Nếu người dùng hiểu rõ sự biến động về lượng khí tiêu thụ của mình, sự kết hợp của nhiều máy vít, đặc biệt là giải pháp N+1, tức là N máy vít tần số cố định + 1 bộ biến tần, có thể tạo ra lượng khí cần thiết, và máy vít tần số biến đổi có thể điều chỉnh lượng khí theo thời gian thực. Hiệu suất tổng thể cao hơn so với máy ly tâm.
Do đó, phần đáy của máy ly tâm không tiết kiệm năng lượng. Chúng ta không thể chỉ xem xét sự biến động của lượng khí tiêu thụ thực tế từ góc độ thiết bị. Nếu bạn muốn sử dụng máy ly tâm 50~70m³/phút, bạn cần đảm bảo rằng sự biến động của lượng khí tiêu thụ nằm trong khoảng 15~21m³/phút, tức là cố gắng đảm bảo máy ly tâm không bị rò rỉ khí. Nếu người dùng dự đoán rằng sự biến động lượng khí tiêu thụ của họ sẽ vượt quá 21m³/phút, giải pháp máy vít sẽ tiết kiệm năng lượng hơn. 2. Các cấu hình khác nhau của máy ly tâm
Thị trường máy ly tâm chủ yếu do một số thương hiệu quốc tế lớn chiếm lĩnh, chẳng hạn như Atlas Copco của Thụy Điển, IHI-Sullair của Nhật Bản, Ingersoll Rand của Hoa Kỳ, v.v. Theo hiểu biết của tác giả, mỗi thương hiệu về cơ bản chỉ sản xuất phần cánh quạt của máy ly tâm với công nghệ cốt lõi, các bộ phận khác áp dụng mô hình mua sắm từ nhà cung cấp toàn cầu. Do đó, chất lượng của các bộ phận cũng có tác động quan trọng đến hiệu suất của toàn bộ máy.
1) Động cơ cao áp dẫn động đầu ly tâm
Hiệu suất của động cơ có tác động lớn đến hiệu suất tổng thể của máy ly tâm, và các động cơ có hiệu suất khác nhau được cấu hình.
Trong tiêu chuẩn GB 30254-2013 “Giới hạn hiệu suất năng lượng và mức hiệu suất năng lượng của động cơ không đồng bộ lồng sóc ba pha cao áp” do Ủy ban Tiêu chuẩn Quốc gia ban hành, mỗi cấp độ động cơ được phân chia chi tiết. Động cơ có hiệu suất năng lượng lớn hơn hoặc bằng Cấp 2 được định nghĩa là động cơ tiết kiệm năng lượng. Tôi tin rằng với việc liên tục cải tiến và quảng bá tiêu chuẩn này, động cơ sẽ được sử dụng như một tiêu chí quan trọng để đánh giá xem máy ly tâm có tiết kiệm năng lượng hay không.
2) Cơ cấu truyền động—khớp nối và hộp số
Cánh quạt ly tâm được dẫn động bằng cách tăng tốc độ bằng bánh răng. Do đó, các yếu tố như hiệu suất truyền động của khớp nối, hiệu suất truyền động của hệ thống bánh răng tốc độ cao và thấp, và hình dạng của ổ trục sẽ ảnh hưởng thêm đến hiệu suất của máy ly tâm. Tuy nhiên, vì các thông số thiết kế của các bộ phận này là dữ liệu bí mật của mỗi nhà sản xuất không được công khai, do đó, chúng ta chỉ có thể đưa ra những đánh giá đơn giản từ quá trình sử dụng thực tế.
a. Khớp nối: Từ góc độ vận hành lâu dài, hiệu suất truyền động của khớp nối nhiều lớp khô cao hơn so với khớp nối bánh răng, và hiệu suất truyền động của khớp nối bánh răng giảm nhanh chóng.
b. Hệ thống tăng tốc bằng bánh răng: Nếu hiệu suất truyền động giảm, máy sẽ có tiếng ồn và độ rung cao. Giá trị rung động của cánh quạt sẽ tăng lên trong một thời gian ngắn, và hiệu suất truyền động sẽ giảm.
c. Ổ trục: Sử dụng ổ trục trượt nhiều mảnh, có thể bảo vệ hiệu quả trục tốc độ cao dẫn động cánh quạt và ổn định màng dầu, đồng thời không gây mài mòn bạc lót ổ trục khi khởi động và dừng máy.
3) Hệ thống làm mát
Cánh quạt của mỗi giai đoạn ly tâm cần được làm mát sau khi nén trước khi chuyển sang giai đoạn tiếp theo để nén.
a. Làm mát: Thiết kế bộ làm mát cần xem xét đầy đủ ảnh hưởng của nhiệt độ không khí đầu vào và nhiệt độ nước làm mát đến hiệu quả làm mát trong các mùa khác nhau.
b. Giảm áp suất: Khi khí đi qua bộ làm mát, cần giảm thiểu sự giảm áp suất của khí.
c. Ngưng tụ nước: Lượng nước ngưng tụ càng nhiều trong quá trình làm mát, tỷ lệ công việc mà cánh quạt giai đoạn tiếp theo thực hiện trên khí càng lớn.
Hiệu suất nén thể tích càng cao.
d. Xả nước ngưng tụ: Xả nhanh nước ngưng tụ ra khỏi bộ làm mát mà không gây rò rỉ khí nén. Hiệu quả làm mát của bộ làm mát có tác động lớn đến hiệu suất của toàn bộ máy, đồng thời cũng kiểm tra năng lực kỹ thuật của từng nhà sản xuất máy ly tâm.
4) Các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu suất máy ly tâm
a. Hình dạng của van điều chỉnh cửa hút khí: Van cánh dẫn hướng cửa hút khí nhiều mảnh có thể xoay trước khí trong quá trình điều chỉnh, giảm sự chỉnh lưu của cánh quạt cấp một và giảm tỷ số áp suất của cánh quạt cấp một, từ đó cải thiện hiệu suất của máy ly tâm.
b. Hệ thống đường ống giữa các tầng: Thiết kế nhỏ gọn của hệ thống đường ống giữa các tầng có thể giảm thiểu hiệu quả tổn thất áp suất trong quá trình nén.
c. Phạm vi điều chỉnh: Phạm vi điều chỉnh rộng hơn có nghĩa là ít rủi ro xả khí hơn và cũng là một chỉ số quan trọng để kiểm tra xem máy ly tâm có khả năng tiết kiệm năng lượng hay không.
d. Lớp phủ bề mặt bên trong: Nhiệt độ khí thải của mỗi giai đoạn nén
3. Giai đoạn thiết kế trạm nén khí
Việc thiết kế hệ thống trạm nén khí ly tâm vẫn đang ở giai đoạn tương đối mở, chủ yếu thể hiện ở:
1) Sản lượng khí không đáp ứng nhu cầu
Lượng khí của một trạm nén khí sẽ được tính toán ở giai đoạn thiết kế bằng cách đếm các điểm tiêu thụ khí và nhân với hệ số sử dụng đồng thời. Đã có đủ biên độ, nhưng việc mua thực tế phải đáp ứng các điều kiện làm việc tối đa và bất lợi nhất. Ngoài các yếu tố lựa chọn máy ly tâm, từ kết quả thực tế, lượng khí tiêu thụ thực tế thường ít hơn lượng khí sản xuất của máy nén đã mua. Kết hợp với sự biến động của lượng khí tiêu thụ thực tế và sự khác biệt về khả năng điều chỉnh của các nhãn hiệu máy ly tâm khác nhau, máy ly tâm sẽ phải xả khí định kỳ.
2) Áp suất khí thải không phù hợp với áp suất khí nén
Nhiều trạm nén khí ly tâm chỉ có 1 hoặc 2 mạng đường ống áp suất, và máy ly tâm được lựa chọn dựa trên việc đáp ứng điểm áp suất cao nhất. Tuy nhiên, trên thực tế, điểm áp suất cao nhất chỉ chiếm một tỷ lệ nhỏ trong nhu cầu khí nén, hoặc có nhiều nhu cầu khí nén áp suất thấp hơn. Tại thời điểm này, cần phải giảm áp suất thông qua van giảm áp ở phía hạ lưu. Theo dữ liệu đáng tin cậy, mỗi lần giảm áp suất khí thải của máy ly tâm đi 1 barg, tổng mức tiêu thụ năng lượng vận hành có thể giảm 8%.
3) Ảnh hưởng của sự chênh lệch áp suất đến máy móc
Máy ly tâm chỉ hoạt động hiệu quả nhất khi vận hành ở điểm thiết kế. Ví dụ, nếu máy được thiết kế với áp suất xả là 8 barg và áp suất xả thực tế là 5,5 barg, thì mức tiêu thụ điện năng vận hành thực tế cần tham khảo là 6,5 barg.
4) Quản lý trạm nén khí chưa hiệu quả
Người dùng cho rằng chỉ cần đảm bảo nguồn cung cấp khí ổn định để đảm bảo sản xuất, thì mọi thứ khác đều có thể bỏ qua trước. Các vấn đề nêu trên, hoặc các điểm tiết kiệm năng lượng, sẽ bị bỏ qua. Khi đó, mức tiêu thụ năng lượng thực tế trong quá trình vận hành sẽ cao hơn nhiều so với trạng thái lý tưởng, và trạng thái lý tưởng này có thể đạt được thông qua các tính toán chi tiết hơn ở giai đoạn đầu, mô phỏng sự biến động khí thực tế, phân chia thể tích và áp suất khí chi tiết hơn, và lựa chọn và kết hợp chính xác hơn.
4. Tác động của bảo trì hàng ngày đến hiệu suất
Bảo trì định kỳ cũng đóng vai trò quan trọng trong việc máy ly tâm có thể hoạt động hiệu quả hay không. Ngoài việc thay thế ba bộ lọc và một loại dầu cho thiết bị cơ khí, và thay thế gioăng thân van, máy ly tâm cũng cần chú ý đến các điểm sau:
1) Bụi trong không khí
Sau khi khí được lọc bởi bộ lọc khí đầu vào, bụi mịn vẫn sẽ xâm nhập. Sau một thời gian dài, nó sẽ bám vào cánh quạt, bộ khuếch tán và các cánh tản nhiệt, ảnh hưởng đến lưu lượng khí đầu vào và do đó ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của máy.
2) Đặc tính của khí trong quá trình nén
Trong quá trình nén, khí ở trạng thái bão hòa quá mức, nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Nước lỏng trong khí nén sẽ kết hợp với khí axit trong không khí, gây ăn mòn thành trong của ống dẫn khí, cánh quạt, bộ khuếch tán, v.v., ảnh hưởng đến lưu lượng khí đầu vào và làm giảm hiệu suất.
3) Chất lượng nước làm mát
Sự khác biệt về độ cứng cacbonat và nồng độ tổng chất rắn lơ lửng trong nước làm mát dẫn đến hiện tượng đóng cặn và tạo mảng bám trên bề mặt nước của bộ làm mát, ảnh hưởng đến hiệu suất trao đổi nhiệt và do đó ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của toàn bộ máy.
Máy ly tâm hiện là loại máy nén khí hiệu quả nhất trên thị trường. Trong thực tế sử dụng, để thực sự “tận dụng tối đa và hưởng lợi từ hiệu quả”, các nhà sản xuất máy ly tâm không chỉ cần liên tục phát triển các sản phẩm hiệu quả hơn; đồng thời, việc lập kế hoạch lựa chọn chính xác, sát với nhu cầu khí thực tế và đạt được mục tiêu “sử dụng bao nhiêu khí để sản xuất bao nhiêu khí, và sử dụng bao nhiêu áp suất để sản xuất bao nhiêu áp suất” cũng đặc biệt quan trọng. Ngoài ra, việc tăng cường bảo trì máy ly tâm cũng là một sự đảm bảo đáng tin cậy cho hoạt động ổn định và hiệu quả lâu dài của máy ly tâm. Khi máy ly tâm được sử dụng ngày càng rộng rãi, chúng tôi hy vọng rằng ngày càng nhiều người dùng không chỉ biết rằng “máy ly tâm rất tiết kiệm năng lượng”, mà còn có thể đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng từ góc độ thiết kế, vận hành và bảo trì toàn bộ hệ thống, và nâng cao hiệu quả hoạt động của công ty. Tăng khả năng cạnh tranh, góp phần giảm phát thải carbon và bảo vệ một trái đất xanh!