Bốn cách hệ thống khí nén làm lãng phí năng lượng (và phải làm gì với nó)

lãng phí năng lượng

Đồng đô : năng lượng của bạn có đang tan biến trong không khí loãng? Theo ước tính của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, 10 đến 30% tổng năng lượng tiêu thụ của các cơ sở công nghiệp trung bình được sử dụng để tạo ra khí nén. Và một phần ba không khí đó có thể bị lãng phí. Tiềm năng tiết kiệm năng lượng là rõ ràng. Đảm bảo máy nén hoạt động hiệu quả có thể tránh được nhiều lãng phí, nhưng một cơ hội khác – thường bị bỏ qua – để tiết kiệm năng lượng là hệ thống phân phối khí nén. Bài viết này mô tả bốn cách phổ biến nhất không khí bị lãng phí sau khi rời khỏi máy nén và cách khắc phục chúng.

Vấn đề 1 – Rò rỉ

Rò rỉ là nguyên nhân chính gây lãng phí năng lượng trong hệ thống khí nén. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ước tính rằng có tới 20 đến 30% sản lượng máy nén bị lãng phí do rò rỉ.

Rò rỉ nhỏ là phổ biến nhất, vì vậy ví dụ rất thận trọng sau đây bắt đầu với giả định có 10 lỗ rò rỉ với kích thước chỉ 1⁄32 in. Ở áp suất 100 psi2, tỷ lệ rò rỉ sẽ là 1,55 cfm2. Các giả định khác là máy nén cần 18 kW để tạo ra 100 cfm khí nén với chi phí trung bình là 0,1 đô la mỗi kW giờ. Cuối cùng, giả sử 7.500 giờ hoạt động trong một năm, mức tiết kiệm tiềm năng được tính:

(10) (1,55) (0,18) (7500) (0,1) = 2.090,50 đô la

Đó là hơn 2.000 đô la một năm cho chỉ mười lần rò rỉ với tổng số chỉ khoảng một phần ba inch! Và chi phí sẽ tăng lên theo cấp số nhân khi kích thước rò rỉ tăng lên. Vì hầu hết các rò rỉ có thể được sửa chữa trong vài phút, hầu hết trong vòng chưa đầy một giờ, việc hoàn vốn gần như ngay lập tức và đáng kể.

Vì vậy, các chuyên gia bảo trì nên tìm kiếm rò rỉ như thế nào? Sử dụng thiết bị phát hiện rò rỉ siêu âm hoặc đơn giản là lắng nghe không khí thoát ra, khởi động ở máy nén và đi xuống dây chuyền.

Rò rỉ gần máy nén thường là tốn kém nhất vì đó là nơi áp suất cao nhất, nhưng rò rỉ ở đó khá hiếm. Các vị trí rò rỉ phổ biến hơn là khớp nối ống, ngắt kết nối nhanh, mặt bích, bẫy ngưng tụ, phụ kiện, bộ lọc, bộ điều chỉnh và van. Rò rỉ lớn thường xảy ra tại các điểm đấu nối trong hệ thống phân phối chính và các điểm cất cánh. Các đầu nối snap bị mòn và đường ống được nối kém có thể gây rò rỉ. Chất lỏng phát hiện rò rỉ giúp xác định chính xác vị trí bằng cách tạo ra các bong bóng nơi không khí bị rò rỉ.

Không khí có thể thoát ra ngoài qua các ống mềm và khớp nối bị hư hỏng hoặc xuống cấp. Các bộ phận khí nén cũ hơn như xi lanh và bộ điều chỉnh có thể đã bị mòn các phớt khí bên trong làm rò rỉ. Ống thoát nước ngưng bị kẹt hoặc bị bỏ ngỏ sẽ cho phép một lượng lớn không khí thoát ra ngoài.

Cuối cùng, các hệ thống còn lại điều áp khi không sử dụng có thể bị rò rỉ. Một số hệ thống phụ như máy ép hoặc búa thả phải được giữ áp suất không thể tránh được rò rỉ, nhưng có thể giảm thiểu chất thải bằng cách cách ly chúng khỏi nguồn cung cấp không khí khi chúng không hoạt động. Van ngắt hoặc van xả mềm hoạt động bằng điện là những cách hiệu quả về chi phí để cô lập hệ thống rò rỉ hoặc các khu vực không sử dụng của nhà máy. Và đừng quên ngắt kết nối thiết bị lỗi thời khỏi hệ thống phân phối không khí nếu nó không được di chuyển sau khi ngừng hoạt động.

Bên cạnh việc lãng phí năng lượng, rò rỉ ảnh hưởng đến năng suất khi chúng khiến áp suất hệ thống dao động. Việc tăng áp suất từ ​​máy nén để bù đắp chỉ làm tăng mức sử dụng năng lượng và có thể rút ngắn tuổi thọ của thiết bị. Vì vậy, việc tìm kiếm và sửa chữa các điểm rò rỉ mang lại nhiều lợi ích hơn là chỉ tiết kiệm năng lượng.

Các điểm kết nối là vị trí rò rỉ phổ biến, có thể dễ dàng phát hiện bằng cách sử dụng chất lỏng phát hiện rò rỉ

Vấn đề 2 – Lạm dụng

Sự lãng phí năng lượng phổ biến thứ hai là sử dụng khí nén chỉ vì nó có sẵn, ngay cả khi có các nguồn năng lượng hiệu quả hơn cho ứng dụng. Một số ví dụ về việc lạm dụng tiềm ẩn là tạo chân không, đẩy các sản phẩm bị lỗi ra khỏi dây chuyền lắp ráp và loại bỏ nước, bụi bẩn hoặc bột. Một số quy trình cần không khí, nhưng không cần khí nén. Máy thổi khí hoặc máy bơm chân không chuyên dụng có thể tiết kiệm năng lượng hơn. Nếu cần sử dụng khí nén, hãy chọn thiết bị và hệ thống điều khiển phù hợp để duy trì mức sử dụng ở mức tối thiểu.

Trong trường hợp phải sử dụng vòi phun khí, ví dụ như để loại bỏ bụi hoặc bột từ các sản phẩm di chuyển xuống băng tải, hãy tạo khoảng cách giữa vòi phun và mục tiêu càng ngắn càng tốt để giữ áp suất không khí càng thấp càng tốt. Các vòi phun chỉ nên được hướng vào điểm cụ thể mà không khí cần thiết. Lắp van điều khiển và cảm biến để đảm bảo rằng dòng chảy chỉ xảy ra khi sản phẩm đến vòi phun, không có dòng chảy trong khoảng trống giữa các mặt hàng trên băng tải hoặc khi băng tải không chạy. Các vòi phun tiết kiệm không khí cuốn vào và tăng tốc không khí, tạo ra đầu ra cao hơn ở áp suất cung cấp thấp hơn. Chúng có thể giảm mức sử dụng khí nén xuống hai mươi lần.

Vấn đề 3 – Quá áp

Nhiều nhà máy chạy hệ thống khí nén của họ ở áp suất dòng đầy đủ, chỉ được điều chỉnh bởi công tắc áp suất trên máy nén. Nhưng mọi thành phần hoặc công cụ khí nén đều có áp suất và lưu lượng hoạt động tối ưu. Vận hành tất cả chúng ở áp suất đường chính sẽ lãng phí năng lượng và rút ngắn tuổi thọ thiết bị do tăng tải và hao mòn. Bộ điều chỉnh áp suất cho phép không khí được cung cấp đến từng dụng cụ ở áp suất định mức của nó.

Nếu không có bộ điều chỉnh áp suất được phân bổ trong toàn bộ hệ thống, rất có thể áp suất đang được sử dụng quá mức và lãng phí năng lượng. Ngay cả khi có bộ điều chỉnh áp suất, chúng cũng cần được kiểm tra để biết rằng chúng đang thực sự điều chỉnh áp suất. Nếu áp suất đầu ra giống với áp suất đầu vào, bộ điều chỉnh không giúp tiết kiệm năng lượng.

Giảm áp suất cho xi lanh tác động kép có thể tiết kiệm năng lượng. Các xi lanh này thường chỉ làm việc ở hành trình đầu ra hoặc hành trình làm việc, vì vậy hành trình hồi lưu có thể được thực hiện ở áp suất thấp hơn. Sử dụng bộ điều chỉnh áp suất để giảm áp suất hành trình hồi vốn có thể có khả năng hoàn vốn nhanh, đặc biệt là khi sử dụng hệ thống đường kính lớn, hành trình dài hoặc nhiều xi lanh.

Để tiết kiệm năng lượng với van, hãy giảm áp suất đặt vào độ dẫn định mức của van. Nhớ lưu ý thời gian hoạt động của van để đảm bảo lưu lượng tiết kiệm tối ưu. Tiết kiệm tiềm năng là nhỏ nhưng đối với việc lắp đặt nhiều van hoặc van có chu kỳ nhanh với đường ống dài, chúng có thể tăng lên.

Một nguyên tắc chung trong ngành là mỗi lần giảm áp suất hệ thống 2 psig sẽ giảm chi phí vận hành khoảng 1%.

.

Sụt áp là sự mất mát năng lượng có sẵn để thực hiện công việc cần thiết. Các nhà vận hành thường bù đắp cho sự mất mát này bằng cách tăng áp suất từ ​​máy phát điện hoặc bằng cách bật bộ điều chỉnh, nhưng điều này làm tăng chi phí năng lượng mà không giải quyết được vấn đề cơ bản. Cách tốt nhất để tiết kiệm năng lượng là tìm và loại bỏ nguyên nhân gây sụt áp tại nguồn của nó.

Thế năng của không khí nén tiêu hao do ma sát khi không khí được đẩy qua tất cả các thành phần của hệ thống phân phối. Trong hầu hết các trường hợp, giảm áp suất không cần thiết 15 psig (1 bar) sẽ làm tăng chi phí phát sinh lên đến 7%. Hai lĩnh vực chính xảy ra sụt áp là đường ống, bao gồm đường ống và lọc.

Ma sát xảy ra giữa bề mặt của đường ống và các phân tử không khí đi qua nó. Nếu đường ống quá nhỏ so với thể tích của dòng chảy, vận tốc của không khí sẽ cao hơn, dẫn đến ma sát nhiều hơn và làm mất thế năng của khí nén. Đường ống cũng gây ra tổn thất năng lượng khi có sự thay đổi về hướng dòng chảy, chẳng hạn như ở khuỷu, chỗ nối và van đóng.

Đơn giản hóa đường ống để tránh sử dụng cút và lắp van có điện trở thấp. Van bi dòng chảy có điện trở thấp tạo ra ít lực cản hơn so với van cổng. Một cách khác để ngăn ngừa giảm áp suất giữa van và thiết bị truyền động là sử dụng van / thiết bị truyền động tích hợp. Các thành phần tích hợp này kết hợp các van, bộ điều khiển dòng chảy, đệm và cảm biến trong cùng một gói với thiết bị truyền động. Điều này làm giảm hoặc loại bỏ nhiều đảo van, các bộ phận bên ngoài, đường ống và phụ kiện, do đó không chỉ tránh được sụt áp mà còn cần ít năng lượng hơn và có ít điểm dễ bị rò rỉ hơn.

Thiết kế tốt và bảo trì thường xuyên có thể giúp ngăn ngừa lãng phí năng lượng trước khi nó xảy ra. Hệ thống đường ống, bộ lọc và các bộ phận như van và xi lanh có kích thước phù hợp giúp sử dụng khí nén hiệu quả nhất. Giữ cho không khí lưu thông bằng cách duy trì bộ lọc giúp tiết kiệm năng lượng. Kiểm tra các hệ thống rò rỉ và sửa chữa chúng một cách nhanh chóng thực sự có thể mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng. Và không sử dụng khí nén khi các nguồn năng lượng khác hoặc cơ chế phân phối khí có thể thực hiện công việc này cũng sẽ cắt giảm việc sử dụng năng lượng.

Cách lựa chọn mã sản phẩm , vật liệu , đặc tính và thông số kỹ thuật cũng như yêu cầu của quý khách hàng.Mọi thắc mắc cần được giải đáp cũng như tư vấn và nhận báo giá xin liên hệ với thông tin bên dưới :

CÔNG TY TNHH TÂN HẢI : 453B Đường Chiến Lược, Khu Phố 6, Phường Tân Tạo, Quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh

Email : htrung@tanhaico.com Phone and zalo: Mr Trung : 0397536266