Hệ thống điều khiển trung tâm cho cụm 5 máy nén khí Sullair

Nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng này ước tính chi khoảng 240.000 đô la mỗi năm cho năng lượng vận hành hệ thống khí nén tại cơ sở ở vùng Trung Tây. Con số này sẽ tăng lên khi giá điện tăng từ mức trung bình hiện tại là 7,8 cent/kWh. Bộ dự án được đề xuất bởi hệ thống đánh giá đã giúp giảm chi phí năng lượng ước tính khoảng 104.336 đô la, tương đương 43% mức sử dụng hiện tại. Tổng chi phí dự án là 73.000 đô la, với thời gian hoàn vốn đơn giản là 8 tháng.

Việc đánh giá hệ thống bao gồm việc lắp đặt hệ thống quản lý khí nén trung tâm. Dự án này mang lại phần lớn lượng tiết kiệm năng lượng, với mức tiết kiệm hàng năm là 1.165.077 kWh, tương đương gần 91.000 đô la. Dự án cũng bao gồm một số dự án về phía cầu và lưu trữ. Do hạn chế về độ dài bài viết, chúng tôi sẽ tập trung vào việc lắp đặt hệ thống quản lý khí nén.

Hệ thống khí nén hiện có của nhà máy

Hệ thống khí nén chính bao gồm ba máy nén khí trục vít quay một cấp, bôi trơn, làm mát bằng nước Sullair 20-100L. Mỗi máy có công suất 110 mã lực và sản sinh lưu lượng 500 cfm ở tải trọng tối đa. Chúng được đánh giá cho áp suất xả 100 psig.

Máy nén khí chính, một máy Quincy QSI1000 được mua lại từ một nhà máy chị em đóng cửa, thuộc loại 200 mã lực (211 bhp) sản sinh 1.014 cfm ở tải trọng tối đa. Nó cũng là máy nén khí trục vít quay một cấp, bôi trơn. Nó hoạt động như "tải trọng cơ bản" cùng với các máy Sullair và máy nén Kaeser được sử dụng làm máy điều chỉnh. Ba máy Sullair và máy nén Quincy được đặt trong Phòng Máy nén Chính.

Có một máy nén Kaeser DS140 được đặt giữa khu vực Pha trộn và khu vực Tái chế. Nó được lắp đặt để khắc phục tình trạng áp suất thấp đôi khi xảy ra ở khu vực Pha trộn. Máy nén khí Kaeser là loại máy nén trục vít quay một cấp, bôi trơn, công suất 100 mã lực (122 bhp), tạo ra lưu lượng khí 543 cfm ở tải trọng tối đa và được trang bị chức năng tự khởi động/dừng. Máy nén Kaeser được đặt trong khu vực Trộn và Tái chế này để cung cấp khí cho quá trình Trộn khi áp suất giảm xuống mức không đủ cho khu vực đó.

Tất cả các máy nén khí đều được điều khiển bằng tay, ngoại trừ máy nén Kaeser. Vì vậy, nhiều máy nén đang hoạt động ở chế độ tải một phần “phòng trường hợp xảy ra sự cố”. Thực hành này, có thể cần thiết để duy trì hoạt động của nhà máy, nhưng lại ngăn cản toàn bộ hệ thống hoạt động hiệu quả, gây lãng phí đáng kể chi phí năng lượng.

Mỗi máy nén được ghép nối với một máy sấy lạnh có kích thước tương đương. Các máy nén Sullair và máy nén Kaeser sử dụng máy sấy lạnh Sullair, còn máy nén Quincy sử dụng máy sấy tản nhiệt Zeks.

Thiết lập mức năng lượng cơ bản cho phòng máy nén khí

Trong quá trình đánh giá hệ thống, ba tổ máy đang hoạt động cùng với bảy dây chuyền sản xuất. Trong chuyến thăm, sản lượng đã thay đổi từ sáu lên bảy dây chuyền mà không có sự thay đổi đáng kể nào về tải trọng máy nén.

Công suất toàn tải (kW) của tổ máy Quincy ở áp suất xả 100 psig là 169 kW, trong khi công suất toàn tải của các tổ máy Sullair là 89 kW ở áp suất xả 100 psig. Các đường biểu diễn công suất riêng lẻ cho thấy tổ máy Quincy đang hoạt động ở mức trung bình 134 kW hoặc 80% công suất. Tổ máy Sullair số 1 hoạt động ở mức 72 kW hoặc 80% công suất và tổ máy Sullair số 2 hoạt động ở mức 84 kW hoặc 94% công suất.

Vào một buổi sáng nọ, khoảng 9:00 sáng, hai tổ máy Sullair số 1 và số 2 đã được tắt để xem ảnh hưởng của việc này đến tổ máy Quincy và toàn bộ hệ thống. Trong quá trình thử nghiệm này, tổ máy Quincy tiếp tục hoạt động với tải trọng cao hơn và nhà máy không gặp phải tình trạng thiếu áp suất kéo dài.Kết quả thử nghiệm cho thấy cả ba máy nén đều đang hoạt động ở chế độ tải một phần.

Thông số vận hành của phòng máy nén khí Sullair

Chi phí điện hàng năm của nhà máy để sản xuất khí nén, theo hoạt động hiện tại, là 228.898 đô la mỗi năm. Nếu bao gồm chi phí điện 11.184 đô la liên quan đến việc vận hành các thiết bị phụ trợ như máy sấy lạnh, tổng chi phí điện cho hoạt động hệ thống khí nén là 240.082 đô la mỗi năm. Các ước tính này dựa trên giá điện trung bình là 0,078 đô la/kWh.

Hệ thống khí nén hoạt động 8.760 giờ mỗi năm. Hồ sơ tải hoặc nhu cầu khí nén của hệ thống này tương đối ổn định trong tất cả các ca làm việc. Lưu lượng tổng thể của hệ thống dao động từ 740 acfm trong thời gian sản xuất thấp đến 1.440 acfm trong thời gian sản xuất cao. Áp suất hệ thống dao động từ 97 đến 95 psig trong các đường ống chính trong quá trình sản xuất.

Theo nhân viên nhà máy, sản lượng có tính mùa vụ, với sản lượng cao hơn vào giữa năm và thấp hơn trong những tháng còn lại của năm. Mỗi mức sản lượng trung bình kéo dài sáu tháng. Ngoài ra, tải trọng máy nén cho 14 dây chuyền được ước tính dựa trên thông tin từ nhân viên nhà máy. Mỗi mức tải của máy nén được ước tính dựa trên cùng một thông tin do nhân viên cung cấp.

Hệ thống khí nén được đề xuất để tối ưu hóa vận hành và tiết kiệm điện

Chiến lược tổng thể để cải thiện hệ thống khí nén dựa trên việc vận hành hiệu quả từng máy nén khí và tắt các thiết bị không cần thiết. Điều này có thể được thực hiện bằng cách lắp đặt một hệ thống điều khiển trung tâm chất lượng cao.

Hai cách vận hành máy nén khí hiệu quả nhất là ở chế độ “Tải tối đa” và “Tắt”.

Điều khiển công suất là phương pháp hạn chế lưu lượng khí đầu ra cung cấp cho hệ thống khi thiết bị đang hoạt động. Đây luôn là một sự thỏa hiệp và không bao giờ hiệu quả bằng chế độ tải tối đa xét trên cơ sở công suất cụ thể (cfm/hp).

Bộ điều khiển máy nén khí trục vít Sullair

Hai phương pháp điều khiển phổ biến nhất được sử dụng cho máy nén khí trục vít là điều chỉnh lưu lượng và điều khiển trực tuyến/ngoại tuyến. Điều chỉnh lưu lượng tương đối hiệu quả ở tải trọng cao, nhưng kém hiệu quả hơn ở tải trọng thấp.

Điều khiển trực tuyến/ngoại tuyến rất hiệu quả đối với tải trọng dưới 60% khi được áp dụng đúng cách với thời gian xả khí đầy đủ. Có một số loại điều khiển khác — ví dụ: “lưu lượng thay đổi” (tải trọng từ 75% đến 100%) và “truyền động tốc độ thay đổi” (tải trọng từ 25% đến 75%) — có khả năng giảm tải rất hiệu quả khi được áp dụng đúng cách. Máy nén khí trục vít hai cấp, không dầu thường không được áp dụng điều chỉnh lưu lượng. Do đó, chúng sử dụng điều khiển hai bước (tải trọng đầy đủ/không tải) hoặc điều khiển công suất VSD.

Các hệ thống điều khiển này phải được lắp đặt đúng cách để hoạt động hiệu quả. Đường ống và kho chứa phải được đặt gần thiết bị mà không có tổn thất áp suất đo được ở tải trọng đầy đủ để tín hiệu phù hợp chặt chẽ với yêu cầu khí nén.

Hệ thống Giám sát và điều khiển trung tâm cho phòng máy nén khí

Chúng tôi khuyến nghị lắp đặt hệ thống giám sát và điều khiển trung tâm khí nén cho nhiều thiết bị. Các hệ thống phần cứng PC và phần mềm dựa trên Windows® này sẽ cho phép nhân viên của bạn giám sát, vận hành và lập trình hoạt động hệ thống khí nén một cách hiệu quả từ bất kỳ máy tính nào trên mạng máy tính của bạn. Hệ thống giám sát của bạn cần có khả năng theo dõi và ghi lại lưu lượng và áp suất hệ thống, đồng thời giao tiếp với hệ thống điều khiển trên thiết bị cục bộ, dù hệ thống đó đang hoạt động hay đã được sửa đổi. Các hệ thống này cung cấp thông tin và dữ liệu xu hướng để tối đa hóa hiệu quả hệ thống, giảm chi phí bảo trì và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch. Chúng có thể được thiết lập để cảnh báo nhân viên qua điện thoại di động hoặc email về cảnh báo, báo động hoặc tình trạng tắt máy nén để đảm bảo xử lý kịp thời các tình huống khẩn cấp.

Loại phần mềm giám sát này thường phân tích điều kiện hoạt động được cảm biến và bật hoặc tắt máy nén khi cần thiết để đáp ứng nhu cầu tốt nhất. Chúng không nên hoạt động theo chu kỳ cố định. Điều này đảm bảo rằng một thiết bị hoạt động ở tải một phần và tất cả các thiết bị khác hoạt động ở tải đầy đủ hoặc tắt.

Chức năng giám sát không phải là vấn đề năng lượng trực tiếp nhưng giúp bạn duy trì hiệu quả mà chương trình hệ thống khí nén của bạn đã đạt được. Một hệ thống giám sát được áp dụng tốt có thể trở thành một phần vận hành của hệ thống điều khiển quản lý khí nén trung tâm hoàn chỉnh.

Kết luận
Nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng này ước tính chi khoảng 240.000 đô la mỗi năm cho năng lượng vận hành hệ thống khí nén tại cơ sở ở vùng Trung Tây. Bộ dự án được đề xuất bởi đánh giá hệ thống đã giảm chi phí năng lượng này ước tính khoảng 104.336 đô la, tương đương 43% mức sử dụng hiện tại. Tổng chi phí dự án là 73.000 đô la, tương ứng với thời gian hoàn vốn đơn giản là 8 tháng.

Hãy liên hệ ngay với đại lý chính hãng Sullair tại Việt Nam để được tư vấn Miễn Phí

Công Ty TNHH U-TEK Việt Nam

Hotline: +84.983-454-678 (Zalo/WhatsApp)

Hệ thống điều khiển trung tâm cho cụm 5 máy nén khí Sullair

So Sánh Máy Nén Khí Ly Tâm Và Trục Vít – Lựa Chọn Tối Ưu Cho Nhà Máy

TRỤ SỞ CHÍNH

VĂN PHÒNG TPHCM

VĂN PHÒNG HÀ NỘI