02513.937.029

Máy nén khí biến tần

  • Máy nén khí biến tầng là giải pháp tiết kiệm chi phí hoạt động.

    Máy nén khí biến tần thay đổi tốc độ quay motor nhằm chỉ tạo ra dòng khí đủ tiêu chuẩn cho nhu cầu sử dụng của khách hàng. Nó loại trừ tình trạng chạy không tải và thường xuyên khởi động lại của máy nén khí. Đồng thời, áp suất xả phù hợp giúp tiết kiệm năng lượng lên đến 30% tổng chi phí.

Máy nén khí biến tần (Variable Speed Drive Screw compressor)

 

Sử dụng bộ truyền động biến tốc “Variable­speed AC drive” hay còn gọi là biến tần là một trong những cách hiệu quả nhất để tiết kiệm năng lượng. Trong khi các phương pháp tiết kiệm năng lượng khác cũng có thể giảm được một số phần trăm tổng số năng lượng tiêu thụ, thì một bộ điều khiển biến tần có thể tiết kiệm được lên tới 30% hoặc cao hơn điện năng tiêu thụ trong các ứng dụng máy nén khí.

 

  • Tiết kiệm điện với máy nén khí biến tần VSD ­

Động cơ điện là thiết bị điện được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, vì vậy bất kỳ một khả năng nào có thể giảm bớt mức tải này, thậm chí chỉ là con số dưới 10%, cũng là rất đáng kể. Nếu có thể đưa ra phương pháp cắt giảm năng lượng tiêu thụ đi gần một nửa, ngành công nghiệp chắc chắn sẽ áp dụng. Trước đây thì các bộ điều khiển biến tốc (VSD) chỉ được lắp đặt trên một số ít các thiết bị. Lý do đưa ra là thực tế những người thiết kế những thiết bị này không chịu trách nhiệm cho chi phí năng lượng. Đồng thời, những người phụ trách quản lý chi phí năng lượng tiêu thụ, trong hầu hết các trường hợp, không phải là kỹ thuật do đó họ cũng không quan tâm đến lợi ích mà công nghệ VSD có thể mang lại.

 

  • Vậy công nghệ VSD có thể giúp được gì?

Những ứng dụng chủ yếu của VSD trước đây là bơm và quạt. Nhưng công nghệ VSD cũng đã được phát triển cho nhiều ứng dụng khác, chẳng hạn như máy nén khí, đã bắt đầu gặt hái được những lợi ích từ công nghệ này.

Một máy nén khí biến tần VSD sử dụng bộ truyền động AC drive để điều khiển tốc độ của động cơ, có thể giúp tiết kiệm điện năng so với máy nén thông thường chạy ở vận tốc không đổi.

VSD giảm mức năng lượng tiêu thụ của máy nén khí, bằng cách kiểm soát tốc độ của động cơ đảm bảo nó sẽ không chạy nhanh hơn mức cần thiết. Phương pháp truyền thống để điều khiển máy nén khí là cho nó chạy với tốc độ tối đa sau đó sẽ dừng lại khi không khí đã đạt được mức áp suất mong muốn. Người ta sẽ tích trữ khí nén trong bình chứa ở mức áp suất cao hơn cần thiết một chút, điều này cho phép có một độ trễ trong áp suất để máy nén không đóng cắt tải liên tục. Phương pháp “on­off” là một phương pháp lãng phí, bởi vì động cơ sẽ tiếp tục chạy ở vẫn tốc bình thường và không quan tâm đến nhu cầu sử dụng khí nén. Một số thiết kế máy nén khí trang bị van mạch rẽ bypass có chức năng cho dòng khí ở đầu ra quay trở lại đầu vào, phương pháp này cũng làm lãng phí năng lượng.

Sự lãng phí năng lượng trở nên nghiêm trọng hơn đó là trên thực tế rất nhiều động cơ được chế tạo có kích thước nhỏ hơn bình thường. Bởi vì chúng chỉ ăn dòng cao trong khoảng thời gian rất ngắn khi động cơ vào tải. Một ví dụ, một động cơ 75kw lắp trên máy nén khí được thử nghiệm và phát hiện ra rằng nó tiêu thụ năng lượng với công suất 83kw khi vào tải. Trường hợp như thế này rất hay xảy ra trong thực tế, đối với các loại máy nén khí trục vít, việc đóng ngắt tải liên tục do nhu cầu tiêu thụ khí nén của nhà máy tăng cao đột biến trong những khoảng thời gian ngắn rồi dừng lại. Như vậy động cơ phải khởi động liên tục sẽ dẫn đến lãng phí điện năng.

Vấn đề máy nén khí thừa tải lại liên quan đến nhu cầu cục bộ sử dụng khí nén của nhà máy, mà không phụ thuộc nhiều vào kích cỡ động cơ. Các nhà sản xuất máy nén khí thường bán máy nén theo định mức tại thời điểm sử dụng lưu lượng khí nén lớn nhất mà thường thì thừa tải quá nhiều so với nhu cầu thực tế. Máy nén khí thừa tải có thể dễ dàng nhận biết bằng cách so sánh số giờ chạy máy và số giờ đóng tải. Những máy nén có số giờ chạy cao trong khi đó số giờ đóng tải lại thấp rất lý tưởng để cải tiến hiệu suất bằng công nghệ biến tần VSD.

Công nghệ VSD (biến tần) sẽ điều chỉnh dạng sóng của dòng điện và điện áp cấp cho động cơ. Bộ điều khiển VSD sẽ chuyển đổi nguồn điện xoay chiều AC sang điện một chiều DC sau đó chuyển đổi nghịch lưu ngược trở lại điện xoay chiều AC. Điện áp xoay chiều này có dạng sóng gần giống Sin,nhưng có tần số thay đổi được bằng cách sử dụng các bộ chuyển mạch bán dẫn tích hợp. Moment của trục động cơ có thể điều chỉnh với độ chính xác cao, đảm bảo rằng thiết bị sẽ đạt được hiệu năng cần thiết. Lợi ích của công nghệ này bao gồm giảm chi phí năng lượng, giảm nhiễu nguồn điện (lúc khởi động motor) và cung cấp áp suất ổn định hơn.

Thông thường thì mức tiêu thụ điện năng để sản xuất khí nén đứng thứ 5 trong nhà máy. Hầu hết các nhà máy hiện đại đều rất quan tâm đến việc cắt giảm chi phí năng lượng, và họ đã nhận thức về năng lượng là yếu tố then chốt. Một ví dụ, 10­12 % toàn bộ năng lượng được sản xuất ở nước Anh được sử dụng để tạo ra khí nén, và một phần năng lượng này bị lãng phí.

Có thể tiết kiệm một lượng lớn chi phí năng lượng bằng cách lắp đặt các bộ điều khiển VSD cho các hệ thống máy nén khí trục vít hoặc máy nén khí piston hiện tại. Bởi vì lợi ích từ công nghệ này mang lại là rất lớn, mà rất nhiều chính phủ đã thúc đẩy các ngành công nghiệp phải áp dụng công nghệ này với hy vọng cắt giảm năng lượng lãng phí .

 

  • Vậy các loại máy nén khí nào có lợi nhiều nhất nếu áp dụng công nghệ biến tần VSD?

Về cơ bản có hai loại thiết kế máy nén khí khác nhau­ đó là máy nén khí thể tích và máy nén khí cánh dẫn – và việc ứng dụng công nghệ VSD cho máy nén khí có một chút phức tạp hơn so với bơm và quạt.

 

Máy nén khí thể tích.

Có hai loại máy nén khí thể tích chính đó là máy nén khí piston và máy nén khí trục vít ­

Máy nén khí piston: Sử dụng cơ cấu piston chuyển động tĩnh tiến trong xi lanh được dẫn động bằng trục khuỷu. Chúng có hai dạng cố định và di động, có thể là một cấp hoặc nhiều cấp nén, phiên bản dẫn động bằng điện và bằng động cơ đốt trong. Áp suất khí ra nằm trong khoảng từ thấp đến áp suất rất cao (>35 Mpa). Máy nén khí piston nhiều cấp tác động kép có hiệu suất cao hơn các loại máy nén piston thông thường khác.

Máy nén khí trục vít: sử dụng hai trục vít xoắn ốc âm và dương ăn khớp với nhau để nén không khí. Chúng thường hoạt động liên tục trong các nhà máy, về cơ bản có hai loại cố định và di động. Các ứng dụng có công suất từ 2kw đến trên 375kw và từ áp suất thấp đến áp suất rất cao ( >8.5Mpa)

Các loại máy nén khí thể tích này, máy piston và máy trục vít, có thể tăng áp suất mà không phụ thuộc vào vận tốc truyền động. Điều này có nghĩa rằng việc thay đổi lưu lượng đối với các loại máy nén này không cần bất kỳ cơ cấu cơ khí nào để điểu chỉnh thể tích buồng nén, lưu lượng yêu cầu có thể được bằng cách điều khiển trực tiếp vận tốc truyền động.

Năng lượng tiêu thụ của máy nén khí thể tích tỷ lệ thuận với vận tốc, không giống như máy nén khí ly tâm bị giới hạn về vận tốc, máy nén thể tích không có giới hạn nào cho vận tốc của nó, đặc biệt khi việc làm mát và bôi trơn không bị ảnh hưởng.

Máy nén khí thể tích điều khiển bằng VSD có thể tiết kiệm năng lượng trong bất kỳ điều kiện tải trọng nào. Vận tốc của động cơ sẽ được điều chỉnh theo nhu cầu tiêu thụ khí nén thực của nhà máy. Áp suất ra ổn định nhờ đó sẽ tiết kiệm một lượng lớn điện năng lên tới 30%.

 

  • Những lợi ích của VSD

Bởi vì những lợi thế trong việc sử dụng điều khiển VSD cho phép tạo ra dòng khí nén ổn định thay đổi theo nhu cầu. Kết quả đó có thể tiết kiệm được năng lượng từ 5 đến 35% có thể đạt được với mức tiêu thụ năng lượng giảm khi đóng tải cục bộ. Thêm nữa, điều khiển chính xác cho phép áp suất ra thấp hơn. Một ví dụ là khí áp suất hệ thống giảm từ 7bar xuống 6 bar có thể giảm tiêu thụ năng lượng đi 7%

Gián tiếp giúp tiết kiệm năng lượng thêm 10% nữa bởi vì giảm áp suất đường ống, bằng cách giảm áp suất hệ thống và giảm dò rỉ.

Máy nén khí VSD cũng giúp nâng cao chất lượng điều khiển quá trình bằng cách giữ ổn định áp suất độc lập với lưu lượng tiêu thụ khí, giúp giảm ứng suất mỏi cho những chi tiết máy.

Những lợi ích khác bao gồm áp suất hệ thống ổn định thông qua việc tác động nhanh khi áp suất thay đổi, chỉ trong khoảng 0.1bar, quá trình khởi động mềm mãi dẫn đến không gây ra xung kích dòng điện, giảm ứng suất mỏi trên những chi tiết cơ khí và không giới hạn số lần khởi động, hệ số hiệu suất không đổi.

 

  • Những minh chứng tính hiệu quả của máy nén khí sử dụng VSD

Mặc dù máy nén khí sử dụng VSD là thiết bị tương đối mới, một số nơi đã lắp đặt thử nghiệm và kiểm chứng là thành công.

Ở Bỉ, một máy nén khí 275kw có vận tốc cố định đã chuyển sang sử dụng máy nén khí 315kw điều khiển biến tốc. Trong quá trình kiểm tra với ba kiểu tải, kết quả năng lượng tiết kiệm được từ 18­25% tính theo tiền mặt có thể tiết kiệm được €15,200 trên một năm. Và có thể hoàn lại vốn đầu tư trong vòng 3 năm khai thác.

Trong khi một công ty hóa sinh ở Châu Âu có nhu cầu sử dụng khí oxy với áp suất không đổi nhưng thể tích của khí oxy lại thay đổi rất lớn. Trước đây hệ thống được điều khiển bằng cách vận hành thay phiên nhau hai máy nén khí có công suất khác nhau. Bởi vì vấn đề ở đây sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng, tiếng ồn cao và chi phí bảo dưỡng lớn hơn máy nén khí trang bị VSD. Kết quả là năng lượng có thể tiết kiệm khoảng 1,700,000kwh/nămvới kết quả này ước tính theo khối lượng CO2 phác thải gây hiệu ứng nhà kính có thể cắt giảm được là 850,000kg/năm.

 

  • Lợi ích khai thác thiết bị

Nhiều người sử dụng vẫn ưu tiên sử dụng phương pháp truyền thống bởi vì nó dễ dàng thực hiện và không phức tạp. Rất nhiều người nói rằng lợi ích tiết kiệm điện mang lại thấp hơn so với chi phí mua VSD. Nhưng thực tế điều này không đúng. Không giống như các phương pháp tiết kiệm khác chỉ có thể giảm được 1­2% điện năng tiêu thụ, năng lượng tiết kiệm được do một bộ VSD tạo ra là rất đáng kể, lợi nhuận thu được có thể hoàn lại chi phí đầu tư chỉ trong vòng một năm hoặc ít hơn. Sau thời gian đó tiếp tục khai thác thiết bị sẽ thu được lợi nhuận thặng dư.

 

  • Kiểm định năng lượng

Để giúp các công ty muốn cắt giảm chi phí năng lượng, thì cần phải đánh giá năng lượng đang sử dụng để tạo ra khí nén. Các chuyên gia điều chỉnh hệ thống khí nén là cách tốt nhất để chỉ ra rằng máy nén khí VSD có phù hợp với yêu cầu của bạn hay không. Những dịch vụ điều chỉnh hệ thống khí nén này rất có sẵn ở các công ty chuyên về khí nén, họ có thể nói cho bạn bao nhiêu năng lượng bạn có thể tiết kiệm được bằng việc lắp đặt máy nén khí trang bị điều khiển VSD. Thêm nữa, những nhà sản xuất thiết bị công nghệ VSD, chẳng hạn như ABB, cung cấp gói thẩm định các thiết bị then chốt bao gồm kiểm soát năng lượng tiêu thụ của thiết bị trước và sau khi lắp đặt VSD.

Việc kiểm định năng lượng sẽ xác định mức năng lượng có thể tiết kiệm và định lượng mức năng lượng tiết kiệm được nếu lắp đặt VSD. Những tính toán sau đó sẽ tính ra số tiền tiết kiệm được hàng tháng, nếu bạn lắp đặt thiết bị.

Cũng không có gì ngạc nhiên khi một số người sử dụng gạt bỏ lời cam kết cắt giảm 50% điện năng tiêu thụ bằng cách cắt giảm 20% vận tốc, đó là sự phóng đại của các nhà sản xuất. Tuy nhiên thực tế năng lượng tiết kiệm được có thể được kiểm chứng và cách tốt nhất bằng một cuộc khảo sát năng lượng. Điều này sẽ cho bạn thấy tiềm năng tiết kiệm điện rõ ràng nhất. cho phép bạn ra quyết định nâng cấp công nghệ để có thể nâng cao lợi nhuận của công ty.

  

Flow Diagram

 

 

BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT [22~150kW (30~200HP)]

Article

Unit

Airtec 22V

Airtec 37V

Airtec 55V

Airtec 75V

Airtec 110V

Airtec 150V

Compression method

kW

22

37

55

75

110

150

HP

30

50

75

100

150

200

Capacity
(F.A.D)(1)

7 bar

m3/min

1.8~3.9

2.0~6.7

3.1~10.3

4.1~13.7

6.4~21.2

8.3~28.5

8 bar

1.0~3.6

1.8~6.1

2.6~9.1

3.5~13.1

5.1~18.6

7.0~26.1

10 bar

-

1.4~4.6

2.1~7.1

2.9~9.8

3.8~16.1

5.9~23.0

Compression Unit

Driven method

 

Direct coupled & Variable speed drive type

Suction Temperature(3)

MAX. 40

Outlet Temperature

MAX. Suction temperature + 15

Cooling method

 

Water cooled

Motors

Rated power

kW

22

37

55

75

110

150

Input voltage

V

AC 220 / 380 / 440, 3Phase

Frequency

Hz

50 / 60

Starting method

 

Soft start by Inverter(No peak current)

Pipe connection

 

25A (1")

32A (11/4")

50A (2")

65A (2 1/2")

Control method

 

Variable speed drive

Noise level(2)

dB(A)

68 ± 2

73 ± 2

Weight

kg

650

1,100

1,800

2,000

2,600

3,300

Overall dimension (LxBxH)

mm

1,380×880×1,340

1,700×1,065×1,500

1,900x1,330x1,750

2,400×1,800×1,960

(1) According to ISO1217 Edition3-1966, Annex-C

(2) According to ISO2151 Edition1-1972.

(3) High temperature packages up to 55℃ are available

 

BẢNG THÔNG SỐ KỸ THUẬT [190~300kW (250~400HP)]

Article

Unit

Airtec 190V

Airtec 225V

Airtec 260V

Airtec 300V

Compression method

kW

190

225

260

300

HP

250

300

350

400

Capacity
(F.A.D)(1)

7 bar

m3/min

10.5~35.0

12.1~40.6

13.5~45.8

17.7~55.3

8 bar

8.7~30.0

9.8~33.3

11.0~38.2

15.8~50.2

10 bar

7.3~26.8

8.1~29.6

9.1~31.9

13.8~45.0

Compression Unit

Driven method

 

Direct coupled & Variable speed drive type

Suction Temperature(3)

MAX. 40

Outlet Temperature

MAX. Suction temperature + 15

Cooling method

 

Water cooled

Motors

Rated power

kW

190

225

260

300

Input voltage

V

AC 220 / 380 / 440, 3-phase

Frequency

Hz

50 / 60

Starting method

-

Soft start by Inverter(No peak current)

Pipe connection

-

80A (3")

100A (4")

Control method

-

Variable speed drive

Noise level(2)

dB(A)

82 ± 2

Weight

kg

4,910

6,260

6,590

7,500

Dimension (L X B X H)

mm

3,382×2,100×2,500

3,382×2,100×2,500 (800×1,080×2,500)

(1) According to ISO1217 Edition3-1966, Annex-C

(2) According to ISO2151 Edition1-1972.

(3) High temperature packages up to 55℃ are available

Hỗ trợ khách hàng

Lô 400, Đường số 13, KCN Amata, P.Long Bình, Biên Hòa, Đồng Nai
Tel: 02513.937.029
Fax: 02513.936.079
Hotline 1: 0913.989.259
Hotline 2: 0941.489.082

Facebook LikeBox