Hệ thống khí nén trong công nghiệp – Những lưu ý cần biết trước khi lắp đặt

Hệ thống khí nén trong công nghiệp ngày càng trở nên phổ biến, đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ sản xuất và cung cấp nguồn khí nén ổn định cho các thiết bị và máy móc. Tuy nhiên, để tối ưu hóa hiệu quả công việc, việc lựa chọn thiết bị phù hợp và nắm vững các nguyên tắc cùng lưu ý khi lắp đặt là vô cùng quan trọng. Cùng RX Tradex tìm hiểu những lưu ý cần biết trước khi lắp đặt hệ thống khí nén trong công nghiệp trong bài viết dưới đây.

1. Hệ thống khí nén trong công nghiệp gồm những thiết bị gì? 

Hệ thống khí nén trong công nghiệp bao gồm nhiều thiết bị làm việc đồng bộ, nhằm cung cấp nguồn khí nén liên tục, ổn định và có áp lực cao, phục vụ cho các hoạt động sản xuất, chế tạo và sửa chữa trong các nhà máy và xưởng quy mô vừa đến lớn.

Các thành phần chính của hệ thống này gồm: máy nén khí trục vít, máy sấy khí, bình chứa khí nén, bộ lọc khí nén và hệ thống đường ống khí nén.

1.1. Máy nén khí trục vít – Thiết bị cốt lõi của hệ thống khí nén trong công nghiệp

Máy nén khí trục vít là thiết bị quan trọng nhất trong một hệ thống khí nén, đóng vai trò cung cấp khí nén đầu vào cho toàn bộ hệ thống. Nhiệm vụ của máy là hút không khí từ môi trường bên ngoài, nén lại và cung cấp khí nén với áp lực cao để phục vụ cho các thiết bị khác trong hệ thống.

Lý do sử dụng máy nén khí trục vít trong công nghiệp

Máy nén khí trục vít thường được ưu tiên sử dụng trong các hệ thống khí nén nhà xưởng hơn là máy nén piston bởi khả năng cung cấp lưu lượng và công suất vượt trội. Điều này giúp đáp ứng nhu cầu làm việc liên tục và khắt khe trong các nhà xưởng sản xuất và sửa chữa.

Đặc điểm nổi bật của máy nén khí trục vít

• Máy nén khí trục vít có thiết kế dạng khối hộp, nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt cố định tại một chỗ.
• Trang bị bảng điều khiển điện tử giúp người dùng dễ dàng theo dõi và điều chỉnh lưu lượng cũng như áp lực khí nén theo nhu cầu.
• Không giống như máy nén piston, máy nén khí trục vít không đi kèm bình chứa khí nén, do đó hệ thống cần trang bị thêm bình chứa.
• Máy có khả năng cung cấp lưu lượng khí nén lớn, với công suất có thể lên đến 400 kW.
• Máy có khả năng vận hành ổn định và liên tục trong thời gian dài, phù hợp với các môi trường công nghiệp đòi hỏi cao.

Máy nén khí trục vít, với các ưu điểm vượt trội về công suất, thiết kế và khả năng điều chỉnh, là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống khí nén trong các ngành công nghiệp hiện đại.

1.2. Bình chứa khí nén – Thành phần thiết yếu, cung cấp khí nén ổn định cho hệ thống 

Bình chứa khí nén là một phần không thể thiếu trong mọi hệ thống máy nén khí công nghiệp. Với quy mô lớn của các hệ thống này, việc sử dụng bình chứa khí nén dung tích lớn là cần thiết. Do máy nén khí trục vít không tích hợp bình chứa, việc trang bị thêm bình chứa khí nén trở thành điều bắt buộc.

Vai trò của bình chứa khí nén

Bình chứa khí nén đóng vai trò quan trọng trong việc tích trữ và cung cấp nguồn khí nén ổn định. Khi máy nén khí tạo ra áp lực đủ, bình chứa khí nén sẽ tiếp nhận, lưu trữ và cung cấp khí nén áp lực cao cho toàn bộ hệ thống trong khi máy nén khí ngừng chạy. Điều này đảm bảo nguồn khí nén luôn sẵn sàng và ổn định, giúp hệ thống hoạt động hiệu quả và liên tục.

Đặc điểm và thông số kỹ thuật

• Dung tích: Bình chứa khí nén trong hệ thống công nghiệp có dung tích từ 120 lít đến 10.000 lít, tùy thuộc vào quy mô của hệ thống.
• Chất liệu: Hầu hết các bình chứa được làm từ thép cao cấp hoặc inox, có khả năng chịu áp lực từ 8 – 10 kg/cm², đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình sử dụng.
• Phụ kiện kèm theo: Để vận hành hiệu quả, bình chứa khí nén cần có các phụ kiện như van xả đáy, van an toàn và đồng hồ đo áp suất khí nén. Những phụ kiện này giúp quản lý và giám sát áp suất trong bình, đảm bảo an toàn và hiệu suất của hệ thống.

Bình chứa khí nén, với vai trò và tính năng vượt trội, là yếu tố quan trọng trong việc duy trì nguồn khí nén ổn định và hiệu quả cho các hoạt động sản xuất công nghiệp.

1.3. Máy sấy khí – Nâng cao chất lượng khí nén cho hệ thống khí nén trong công nghiệp

Trong quá trình nén, không khí được nạp vào máy nén khí thường chứa hơi ẩm dẫn đến khí nén đầu ra cũng chứa hơi nước. Nếu không được xử lý, hơi nước này có thể gây ra han gỉ cho các thiết bị, giảm tuổi thọ và hiệu suất hoạt động, đặc biệt ảnh hưởng nghiêm trọng đến các quy trình sản xuất yêu cầu khí nén sạch và khô. Để giải quyết vấn đề này, máy sấy khí được sử dụng để làm khô khí nén, đảm bảo chất lượng khí nén thành phẩm.

Có hai loại máy sấy khí phổ biến là máy sấy kiểu làm lạnh và máy sấy hấp thụ. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của công việc mà ta sẽ chọn loại máy sấy phù hợp.

Máy sấy khí kiểu làm lạnh

Máy sấy kiểu làm lạnh được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống máy nén khí công nghiệp. Nguyên lý hoạt động của máy dựa trên sự thay đổi nhiệt độ, làm ngưng tụ hơi nước khi gặp nhiệt độ thấp, từ đó cung cấp khí nén sạch và khô. Các đặc điểm của máy sấy kiểu làm lạnh bao gồm:

• Hiệu quả sấy khô: Khí nén thành phẩm được sấy khô từ 80 – 90%, phù hợp với các công việc không yêu cầu quá cao về độ sạch của khí nén.
• Chi phí: Giá thành phải chăng, dễ dàng tiếp cận và phổ biến trong các ngành công nghiệp.

Máy sấy khí hấp thụ

Máy sấy khí hấp thụ sử dụng các hạt siêu hút ẩm chuyên dụng có khả năng tự tái chế để làm khô khí nén. Các đặc điểm nổi bật của máy sấy khí hấp thụ bao gồm:

• Hiệu quả sấy khô cao: Khí nén thành phẩm khô gần như hoàn toàn, đáp ứng tốt các yêu cầu khắt khe về nguồn khí nén sạch tuyệt đối, chẳng hạn như trong y tế, thực phẩm, và sản xuất linh kiện điện tử.
• Chi phí: Giá thành tương đối cao so với máy sấy khí kiểu làm lạnh, nhưng bù lại, chất lượng khí nén đạt được là tối ưu.

Máy sấy khí, với vai trò quan trọng trong việc làm khô khí nén, không chỉ giúp nâng cao tuổi thọ của các thiết bị mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm và hiệu suất làm việc. Việc lựa chọn loại máy sấy phù hợp sẽ phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của từng ngành nghề và ứng dụng.

1.4. Bộ lọc khí nén công nghiệp 

Trong các hệ thống khí nén công nghiệp, bộ lọc đóng vai trò quan trọng không thể thiếu. Chúng được sử dụng để làm sạch và làm khô khí nén, từ đó cải thiện hiệu suất sản xuất và kinh doanh.

Bộ lọc khí nén thường bao gồm ba cấp độ lọc khác nhau, tương ứng với ba cốc lọc: lọc thô, lọc tinh và lọc siêu tinh. Một số bộ lọc chuyên dụng có thêm cốc lọc carbon hoạt tính để lọc sạch tối đa và đảm bảo rằng khí nén là hoàn toàn sạch.

Để sử dụng bộ lọc khí nén công nghiệp hiệu quả, người ta thường trang bị cốc xả tự động dưới mỗi cốc lọc. Các cốc xả tự động này được thiết kế để tự động xả nước khi cốc lọc đầy, mang lại sự tiện lợi và hiệu quả trong việc duy trì sạch sẽ của hệ thống.

2. Vai trò và tác dụng của hệ thống nén khí 

Theo thống kê, hơn 80% các nhà máy sản xuất sử dụng hệ thống máy nén khí để tạo ra khí nén có lưu lượng và áp lực cao phục vụ quá trình sản xuất. Hệ thống này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau, có những ứng dụng cụ thể như sau:

2.1. Cơ khí chế tạo

Trong ngành cơ khí chế tạo hiện nay, hệ thống khí nén được sử dụng rộng rãi để cung cấp truyền động cho nhiều loại máy móc và dụng cụ gia công. Các ứng dụng bao gồm máy xịt rửa, máy bơm (phun và thổi khí), máy nén hút chân không, máy đánh bóng, siết xoắn, khoan, dập, và đục,…

2.2. Thực phẩm và đồ uống

Trong lĩnh vực thực phẩm và đồ uống, khí nén được sử dụng để truyền động cho các dây chuyền sản xuất, dụng cụ khuấy chất lỏng, lọc và thổi khí, tẩy rửa, vận chuyển vật liệu, hệ thống phun nước và đóng gói chân không. Đặc biệt, chất lượng khí nén trong ngành này phải đạt tiêu chuẩn cao vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người tiêu dùng.

2.3. Dược phẩm

Hệ thống khí nén trong sản xuất dược phẩm hỗ trợ các hoạt động như khuấy chất lỏng, sục khí oxy, pha trộn vật liệu, phun hoà trộn, phun khô, vận chuyển, làm khô và bay hơi chân không.

2.4. Dệt may

Trong ngành dệt may, khí nén được sử dụng trong các quá trình vệ sinh làm ẩm, điều khiển máy móc, cũng như cẩu và nâng hàng trong các nhà máy và dây chuyền sản xuất.

2.5. Hóa chất

Tương tự ngành dược phẩm, hệ thống khí nén trong sản xuất hóa chất cũng phục vụ các công tác như khuấy trộn, pha lẫn, vệ sinh làm sạch, điều khiển thiết bị, vận chuyển hóa chất lỏng, đốt cháy, lọc chân không, phun sương, và bơm.

3. Một số lưu ý khi lắp đặt hệ thống máy nén khí 

Ngoài việc chọn lựa thiết bị phù hợp, nắm rõ các lưu ý quan trọng khi lắp đặt hệ thống khí nén sẽ giúp đảm bảo độ chính xác và hiệu quả cao nhất. Dưới đây là những điểm cần chú ý khi lắp đặt hệ thống khí nén công nghiệp, cùng với sơ đồ hệ thống khí nén tiêu chuẩn mà doanh nghiệp có thể tham khảo:

Vị trí lắp đặt

• Máy nén khí trục vít: Đặt ở vị trí đầu tiên trong hệ thống.
• Bình chứa khí nén: Đặt ngay sau máy nén khí để tích trữ và hỗ trợ duy trì áp lực khí nén.
• Máy sấy khí nén: Lắp sau bình chứa khí nén để giảm thiểu tiêu hao áp suất từ máy nén.
• Bộ lọc khí nén: Lắp sau máy sấy. Bộ lọc thô có kích thước lọc từ 3 micromet trở lên có thể lắp trước máy sấy khí.
• Bình chứa khí nén bổ sung: Có thể lắp thêm một bình sau máy sấy để giảm thiểu tình trạng tụt áp.

Những lưu ý khác khi lắp đặt

• Đường ống chính: Nên lắp đặt trên cao, tránh lắp đặt dưới hoặc bên trong tường để dễ dàng phát hiện rò rỉ và sửa chữa. Đường ống phụ nên lấy khí từ mặt trên của đường ống chính để tránh hút phải nước.
• Vị trí lắp đặt: Chọn vị trí khô ráo, thoáng mát và bằng phẳng để lắp đặt hệ thống khí nén.
• Không gian lắp đặt: Tốt nhất nên lắp đặt hệ thống khí nén trong một phòng riêng biệt, không cùng không gian sản xuất để hạn chế bụi bẩn.
• Khoảng cách giữa các thiết bị: Tránh lắp đặt các thiết bị quá gần nhau để tránh tình trạng cộng hưởng nhiệt khi vận hành lâu dài.
• Hệ thống thoát nước và thông gió: Đảm bảo lắp đặt đường nước thải và hệ thống thông gió cho toàn bộ hệ thống khí nén.

Việc tuân thủ các hướng dẫn và lưu ý trên sẽ giúp đảm bảo hệ thống khí nén của bạn hoạt động hiệu quả và bền bỉ hơn.

4. Lựa chọn công suất, tính năng máy nén khí trục vít sao cho phù hợp

4.1. Khi lựa chọn máy nén khí trục vít, cần xem xét các yếu tố sau

Dòng máy nén: Có thể chọn máy nén khí trục vít có dầu hoặc không dầu, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Máy nén khí trục vít thường được ứng dụng khi cần lưu lượng lớn từ 1 m3 đến 100 m3/phút và dải áp lực thông thường từ 7 bar đến 13 bar.

4.2. Lựa chọn dựa trên yếu tố công suất và lưu lượng khí nén

• Có thể chọn máy nén khí dựa trên kinh nghiệm từ các khách hàng sử dụng máy nén khí trước đó hoặc dựa trên công suất và lưu lượng khí nén cần thiết.
• Tính toán tổng lưu lượng các thiết bị sử dụng khí nén, kết hợp với áp lực cao nhất mà thiết bị sử dụng cần để chọn ra máy nén khí phù hợp.

4.3. Thông số kỹ thuật mặc định từ nhà cung cấp

Tham khảo thông số kỹ thuật mặc định từ bên cung cấp máy nén khí để có sự lựa chọn tối ưu.

4.4. Công suất và tính năng máy nén khí trục vít

• Máy nén khí trục vít 7.5 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 1.2 m3/phút tại áp lực 7 bar.
• Máy nén khí trục vít 11 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 1.8 m3/phút tại áp lực 7 bar.
• Máy nén khí trục vít 15 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 2.5 m3/phút tại áp lực 7 bar.
• Máy nén khí trục vít 22 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 3.9 m3/phút tại áp lực 7 bar.
• Máy nén khí trục vít 37 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 6.5 m3/phút tại áp lực 7 bar.
• Máy nén khí trục vít 55 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 9.5 m3/phút tại áp lực 7 bar.
• Máy nén khí trục vít 75 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 13 m3/phút tại áp lực 7 bar.
• Máy nén khí trục vít 100 kW: Lưu lượng khí nén khoảng 18 m3/phút tại áp lực 7 bar.

4.5. Lựa chọn các phụ kiện đi kèm

Sau khi đã chọn được máy nén khí phù hợp, cần lựa chọn đường ống khí nén, dây cáp điện và áp tô mát phù hợp cho máy nén khí trục vít từng loại.

5. Tổng kết

Dưới đây là thông tin quan trọng về hệ thống khí nén trong ngành công nghiệp và những điều cần lưu ý trước khi triển khai chúng. Hi vọng rằng các doanh nghiệp có thể áp dụng thông tin này để lắp đặt hệ thống khí nén một cách hiệu quả, tránh những sai sót không mong muốn.

Ngoài ra, nếu doanh nghiệp mong muốn tiếp cận các công nghệ tiên tiến mới và ứng dụng chúng trong ngành công nghiệp, có thể đăng ký tham gia triển lãm Vietnam Manufacturing Expo, do RX Tradex tổ chức. Triển lãm này cung cấp cơ hội kết nối và giao lưu với các chuyên gia hàng đầu trong ngành, lắng nghe những chia sẻ quý báu. Từ đó, doanh nghiệp có thể cải thiện quy trình sản xuất một cách tối ưu và hiệu quả hơn.