HỆ THỐNG MÁY NÉN KHÍ

 Chủ đầu tư: Công ty TNHH ECO VIỆT NAM

 Lĩnh vực sản xuất: Gia công Cơ khí

 Yêu cầu chủ đầu tư :

- Đối tượng của dự án: HỆ THỐNG MÁY NÉN KHÍ

+ Máy nén chính: P= 100kW

+ Máy nén phụ: P= 11kW

- Chức năng của máy: Cung cấp khí nén cho toàn bộ các máy sản xuất trong nhà xưởng  .

- Hiện trạng máy:

 + Các máy được điều khiển bằng mạch rơ le, công tắc tơ, khởi động theo phương pháp đổi nối sao/tam giác.

 + Hệ thống hoạt động theo nguyên tắc:

. Khởi động sao/tam giác

. Khi áp suất< áp suất đặt, cửa hút gió mở, máy bắt đầu nén với P= Pđ/m tại f=50Hz

. Khi áp suất= áp suất đặt, cửa hút gió đóng lại, máy nén với P= Pđ/m tại f= 50Hz ở chế độ không tải, áp suất không tăng, giảm dần.

. Khi áp suất giảm xuống đến áp suất ngưỡng thấp cửa hút gió mở ra máy nén với P= Pđ/m tại f= 50Hz

 Máy luôn chạy với P=Pđ/m, f=50Hz => hao tốn điện năng, giảm tuổi thọ của động cơ.

Yêu cầu đặt ra:

- Thiết kế lại hệ thống tủ điện điều khiển cho 2 máy nén 100kw  và 11kw

- Thay đổi phương pháp điều khiển để giải quyết vấn đề tiết kiệm điện năng

- Hệ thống làm việc ổn định, hiệu quả và tăng tuổi thọ động cơ máy nén.  

Giải pháp của Bảo An Automation:

Giải pháp công nghệ :

+ Sử dụng bộ điều khiển lập trình có thể điều khiển chính xác và linh hoạt

+ Xây dựng giao diện người- máy để giám sát toàn bộ hoạt động và các lỗi của hệ thống.

Giải pháp thiết bị :

+ Sử dụng biến tần YASKAWA CIMR-ET4A0208AAA công suất 110Kw để điều khiển máy nén 100 Kw

+ Sử dụng biến tần YASKAWA CIMR-ET4A0023FAA công suất 11Kw để điều khiển máy nén 11 Kw

Sử dụng biến tần YASKAWA CIMR-VT4A0023FAA công suất 7,5Kw để điều khiển động cơ quạt làm mát khí 7,5 Kw

+ Sử dụng 3 can nhiệt E52-P6DY 2M để đo nhiệt độ

+ Sử dụng 2 cảm biến áp suất M5156-10286X-010BG để đo áp suất 2 máy nén.

+ Sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC omron CP1E- N30DR-A

+ Sử dụng HMI của hãng omron NB10W-TW00B

+ Sử dụng module nhiệt độ 4 đầu vào CP1W-TS102 để giám sát nhiệt độ và lấy tín hiệu điều khiển hệ thống

+ Sử dụng khối AI/AO CP1W-MAD11 để nhận tín hiệu từ các cảm biến áp suất và đầu ra điều khiển tốc độ quay của động cơ.

Hạng mục triển khai

 + Thiết kế, thi công lắp đặt các cảm biến và tủ điều khiển máy

+ Lập trình điều khiển hoạt động của máy bằng chương trình điều khiển

+ Thiết kế giao diện HMI                                

   Thời gian triển khai tại nhà máy: 3 ngày

Kết quả đạt được:

+ Hệ thống hoạt động ổn định, chính xác, an toàn, đảm bảo đầy đủ các yêu cầu của chủ đầu tư.

+ Các thiết bị và tủ điện được lắp đặt chắc chắn, gọn gàng có tính thẩm mỹ cao.

      VẤN ĐỀ TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG TRONG MÁY NÉN KHÍ

Phương pháp điều khiển các máy nén:

-   Cửa hút gió sẽ mở liên tục trong suốt quá trình động cơ chạy

-   Khi áp suất< áp suất đặt, máy nén chạy với tần số f= 50 Hz, quá trình nén khí bắt đầu, áp suất tăng nhanh

-   Khi áp suất= áp suất đặt máy nén chạy với tần số f= 25 Hz, áp suất tăng chậm

-  Khi áp suất= áp suất ngưỡng cao, máy nén dừng hoạt động ( trạng thái động cơ nghỉ), áp suất bắt đầu giảm

-  Khi áp suất= áp suất ngưỡng thấp, máy nén hoạt động trở lại với tần số f= 50 Hz, bắt đầu quá trình nén khí

Kết quả đạt được:

-Điện năng tiêu thụ A

    A= P.t ( kWh)

+ P: công suất máy nén khí

+ t: thời gian máy hoạt động

-  Mối liên hệ giữa các đại lượng với tốc độ động cơ máy nén khí:

+ Q1/Q2 ~ n1/n2

+ H1/H2 ~ (n1/n2)²

+ P1/P2 ~ (n1/n2)³

   Q1, H1, P1: lưu lượng, áp suất, công suất điện tương ứng với tốc độ n1 của động cơ.

   Q2, H2, P2: lưu lượng, áp suất, công suất điện tương ứng với tốc độ n2 của động cơ.

    Tốc độ quay n ~ tần số động cơ f, do đó ta có:

 P1/P2 ~ (f1/f2)³ 

Khi động cơ chạy với tần số f1= 50Hz

Khi động cơ chạy với tần số f2= 25 Hz

P1/P2 ~ ( f1/f2 )³ ~ (50/25)³  = 2³= 8

Hay P2= P1/8 hay A2= A1/8

 Như vậy điện năng tiêu thụ của máy nén khi chạy với tần số f= 25Hz chỉ bằng 1/8 lần điện năng của máy khi chạy với tần số f= 50Hz.    

Do đó tính tổng công suất trong suốt quá trình máy hoạt động khi lắp thêm biến tần lượng điện năng tiết kiệm được là 40->50 % so với khi không sử dụng biến tần.