Trong công nghiệp hiện đại, khí nén áp suất cao 15 – 300 bar ngày càng trở nên quan trọng, vượt xa khả năng của máy nén khí thông thường. Để đáp ứng nhu cầu này, máy nén khí tăng áp (booster air compressor) ra đời, mang đến giải pháp tối ưu cho các ngành như nhựa PET, luyện kim, năng lượng,,,. Không chỉ đảm bảo hiệu suất và độ chính xác máy còn giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí, vận hành hiệu quả. Vậy máy nén khí tăng áp có gì đặc biệt? Hãy cùng Á Châu tìm hiểu chi tiết ngay trong bài viết này nhé!

Máy nén khí tăng áp là gì?

Khái niệm

Máy nén khí tăng áp hay còn gọi là booster compressor, là thiết bị chuyên dụng dùng để tăng áp suất khí nén từ mức trung bình 7 – 13bar lên mức cao hơn, thường dao động từ 15 đến 300 bar hoặc hơn. 

Khác với máy nén khí thông thường, máy nén tăng áp không tạo khí nén trực tiếp từ không khí môi trường mà nhận khí nén sơ bộ từ máy nén cấp 1 thường là máy trục vít hoặc piston và nén thêm để đạt áp suất mong muốn. Điều này giúp booster trở thành một phần quan trọng trong hệ thống khí nén đa cấp tối ưu hóa năng lượng và giảm chi phí đầu tư so với việc sử dụng máy nén công suất lớn hơn.

So sánh với máy nén khí thông thường:

Máy nén khí thông thường không thể đáp ứng các ứng dụng cần áp suất cao như thổi chai PET 30 – 40 bar hay nạp khí CNG >200 bar. Sử dụng máy nén khí tăng áp giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí vận hành, giảm tải cho máy chính và tăng tính linh hoạt của hệ thống

Vai trò trong hệ thống khí nén

Máy nén khí tăng áp đóng vai trò như một “trạm trung gian” trong hệ thống khí nén, nhận khí từ máy nén cấp 1 và tăng áp suất lên mức cần thiết. Thiết bị này không hoạt động độc lập mà được tích hợp vào hệ thống khí nén hiện có giúp giảm áp lực lên máy nén chính và tăng hiệu quả vận hành. 

Booster thường được đặt gần khu vực sản xuất cần áp suất cao để giảm thiểu mất mát áp suất qua đường ống, đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Máy nén khí tăng áp mang lại giá trị vượt trội trong các ngành công nghiệp đòi hỏi áp suất cao, giúp:

• Tăng năng suất: Đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra liên tục, giảm tỷ lệ lỗi sản phẩm 
• Tiết kiệm chi phí: Giảm tiêu hao năng lượng 20 – 30% so với sử dụng máy nén lớn hơn
• Tăng độ bền: Hệ thống đa cấp giúp giảm mài mòn máy móc kéo dài tuổi thọ thiết bị
• Đáp ứng đa dạng ngành nghề: Từ nhựa, luyện kim đến năng lượng hỗ trợ các quy trình phức tạp nâng cao lợi thế cạnh tranh

Cấu tạo máy nén khí tăng áp

1. Động cơ

Động cơ là bộ phận cung cấp năng lượng cho máy nén khí tăng áp, thường là động cơ điện 3 pha 380V hoặc diesel cho khu vực thiếu điện. 

Công suất dao động từ 3 – 75kW được thiết kế chống rung, tiết kiệm năng lượng và vận hành liên tục 24/7. Động cơ chất lượng cao giúp tăng độ bền máy lên 10 – 15 năm nếu bảo trì tốt.

2. Xi lanh và piston nhiều cấp

Xi lanh và piston là “trái tim” của booster được thiết kế với 2 – 3 cấp nén để phân bổ áp suất dần dần. Piston làm từ thép hợp kim chịu mài mòn, di chuyển tịnh tiến để nén khí. Lý do cần đa cấp: Nén một lần từ thấp lên cao sinh nhiệt 200 – 300°C, gây hỏng vật liệu. Thiết kế đa cấp giảm nhiệt độ, tăng hiệu suất 20 – 30% và kéo dài tuổi thọ.

3. Hệ thống làm mát trung gian

Hệ thống làm mát intercooler sử dụng nước hoặc không khí để hạ nhiệt độ khí giữa các cấp nén từ 150 – 200°C xuống dưới 100°C. Điều này ngăn ngưng tụ nước giảm mài mòn và tăng tuổi thọ máy lên gấp đôi. Thiếu làm mát có thể gây hỏng xi lanh hoặc giảm hiệu suất 30 – 50%.

4. Van hút, van xả chịu áp suất cao

Van hút mở để khí vào xi lanh, van xả mở để khí ra sau nén. Chúng được chế tạo từ thép không gỉ hoặc hợp kim chịu áp cao lên 300 bar hoạt động tự động dựa trên áp suất chênh lệch. Vật liệu đặc biệt đảm bảo không rò rỉ, an toàn tuyệt đối cho hệ thống.

5. Bộ lọc khí và dầu

Bộ lọc khí loại bỏ bụi bẩn, nước ngưng từ khí đầu vào giữ khí nén sạch để bảo vệ piston và xi lanh. Bộ lọc dầu nếu dùng dầu bôi trơn đảm bảo dầu sạch, tăng tuổi thọ xi lanh gấp đôi. Thay lọc định kỳ 3 – 6 tháng là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất.

6. Hệ thống bảo vệ 

Cảm biến áp suất, nhiệt độ và rung động giám sát liên tục cảnh báo quá tải hoặc tự động dừng máy khi gặp sự cố. Hệ thống này giảm rủi ro nổ hoặc hỏng hóc, đặc biệt quan trọng ở áp suất cao >100 bar đảm bảo an toàn cho người vận hành và thiết bị.

Nguyên lý hoạt động của máy nén khí tăng áp

Quy trình nén nhiều cấp

Máy nén khí tăng áp hoạt động dựa trên nguyên lý nén khí đa cấp để đạt áp suất cao mà không gây quá nhiệt hoặc hư hỏng thiết bị. Quy trình cơ bản bao gồm:

• Khí đầu vào: Khí nén từ máy cấp 1 thường 7 – 13bar được dẫn vào booster
• Nén cấp 1: Booster nén khí lên mức trung gian ví dụ: 20 – 50 bar, sinh nhiệt độ cao 150 – 200°C
• Làm mát trung gian: Hệ thống làm mát intercooler sử dụng nước hoặc không khí để giảm nhiệt độ khí xuống dưới 100°C, tránh ngưng tụ nước và mài mòn
• Nén cấp 2 hoặc 3: Khí tiếp tục được nén thêm lên 100 – 300 bar làm mát lần nữa nếu cần
• Đầu ra: Khí nén áp suất cao được đưa ra phục vụ sản xuất đảm bảo sạch và ổn định

Quá trình nén đa cấp giúp giảm nhiệt độ, tăng hiệu suất và bảo vệ thiết bị khỏi hư hỏng do nhiệt độ cao theo định luật Boyle-Mariotte và Charles.

Cơ chế vận hành piston booster

Piston booster là loại phổ biến nhất hoạt động dựa trên chuyển động tịnh tiến của piston trong xi lanh. Quy trình:

• Hút khí: Piston di chuyển xuống, van hút mở, khí từ máy cấp 1 vào xi lanh
• Nén khí: Piston di chuyển lên, nén khí đến áp suất cao hơn, van xả mở để đưa khí ra
• Đa cấp: Có 2 – 3 cấp nén ví dụ: cấp 1 từ 10 bar lên 50 bar, cấp 2 lên 200 bar

Piston booster đạt áp suất 20 – 300 bar phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng. Tuy nhiên, cần bảo trì định kỳ để tránh mài mòn piston và xi lanh

Xem thêm: Máy nén khí piston cao áp Booster 3-5Mpa Trung Quốc

Sự khác biệt khi dùng booster trục vít

Booster trục vít sử dụng hai trục vít xoắn ốc quay ngược chiều để nén khí mang lại lưu lượng ổn định, ít rung động hơn piston. Tuy nhiên, chúng thường chỉ đạt áp suất dưới 100 bar do hiệu suất giảm khi áp suất tăng. 

• Piston booster: Phù hợp cho áp suất cao ngắt quãng như nạp khí CNG
• Trục vít booster: Lý tưởng cho lưu lượng lớn liên tục như sản xuất nhựa PET

Các loại máy nén khí tăng áp phổ biến

1. Theo cơ chế nén

– Piston booster: Nén khí bằng chuyển động tịnh tiến đa cấp

• Ưu điểm: Đạt áp suất rất cao tới 300 bar, giá hợp lý
• Nhược điểm: Rung động nhiều, cần bảo trì thường xuyên

– Trục vít booster: Nén khí bằng hai trục vít quay

• Ưu điểm: Lưu lượng ổn định, ít rung
• Nhược điểm: Áp suất thấp hơn <100 bar, chi phí cao

2. Theo áp suất làm việc

– 20 – 40 bar: Dùng cho nhựa PET test áp suất

– 100 – 300 bar: Dành cho luyện kim, khí gas, năng lượng

3. Theo công suất

– Nhỏ 3 – 15kW: Phù hợp xưởng sản xuất nhỏ

– Trung bình 15 – 75kW: Cho nhà máy vừa
– Lớn >75kW: Công nghiệp nặng, luyện kim, năng lượng

Xem thêm: MÁY NÉN KHÍ TĂNG ÁP THƯƠNG HIỆU SWAN

Ứng dụng máy nén khí tăng áp

Ứng dụng của máy nén khí tăng áp trải rộng trong nhiều ngành công nghiệp:

• Nhựa, PET: Cung cấp 30 – 40 bar để thổi chai đảm bảo độ chính xác, giảm lỗi dưới 0,1%, tăng năng suất 20 – 30%
• Thép, luyện kim: Tạo áp suất 100 – 200 bar cho ép, dập, phun oxy giúp tăng tốc độ sản xuất tiết kiệm 15 – 20% năng lượng
• Ô tô, cơ khí: Dùng 20 – 50 bar để test rò rỉ bình xăng, phanh, ống dẫn giảm lỗi dưới 1%, nâng cao độ an toàn
• Năng lượng, khí gas: Nạp CNG, LNG >200 bar cho xe và trạm nạp thúc đẩy xu hướng năng lượng xanh
• Dược, y tế: Kiểm tra độ kín bình chứa, sản xuất thiết bị y tế với khí sạch áp cao đạt chuẩn GMP
• Điện, điện tử: Thử nghiệm chống rò rỉ đảm bảo độ bền linh kiện đáp ứng tiêu chuẩn ISO 8573-1

Ưu điểm và nhược điểm của máy nén khí tăng áp

Ưu điểm:

– Áp suất cao vượt trội: Đạt 15 – 300 bar đáp ứng nhu cầu đặc thù trong nhiều ngành công nghiệp

– An toàn, bền bỉ: Hệ thống bảo vệ và làm mát hiện đại tuổi thọ 10 – 15 năm

– Đa dạng ứng dụng: Từ nhựa PET, luyện kim đến năng lượng giúp tăng năng suất 15 – 25%

Nhược điểm:

+ Chi phí đầu tư cao: Thường gấp 1,5 – 2 lần so với máy nén thông thường

+ Phụ thuộc vào máy cấp 1: Tăng độ phức tạp khi lắp đặt và vận hành

+ Tiêu thụ điện lớn: Nén khí áp cao đòi hỏi năng lượng cao cần giải pháp tối ưu

+ Yêu cầu bảo trì nghiêm ngặt: Phải bảo dưỡng định kỳ 3 – 6 tháng để tránh sự cố

Kinh nghiệm chọn mua máy nén khí tăng áp

• Xác định nhu cầu thực tế

– Áp suất: Ví dụ 40 bar cho PET, 200 bar cho CNG

– Lưu lượng: Tính toán chính xác, tránh chọn máy quá lớn gây lãng phí 10 – 20% năng lượng

• Kiểm tra sự tương thích hệ thống

– Booster yêu cầu khí đầu vào 7 – 13bar
– Cần đồng bộ với máy trục vít piston hiện có nên test kết nối trước khi mua

• Đảm bảo hạ tầng

– Điện áp ổn định 380V – 3 pha
– Hệ thống làm mát nước hoặc không khí
– Không gian lắp đặt tối thiểu 2 – 3 m², thoáng mát

• Thương hiệu và dịch vụ

– Ưu tiên nhà cung cấp uy tín như Khí Nén Á Châu, có bảo hành 2 – 3 năm, phụ tùng sẵn có, chứng nhận ISO và phản hồi tốt từ khách hàng

• Tính chi phí dài hạn

– Điện năng tiêu thụ hàng tháng

– Bảo dưỡng định kỳ 3 – 6 tháng

– Thay thế phụ tùng lọc, dầu để đảm bảo ROI trong 3 – 5 năm

Khí Nén Á Châu – Giải pháp toàn diện về máy nén khí tăng áp uy tín

Khí Nén Á Châu tự hào hơn 13 năm kinh nghiệm, là nhà thầu khí nén hàng đầu tại Việt Nam, cung cấp giải pháp toàn diện máy nén khí tăng áp (booster) chất lượng cao, đáp ứng đa dạng nhu cầu từ sản xuất công nghiệp nhẹ đến các lĩnh vực đòi hỏi áp suất cao như nhựa PET, luyện kim, năng lượng và ô tô. 

Với kinh nghiệm lâu năm, chúng tôi mang đến cho doanh nghiệp những giải pháp tối ưu đảm bảo hiệu suất vận hành ổn định, tiết kiệm chi phí và độ bền vượt trội. Cam kết từ Khí nén Á Châu:

• Sản phẩm chính hãng đảm bảo hiệu suất ổn định và độ bền vượt trội
• Dịch vụ tư vấn, lắp đặt và bảo trì trọn gói, tối ưu chi phí vận hành
• Chính sách bảo hành dài hạn, thay thế linh kiện chính hãng, xử lý nhanh sự cố
• Hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng đảm bảo hoạt động sản xuất không bị gián đoạn
• Luôn đặt quyền lợi khách hàng làm ưu tiên hàng đầu đồng hành trong suốt quá trình sử dụng

Chọn Khí Nén Á Châu, doanh nghiệp bạn sẽ sở hữu giải pháp khí nén bền vững, tiết kiệm dài lâu và luôn yên tâm với chính sách bảo hành,  dịch vụ hậu mãi tận tâm. Liên hệ ngay Khí Nén Á Châu qua  0964 744 392 hoặc Email: khinenachau@gmail.com để được tư vấn miễn phí và lựa chọn dòng máy nén khí tăng áp phù hợp doanh nghiệp của bạn nhé!