Tiềm năng tiết kiệm năng lượng cho hệ thống khí nén
Hệ thống khí nén trong công nghiệp được sử dụng ngày càng phổ biến, hỗ trợ công việc sản xuất, cung cấp nguồn khí nén ổn định để vận hành các loại thiết bị, máy móc.
Máy nén khí là một trong những nguồn tiêu thụ điện năng lớn (trên 25%) trong nhà máy và xưởng sản xuất. Do đó, sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống khí nén có thể tiết kiệm hàng trăm triệu đến hàng tỉ đồng mỗi năm.
1. Tổng quan về hệ thống máy nén khí
Máy nén khí hút không khí ngoài môi trường sau đó nén lại thành khí nén có áp suất cao để sử dụng. Sau khi khí được nén ra sẽ sinh nhiệt và có sự dao động về áp suất, khi đó khí sẽ được đưa qua bộ làm mát để hạ nhiệt độ. Khí nén sẽ được tiếp tục dẫn qua bình chứa khí để lưu trữ và làm ổn định sự dao động của áp suất khí nén cho các giai đoạn sau.
Vai trò của hệ thống khí nén trong công nghiệp sản xuất
Với nền công nghiệp hiện đại, thì tự động hóa là yếu tố tất yếu, sống còn để nâng cao hiệu quả sản xuất về mọi mặt và máy nén khí là nguồn năng lượng quan trong để thực hiện quá trình đó.
Máy nén khí cung cấp năng lượng cho thiết bị và công cụ sản xuất hoạt động chính xác và tối ưu nhất.
Các thiết bị chính trong 1 hệ thống khí nén sẽ bao gồm 4 nhóm thiết bị, gồm: Nhóm sản xuất, Nhóm làm sạch, Nhóm dẫn truyền, Nhóm tiêu thụ.
Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy nén khí
2. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống khí nén
Cần lưu ý rằng, chi phí vận hành một hệ thống khí nén đắt hơn nhiều so với chi phí mua máy nén. Thực tế:
10% năng lượng thế giới được sử dụng để nén không khí
Trong suốt vòng đời của máy nén, chi phí năng lượng chiếm đến 80% tổng chi phí.
Biểu đồ năng lượng Sankey hệ thống khí nén
Tiết kiệm năng lượng nhờ cải tiến hệ thống chiếm khoảng từ 20 đến hơn 50% tiêu thụ điện. Quản lý hệ thống khí nén hợp lý có thể giúp tiết kiệm năng lượng, giảm khối lượng bảo dưỡng, rút ngắn thời gian ngừng vận hành, tăng sản lượng và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Dưới đây là một số giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống khí nén được ESTECH tổng hợp và phân theo cấu trúc hệ thống khí nén:
2.1. Hệ thống sản xuất khí nén
Sử dụng máy nén khí hiệu suất cao: Như đã nói ở trên 80% chi phí hệ thống khí nén là điện, việc đầu tư máy nén khí có hiệu suất cao sẽ tốn chi phí ban đầu nhưng về lâu dài sẽ giảm chi phí lớn.
Với một số nhà máy sử dụng nhu cầu áp suất cao nên sử dụng máy nén 2 cấp có làm mát trung gian.
Định kỳ kiểm tra năng suất của máy nén khí: Nếu thấy thời gian nạp đầy khí vào bình từ áp suất bình chứa trước và sau khi nén tăng, chứng tỏ năng suất làm việc của máy bị suy giảm. Lúc này, cần có giải pháp điều chỉnh để tránh việc lãng phí năng lượng.
Tách rời hệ thống cao áp và hạ áp, bố trí hợp lý và cài đặt áp suất các máy nén khí phù hợp với từng mảng nhu cầu khí nén ở áp suất cao, hoặc áp suất thấp. Giải pháp này sẽ giảm mức tiêu thụ điện năng; giảm rò rỉ khí nén và giảm chi phí vận hành (giảm hao mòn hư hỏng khi vận hành ở áp suất thấp hơn, giảm chi phí đầu tư mua các van giảm áp,…
Thay thế việc sử dụng khí nén bằng các hình thức khác có thể như dùng hệ thống blower cao áp để sử dụng cho những nhu cầu áp suất dưới 2bar như: làm sạch bụi bẩn trên bề mặt sản phẩm thay cho khí nén, không dùng khí nén trong các trường hợp không thật sự cần thiết như thổi bụi trên quần áo…
Giảm nhiệt độ đầu vào máy nén khí: Nếu nhiệt độ không khí vào tăng sẽ giảm hiệu suất về thể tích và làm tăng công suất tiêu thụ. Nhiệt độ không khí vào tăng 5oC sẽ làm tăng 1,5% điện năng tiêu thụ. Để giảm nhiệt độ không khí vào, hãy vệ sinh định kỳ hợp lý, thực hiện thông gió, tránh các nguồn khí nóng thâm nhập vào hệ thống máy nén khí.
Vệ sinh lưới lọc đầu vào máy nén khí: Tại đầu vào của máy nén có lớp màng lọc để loại bỏ các dị vật, bụi bẩn lớn đảm bảo an toàn cho máy nén. Lưu lượng không khí vào khí nén là rất lớn và liên tục đi qua lớp màng lọc. Do vậy, bụi bẩn sẽ rất nhanh bám làm tăng trở lực đầu vào máy nén khí. Việc thường xuyên vệ sinh sẽ giúp giảm tiêu thụ điện cho máy nén và đảm bảo an toàn hơn cho máy nén khí.
Cài đặt áp suất máy nén khí thấp nhất có thể: Giảm áp suất nén của máy nén 1 bar sẽ giảm công suất tiêu thụ 6 – 10% và giảm lượng rò rỉ trên đường ống.
Lắp đặt bẫy xả nước tự động: Bẫy xả nước được cài đặt theo thời gian nen được thiết lập quy trình đóng mở như lịch trình và tránh bị kẹt. Đối với bẫy xả nước bằng phao nên kiểm tra định kỳ hàng ngày để tránh trường hợp bị kẹt gây lãng phí khí nén. Thay thế bằng bẫy xả nước thiết lập theo thời gian hoặc phao bằng bẫy xả nước “zero-loss” để tránh lãng phí khí nén hiệu quả nhất.
Thường xuyên kiểm tra và thay bộ lọc khí khi cần thiết, bởi bộ lọc khí bị bẩn sẽ khiến không khí bẩn từ bên ngoài vào trong hệ thống, khiến máy nén khí phải làm việc nhiều hơn để nạp khí vào, tiêu hao nhiều năng lượng.
Thu hồi, tận dụng nhiệt thải: Hơn 85% năng lượng điện được sử dụng bởi máy nén khí công nghiệp được chuyển thành nhiệt. Trong nhiều trường hợp, thiết bị thu hồi nhiệt có thể thu hồi 50 đến 90% năng lượng nhiệt có sẵn để làm ấm nước, làm nóng không khí, sấy sơ bộ nước lên đến 90o
Lắp đặt biến tần kèm bộ điều khiển: Các máy nén khí thường chạy theo chế độ Load/Unload theo áp suất cài đặt. Nhiều khi nhu cầu đủ vẫn có máy chạy không tải cả ngày mà không được tắt. Với bộ điều khiển kết hợp biến tần, tín hiệu áp suất sử dụng để điều tiết, máy biến tần sẽ làm nền và gọi số lượng máy nén vừa đủ ở hiệu suất cao nhất. Các máy nén cũng được luân phiên hoạt động và được cài áp suất thấp hơn so với chế độ Load/Unload.
Lắp đặt hệ thống tối ưu điều khiển, giám sát năng lượng máy nén khí: Hệ thống tối ưu này cũng dựa trên cơ sở điều khiển hệ thống kèm biến tần. Tuy nhiên, sẽ được bổ sung thêm các yêu tố về quản lý, báo cáo, đánh giá, dự đoán để hệ thống chạy tối ưu và thực hiện bảo dưỡng, thay thế kịp thời.
2.2. Hệ thống truyền dẫn, phân phối khí nén
Kiểm tra, khắc phục rò rỉ khí nén: Hạn chế lượng khí nén bị thất thoát do rò rỉ xuống mức thấp nhất có thể. Một hệ thống khí nén được thiết kế và bảo trì bảo dưỡng tốt có tỷ lệ rò rỉ khoảng 10 – 20% tùy theo quy mô nhà máy. Ngoài ra, rò rỉ khí nén còn làm cho áp suất hệ thống dao động, công suất máy nén quá tải, giảm tuổi thọ và tăng chi phí bảo trì thiết bị. Do vậy, phải thường xuyên kiểm tra, phát hiện những vị trí rò rỉ khí nén để có biện pháp xử lý kịp thời. Các vị trí thường xuyên xảy ra rò rỉ khí nén như mối nối, điểm sử dụng, phụ kiện van, bộ lọc,…
Sử dụng hệ thống phân phối mạch vòng giảm tổn thất áp suất: Sử dụng mạch vòng giúp áp suất khí nén được phân bổ đồng đều hơn so với sơ đồ xương cá. Tổn thất áp suất giảm thì máy nén sẽ được cài đặt ở áp suất thấp hơn giảm điện năng chạy máy nén.
Cải tạo đường ống phân phối khí nén
2.3. Tiêu thụ khí nén
Sử dụng vòi phun khí nén tiết kiệm khí nén: Trên thị trường hiện nay đã có các loại vòi phun khí nén tiết kiệm lượng khí nén, nhưng vẫn duy trì được áp suất cần thiết. Do vậy, các doanh nghiệp nên xem xét chuyển sang sử dụng các loại vòi phun này.
Trên là một số giải pháp TKNL cho hệ thống máy nén khí, các hệ thống khác các bạn tham khảo ở các bài viết:
4. Giải pháp tiết kiệm năng lượng hệ thống máy nén khí của ESTECH
Công ty CP Đầu tư và Công nghệ ESTECH là đơn vị kiểm toán năng lượng có nhiều kinh nghiệm, với các chuyên gia hàng đầu.Chúng tôi cung cấp các giải pháp tiết kiệm năng lượng cho hệ thống khí nén như:
Kiểm toán năng lượng mức đầu tư với hệ thống máy nén khí;
Thiết kế, lắp đặt biến tần kết hợp bộ điều khiển trung tâm máy nén khí;
Cung cấp, triển khai hệ thống tối ưu điều khiển, quản lý trạm máy nén khí.
Ngoài hệ thống khí nén, chúng tôi cung cấp, triển khai các giải pháp tiết kiêm năng lượng như: Hệ thống lưu trữ điện (ESS), lưu trữ lạnh, điện mặt trời, dịch vụ bán hơi-bán nhiệt,… giúp các doanh nghiệp giảm thiểu tối đa hóa đơn điện và năng lượng.
Quý khách vui lòng liên hệ với ESTECH để được hỗ trợ:
Hotline: 087.68.68.333
CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ VÀ CÔNG NGHỆ ESTECH
Địa chỉ:Số 215, Lô C5, KĐT Đại Kim, Hoàng Mai, Hà Nội
