Xác định lượng rò rỉ khí nén & tiềm năng tiết kiệm năng lượng khí nén

Tiềm năng tiết kiệm năng lượng khí nén. Nếu bạn không đo lường, bạn không thể cải thiện nó!

Xác định lượng rò rỉ bằng cách đo thời gian bật máy

Phương pháp được sử dụng để xác định lượng rò rỉ (VL) là đo thời gian bật máy nén. Phương pháp này chỉ có thể được sử dụng cho máy nén ở chế độ tải và không tải. Những điểm sử dụng khí nén phải được tắt. Rò rỉ trong hệ thống sử dụng khí nén, áp suất nguồn điện giảm. Máy nén phải bù lượng rò rỉ này.

Trong thời gian đo T, phải đo tổng thời gian chạy của máy nén đo được ở chế độ làm việc có tải Σt. Để có được kết quả đáng tin cậy, thời gian đo T phải được đo trong ít nhất 5 khoảng thời gian chuyển mạch của máy nén.

Công thức sau đây có thể được sử dụng để xác định gần đúng lượng rò rỉ VL:

VL = V*Σt*1000/T

VL = thể tích rò rỉ [lít/phút]

V = lưu lượng phân phối khí của máy nén [m3/h]

Σ t = tổng thời gian chạy của máy nén [s]

Σt = t1 + t2 + t3 + t4 + t5

T = thời gian đo [s]

Ví dụ

 Một máy nén có lưu lượng cung cấp không khí thực tế là 1,65 m3/phút thực hiện năm chu kỳ chuyển mạch trong thời gian đo T = 180 s. Trong thời gian đo T, tổng thời gian chạy Σt = 30 s.

VL = 1,65 * 30 * 1000/180   = 275

Tốc độ rò rỉ của hệ thống khí nén là khoảng 275 lít mỗi phút.

Giá trị giới hạn của lượng rò rỉ

Thật không may, việc thất thoát khí nén do rò rỉ là điều không thể tránh khỏi với các hệ thống khí nén tiêu chuẩn. Chi phí bổ sung do rò rỉ làm tăng đáng kể tiền điện của hệ thống khí nén.

Có thể thực hiện các biện pháp để giảm thiểu những tổn thất này nhưng đều liên quan đến chi phí. Những chi phí này có thể lớn hơn mức tiết kiệm được nhờ giảm tổn thất khí nén. Do đó, mục tiêu là giảm tổn thất khí nén đến mức nhỏ nhất có thể với mức chi tiêu có thể chấp nhận được.

Vì lý do kinh tế, lượng rò rỉ có thể chấp nhận được như sau:

- Đối với các mạng nhỏ, tối đa là 5%.

- Đối với mạng cỡ trung bình, tối đa là 7%.

- Đối với các mạng lớn hơn, tối đa là 10%.

- Đối với các mạng rất lớn, ví dụ như ở các xưởng đúc, công trình thép, nhà máy đóng tàu, v.v., tối đa 13-15 %.

Khi lượng rò rỉ được xác định trong mạng khí nén vượt quá giá trị giới hạn, cần phải tiến hành các thử nghiệm rò rỉ phức tạp, sử dụng thiết bị siêu âm và nhà cung cấp dịch vụ độc lập bên ngoài.

Trong mạng lưới đường ống, các điểm rò rỉ hoạt động giống như các vòi phun mà từ đó khí nén thoát ra ở tốc độ dòng chảy cao. Những điểm rò rỉ này là những người sử dụng kiên trì với khí nén chảy ra cả ngày, 24 giờ một ngày, 365 ngày trong 1 năm. Cần phải tiêu tốn năng lượng đáng kể để bù đắp tổn thất khí nén phát sinh. Không có thiệt hại xảy ra, nhưng chi phí phát sinh đó làm giảm đáng kể tính kinh tế của hệ thống khí nén.

Ví dụ sau đây minh họa rõ ràng tầm quan trọng của chi phí bổ sung:

Ở áp suất mạng 8 bar, khoảng 75 lít/phút = 4,5 mét khối/giờ khí nén thoát ra qua lỗ rò rỉ đường kính 1 mm. Đối với lưu lượng thể tích này, phải sử dụng công suất động cơ 0,6 kW. Với mức giá 2.500 VND/kWh, tùy thuộc vào hiệu suất của động cơ, sau 8.000 giờ vận hành, chi phí bổ sung là khoảng  12.000.000 vnd mỗi năm.

Với cả một nhà máy lớn, không quá khó để tìm một rò rỉ chỉ 1mm, theo số liệu của thế giới và theo kinh nghiệm thực tế của chúng tôi, trung bình một nhà máy sản xuất đã hoạt động được trên 3 năm, lượng rò rỉ khí nén trung bình là 30%.

Vậy để kiểm tra một nhà máy trung bình như vậy sẽ tiêu tốn bao nhiêu chi phí năng lượng cho hệ thống khí nén, chúng ta hãy xem tiếp ví dụ tiếp theo.

VÍ DỤ VỀ NHÀ MÁY ĐIỂN HÌNH – MỘT NHÀ MÁY SẼ TỐN BAO NHIÊU TIỀN CHO RÒ RỈ TRUNG BÌNH? Chúng tôi đã tính toán……

Dữ liệu cơ bản:

1. Công suất máy nén 50 KW

2. 6.000 giờ hoạt động hàng năm

3. Giá điện 2.500 VND/KWh

4. Tỷ lệ rò rỉ 30% (theo số liệu chung quốc tế và theo kinh nghiệm của chúng tôi)

 Chi phí khí nén hàng năm:

50KW * 6.000h * 2500 = 750.000.000 VND

(bằng cách thay thế hiệu suất của máy nén và thời gian sử dụng, bạn có thể tính toán chi phí hàng năm của công ty mình)

Chi phí rò rỉ khí nén:

50KW * 6.000h * 2500 * 30% = 225.000.000 VND

 Không thể đạt được trạng thái lý tưởng, không rò rỉ mà lượng LƯỢNG rò rỉ phải giảm xuống từ 5-10%!

Kiểm tra rò rỉ và chi phí sửa chữa:

Bằng cách giảm rò rỉ 10%, chẳng hạn chúng ta cần chi phí để sửa chữa là  50.000.000 VND

Thời gian hoàn vốn cho  đợt sửa chữa này sẽ là:

50.000.000 (chi phí)/150.000.000 (tiết kiệm) = 4.0 tháng

Với chỉ 4 tháng để thu hồi ROI, qua đây chúng ta có thể thấy rằng, tiềm năng tiết kiệm năng lượng từ hệ thống khí nén là rất lớn. Nghe có vẻ đơn giản,  nhưng tại sao mọi người không làm điều đó?

Tại sao việc quản lý năng lượng khí nén lại gặp khó ở các nhà máy công nghiệp?

Các lãnh đạo của công ty đã yêu cầu ai đó làm điều này chưa? Có ai đặt một kế hoạch như vậy trong cuộc họp không? Trong trường hợp tốt nhất, các lãnh đạo công ty đã thực hiện các bước như vậy, nhưng chúng tôi đã không gặp nhiều trong suốt quá trình hoạt động của mình, hoặc việc triển khai thực hiện gặp vô vàn khó khăn.

Các nhà quản lý cấp trung bận rộn với các nhiệm vụ được giao, các nhà quản lý sản xuất hiếm khi có thẩm quyền về chi phí năng lượng. Nhiệm vụ chính của các nhà quản lý bảo trì là đảm bảo sản xuất không bị gián đoạn. Vậy nhiệm vụ của ai là yêu cầu, thảo luận, thực hiện và kiểm soát việc chuẩn bị kế hoạch?

Đây là câu hỏi chiến lược. Tạo một chiến lược là nhiệm vụ của quản lý.

Trong các tổ chức hoạt động tốt, sáng kiến cũng có thể đến từ bên dưới, nhưng do sự phức tạp của nhiệm vụ, sự phát triển của nó đòi hỏi phải làm việc chung với sự hỗ trợ đầy đủ của quản lý và các phòng ban liên quan.

Tăng hiệu quả sử dụng năng lượng với các mục tiêu tiết kiệm năng lượng đã xác định, nguồn lực được phân bổ, năng lượng tiết kiệm, giảm phát thải CO2 và chi phí hoàn vốn nhanh.