan trọng – cần được kiểm soát chính xác. Tuy nhiên, điều kiện thực tế khiến việc quản lý áp lực này một cách chính xác trở nên khó khăn.

>>Xem thêm: cầu nâng ô tô giá rẻ

Việc giảm áp suất không khí ảnh hưởng đến hệ thống như thế nào?

Khi máy nén khí được tải đầy đủ, áp suất không khí sẽ giảm khi di chuyển qua các bộ phận của hệ thống. Dưới đây là ví dụ về sự sụt giảm áp suất phổ biến xảy ra khi không khí đi qua hệ thống:

+ Giảm 4 psi trong bộ lọc.

+ Giảm 5 psi trong đường ống.

+ Giảm 6 psi trong máy sấy.

+ FRL giảm 15 psi.

Áp suất không khí cung cấp cho người dùng cuối có thể được ổn định với sự trợ giúp của bộ điều khiển máy nén không? Câu trả lời cho điều này là không. Máy nén chỉ có thể kiểm soát áp suất của không khí rời khỏi máy chứ không phải khi nó đã đi qua các bộ phận khác của hệ thống.

Trong ví dụ này, không khí đã  giảm tổng cộng 30 psi  trên hành trình từ máy nén đến người dùng cuối quan trọng. Vấn đề này có nghĩa là nếu không khí rời khỏi máy nén là 100 psi thì người dùng cuối sẽ chỉ có 70 psi để làm việc. Đây là trường hợp xấu nhất khi hệ thống được tải đầy đủ.

Nếu ứng dụng cuối cùng của loại không khí này bao gồm các nhiệm vụ nhạy cảm với áp suất thì sự thay đổi áp suất lớn này có thể gây ra nhiều vấn đề. Trong số những nguyên nhân khác, nó có thể dẫn đến kết quả đầu ra không ổn định hoặc thậm chí khiến hoạt động bị dừng hoàn toàn. Để giải quyết sự không nhất quán về áp suất này ở người dùng cuối, người vận hành thường sẽ tăng áp suất xả của máy nén một cách giả tạo để bù cho áp suất thấp hơn.

Chi phí tăng áp suất

Tăng xả áp suất của máy nén một cách giả tạo lên 10 psi có nghĩa là máy nén sẽ duy trì áp suất trong khoảng 110 đến 125 psi, tùy thuộc vào tải. Tuy nhiên, áp lực cao hơn sẽ phải trả giá. Nguyên tắc chung là, ở mức khoảng 100 psi,  cứ tăng áp suất xả 2 psi thì mức tiêu thụ điện của máy nén sẽ tăng khoảng 1%.

Việc tăng áp suất xả cũng có thể dẫn đến những hậu quả tiêu cực khác. Định mức áp suất tối đa thông thường của máy nén khí là 125 psi và nếu vượt quá định mức này, nó có thể làm động cơ bị quá tải.

Máy nén khí không hiệu quả của việc tải một phần

Một cách tiếp cận sai lầm là đặt tất cả các máy nén ở cùng một áp suất để chúng có thể chia sẻ tải. Với chiến lược này, các máy sẽ duy trì áp suất của hệ thống trong cùng một dải có thể chấp nhận được, cho phép chúng chia sẻ tải.

Tuy nhiên, mặc dù đây có vẻ là một giải pháp đơn giản nhưng mức thiệt hại về năng lượng lại rất lớn. Điều này là do máy nén trục vít quay tốc độ cố định có xu hướng đạt được hiệu quả tối ưu khi tải đầy.

Ví dụ: nếu bạn chạy máy nén ở mức tải 30%, nó có thể tiêu thụ khoảng 60% đến 80% mức tiêu thụ khi đầy tải. Nếu bạn chạy ba máy nén ở mức tải 30%, chúng có thể tiêu thụ gấp đôi mức mà một máy nén sẽ sử dụng ở mức đầy tải. Bây giờ hãy tưởng tượng việc này sẽ tiêu tốn bao nhiêu năng lượng nếu bạn làm điều tương tự với 10 máy nén! Hóa đơn năng lượng của bạn sẽ cực kỳ cao.

Cho dù bạn sử dụng hệ thống nào, chiến lược tốt nhất là giữ cho tất cả các máy nén của bạn được nạp đầy đủ ngoại trừ một máy. Cái nào chịu tải một phần cũng phải có hiệu suất tải một phần cao nhất.

Vị trí của hệ thống máy nén khí

Trong trường hợp hệ thống chạy nhiều máy nén khí, bạn sẽ gặp nhiều vấn đề hơn nữa, đặc biệt nếu máy nén ở các phòng khác nhau. Hiện tượng này xảy ra vì mỗi máy nén có thể sẽ chịu tải và chênh lệch áp suất không khí khác nhau.

Để thiết lập máy nén khí kép được kiểm soát hiệu quả, máy nén trong mỗi phòng này cần được phối hợp hợp lý. Cần có dải áp suất rộng để đạt được điều này bằng cách sử dụng điều chỉnh điểm đặt máy nén cục bộ.

Tuy nhiên, nếu tải thay đổi nhiều thì việc phối hợp nhiều máy nén là gần như không thể. Ngoại lệ duy nhất là nếu máy nén bằng cách nào đó có thể chia sẻ tải với tất cả các thiết bị hoạt động ở mức tải một phần.

Các biện pháp kiểm soát để cải thiện hiệu quả hoạt động của hệ thống máy nén khí

Nếu bạn đang sử dụng chiến lược không được quản lý để điều khiển nhiều máy nén khí, bạn sẽ gặp phải tình trạng tiêu thụ điện năng không cần thiết và các sự cố bảo trì thường xuyên hoặc bất ngờ hơn. Nếu bạn quản lý máy nén của mình chỉ bằng bộ điều khiển tích hợp, kỹ thuật này có thể gây ra các sự cố như:

+ Tiêu thụ quá mức:  Nhiều máy nén đang chạy hơn mức cần thiết, điều này làm giảm hiệu quả sử dụng năng lượng của nhà máy.

+ Vận hành không hiệu quả:  Sự kết hợp giữa các máy nén khí đang chạy không tối ưu, làm chậm năng suất và tăng mức tiêu thụ điện năng.

+ Áp suất cao:  Áp suất máy nén khí của bạn cao một cách không cần thiết.

Tại sao những điều này lại xảy ra? Bằng cách xem xét các tín hiệu, điểm đặt và chênh lệch, bạn có thể bắt đầu hiểu mức độ phức tạp của một hệ thống chạy chỉ bằng bộ điều khiển tích hợp.

Loại bỏ chênh lệch áp suất

Ngay cả khi bạn cố gắng kiểm soát áp suất ở xa hơn trong đường ống, chẳng hạn như giữa máy sấy và đường ống hoặc giữa đường ống và FRL, bạn vẫn không thể loại bỏ các vấn đề chênh lệch áp suất có thể phát sinh ở đầu tới hạn- người dùng.

Hãy nhớ rằng thực vật thường có hàng trăm người sử dụng quan trọng và việc kiểm soát áp suất không khí cho tất cả chúng đơn giản là không thể. Tuy nhiên, điều có thể làm được là thiết kế các bộ phận chất lượng cao, đáng tin cậy để cung cấp cho người dùng cuối.

Một lý do khiến nhiều hệ thống máy nén gặp phải sự chênh lệch áp suất không mong muốn như vậy là chúng không sử dụng các bộ phận được tối ưu hóa. Nhiều bộ phận được chọn đơn giản vì chúng phù hợp với kích thước tiêu chuẩn sẵn có được sử dụng trong nhà máy — không nhất thiết vì chúng là những bộ phận tốt nhất cho ứng dụng. Sự cố này áp dụng cho các thành phần hệ thống như:

+ Bộ điều chỉnh

+ ống mềm

+ Đầu nối

+ Bộ lọc

Các thành phần này không phải lúc nào cũng được cài đặt đúng cách. Trong quá trình lắp đặt, người ta thường ít quan tâm đến nhu cầu cao nhất của các bộ phận được kết nối ở đầu xa của ống. Ví dụ, nếu một cờ lê tác động lớn chạy bằng không khí được nối với một ống mềm dài 1/4 inch, thì sự chênh lệch áp suất có thể rất lớn. Kích thước của các bộ phận sẽ được nâng cấp để phù hợp với yêu cầu về công cụ cao nhất, điều này sẽ làm giảm đáng kể chênh lệch áp suất.

Bạn có thể giảm chênh lệch áp suất ở mọi bộ phận bằng cách nâng cấp bộ phận đó cho phù hợp. Nếu bạn có thể nâng cấp kiểu bộ lọc, tăng kích thước máy sấy không khí và tăng công suất của đường ống, thì bạn có thể giảm chênh lệch áp suất và có khả năng cung cấp áp suất không khí cần thiết tốt hơn cho người dùng cuối. Bạn có thể đạt được cả hai điều này mà không cần phải tăng áp suất xả và lãng phí năng lượng.

Lợi ích của kết nối từ xa

Cho dù bạn có loại máy nén khí nào, bạn có thể áp dụng và liên kết các bộ điều khiển hệ thống chất lượng cao để giám sát và điều khiển hệ thống máy nén của mình. Các nhà sản xuất thường phát triển và cung cấp thiết bị giám sát của riêng họ, bao gồm giao diện đồ họa để bạn có thể hình dung những gì đang diễn ra trong hệ thống của mình. Điều khiển từ xa dựa trên web cũng thường có sẵn với các thiết lập này.

Có rất nhiều lợi ích của việc sử dụng giao tiếp từ xa. Máy nén không có khả năng kết nối từ xa để gửi cảnh báo hoặc phát âm thanh báo động bị hỏng trong ca sản xuất thấp khi không có nhân viên bảo trì có kinh nghiệm ở xung quanh. Nhân viên nhà máy sau đó phải đối mặt với sự gián đoạn trong việc cung cấp không khí của họ. Hơn nữa, họ có thể sẽ phải tạm dừng sản xuất trong khi liên hệ với nhà cung cấp dịch vụ khẩn cấp và chờ họ đến.

Hãy xem xét tình huống tương tự như trước, nhưng với thông báo cảnh báo trên thiết bị di động được tích hợp trong hệ thống điều khiển sẽ thông báo ngay cho nhà cung cấp dịch vụ. Tính năng này cho phép nhà cung cấp đánh giá nhanh chóng và từ xa những gì đang diễn ra. Họ có thể xem lại các thông số vận hành của hệ thống và tìm hiểu xem việc tắt máy xảy ra như thế nào. Hệ thống thông báo này thậm chí có thể cho phép nhà cung cấp khởi động lại máy nén khí nếu họ cho phép thực hiện hành động này.

Cuối cùng, kết nối từ xa cải thiện đáng kể chất lượng và tốc độ phản hồi, giúp cải thiện năng suất, tiết kiệm thời gian và tăng lợi nhuận.

Các yếu tố liên quan đến việc quản lý sơ đồ điều khiển máy nén khí

Hãy tưởng tượng một hệ thống có ba máy nén, mỗi máy có bộ lọc trước, máy sấy và bộ lọc sau riêng. Cả ba máy nén cũng có tín hiệu áp suất riêng. Chúng được đặt ở đầu xả của máy nén và trước các bộ phận xử lý, đó là bộ lọc và máy sấy. Để đảm bảo rằng tất cả các máy nén đều được căn chỉnh, các bộ chuyển đổi áp suất sẽ phải được hiệu chỉnh hoàn hảo với nhau.

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến sơ đồ điều khiển này là mức độ giảm áp suất từ ​​nơi máy nén xả không khí vào bể thu, nằm ở cuối dòng từ các bộ phận xử lý không khí. Trừ khi các bộ phận xử lý không khí và đường ống gây ra sự sụt giảm áp suất giống hệt nhau, máy nén của bạn sẽ không được căn chỉnh.

Việc căn chỉnh hoàn hảo hiếm khi xảy ra do nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm khoảng thời gian bảo trì và các đặc tính khác nhau của thiết bị xử lý không khí. Khi tín hiệu và bộ vi sai không khớp, điều này sẽ khiến quá nhiều máy nén khí chạy, gây lãng phí năng lượng và tăng thời gian bảo trì một cách không cần thiết.

Tuy nhiên, một yếu tố khác ảnh hưởng đến cách bạn điều khiển máy nén của mình là điểm đặt của bộ điều khiển máy nén. Nếu bạn có máy nén tốc độ cố định, chúng được điều khiển bằng van đầu vào, thường ở chế độ “tải/không tải”, có nghĩa là van mở hoặc đóng hoàn toàn. Thông thường, chênh lệch giữa điểm tải và điểm dỡ tải là 10 psi.

Nếu tốc độ động cơ điều khiển máy nén của bạn, “điểm đặt” sẽ trở thành “áp suất mục tiêu”. Nếu bạn có nhiều máy nén trong điều khiển cục bộ, điểm đặt của bạn sẽ trải rộng trên một phạm vi rộng, điều này khiến máy nén đầu tiên của bạn chạy ở áp suất cao hơn để duy trì sơ đồ điều khiển này.

Chiến lược này, được gọi là sơ đồ điều khiển theo tầng, làm tăng mức tiêu thụ điện năng của hệ thống do áp suất tăng cao. Trong sơ đồ điều khiển theo tầng điển hình, máy nén khởi động sau cùng được đặt ở áp suất tối thiểu có thể chấp nhận được. Ngược lại, máy nén khởi động trước và tắt sau cùng được đặt khởi động ở mức 115 psi và tắt ở mức 125 psi.

Trong trường hợp nhu cầu thấp, hệ thống máy nén có thể chạy ở mức áp suất tối thiểu chấp nhận được từ 25 đến 35 psi. Điều này sẽ tiêu thụ năng lượng nhiều hơn khoảng 15% so với mức thông thường cần thiết cho nhu cầu đó.

Ban Mai – Giải đáp nhu cầu quản lý hệ thống máy nén khí

Chúng tôi nhận thấy tầm quan trọng của bạn trong việc duy trì và vận hành doanh nghiệp của mình đồng thời bảo vệ sức khỏe của nhân viên và khuyến khích năng suất của họ. Vì lý do này, chúng tôi cung cấp cho bạn các giải pháp cho phép bạn giám sát thiết bị của mình từ xa để có khả năng vận hành và bảo trì dễ dàng hơn.

Với kết nối , chúng tôi có thể giám sát việc thiết lập máy nén khí cho bạn. Công nghệ này cho phép chúng tôi kiểm tra tình trạng máy móc của bạn để quá trình sản xuất của bạn có thể tiếp tục mà không bị gián đoạn. Bạn nhận được thông tin chi tiết đầy đủ về hoạt động sản xuất và quản lý khí nén của doanh nghiệp mình mà không cần phải có nhật ký chi tiết hoặc phải đi nhiều lần đến phòng máy nén. Nếu thiết bị của bạn gặp sự cố, bạn có thể yên tâm rằng chúng tôi sẽ liên hệ với bạn ngay lập tức và thảo luận về cách chúng tôi có thể giải quyết vấn đề trước khi doanh nghiệp của bạn gặp bất kỳ gián đoạn nào.

Liên hệ hỗ trợ 24/24: