Nhìn vào đồ thị của quá trình đẳng nhiệt và quá trình đẳng Entropy ta không tìmđược trong đó quá trình làm việc của máy nén khí, hai quá trình này được sửdụng trong việc đánh giá công su
Khái niệm và mục đích sử dụng máy nén khí
Máy nén khí là thiết bị cơ khí có chức năng tăng áp suất và nhiệt độ của khí, từ đó nâng cao năng lượng cho dòng khí Hiện nay, máy nén khí được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của con người.
Máy nén khí có nhiều công dụng quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như in ấn, bao bì và thực phẩm Chúng đóng vai trò thiết yếu trong các hệ thống công nghiệp, cung cấp khí ở áp suất cao để vận hành các máy móc khác, chẳng hạn như máy lắp ráp.
- Nghành bảo dưỡng xe: Máy nén khí được sử dụng để vệ sinh xe như, làm sạch bụi bẩn, dùng khí nén làm khô xe.
- Ngành y tế: Cung cấp oxy để đẩy nhanh quá trình sấy khô các nguyên vật liệu, các thiết bị y tế, khí nén dùng để phun rửa vỏ thuốc.
- Ngành công nghiệp: Thông gió, khí nén có động lực rất mạnh có thể làm hoạt động các thiết bị dùng khí, dùng để thăm dò độ sâu.
Ngành chế tạo sử dụng thiết bị nâng khí nén để cầu hàng, tạo áp lực cho súng phun sơn và điều khiển các thiết bị tự động hóa Ngoài ra, ngành này còn sản xuất bao bì chân không nhằm kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm và thực hiện vệ sinh, làm sạch bụi hiệu quả.
Phân loại máy nén khí
Máy nén khí động học 1
Trong loại này, áp suất khí được nâng cao thông qua việc cung cấp động năng cưỡng bức cho khí từ các cơ cấu làm việc Khi đó, khí chuyển đổi động năng và chuyển động cưỡng bức thành thế năng.
Chuyển động của khí trong loại máy nén khí động học này có biên độ nhỏ và tần số lớn, cho phép coi nó là ổn định Máy nén khí động học bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
- Máy nén khí ly tâm.
- Máy nén khí hướng trục.
- Máy nén khí cánh dẫn.
Máy nén khí thể tích 2
Việc nâng cao áp suất khí trong máy nén khí này diễn ra thông qua quá trình nén cưỡng bức, dẫn đến việc giảm thể tích không gian làm việc Do đó, chu trình nén được coi là chu trình tuần hoàn và xác định Máy nén khí thể tích bao gồm nhiều loại khác nhau.
- Máy nén khí trục vít.
Ngoài ra, còn có thể phân loại máy nén khí theo các cách sau:
*/Phân loại theo lưu lượng:
- Máy nén có lưu lượng lớn: Q > 100 (m 3 /phút).
- Máy nén có lưu lượng trung bình: Q = 10÷100 (m 3 /phút).
- Máy nén có lưu lượng nhỏ: Q = 0.04÷10 (m 3 /phút).
*/Phân loại theo áp suất có thể tạo ra:
- Máy nén có áp suất cao: P > 100 (KG/cm 2 ).
- Máy nén có áp suất trung bình:P = 10÷100 (KG/cm 2 ).
- Máy nén có áp suất thấp: P = 2÷10 (KG/cm 2 ).
*/Phân loại theo cách bố trí đường tâm xilanh:
- Máy nén dạng góc (chữ L, V, W).
*/Phân loại theo loại khí nén:
- Máy nén khí không khí.
*/Phân loại theo động cơ dẫn động:
- Máy nén khí được truyền động bằng động cơ điện.
- Máy nén khí được truyền động bằng động cơ Diesel.
- Máy nén khí được truyền động bằng động cơ tua bin.
*/Phân loại theo kiểu làm mát:
- Máy nén làm mát bằng nước hay không khí.
- Máy nén làm mát bằng không khí.
*/Phân loại theo số lần tác dụng:
- Máy nén khí tác dụng đơn.
- Máy nén khí tác dụng kép.
*/Phân loại theo số cấp nén:
- Máy nén khí một cấp.
- Máy nén khí nhiều cấp.
Lý thuyết chung về máy nén khí
Nhiệt động lực học của máy nén khí 3
Lý thuyết cơ bản của máy nén khí dựa trên nhiệt động lực học của khí lý tưởng, trong đó thể tích khí phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ Khoảng cách giữa các phân tử khí thay đổi trong khi kích thước của chúng không thay đổi Các quá trình nhiệt động lực học của khí lý tưởng diễn ra với giá trị nhiệt dung riêng đẳng áp CP và nhiệt dung riêng thể tích CV không đổi, tuân theo phương trình trạng thái.
- : Thể tích riêng của khí (m 3 /kg).
Sử dụng phương trình (1.1) để tính toán cho máy nén khí có thể dẫn đến kết quả sai khi áp suất tăng và nhiệt độ khí giảm Cụ thể, khi áp dụng phương trình này cho một lượng khí thực ở nhiệt độ từ 290 đến 373 oK và áp suất khoảng 50 kg/cm² (hay 5 Mpa), kết quả cho thấy áp suất khí sai lệch khoảng 1%.
Máy nén khí có áp suất khí ở cửa xả lên đến 10 Mpa thì kết quả sai khoảng 2% khi ta sử dụng phương trình (1.1).
Khi máy nén khí có áp suất khí ở cửa xả ≤ 10 Mpa, việc áp dụng phương trình (1.1) sẽ cho ra sai số áp suất khoảng 1-2%, và mức sai số này được coi là chấp nhận được trong quá trình tính toán.
Với máy nén khí có áp suất cửa xả lớn hơn 10 Mpa thì ta có công thức tính áp suất khí như sau:
: Hệ số nén của khí (với khí lí tưởng =1).
- Hệ số nén phụ thuộc vào tỉ số
- Với: P, T, là áp suất và nhiệt độ của khí (at).
P th, T th là áp suất tới hạn và nhiệt độ tới hạn của khí ( o K).
* Các phương trình cơ bản:
Phương trình cơ bản là sự kết hợp giữa định luật nhiệt động lực học và phương trình trạng thái khí lí tưởng.
Quá trình này diễn ra mà không có sự trao đổi nhiệt giữa khí và môi trường xung quanh, dẫn đến việc nhiệt độ bên trong có thể tăng lên do ma sát giữa các phần tử khí Trong quá trình này, nhiệt độ và áp suất được giữ cố định.
Với k là chỉ số đoạn nhiệt (Trong máy nén chỉ có đoạn nhiệt tuyệt đối)
Với quá trình đẳng nhiệt T = const
Hình 1.1 Đồ thị S-T Quá trình đẳng nhiệt của máy nén khí
Với quá trình đẳng Entropy, S = const.
Entropy S không thay đổi khi nhiệt độ bên trong máy nén khí không được giải phóng, điều này cho thấy rằng quá trình đẳng Entropy không thể xảy ra trong máy nén khí.
Hính 1.2 Đồ thị S-T Quá trình đẳng Entropy
Nó là quá trình chung của nhiệt động lực học, nó được đặc trưng bởi số mũ đa biến n.
Số mũ đa biến n phụ thuộc vào điều kiện bên trong và bên ngoài máy nén khí.
- Hình 1.2.a biểu thị quá trình đa biến n < k: những máy nén khí làm mát ở nhiệt độ cao.
- Hình 1.2.b biểu thị quá trình đa biến n > k: những máy nén khí động học.
Trong đồ thị của quá trình đẳng nhiệt và đẳng entropy, không thể tìm thấy quá trình làm việc của máy nén khí, nhưng hai quá trình này rất quan trọng trong việc đánh giá công suất có ích của máy nén khí Đường 1-2 trên đồ thị biểu thị quá trình nén khí.
Trong đồ thị T-s của quá trình đa biến, quá trình nén khí đi kèm với sự gia tăng nhiệt độ và thay đổi entropy Đường 2-3 thể hiện quá trình làm mát đẳng áp của khí nén khi nó thoát ra từ máy nén khí.
Sử dụng giá trị Entropy trong quá trình nhiệt cơ bản :
- dQ: nhiệt lượng biến thiên trong quá trình.
- Với các đường 1-2 và 2-3 ở đồ thị T-s của quá trình đa biến thì ta có:
Theo định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng cần thiết cho quá trình nén và xả khí (không tính tổn hao cơ khí) tương đương với tổng nhiệt năng trong quá trình nén và làm mát đẳng áp.
Vì thế, theo đồ thị T-s hình 1.3 thì năng lượng cung cấp để thực hiện quá trình nén khí là tổng diện tích của hai miền 1-2-5-6 và 2-3-4-5.
Máy nén khí hoạt động theo quá trình đa biến n>k, sử dụng bộ làm mát bằng nước ở mức độ thấp hoặc làm mát bằng không khí.
Diện tích miền 1-2-5-6 thể hiện lượng nhiệt sinh ra do ma sát giữa các phần tử khí, trong khi diện tích miền 2-3-4-5 biểu thị công nén Tổng công suất tiêu thụ của máy nén khí, không bao gồm công suất bù cho tổn hao cơ khí và rò rỉ, được xác định bởi diện tích miền 2-3-4-6.
Trong quá trình nén khí theo đường đẳng Entropy 1-2’, tổng công suất tiêu thụ được xác định bởi diện tích miền 1-2’-3-4-5, nhỏ hơn diện tích miền 1-2’-2-6-5 Khi chuyển từ quá trình đẳng Entropy sang quá trình đa biến n > k, công suất tiêu thụ thêm của máy nén khí là diện tích miền 1-2’-2-6-5, trong khi nhiệt sinh ra từ quá trình nén khí tương ứng với diện tích miền 1-2’-1 Diện tích miền 1-2-6-5 đại diện cho công suất nhỏ nhất, phản ánh công suất trong quá trình đẳng nhiệt.
Hình 1.4 Đồ thị P-V Biểu diễn quá trình làm việc của máy nén khí.
- Đường (1-2): Quá trình nén đa biến n < k.
- Đường (1-2’): Quá trình nén đẳng Entropi.
- Đường (1-2’’): Quá trình nén đẳng nhiệt.
- Đường (1-2’’’): Quá trình nén đoạn nhiệt.
Trên đồ thị P-V, miền được xác định bởi hai đường đẳng áp P1 và P2, cùng với đường nén đa biến Trục P biểu thị năng lượng tiêu thụ của máy nén khí trong suốt quá trình nén và xả một kg khí.
- Trong quá trình nén đa biến với n < k ta có:
- Từ phương trình (1.3) ta có:
Vậy thay P vào ta được:
- Phương trình liên hệ giữa áp suất và nhiệt độ trong quá trình nén đa biến:
- Thay phương trình (1.9) vào phương trình (1.8) ta có:
-Từ phương trình trạng thái: P 1 V 1 = R.T 1
Gọi: -T2elà nhiệt độ cuối quá trình nén đẳng Entropi ( o K).
-Lelà năng lượng tiêu thụ trong quá trình đẳng Entropi (J/kg).
Thay P = Cp -Cv : ta có:
-Trong đó: i 2e là Entalpy của khí cuối của quá trình nén (J/kg o C). i1là Entalpy của khí đầu quá trình nén (J/kg o C).
- Ở đồ thị hình 1.1 thì năng lượng tiêu thụ trong quá trình đẳng nhiệt là:
-Với Lnlà năng lượng tiêu thụ trong quá trình nén đẳng nhiệt.
-Phương trình (2.10) và (2.11) được dùng để tính năng lượng tiêu thụ trong quá trình máy nén khí làm việc.
-Công suất của máy nén khí:
N: Công suất của máy nén khí (kW).
Q: Năng suất của máy nén khí (m 3 /s).
L: Năng lượng của máy nén khí (J/kg).
: Hiệu suất thể tích tổn hao do rò rỉ qua khe hở
:Hiệu suất cơ học, dùng để tính công suất tổn hao do ma sát cơ học và các thành phần bổ trợ khác
Các thông số cơ bản của máy nén khí 10
Khi sử dụng máy nén khí, có nhiều loại với nguyên lý làm việc và cấu tạo khác nhau, nhưng tất cả đều có các thông số đặc trưng, trong đó tỷ số nén là một yếu tố quan trọng.
Trong đó : : tỷ số nén
P2 :áp suất khí xả (at) P1 : áp suất khí hút (at) b, Năng suất Q (m 3 /phút)
Năng suất Q được xác định bằng khối lượng khí mà máy cung cấp từ khí nén trong một đơn vị thời gian, hoặc thể tích khí máy cung cấp trong một đơn vị thời gian quy về điều kiện hút c Công suất N được tính bằng kilowatt (Kw).
Là công suất tiêu hao để nén và truyền khí :
N: công suất của máy nén khí (Kw)
Q : năng suất của máy nén khí (m 3 /s)
L : năng lượng của máy nén khí (j/kg)
: hiệu suất thể tích tổn hao do rò rỉ qua khe hở
: Hiệu suất cơ học, dùng để tính công suất tổn hao do ma sát cơ học và các thành phần bổ trợ khác.
: Mật độ phân tử khí đi vào máy nén khí (kg/m 3 ).
Giá trị và phụ thuộc vào kiểu máy nén khí d, Hiệu suất của máy nén khí
Hiệu quả làm việc của máy nén khí được xác định không chỉ qua hiệu suất công suất quy ước mà còn dựa trên tỷ lệ giữa năng lượng cung cấp cho khí và năng lượng tiêu thụ trong quá trình hoạt động.
Phương trình cân bằng năng lượng trong quá trình làm việc của máy nén khí:
- Q: Nhiệt năng toả ra bên ngoài (J).
- C1, C2: Vận tốc khí đầu và cuối quá trình nén
- i1, i2: Entanpy lúc đầu và lúc cuối quá trình nén.
- Nếu cho C1= C2thì năng lượng riêng cho khí trong máy nén khí là: L ± q = Cp.(T2– T1) (1.17)
Lúc đó hiệu suất có ích của máy nén khí là:
Khi công suất làm việc của máy nén khí bằng không, tức là T2 = T1, lúc đó quá trình nén là đẳng nhiệt.
Quá trình nén đẳng nhiệt trong máy nén khí tiêu thụ năng lượng ít nhất, tuy nhiên, theo phương trình (1.18), quá trình này lại không phù hợp.
Máy nén khí được đánh giá qua ba chỉ số chính: hiệu suất đẳng nhiệt, hiệu suất đẳng Entropy và hiệu suất nhiệt động Việc chỉ xem xét hiệu suất công suất không đủ để đánh giá chất lượng hoạt động của máy nén khí.
Với quá trình nén đa biến, số mũ đa biến n và năng lượng L thì:
- hiệu suất đẳng nhiệt : (1.20)Trong đó:
- : năng lượng riêng của quá trình đẳng nhiệt
- : năng lượng riêng của quá trình Entropy
Hiệu suất đẳng Entropy là tiêu chuẩn quan trọng trong việc đánh giá máy nén khí hướng trục và máy nén khí ly tâm, đặc biệt là khi sử dụng bộ làm mát bằng nước với hiệu suất thấp.
Hiệu suất đẳng nhiệt được sử dụng như một tiêu chuẩn đặc trưng cho máy nén khí piston và rôto với bộ làm mát bằng nước ở mức độ cao.
Phương pháp làm mát ở máy nén khí 12 a, Phương pháp làm mát bằng nước 12 b, Làm mát bằng cách phun tia nước vào đầu cấp của máy nén khí 12 c, Phương pháp làm mát bằng bộ phận trung gian giữa các cấp 12 d, Phương pháp kết hợp làm mát trong và làm mát giữa các cấp 13
a, Phương pháp làm mát bằng nước
Có nhiều phương pháp làm mát cho máy nén khí, trong đó kiểu làm mát bằng nước qua thân máy giúp tăng độ bôi trơn nhưng không tiết kiệm công suất do khó khăn trong việc trao đổi nhiệt giữa khí và nước Phương pháp phun tia nước vào đầu cấp giúp giảm nhiệt độ khí nhưng có thể làm tăng độ ẩm, điều này không phải lúc nào cũng được phép Một phương pháp khác là sử dụng bộ phận trung gian giữa các cấp làm mát khí qua ống làm mát, thường được lắp giữa các nhóm trong máy nén khí ly tâm, giúp đơn giản hóa thiết kế và lắp đặt Cuối cùng, phương pháp kết hợp làm mát trong và giữa các cấp cũng được áp dụng để tối ưu hiệu suất làm mát.
Phương pháp này mang lại hiệu quả cao và có phạm vi sử dụng rộng rãi, tuy nhiên, nhược điểm chính là kết cấu phức tạp và chi phí cao Nó thường được áp dụng cho các máy móc có công suất lớn trong quá trình hoạt động.
Hệ thống làm mát trong máy nén khí hoạt động hiệu quả nhờ vào bộ phận làm mát giữa các cấp, giúp giảm nhiệt độ khí.
Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống làm mát trong máy nén khí.
1 Bộ phận làm mát cấp I, cấp II
1 Bộ phận làm mát cuối
Máy nén khí động học gặp khó khăn trong việc chế tạo cánh rôto từ vật liệu bền vững, do không thể chịu được vận tốc cao cần thiết để đạt được áp suất và hiệu suất tối ưu Trong khi đó, máy nén khí thể tích thường dẫn đến nhiệt độ khí nén tăng cao ở giai đoạn cuối của quá trình nén.
Vì thế ta phải lựa chọn các phương pháp làm mát để cho khí nén được làm mát ở mức độ cao nhất.
Cấp nén
-Trong công nghiệp máy nén khí thì số cấp nén phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
Máy nén khí động học phụ thuộc vào tốc độ tối đa của đầu mút cánh quạt và cần giảm thiểu năng lượng tổn hao trong quá trình truyền khí.
-Với máy nén khí piston và rôto thì số cấp nén phụ thuộc vào điểm cháy của dầu bôi trơn.
Nếu khí nén không bị cản trở bởi bộ phận làm mát trung gian và hiệu suất nhiệt động của các cấp nén đồng đều, thì công suất tiêu thụ sẽ được phân bố đều trên từng cấp của quá trình nén.
Giả sử rằng khi được làm mát ở bộ phận làm mát trung gian đến nhiệt độ khí đầu vào ban đầu và số mũ nén n là giống nhau ở mỗi cấp, ta có thể rút ra những kết luận quan trọng về hiệu suất hoạt động của hệ thống.
(n là không đổi ở tất cả các cấp.)
Do đó với mỗi cấp nén:
Trong đó: là tỉ số nén.
Vậy ta có thể kết luận: Với máy nén khí nhiều cấp, công suất tiêu thụ nhỏ nhất là khi tỉ số nén ở các cấp là bằng nhau
Gọi: là tổng tỉ số nén
: áp suất cuối quá trình nén.
Nếu biết tỉ số nén của một cấp ta có thể tính được áp suất trung gian của các cấp bằng công thức (1.22).
Trong các máy động học, số cấp nén được xác định bởi số tầng của rôto và số cánh tĩnh, có thể đạt tới 40 cấp Mỗi cấp bao gồm một nhóm các dãy và bộ phận làm mát được sắp xếp giữa các nhóm này.
Trong ngành kỹ thuật máy nén, công suất tiêu thụ không phân bố đồng đều giữa các cấp Các cấp áp suất cao thường được thiết kế cho những trường hợp cụ thể và có tỉ số nén cao hơn.
MÁY NÉN KHÍ PISTON 16
Khái niệm máy nén khí piston
Máy nén khí piston là thiết bị chuyển đổi năng lượng khí thông qua hoạt động của piston, tạo ra áp suất cao lên đến 40 Ma và có khả năng vượt mức này.
Ưu, nhược điểm của máy nén piston
- Hiệu suất cao có tỷ số nén lớn từ 25 – 100.
- Có thể tạo ra được áp suất rất cao và có khả năng vận hành trong một dải áp suất thay đổi rộng.
- Bảo toàn công suất khi thay đổi điều kiện vận hành.
- Ảnh hưởng không đáng kể do sự thay đổi của mật độ khí nén tới sự làm việc của máy nén.
- Cấu tạo phức tạp, cồng kềnh do có cơ cấu trục khuỷu thanh truyền.
- Sự mất cân bằng của chuyển động tịnh tiến là nguyên nhân tăng mài mòn kim loại, giảm tuổi thọ của máy.
Phân loại máy nén khí piston
2.3.1 Máy nén khí piston theo phương nằm ngang
+ Dễ dàng khi lắp ráp, bảo dưỡng kỹ thuật và sửa chữa nhất là đối với loại máy nén khí cỡ lớn.
+ Có hệ thống bố trí gọn gàng.
+Sự mài mòn của piston xi-lanh, xéc-măng không đồng đều
2.3.2 Máy nén khí piston dạng đứng
+ Độ mài mòn piston và xéc-măng xảy ra chậm và mòn đều.
Khả năng lọt tạp chất cơ học vào buồng máy nén được giảm thiểu, giúp nhớt bôi trơn phân bổ đều, điều này đặc biệt quan trọng đối với các máy nén sử dụng hệ thống bôi trơn cưỡng bức.
2.3.3 Máy nén khí piston dạng góc
+Bố trí hợp lý và thuận tiện hơn khi lắp ráp và sửa chữa so với máy dạng đứng.
+ Mài mòn các chi tiết xi-lanh, piston, xéc-măng không đồng đều.
2.3.4 Máy nén khí piston có con trượt.
Khắc phục được những nhược điểm của máy nén khí piston không có con trượt.
2.3.5 Máy nén khí dạng không có con trượt
+ Cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ thường dùng cho các máy nhỏ, di động.
+ Không tận dụng được dung tích xi-lanh để tạo ra lưu lượng lớn do có một tác dụng.
+ Mài mòn không đều cụm xi-lanh piston.
+ Rò rỉ khí qua xécmăng lớn.
+ Nhớt bôi trơn nhanh giảm chất lượng và tiêu hao nhiều
2.3.6 Máy nén khí piston xung đối
Các piston có chiều chuyển động ngược nhau.
Lực quán tính của các chi tiết chuyển động tịnh tiến được cân bằng, giúp ổ bi hoạt động hiệu quả hơn Việc giảm ma sát ở các bề mặt chuyển động tịnh tiến không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn tăng vận tốc quay, từ đó nâng cao lưu lượng.
Nguyên lý tác dụng và cơ sở lý thuyết
Quá trình làm việc của máy nén khí piton bắt đầu khi piston di chuyển từ cận trái A-A sang phải trong khoang 5 của xi-lanh, dẫn đến áp suất trong khoang 5 giảm xuống, thấp hơn áp suất ở khoang hút 1 Sự chênh lệch áp suất này mở van nạp 2, cho phép khí được nạp vào xi-lanh Khi piston đạt đến cận phải B-B, xi-lanh đã đầy khí và áp suất trong xi-lanh bằng với áp suất trong khoang hút 1, khiến van nạp đóng lại Tiếp theo, quá trình nén khí diễn ra khi piston di chuyển ngược lại từ cận phải B-B, làm tăng áp suất trong xi-lanh vượt qua áp suất trong khoang xả.
Khi đạt đến giá trị nhất định, van xả 3 sẽ mở, ngừng quá trình nén khí, trong khi piston tiếp tục di chuyển sang trái Khí trong xi-lanh được đẩy qua van xả 3 vào khoang xả 4 cho đến khi piston chạm cận trái A-A, lúc này quá trình xả khí sẽ dừng lại Tiếp theo, quá trình nạp và xả khí sẽ lặp lại liên tục.
Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo máy nén khí piston một cấp.
1 Khoang hút 4 Khoang xả 7 Tay biên.
2.4.2 Đường đặc tính lý thuyết của máy nén khí piston
- Chúng ta khảo sát chu trình làm việc của máy nén khí piston mà chúng làm việc với giả thuyết sau:
- Không mất mát công suất cho việc khắc phục lực ma sát.
- Áp suất và nhiệt độ trong đường ống và khoang nạp, cả trong thời gian của quá trình nạp và xả không thay đổi.
- Không có sự cản dòng chảy của khí trong đường nạp, xả và trong các van nạp xả.
- Không có dòng chảy ngược giữa piston và xi-lanh qua các van làm việc.
Cuối quá trình, khí trong xi-lanh được piston đẩy vào đường xả Trong giai đoạn nạp khí, xi-lanh được nạp đầy khí từ ống dẫn với áp suất không đổi, tạo nên đặc tính đẳng áp.
Quá trình nén khí diễn ra ở nhiệt độ không đổi, với tất cả nhiệt sinh ra được dẫn ra ngoài, tương ứng với đường đẳng nhiệt 1-2, khi nén hoàn toàn không có sự trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài.
Đường 1 –2’ mô tả quá trình nén đa biến của máy nén khí, trong đó lượng nhiệt sinh ra không được giải phóng hoàn toàn và nhiệt độ tăng lên Đây là giai đoạn quan trọng trong hoạt động nén thực tế của thiết bị.
- Quá trình nén được bắt đầu khi thay đổi hướng chuyển động của piston (điểm
1) và kết thúc khi piston ở điểm 2, lúc đó áp suất trong xi-lanh bằng áp suất trong đường xả, khi đó van xả được mở ra.
Hình 2.1 Đường đặc tính lý thuyết của máy nén khí
(Hình trên chỉ ra đặc tính chu trình làm việc lý thuyết của máy nén piston một cấp) c, Quá trình xả (đường 2 –3):
Quá trình bắt đầu từ thời điểm mở van xả (điểm 2) và kéo dài đến khi đóng van (điểm 3), khi piston di chuyển đến cận trái, đẩy toàn bộ khí trong xi-lanh vào đường xả với áp suất không đổi theo đường đẳng áp 2 – 2 Tại điểm 3, khi piston đổi hướng chuyển động, áp suất giảm đột ngột xuống mức áp suất đường nạp, dẫn đến việc van nạp được mở Quá trình này làm giảm áp suất trong chu trình lý thuyết tương ứng với đường đẳng tích (3-4).
2.5 Chu trình nén lý thuyết
- Quá trình nén trong xi-lanh là đoạn nhiệt với chỉ số k.
- Đa biến với chỉ số n>k hoặc n160 o C, đèn báo động cấp I quá nóng bật sáng, còi báo động kêu.
- Có vật lạ chèn vào giữa cối van và lá van.
- Gioăng dưới hộp van hay nắp hộp van cấp I bị hở
- Xảy ra khi máy nén khí làm việc ở chế độ tự động.-Thợ kíp thực hiện.
Có tiếng gõ trong cơ cấu truyền động.
- Bạc tay biên bị mòn nhiều.
- Êcu đầu biên bị lỏng.
- Thay bạc tay biên (giảm bề dày bộ căn trong gối đỡ dưới của tay biên).
Lưu lượng của máy nén khí bị giảm.
Bị rò rỉ không khí do các vòng xecmăng không kín.
- Bị rò rỉ không khí trên đường đi.
- Rò rỉ không khí tại các van( thủng gioăng hay lá van bị gãy).
Kiểm tra và thay xecmăng.
- Tìm chỗ hở và khắc phục.
- Thay lá van hoặc gioăng.
- Vòng gạt nhớt quá mòn.
- Quá nhiều nhớt trong cácte.
8 Ống két mát bị thủng.
Do mối hàn bị tróc.
- Thay ống hay bịt cả hai đầu ống
Không quá 20% số ống. Trưởng Diesel thực hiện.
Máy rung mạnh, khớp nối mềm chóng mòn.
- Kiểm tra và căn chỉnh lại
Khi dừng không xả hết khí Tăng áp suất bậc II, van an toàn xả liên tục.
- Đứt mạch của van B1 hay B1.
- Tiếp xúc mối nối van điện không tốt.
- Van điện từ bị hỏng (cuộn dây bị cháy, màng mỏng bị thủng).
- Đường ống dẫn khí đến van điện từ bị thủng hay van thông buồng bị hở, bị thủng.
- Tháo rửa vệ sinh van thông buồng
- Tại chế độ tự động.
Máy nén khí không dừng lại khi điều chỉnh vị trí dừng, van an toàn bậc II xả liên tục.
- Rơle áp suất không làm việc hay van hiệu chỉnh bị hỏng.
Cơ cấu tiếp xúc bị hỏng.
- Đứt mạch điện của cơ cấu.
- Kiểm tra các giới hạn làm việc của rơle (thay mới nếu cần).
- Thay mới cơ cấu tiếp xúc nếu cần.
Kiểm tra thay mới nếu cần.
Máy nén khí không dừng khi quá nóng, không có tín hiệu ánh sáng và âm thanh
- Đứt mạch đồng hồ nhiệt độ
- Sự hiệu chỉnh bị hỏng.
- Độ kín của hệ thống nhiệt bị hỏng.
- Kiểm tra và khắc phục
- Kiểm tra và hiệu chỉnh lại theo tài liệu hướng dẫn.
Khi khởi động ở chế độ tự động van thông buồng không đóng lại
(không chấm dứt sự giảm tải của máy nén khí).
- Vít 5 bị kẹt trong van thông buồng (không có lối để xả khí).
Nới lỏng vít, hiệu chỉnh lại thời gian giảm tải và hãm vít tại vị trí này.
An toàn trong vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa máy nén khí
3.8.1 Quy tắc an toàn trong vận hành
Trong quá trình sử dụng máy nén khí, an toàn thiết bị là yếu tố quan trọng hàng đầu Người thợ vận hành và sửa chữa cần tuân thủ nghiêm ngặt luật lệ lao động và quy trình an toàn lao động Việc quan sát kỹ lưỡng mọi tình huống giúp người thợ xử lý kịp thời các hỏng hóc và sự cố phát sinh Đồng thời, người quản lý, vận hành và bảo dưỡng phải nắm vững điều kiện vận hành của thiết bị để đảm bảo hiệu suất và an toàn.
Để đảm bảo an toàn trong việc lưu trữ, xử lý và vận chuyển môi chất trong thiết bị, cần nắm rõ loại môi chất đang sử dụng cùng với các đặc tính của máy, bao gồm tính chất vật lý và khả năng cháy nổ.
- Nắm được điều kiện vận hành của máy nén khí ví dụ như: áp suất, nhiệt độ, điều kiện mài mòn, ăn mòn
Để đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành, cần nắm rõ các thông số giới hạn của máy nén khí và các thiết bị liên quan, nhằm tránh những rủi ro có thể xảy ra do áp lực.
Cần xây dựng hướng dẫn vận hành và xử lý sự cố chi tiết cho từng bộ phận, cũng như cho toàn bộ hệ thống thiết bị.
Để đảm bảo an toàn trong vận hành, cần hướng dẫn và huấn luyện chi tiết cho công nhân về quy trình vận hành và xử lý sự cố Đồng thời, phải lắp đặt đầy đủ các thiết bị bảo vệ và duy trì chúng trong trạng thái sẵn sàng hoạt động.
Các thiết bị bảo vệ như an toàn và rơ le áp suất có vai trò quan trọng trong việc ngắt thiết bị khi áp suất, nhiệt độ hoặc mức môi chất bên trong thiết bị vượt quá giới hạn an toàn.
- Các thiết bị bảo vệ phải được cân chỉnh,cài đặt ở các thông số tác động phù hợp
Các thiết bị báo động cần được lắp đặt sao cho tín hiệu âm thanh và ánh sáng của chúng dễ dàng nhận thấy.
- Phải đảm bảo rắng các thiết bị bảo vệ luôn luôn ở trạng thái hoàn hảo, sẵn sàng hoạt động.
- Các thiết bị xả tự động như van an toàn,màng phòng nổ phải có ống xả dẫn ra vị trí an toàn.
Chỉ những cá nhân có đủ trách nhiệm và thẩm quyền mới được phép thay đổi các thông số cài đặt của thiết bị bảo vệ Đồng thời, việc thực hiện đầy đủ quá trình bảo dưỡng thiết bị là vô cùng quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ an toàn.
Mỗi đơn vị sản xuất cần xây dựng kế hoạch bảo dưỡng toàn bộ hệ thống thiết bị áp lực, chú ý đến các yếu tố đặc thù của từng thiết bị như tuổi thọ, đặc điểm vận hành và môi trường làm việc.
Luôn chú ý đến các biểu hiện bất thường trong hệ thống, chẳng hạn như khi van an toàn thường xuyên hoạt động, điều này có thể chỉ ra rằng hệ thống đang bị quá áp một cách không bình thường hoặc van an toàn đang gặp vấn đề.
- Trước khi thực hiện việc bảo dưỡng,sửa chữa phải đảm bảo xả hết áp suất
Trong quá trình sửa chữa và bảo dưỡng, việc tuân thủ đầy đủ các biện pháp và quy trình an toàn là vô cùng quan trọng Đồng thời, cần thực hiện đầy đủ quá trình đào tạo và huấn luyện để đảm bảo nhân viên nắm vững các kỹ năng cần thiết.
Tất cả những người vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa và thực hiện các công việc liên quan đến thiết bị áp lực, đặc biệt là công nhân mới, cần được huấn luyện và đào tạo đầy đủ để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong công việc.
Việc huấn luyện phải được thực hiện lại trong các trường hợp sau:
+ Khi thay đổi công việc
+ Khi thiết bị hoặc quy trình vận hành thay đổi
+ Sau một thời gian ngừng làm việc hoặc chuyển làm việc khác
+ Sau mỗi đình kỳ hàng năm e, Thiết bị phải được đăng kí và kiểm định đầy đủ
Theo quy định hiện hành,tát cả các thiết bị sau đây:
Bình áp lực có áp suất làm việc lớn hơn 0,7 KG/m2, dung tíc lớn hơn 25 lít
Nồi hơi có áp suất làm việc lớn hơn 25 lít và nồi đun nước nóng có nhiệt độ nước lớn hơn 115°C Đường ống dẫn hơi nước bảo hòa có đường kính từ 76mm trở lên, trong khi đường ống dẫn hơi quá nhiệt có đường kính từ 51mm trở lên Đường ống dẫn khí đốt cần được kiểm định an toàn bởi các trung tâm kiểm định và đăng ký sử dụng tại Sở Lao động TBXH địa phương trước khi đưa vào sử dụng, đồng thời phải được kiểm định định kỳ trong quá trình sử dụng Thủ tục kiểm định được quy định trong thông tư số 23/2003/TT-BLDTBXH ngày 3/11/2003 của Bộ Lao Động TBXH.
- Thời hạn kiểm định quy định trong các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn thay đổi từng loại thiết bị, tuy nhiên thường có các kỳ hạn sau
- 3 năm một lần khám xét bên trong,bên ngoài, 6 năm một lần khám xét kèm thử thủy lực đối với bình áp lực
- 2 năm một lần khám xét bên trong,bên ngoài,6 năm một lần khám xét kèm theo thử thủy lực đối với bình áp lực.
Đối với hệ thống lạnh, chu kỳ kiểm tra định kỳ là 5 năm, bao gồm một lần kiểm tra và thử bền Trong khoảng thời gian này, sẽ tiến hành một lần kiểm tra để đảm bảo hiệu suất và an toàn của hệ thống.
3 năm sau khí nghiệm thử.
3.8.2 An toàn khi vận hành bình chứa khí nén và đường ống dẫn khí
Công tác an toàn cho bình chứa khí nén và đường ống yêu cầu người vận hành từ 18 tuổi trở lên, có sức khỏe tốt, được đào tạo và kiểm tra chuyên môn Người vận hành cũng phải tuân thủ các quy định an toàn nghiêm ngặt.
Sự cố nhiệt độ cao máy nén khí
Vấn đề thường gặp nhất với máy nén khí, đặc biệt vào mùa hè, là nhiệt độ cao Nguyên nhân gây ra tình trạng này bao gồm nhiệt độ phòng nén khí quá cao, két giải nhiệt dầu gió hoạt động kém hiệu quả, và việc không tuân thủ lịch bảo dưỡng định kỳ, đặc biệt là không thay dầu đúng hạn Ngoài ra, va chạm cơ khí, hỏng van điều nhiệt và quạt làm mát cũng góp phần vào sự gia tăng nhiệt độ.
Hơi nóng phát sinh từ quá trình nén khí, trong đó khí nén sẽ tăng nhiệt độ Để duy trì nhiệt độ thấp, việc loại bỏ hơi nóng là cần thiết.
Dầu được phun vào đầu nén và sau khi tách từ khí nén, sẽ được làm mát bởi bộ làm mát và bộ giải nhiệt dầu trước khi trở lại cụm đầu nén Nhiệt độ được điều chỉnh bởi van hằng nhiệt, hoạt động dựa trên nhiệt độ của dầu Đối với các máy nén khí trục vít, có hai bộ giải nhiệt: bộ giải nhiệt dầu làm mát dầu lưu thông trong máy và bộ giải nhiệt gió làm mát khí trước khi khí nén thoát ra ngoài.
Nguyên nhân gây ra lỗi nhiệt độ cao ở máy nén khí bao gồm việc không đảm bảo lưu lượng dầu qua bộ giải nhiệt bên trong, lưu lượng khí làm mát qua bộ giải nhiệt dầu bên ngoài và dầu không được phun đầy đủ vào đầu nén Để máy nén khí hoạt động hiệu quả, cần tuân thủ các yếu tố này nhằm duy trì nhiệt độ trong mức cho phép.
Nếu lưu lượng dầu qua bộ làm mát bị hạn chế, hiệu quả giảm nhiệt sẽ không đạt được Nguyên nhân có thể do van nhiệt dầu bị trục trặc, tắc nghẹt hoặc lượng dầu trong máy thấp Ngoài ra, nếu máy nén khí hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian dài và dầu bị xuống cấp, hiện tượng keo dầu có thể xảy ra ở cả bộ làm mát dầu, tạo thành lớp như sơn mài hoặc véc ni.
Lỗi phổ biến nhất dẫn đến nhiệt độ cao ở máy nén khí là do bộ làm mát dầu bị bẩn hoặc môi trường xung quanh máy nén khí quá nóng Để khắc phục tình trạng này, bạn chỉ cần vệ sinh két làm mát và giảm nhiệt độ trong phòng máy nén khí Giải pháp hiệu quả nhất là lắp đặt các ống thông gió cho phòng máy.
Hình 4.1 Sơ đồ xử lí sự cố máy nén khí bị nhiệt độ cao
Dầu và nước có trong khí nén
Dầu và nước trong khí nén đầu ra có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cho các ứng dụng khí, như làm ẩm thiết bị, dẫn đến việc phải xử lý lại sản phẩm và hư hỏng dụng cụ sử dụng khí nén Nguyên nhân chính của hiện tượng này thường là do bộ lọc tách dầu hoạt động kém, van áp suất tối thiểu không hiệu quả, máy chạy ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, hoặc thiếu lắp đặt các thiết bị xử lý khí như máy sấy khí và bộ lọc.
Cách khắc phục hiện tượng dầu có trong hệ thống máy nén khí.
Trong máy nén khí trục vít, dầu làm chức năng bôi trơn,làm kín các khe hở trục vít và giải nhiệt cho máy nén khí.
Hỗn hợp khí và dầu cần được tách rời để giữ lại dầu trong máy nén Quá trình này giúp tách khí nén khỏi dầu, sau đó dầu sẽ quay trở lại đầu nén, trong khi khí nén sẽ thoát ra khỏi máy nén khí.
Tách dầu được thực hiện bằng hai bước: o 99% dầu được tách bằng lực li tâm o Lọc tách dầu loại bỏ nốt lượng dầu còn lại trong khí
Quá trình tách bằng lọc tách dầu rất quan trọng, vì nó giúp thu hồi lượng dầu và đọng lại ở đáy lọc tách Để đưa lượng dầu này trở lại cụm đầu nén, một ống thu hồi dầu được sử dụng Ống thu hồi dầu này được làm bằng đồng, có chiều dài chạm đáy của lọc tách và được đặt bên trong lọc tách.
Hình 4.2 Hình ảnh đường ống dẫn dầu trong bình dầu
Sau khi tách bằng lực ly tâm, dầu còn lại trong khí tồn tại dưới dạng giọt nhỏ Khi tiếp xúc với lọc tách dầu, những giọt này sẽ kết hợp lại thành những giọt lớn hơn, đủ kích thước để tự chảy xuống đáy của lọc.
Nguyên nhân hiện tượng dầu và nước có trong khí nén
Khi xuất hiện dầu trong khí nén, điều này cho thấy quá trình tách dầu không còn hoạt động hiệu quả, dẫn đến việc dầu có thể thoát ra khỏi bộ lọc tách dầu.
Nguyên nhân chính khiến lọc tách dầu hoạt động kém hiệu quả là do bộ tách dầu bị bẩn hoặc sử dụng lọc tách dầu kém chất lượng Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, nên thay thế lọc tách dầu định kỳ.
Máy nén khí có tuổi thọ lên đến 8000 giờ trong điều kiện sử dụng lý tưởng Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, bạn cần thường xuyên thay dầu và lọc dầu mỗi khi thay lọc tách.
Khi lọc tách dầu bị bẩn,trông nó sẽ bám rất nhiều dầu.Nó cũng bị đen và cảm giác nặng hơn rất nhiều so với lọc mới.
Một nguyên nhân phổ biến gây hiện tượng dầu lẫn là do tắc đường hồi dầu, hệ thống này bao gồm hai hoặc ba bộ phận: đường hồi dầu từ lọc tách dầu về máy nén, một ống hồi dầu bên trong lọc tách và một van một chiều tại vị trí giao của đường hồi dầu Vấn đề xảy ra khi đường hồi không chạm tới đáy lọc tách hoặc bị kẹt ở đó Để khắc phục, cần thiết kế đường ống thấp hơn một chút so với đáy và cắt vát phần cuối để tránh tắc nghẽn hồi dầu.
Thông thường,điều này hay xảy ta sau khi bạn thay thế lọc tách dầu máy nén khí mới là loại này hơi khác loại trước một chút.
Một nguyên nhân chính gây hao dầu ở lọc tách là van áp suất tối thiểu bị kém, cản trở luồng không khí thoát ra khỏi máy nén khi khởi động Van này thường chỉ mở ở mức khoảng 4 bar, trong khi lọc tách dầu không được thiết kế để xử lý dầu từ lưu lượng cao, áp suất cao hoặc áp suất thấp Kết quả là dầu thoát ra khỏi máy nén khí mỗi lần khởi động.
Một nguyên nhân khác dẫn đến hiện tượng hao dầu ở lọc tách là do máy nén khí hoạt động ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, sử dụng không đúng loại dầu hoặc trộn lẫn các loại dầu khác nhau, điều này có thể gây ra hiện tượng tạo bọt dầu.
Hình 4.3 Sơ đồ hướng dẫn xử lý sự cố dầu có lẫn trong khí nén
Khắc phục hiện tượng nước có trong khí nén
Trong không khí xung quanh luôn tồn tại một lượng nước nhất định, và lượng nước này cần được loại bỏ trước khi khí nén được sử dụng.
Máy nén khí được trang bị bộ bẫy nước đặc biệt, có chức năng loại bỏ nước đã ngưng tụ trong khí nén, không thể loại bỏ nước ở dạng hơi Bộ bẫy này được lắp đặt sau bộ làm mát, giúp giảm nhiệt độ khí nén trước khi ra khỏi máy Khi khí nén được làm lạnh, lượng nước trong khí sẽ giảm, dẫn đến việc nhiều hơi nước ngưng tụ thành nước lỏng Tương tự như cốc bia trong ngày hè, khí lạnh chứa ít nước hơn khí nóng, và nước thừa sẽ được loại bỏ qua bộ bẫy Để tối ưu hóa quá trình này, máy sấy khí thường được sử dụng, hạ thấp nhiệt độ xuống khoảng 4 độ để thu được lượng nước ngưng tụ tối đa, sau đó khí nén sẽ được làm nóng trở lại đến nhiệt độ môi trường.
Khí sau khi qua bộ After Cooler
Khí sau khi qua bẫy nước
Khí sau khi qua máy sấy Áp suất 1 bar 7 bar 7 bar 7 bar 7 bar
Nhiệt độ Mát Nóng Mát Mát Mát
% hơi nước ướt/khô Khô 60% Ướt
Ngưng tụ? Không ngưng tụ
Nguyên nhân nước có trong khí nén đầu ra
Bộ bẫy nước thường gặp phải vấn đề bẩn và cần được vệ sinh định kỳ, ngay cả với bẫy nước mới Ngoài ra, bộ xả nước có thể hoạt động nhưng đường ống dẫn từ đáy cốc xả lại bị nghẹt do bẩn Nếu bạn sử dụng máy sấy khí, hãy kiểm tra xem nó có hoạt động đúng cách hay không và đảm bảo nhiệt độ không dưới 4 độ C Nhiệt độ này giúp khí vào khô hơn mức nhiệt độ đọng sương trong máy sấy; nếu máy nén khí giảm xuống dưới mức này, hơi nước sẽ ngưng tụ thành nước lỏng.
Bộ xả nước/Bẫy nước ngưng tụ
Tất cả các bộ xả nước trong phòng máy nén khí thường sử dụng chung một đường xả chính, dẫn đến bộ tách dầu-nước Tuy nhiên, vấn đề với đường xả này là nó dễ bị tắc bẩn, khiến cho các bẫy nước ngưng tụ không hoạt động hiệu quả.
Hình 4.4 Hướng dẫn xử lý hiện tượng nước có lẫn trong khí nén
Chảy dầu van hút máy nén khí
Chảy dầu, hay còn gọi là hao dầu van hút, là hiện tượng phổ biến xảy ra khi máy nén khí dừng hoặc hoạt động không tải Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến hiện tượng này bao gồm việc máy nén dừng không đúng cách, lỗi bảng điều khiển, hoặc do có quá nhiều dầu trong máy dẫn đến tràn dầu Khi máy nén dừng, áp suất bên trong cố gắng thoát ra qua van hút, có thể kéo theo dầu ra ngoài Để ngăn chặn tình trạng này, van hút được trang bị hệ thống van một chiều, tự động đóng khi khí cố gắng chảy ngược lại Nếu van hút không đóng hoàn toàn hoặc phớt chặn dầu bị lỏng, khí và dầu có thể thoát ra ngoài Một số van hút có lỗ thoát nhỏ để chạy không tải và cũng được trang bị van một chiều nhỏ Để tắt máy an toàn, nên chạy máy ở chế độ không tải vài phút trước khi tắt hoàn toàn, giúp van hút đóng trước và ổn định áp suất Nếu máy nén hoạt động tự động, hệ thống điều khiển sẽ tự động thực hiện quy trình này khi đạt áp suất tối đa.
Hình 4.5 Hướng dẫn xử lý sự cố máy nén khí chảy dầu van hút hiện nay
Máy nén khí bị quá dòng
Máy nén khí có thể bị quá dòng do nhiều nguyên nhân như: thực tế máy nén bị quá dòng, dòng điện cung cấp cho động cơ vượt mức quy định, cảm biến dòng hỏng, đầu nén gặp vấn đề, hoặc lọc tách dầu bị hỏng Khi xảy ra tình trạng quá dòng, các thiết bị cảnh báo sẽ ngay lập tức nhận tín hiệu và thông báo về bảng điều khiển để dừng máy, đảm bảo an toàn cho thiết bị.
Máy nén khí được trang bị nhiều thiết bị an toàn nhằm bảo vệ máy khi xảy ra sự cố, trong đó rơ le bảo vệ là một thiết bị quan trọng Rơ le này được lắp đặt ở mô tơ và có chức năng gửi tín hiệu đến bộ điều khiển khi máy gặp tình trạng quá tải Hiện nay, có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự cố máy nén khí chạy quá dòng, thường xảy ra khi máy hoạt động quá tải.
- Máy đang thực sự bị quá tải
- Dòng điện cung cấp tới động cơ cao vượt mức quy định
- Cảm biến dòng bị hỏng
- Đầu nén có vấn đề
Khi máy nén khí khởi động và gặp lỗi quá tải, hãy kiểm tra xem trục vít có bị kẹt hay không bằng cách quay nó bằng tay Nếu trục vít không quay được, vấn đề nằm ở đó.
Nếu máy nén khí không khởi động và có cảnh báo quá tải, hãy thử quay trục vít bằng tay và thay thế rơ le bảo vệ Nếu cảnh báo xuất hiện khi chuyển từ chế độ không tải sang có tải, sử dụng súng nhiệt để kiểm tra Nếu nhiệt độ nằm trong giới hạn bình thường, hãy thay thế rơ le bảo vệ Tuy nhiên, nếu súng nhiệt báo nhiệt độ quá cao ở đầu nén và máy đã hoạt động ở nhiệt độ vượt mức quy định trong thời gian dài, cần khắc phục ngay lập tức.
Kiểm tra điện áp và dòng điện ở cả ba pha khi máy nén khí hoạt động để xác định xem điện áp có giảm đáng kể hay không Nếu một pha bị giảm điện áp, cần kiểm tra các kết nối và cầu chì để phát hiện sự cố Nếu điện áp trên cả ba pha giảm, hãy xem xét nguồn điện và tình trạng dây dẫn Nếu điện áp ổn định nhưng máy nén khí vẫn sinh nhiệt cao, kiểm tra cụm đầu nén và thử quay trục vít Đảm bảo lọc tách dầu không bị bẩn, vì điều này có thể gây ra độ chênh áp và dẫn đến tăng nhiệt ở mô tơ Ngoài ra, kiểm tra các thiết điểm cài đặt chế độ không tải, vì việc cài đặt quá cao có thể khiến mô tơ hoạt động quá dòng và sinh nhiệt nhiều hơn.
Hình 4.6 Hướng dẫn xử lý sự cố máy nén chạy quá dòng
Máy nén khí không đạt áp suất cài đặt
Khi cài đặt áp suất cho máy nén khí, nếu áp suất thực tế không đạt mức đã định, máy nén khí sẽ gặp hiện tượng tụt áp Tụt áp không chỉ gây ra tình trạng thiếu áp suất cho hệ thống khí nén mà còn dẫn đến sự lãng phí điện năng lớn Trong các hệ thống khí nén, tụt áp là vấn đề thường gặp, nhưng không nên vượt quá 1 bar Đối với máy nén khí mới, độ tụt áp thường được thiết kế không quá 0,1 bar Nếu tụt áp vượt mức cho phép, bạn có thể tham khảo các biện pháp xử lý phù hợp.
Khi gặp vấn đề với máy nén khí do áp suất khí nén thấp, trước tiên cần kiểm tra áp suất tại phòng máy nén khí Nếu áp suất ổn định, nguyên nhân có thể là do tụt áp, tức là sự khác biệt áp suất giữa hai điểm Tụt áp xảy ra khi lưu lượng khí nén qua hệ thống đường ống bị tắc nghẽn Khi không có lưu lượng khí, hiện tượng tụt áp sẽ không xảy ra Tăng lưu lượng khí sẽ làm tăng độ tụt áp Để xác định độ tụt áp, ta lấy áp suất trong phòng máy nén trừ đi áp suất tại điểm sử dụng, thực hiện điều này khi máy nén đang hoạt động và có lưu lượng khí nén Công thức tính độ tụt áp là: Độ tụt áp = Áp suất phòng máy nén - Áp suất tại điểm sử dụng.
Độ tụt áp không nên thấp hơn 1 bar, và hệ thống hiện đại thường được thiết kế với độ tụt áp tối đa 1 bar để tiết kiệm điện Tuy nhiên, trong thực tế, nhiều máy gặp phải độ tụt áp từ 1-1.5 bar, do đó cần kiểm tra áp suất phòng máy nén khí nếu áp suất tại điểm sử dụng quá thấp Việc tính toán độ tụt áp theo công thức là cần thiết, và nếu máy nén khí có độ tụt áp cao, cần tìm cách xử lý Các nguyên nhân gây tụt áp có thể bao gồm đường ống dẫn khí nhỏ, khớp nối hay khúc cong, và bộ lọc Nếu lưu lượng khí qua ống dẫn tăng lên, tụt áp cũng sẽ gia tăng, dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng khi độ tụt áp lớn.
Các bộ lọc và máy sấy khí có giới hạn về lưu lượng khí tối đa Khi lưu lượng khí vượt quá mức cho phép, áp suất giảm qua các bộ lọc và máy sấy sẽ tăng nhanh chóng.
Hình 4.7 Hướng dẫn xử lý sự cố máy nén khí không đạt áp suất cài đặt
Máy nén khí không khởi động
Máy nén khí không khởi động có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau Những nguyên nhân rõ ràng như việc van khí đầu ra bị đóng lại có thể dễ dàng được phát hiện, nhưng cũng có những nguyên nhân khó phát hiện hơn, chẳng hạn như lỗi do cảm biến bị lỏng, có thể khiến việc tìm ra vấn đề mất nhiều thời gian.
Khi máy nén khí không khởi động, trước tiên hãy kiểm tra những nguyên nhân dễ nhận thấy như cảnh báo hiển thị, trạng thái nút dừng khẩn cấp và nguồn điện hiện tại Sau đó, hãy khoanh vùng và xác định chức năng nào đang hoạt động và chức năng nào không Để hỗ trợ quá trình này, sơ đồ hướng dẫn xử lý sự cố máy nén khí không khởi động sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết từng nguyên nhân và đưa ra phương án xử lý tối ưu nhất.
Hình 4.8 Hướng dẫn xử lý sự cố máy nén không khởi động
Áp suất thấp trong hệ thống khí nén
Áp suất trong hệ thống khí nén phụ thuộc vào sự cân bằng giữa lượng khí nén sản xuất và lượng khí nén sử dụng Khi nhu cầu khí nén vượt quá khả năng sản xuất, áp suất sẽ giảm Ngược lại, nếu sử dụng ít khí nén, áp suất sẽ tăng đến mức tối đa cài đặt, khiến máy nén dừng hoạt động Áp suất thấp thường do hai nguyên nhân chính: nhu cầu sử dụng khí quá cao và sản xuất khí quá thấp Để xác định nguyên nhân, cần kiểm tra máy nén khí, áp suất trong bình chứa và các bộ phận như bộ lọc, máy sấy khí Nếu phát hiện tắc nghẽn hoặc bộ lọc bẩn, cần làm sạch hoặc thay thế Ngoài ra, cần đảm bảo tất cả máy nén trong hệ thống hoạt động có tải để duy trì áp suất ổn định.
Hình 4.9 Hướng dẫn xử lý sự cố áp suất thấp trong hệ thống khí nén
Trong môi trường giàn khoan trên biển, việc áp dụng hệ thống tự động là cần thiết để đảm bảo hiệu quả cho công tác khoan và khai thác, cũng như giám sát chặt chẽ các hoạt động này Đặc biệt, do tính chất dễ cháy nổ của môi trường, việc sử dụng khí nén làm nguồn năng lượng cho các thiết bị tự động là giải pháp tối ưu.
Máy nén khí là thiết bị phổ biến nhất trong số các loại máy nén khí được sử dụng để cung cấp khí nén cho hệ thống tự động, đóng vai trò quan trọng trong nhiều ứng dụng công nghiệp.
Sau một thời gian nghiên cứu và tìm hiểu tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau, tôi đã hoàn thành tiểu luận về "Cấu tạo, nguyên lý làm việc, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa máy nén khí piston" Đề tài này mang tính thực tiễn cao, giúp các thợ vận hành có thể sử dụng máy nén khí một cách hiệu quả, từ đó nâng cao năng suất và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Do hạn chế về kiến thức và tài liệu tham khảo, cùng với việc thiếu kinh nghiệm thực tế, đề tài này vẫn còn một số thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý từ các thầy để có thể hoàn thiện đề tài hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
