I. Giới thiệu về máy nén khí

Hệ thống máy nén khí là một phần tiêu thụ rất nhiều điện năng đối với các đơn vị sản xuất. Việc tiết kiệm năng lượng điện đối với hệ thống máy nén khí sẽ làm giảm chi phí, hạ giá thành sản phẩm nâng cao năng lực cạnh tranh.

Trong hệ thống đường ống cung cấp khí, đối tượng điều khiển cơ bản nhất là lưu lượng. Nhiệm vụ cơ bản nhất của hệ thống đường ống cung cấp khí nén là đáp ứng nhu cầu về lưu lượng khí. Máy nén khí hiện nay chủ yếu hoạt động ở 2 chế độ load/unload và điều khiển tốc độ quay động cơ

-                      Chế độ có tải/ không tải thường xuyên là nguyên nhân thay đổi áp suất trong toàn bộ đường ống và áp suất làm việc không ổn đinh sẽ làm giảm tuổi thọ của máy nén khí, mặc dù đã có một vài điều chỉnh cho máy nén khí ( điều chỉnh van, điều chỉnh tải) ngay cả trong trường hợp lưu lượng ít, lượng điện tiêu thụ giảm xuống cũng không đáng kể do motor quay liên tục.

-                      Chế độ điều khiển tốc độ quay motor, điều chỉnh lưu lượng bằng cách thay đổi tốc độ quay của máy nén khí, trong khi vẫn giữ cho van mở không thay đổi (thường là duy trì mở tối đa). Khi tốc độ quay của máy nén khí thay đổi, các đặc tính khác cũng thay đổi cùng với hệ thống nén khí, trong khi lực cản đường ống không đổi.

 

II. Nguyên lý tiết kiệm điện trong hệ thống máy nén khí

     Đây là một phương pháp điều khiển có tính khoa học sử dụng một biến tần điều khiển tốc độ quay của máy nén khí với mục đích tiết kiệm điện.

  Q₁ / Q₂ = n₁ / n₂

  H₁ / H₂ =  (n₁ / n₂)²

  P₁ / P₂ = (n₁ / n₂)³

  Trong đó:

  Q: là lưu lượng khí cung cấp cho đường ống bởi máy nén khí.

  H: là áp suất của hệ thống đường ống

  P: công suất tiêu thụ của motor

  n: tốc độ quay của máy nén khí

 

III. Giải pháp

Lắp biến tần cho máy nén khí chạy tự động theo chức năng PID, tự động điều khiển tốc độ động cơ theo nhu cầu sử dụng khí nén.

Lắp biến tần cho máy nén khí là một trong những giải pháp tiết kiệm năng lượng rất hiệu quả:

 

• Giảm chi phí bảo dưỡng do động cơ không phải khởi động đột ngột liên tục.
•  Nâng cao tuổi thọ động cơ, máy nén
• Ổn định áp suất trong hệ thống
• Tiết kiệm điện năng do áp suất làm việc trung bình được giảm xuống
• Giảm điện năng tiêu thụ khi chạy không tải
• Biến tần sẽ điều chỉnh vận tốc máy nén phù hợp với lưu lượng khí nén sử dụng tại mọi thời điểm.

IV. Công trình đã triển khai

     Trang bị biến tần ACS580 cho máy nén khí Atlas Copco 110kW.

  Khi máy chạy ở chế độ load, công suất tiêu thụ của máy nén khí là khoảng 108kW:

Khi máy nén khí chạy ở chế độ unload, công suất tiêu thụ điện của máy nén là 30kW:

Thời gian chạy của MNK 110kw:

-          Tổng thời gian chạy là: 36382 giờ

-          Thời gian LOAD là 30534 giờ (bằng 84%)

 

-          Như vậy, thời gian unload là: 36382-30534 = 5,848 giờ (16%) 

Tổng thời gian chạy của MNK 110kW trong 1 năm là:

14 (giờ/ngày) x 26 (ngày/ tháng) x 12 = 4,368 giờ /năm

Như vậy:

-          Số giờ chạy LOAD của MNK  trong 1 năm là 84% x 4368 = 3,669 giờ/năm

-          Số giờ chạy UNLOAD của MNK  trong 1 năm là: 16% x 4368 = 699 giờ

 

Công suất tiêu thụ khi MNK chạy load là: 108kW

 

Công suất tiêu thụ khi máy nén khí chạy UNLOAD là 30kW.

 

è Năng lượng tiêu thụ trong 1 năm của MNK 110kW là:

108 x 3669 + 30 x 699 = 396,252 + 20970 = 417,222kWh  

 

Tính toán năng lượng tiết kiệm được do lãng phí chạy không tải là:

699 giờ/ năm x 30kw = 20,970kWh/ năm

Tính toán năng lượng tiết kiệm được do giảm áp suất đặt (giảm tổn hao 3%) tổng năng lượng tiêu thụ:

0.03 x 417,222 = 12,517 kwh

à Tổng số năng lượng tiết kiệm được sẽ là: 20970 + 12517 = 33,487 kwh/year

 

è Số tiền tiết kiệm được trong 1 năm sau khi lắp đặt biến tần: 33,487 x 2,000 = 66,974,000 VND