Trong bối cảnh công nghiệp hóa hiện đại, hệ thống máy nén khí đóng vai trò quan trọng như một nguồn năng lượng thiết yếu hỗ trợ vận hành máy móc và quy trình sản xuất. Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn toàn diện về hệ thống máy nén khí từ cấu tạo hệ thống máy nén khí và giải pháp tiết kiệm năng lượng khí nén. Hãy cùng Á Châu tham khảo ngay nhé!

Tổng quan về hệ thống máy nén khí

Hệ thống máy nén khí là một tổ hợp các thiết bị kỹ thuật sử dụng khí nén để cung cấp năng lượng cho các hoạt động sản xuất công nghiệp và dân dụng. Cụ thể hệ thống này bao gồm máy nén khí, bình chứa, hệ thống xử lý khí, đường ống dẫn và thiết bị đầu cuối nhằm tạo ra khí nén có áp suất cao, sạch và ổn định. Vai trò của nó trong công nghiệp hiện đại là không thể thiếu từ việc hỗ trợ vận hành máy móc tự động hóa đến các quy trình như phun sơn, cắt hàn hoặc đóng gói sản phẩm.

Khí nén được coi là “nguồn năng lượng thứ tư” sau điện, nước và hơi nước vì tính linh hoạt, an toàn và khả năng truyền dẫn xa mà không mất mát lớn đồng thời dễ dàng chuyển hóa thành năng lượng cơ học cho các thiết bị. Nó cung cấp năng lượng sạch, không gây ô nhiễm trực tiếp và được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tự động hóa.

Cấu tạo hệ thống máy nén khí chuẩn công nghiệp

Cấu tạo hệ thống máy nén khí bao gồm nhiều thành phần chính đảm bảo khí nén đạt chất lượng cao và an toàn.

1. Máy nén khí

Máy nén khí là bộ phận trung tâm, chịu trách nhiệm nén không khí từ môi trường. Các loại phổ biến bao gồm:

• Piston: Hoạt động bằng piston di chuyển trong xi lanh phù hợp cho xưởng nhỏ. Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ sửa chữa. Nhược điểm: Tiếng ồn lớn, hiệu suất thấp.
• Trục vít: Sử dụng hai trục vít xoắn để nén khí. Ưu điểm: Hoạt động êm, hiệu suất cao, tuổi thọ dài. Nhược điểm: Chi phí ban đầu cao
• Ly tâm: Dựa trên lực ly tâm để tăng tốc độ khí. Ưu điểm: Lưu lượng lớn cho nhà máy lớn. Nhược điểm: Không phù hợp cho áp suất thấp
• Scroll: Nén khí bằng hai cuộn xoắn. Ưu điểm: Không dầu, sạch. Nhược điểm: Công suất hạn chế
• Vane (cánh gạt): Sử dụng cánh trượt để nén. Ưu điểm: Đơn giản, giá rẻ. Nhược điểm: Mòn nhanh
• Booster: Tăng áp khí đã nén. Ưu điểm: Tăng hiệu suất hệ thống. Nhược điểm: Phụ thuộc vào máy chính

2. Bình chứa khí nén

Bình chứa lưu trữ khí nén cân bằng áp suất và giảm tải cho máy nén. Tiêu chuẩn an toàn theo TCVN 6154:1996, với vật liệu thép SS400 hoặc inox áp suất thiết kế 10-40 bar. Quy định kiểm định định kỳ để tránh rủi ro nổ. Dung tích bình chứa đa dạng từ 500-5000l.

3. Hệ thống xử lý khí nén

Bao gồm máy sấy khí gồm sấy lạnh hoặc hấp thụ để loại bỏ độ ẩm, bộ lọc khí gồm lọc thô, tinh, than hoạt tính và bộ tách nước tự động đảm bảo khí nén sạch theo ISO 85731.

4. Đường ống dẫn khí nén

Vật liệu: Thép, inox, nhôm, HDPE. Thiết kế: Mạch vòng để giảm mất áp, chữ T hoặc phân nhánh cho hệ thống nhỏ.

5. Hệ thống điều khiển và van

Bao gồm van an toàn, van giảm áp, đồng hồ đo. Công nghệ hiện đại: Bộ điều khiển thông minh, biến tần VSD, IoT giám sát từ xa. Hệ thống điều khiển khí nén bao gồm máy nén khí, bình chứa khí nén, hệ thống lọc khí, van an toàn, đường ống dẫn khí, cảm biến áp suất, van điện từ.

6. Thiết bị đầu cuối sử dụng khí nén

Máy móc, robot, công cụ khí nén, hệ thống đóng gói, phun sơn, cắt hàn. Ứng dụng linh hoạt trong sản xuất như trong ngành dệt may hoặc khai thác.

Xem thêm: Hệ thống máy nén khí ACcom EAS15KW

Nguyên lý hoạt động của hệ thống máy nén khí

Sơ đồ hệ thống máy nén khí:

Nguyên lý hoạt động: 

1. Hút khí từ môi trường qua bộ lọc hút và van điều khiển
2. Nén khí tăng áp suất qua piston hoặc trục vít. Khi piston sang trái, không khí trong xilanh được nén lại, áp suất tăng lên, van nạp sẽ đóng
3. Làm mát để giảm nhiệt
4. Lọc và sấy để loại tạp chất, đảm bảo khí sạch theo ISO 8573-1
5. Lưu trữ trong bình
6. Phân phối đến thiết bị

Nguyên tắc: Đảm bảo áp suất ổn định 7-10 bar, khí sạch ISO 8573-1, hiệu suất cao giảm hao phí. Hệ thống máy nén khí hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi thể tích để gia tăng áp suất khí. Quy trình diễn ra theo 4 bước: Hút khí, nén khí, làm mát khí nén, lọc và sấy khí

Các loại hệ thống máy nén khí 

Phân loại theo công nghệ nén

– Piston

– Trục vít

– Ly tâm

– Tăng áp booster

– Máy nén khí dạng xoắn scroll là một trong các loại máy nén khí công nghiệp công suất lớn

Phân loại theo đặc tính vận hành

– Có dầu oil-injected: bôi trơn bằng dầu, hiệu suất cao

– Không dầu oil-free: khí sạch cho thực phẩm

– Phân loại dựa trên nguyên lý hoạt động: Máy nén khí piston, trục vít, ly tâm, dạng root.

Phân loại theo mô hình tổ chức hệ thống

– Đơn lẻ standalone: Cho xưởng nhỏ

– Tích hợp all-in-one: Máy nén, sấy, lọc

– Trung tâm centralized: Phục vụ toàn nhà máy

– Phân tán decentralized: Máy gần điểm sử dụng

Xem thêm: Dự án lắp đặt hệ thống máy nén khí Hitachi tại KCN DEEP C Hải Phòng

Ứng dụng hệ hống máy khí nén trong công nghiệp 

– Cơ khí chế tạo và kim loại tấm: CNC, laser, robot hàn

– Ô tô và xe máy: Phun sơn, bắn vít, lắp ráp, rửa xe

– Điện tử bán dẫn: Dây chuyền SMT, phòng sạch

– Thực phẩm, dược phẩm: Chiết rót, đóng gói, chuẩn GMP

– Khai khoáng, dầu khí: Khoan, vận chuyển, an toàn nổ

– Xây dựng: Khoan, đục, phun bê tông

Ưu – Nhược điểm khi sử dụng hệ thống máy khí nén

Ưu điểm:

– Năng lượng sạch, an toàn, thân thiện môi trường. Hiệu quả cao: Nhiều nhà máy sản xuất sử dụng hệ thống máy nén khí cho dây chuyền sản xuất của họ

– Dễ truyền dẫn xa, ứng dụng linh hoạt tăng năng suất 20-30%. Do khả năng chịu nén đàn hồi lớn của không khí, cho nên có thể trích chứa dễ dàng

– Độ bền và độ tin cậy cao. Hệ thống dẫn khí nén thì rất dễ cho tiếp cận, lắp đặt, vận chuyển.

Nhược điểm:

– Chi phí đầu tư ban đầu cao. Hao phí năng lượng nếu hệ thống không tối ưu lên đến 30% nếu rò rỉ

– Yêu cầu bảo dưỡng định kỳ nghiêm ngặt. Tính an toàn: So với sử dụng điện năng, hệ thống khí nén thường an toàn hơn nhưng vẫn cần kiểm tra van an toàn

Tiêu chí thiết kế và lựa chọn hệ thống máy nén khí tối ưu

– Xác định nhu cầu sử dụng: Lưu lượng m³/phút, áp suất bar, chất lượng khí ISO 8573-1

– Tính toán số lượng và công suất máy nén khí: Dự phòng 20 -30% cho mở rộng. Công thức: Dung tích bình = Công suất x 40

– Lựa chọn máy nén khí phù hợp: Piston cho nhỏ; trục vít, ly tâm cho lớn

– Thiết kế đường ống và bố trí phòng máy: Thông gió tốt, giảm ồn, dễ bảo trì

– Giải pháp tiết kiệm năng lượng: Biến tần VSD, động cơ PM. Giám sát rò rỉ tiết kiệm 10-25%

Bảo dưỡng hệ thống máy khí nén hiệu quả

Một hệ thống máy nén khí chỉ phát huy tối đa hiệu suất khi được quản lý vận hành đúng cách và bảo dưỡng định kỳ. Điều này giúp hạn chế hỏng hóc, tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ máy.

Lịch bảo dưỡng định kỳ:

– Hàng ngày: kiểm tra mức dầu, xả nước ngưng, quan sát áp suất và tiếng ồn bất thường

– Hàng tuần: vệ sinh lọc gió, kiểm tra dây đai, hệ thống thông gió phòng máy

– Hàng tháng quý: thay dầu, lọc dầu, lọc gió, lọc tách; vệ sinh két làm mát và kiểm tra van an toàn

– Hàng năm: kiểm tra tổng thể, thay thế linh kiện hao mòn, kiểm định bình chứa khí nén

Xem thêm: Bảo dưỡng máy nén khí Hitachi

Các hạng mục bảo dưỡng quan trọng:

– Lọc gió, lọc dầu, lọc tách: đảm bảo khí sạch, tránh hao năng lượng

– Dầu bôi trơn: duy trì khả năng làm mát và bôi trơn, ngăn hiện tượng keo dầu

– Két làm mát & thông gió: tránh quá nhiệt, giữ hiệu suất ổn định

– Van an toàn & đồng hồ áp suất: kiểm tra định kỳ để đảm bảo an toàn

Quản lý thông minh và giám sát từ xa

– Ứng dụng IoT/SCADA để giám sát áp suất, nhiệt độ, độ ẩm

– Cảnh báo sớm sự cố tụt áp, quá nhiệt, rò rỉ

– Dự đoán bảo trì predictive maintenance giúp thay thế kịp thời trước khi hỏng hóc

Đơn vị cung cấp và  lắp đặt hệ thống máy nén khí uy tín tại Việt Nam

Với hơn 13 năm kinh nghiệm, Khí Nén Á Châu là đơn vị tiên phong trong việc cung cấp và thi công hệ thống máy nén khí tại Việt Nam. Chúng tôi đã đồng hành cùng hàng trăm doanh nghiệp mang đến giải pháp tối ưu, tiết kiệm và bền vững cho quá trình sản xuất.

• Kinh nghiệm thực tế: Đã triển khai thành công nhiều dự án cho nhà xưởng và khu công nghiệp trên toàn quốc
• Đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp: Am hiểu sâu về máy nén khí, bình chứa khí, máy sấy khí và toàn bộ hệ thống phụ trợ
• Giải pháp trọn gói: Khảo sát, tư vấn, thiết kế, lắp đặt, bảo trì giúp khách hàng tối ưu chi phí và vận hành
• Thiết bị chính hãng: Đảm bảo chất lượng, đầy đủ chứng từ, bảo hành rõ ràng
• Dịch vụ hậu mãi tận tâm: Luôn đồng hành cùng doanh nghiệp trong suốt quá trình vận hành

Hãy liên hệ ngay với Khí Nén Á Châu để được tư vấn miễn phí và nhận giải pháp hệ thống máy nén khí phù hợp nhất cho doanh nghiệp của bạn

• Hotline:0964 744 392
• Email: khinenachau@gmail.com