Phân loại máy nén khí theo nguyên lý nén gồm hai nhóm chính: máy nén thể tích và máy nén động học. Máy nén piston và máy nén trục vít thuộc nhóm thể tích, nén khí bằng cách thu nhỏ khoang chứa. Máy nén ly tâm thuộc nhóm động học, dùng cánh quạt quay tốc độ cao để tăng áp. Piston hợp với nhu cầu nhỏ, gián đoạn. Trục vít phổ biến ở nhà máy chạy liên tục. Ly tâm dành cho trạm khí nén lưu lượng rất lớn.
Máy nén khí piston
Máy nén piston dùng piston chuyển động tịnh tiến trong xi lanh để hút và nén khí. Có loại một cấp và nhiều cấp nén, loại có dầu và không dầu.
- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư thấp, dễ sửa chữa, đạt được áp suất cao.
- Hạn chế: ồn, rung, khí ra có xung động, không phù hợp chạy liên tục tải cao trong thời gian dài.
- Phù hợp: xưởng nhỏ, gara, dụng cụ khí nén dùng ngắt quãng.
Máy nén khí trục vít
Máy nén trục vít có hai rotor dạng xoắn ăn khớp nhau trong vỏ máy. Khi rotor quay, khoang giữa các răng nhỏ dần và đẩy khí từ cửa hút sang cửa đẩy. Loại phun dầu dùng dầu để làm kín, làm mát và bôi trơn. Loại không dầu không có dầu trong buồng nén.
- Ưu điểm: chạy êm hơn piston, cấp khí ổn định, thiết kế cho vận hành liên tục, có dòng biến tần điều chỉnh lưu lượng.
- Hạn chế: đầu tư cao hơn piston, bảo dưỡng cần đúng lịch và đúng loại dầu, lọc.
- Phù hợp: phần lớn nhà máy sản xuất, dây chuyền chạy nhiều ca.
Máy nén khí ly tâm
Máy nén ly tâm là loại động học, dùng bánh công tác quay tốc độ rất cao để tăng vận tốc dòng khí rồi chuyển thành áp suất. Theo tài liệu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE), loại này có hiệu suất cao khi chạy đầy tải nhưng hiệu suất giảm khi chạy non tải.
- Ưu điểm: lưu lượng rất lớn, buồng nén không dầu, phù hợp nhu cầu nền ổn định.
- Hạn chế: đầu tư lớn, cần vận hành gần công suất thiết kế, yêu cầu kỹ thuật vận hành cao.
- Phù hợp: nhà máy lớn, trạm khí nén trung tâm, ngành dệt, hóa chất, luyện kim.
Bảng so sánh ba loại máy nén khí
| Tiêu chí | Piston | Trục vít | Ly tâm |
|---|---|---|---|
| Nhóm nguyên lý | Thể tích | Thể tích | Động học |
| Dải lưu lượng | Nhỏ | Nhỏ đến lớn | Lớn đến rất lớn |
| Chế độ vận hành | Ngắt quãng | Liên tục | Liên tục, gần đầy tải |
| Độ ồn, rung | Cao | Trung bình | Thấp đến trung bình |
| Chi phí đầu tư | Thấp | Trung bình | Cao |
Máy có dầu và không dầu: chọn theo chất lượng khí
Tiêu chuẩn ISO 8573-1 phân cấp độ sạch khí nén theo ba nhóm tạp chất: hạt rắn, nước và dầu. Số cấp càng nhỏ thì khí càng sạch. Ngành thực phẩm, dược phẩm, điện tử thường yêu cầu cấp dầu nghiêm ngặt, nên hay dùng máy không dầu kết hợp lọc và sấy. Với ngành cơ khí thông thường, máy có dầu cùng bộ lọc phù hợp vẫn đáp ứng tốt. Nên xác định cấp chất lượng khí tại điểm sử dụng trước, rồi mới chọn loại máy và cấu hình lọc, sấy.
Thiết bị đi kèm trong hệ thống khí nén
- Bình tích áp: ổn định áp suất, giảm số lần đóng cắt tải của máy nén.
- Máy sấy khí: tách hơi nước để tránh đọng nước, ăn mòn đường ống và thiết bị.
- Bộ lọc: lọc bụi, lọc dầu theo cấp chất lượng khí yêu cầu.
- Đường ống, van: kích thước phù hợp để giảm tụt áp, dễ kiểm tra rò rỉ.
Rò rỉ và áp suất cài đặt cao hơn cần thiết là hai nguyên nhân gây lãng phí điện phổ biến. Xem thêm bài tối ưu áp suất khí nén công nghiệp và kiểm tra rò rỉ đường ống khí nén.
Lưu ý bố trí phòng máy nén khí
- Thông gió thải nhiệt: máy nén tỏa nhiệt lớn, cần cấp gió mát và dẫn khí nóng ra ngoài để máy không báo lỗi nhiệt độ cao.
- Không gian bảo trì xung quanh máy theo hướng dẫn nhà sản xuất.
- Nền, bệ máy chắc chắn, hạn chế truyền rung sang kết cấu.
- Xử lý nước ngưng từ bình tích áp, máy sấy, bộ lọc. Nước ngưng của máy có dầu cần tách dầu trước khi thải.
Tiêu chí chọn máy nén khí cho nhà xưởng
- Lưu lượng và áp suất thực tế của các thiết bị sử dụng, có tính hệ số đồng thời.
- Biểu đồ nhu cầu theo ca: ổn định hay dao động mạnh, để quyết định có dùng biến tần hay không.
- Cấp chất lượng khí theo ISO 8573-1 mà công nghệ sản xuất yêu cầu.
- Không gian và thông gió phòng máy để máy không bị quá nhiệt.
- Nguồn điện: công suất trạm biến áp, tủ điện cấp cho trạm khí nén.
Với trạm khí nén công suất lớn, việc cấp nguồn thường gắn với trạm biến áp và thi công hệ thống tủ điện trung thế của nhà máy. Hạng mục lắp đặt hệ thống máy nén khí nên được thiết kế cùng điện, thông gió phòng máy trong gói thi công hệ thống cơ điện để hệ thống vận hành ổn định ngay từ đầu.
Các Câu Hỏi Thường Gặp
Xưởng nhỏ nên chọn máy nén piston hay trục vít?
Máy nén không dầu có cần lắp lọc nữa không?
Máy nén biến tần có luôn tiết kiệm điện không?
Kết luận
Phân loại máy nén khí thành piston, trục vít và ly tâm giúp chọn đúng thiết bị theo lưu lượng, chế độ vận hành và chất lượng khí. Hãy xác định nhu cầu thực tế, cấp độ sạch khí và điều kiện phòng máy trước khi chọn hãng hay công suất.
Anh chị cần tư vấn hệ thống khí nén cho nhà máy có thể xem thêm hệ thống khí nén hoặc liên hệ Cơ điện Thăng Long qua hotline/Zalo 0967 800 183.
