Chọn công suất máy nén khí cho máy làm đá viên không nên dựa vào sản lượng đá một cách trực tiếp, vì đá được tạo ra bởi hệ thống lạnh, còn máy nén khí phục vụ các cơ cấu dùng khí. Tuy nhiên, sản lượng đá càng lớn thì số máy làm đá, số máy đóng gói và số điểm dùng khí càng nhiều, nên nhu cầu khí cũng tăng theo. Cách chọn đúng là tính tổng lưu lượng khí của tất cả thiết bị dùng khí cùng lúc, cộng thêm dự phòng, rồi mới đối chiếu sang công suất máy nén khí. Bài viết này hướng dẫn từng bước tính toán đó.
chọn công suất máy nén khí cho máy làm đá: Bước 1: liệt kê tất cả thiết bị dùng khí nén
Bước đầu tiên và quan trọng nhất là liệt kê đầy đủ mọi thiết bị dùng khí nén trong dây chuyền, không bỏ sót công đoạn nào. Danh sách thường gồm van cấp nước, xi lanh tách đá, băng tải và cửa trượt, máy đóng bao, máy dán miệng bao, máy xếp thùng, súng thổi vệ sinh và các van điều khiển phụ. Mỗi thiết bị có lưu lượng khí tiêu thụ riêng, thường ghi trong tài liệu kỹ thuật của nhà cung cấp, tính bằng lít mỗi phút hoặc mét khối mỗi giờ ở một áp suất làm việc nhất định. Nếu tài liệu không ghi rõ, nhà máy nên hỏi trực tiếp nhà cung cấp, thay vì ước đoán.
Nhiều nhà máy mắc lỗi ở bước này khi chỉ tính máy làm đá chính mà quên máy đóng gói, hoặc chỉ tính một máy làm đá mà quên rằng có nhiều máy chạy cùng lúc. Ví dụ, khi ba máy cùng tách đá đồng loạt, nhu cầu khí tăng đột ngột gấp ba lần. Nếu máy nén khí chỉ đủ cho một máy, áp suất sẽ tụt ngay khi các máy cùng tách đá, khiến đá kẹt khuôn và dây chuyền chậm lại. Vì vậy, danh sách phải ghi rõ số lượng từng loại thiết bị và thời điểm chúng cùng hoạt động.
Bước 2: cộng nhu cầu khí và tính hệ số dùng đồng thời
Sau khi có lưu lượng từng thiết bị, bước tiếp theo là cộng tổng lưu lượng của các thiết bị có thể chạy cùng lúc. Tuy nhiên, không phải lúc nào mọi thiết bị cũng chạy hết công suất cùng một thời điểm. Ví dụ, máy đóng gói có thể chạy theo đợt, trong khi máy làm đá chạy liên tục, hoặc súng thổi vệ sinh chỉ dùng khi dây chuyền dừng. Hệ số dùng đồng thời là tỷ lệ thiết bị thực sự chạy cùng lúc so với tổng số thiết bị, thường được ước tính từ quan sát vận hành thực tế. Với dây chuyền đá tự động cao, hệ số này có thể gần 80 đến 90%, còn dây chuyền bán tự động có thể thấp hơn.
Công thức tính đơn giản có thể viết như sau: lưu lượng cần thiết bằng tổng lưu lượng các thiết bị nhân với hệ số dùng đồng thời, cộng thêm lưu lượng cho vệ sinh nếu vệ sinh diễn ra cùng lúc với sản xuất. Kết quả này là lưu lượng khí tự do cần thiết, thường tính bằng mét khối mỗi phút hoặc lít mỗi giây, ở áp suất làm việc đã chọn. Người mua cần lưu ý rằng lưu lượng ghi trên máy nén khí cũng phải được so sánh ở cùng áp suất làm việc, vì cùng một máy, lưu lượng sẽ giảm khi áp suất yêu cầu tăng lên. So sánh lưu lượng ở áp suất khác nhau là sai lầm phổ biến khiến máy chọn ra bị thiếu khí thực tế.
Sau khi có lưu lượng cần thiết, nhà máy cộng thêm dự phòng cho rò rỉ và mở rộng. Rò rỉ là điều khó tránh hoàn toàn trên đường ống, khớp nối và van cũ, thường chiếm khoảng 10 đến 15% lưu lượng trong hệ thống chưa được bảo trì tốt. Dự phòng mở rộng, khoảng 10 đến 20%, dành cho việc thêm máy làm đá hoặc máy đóng gói sau này mà không phải mua máy nén khí mới ngay. Tổng dự phòng hợp lý thường khoảng 20 đến 30%, không nên dự phòng quá nhiều vì máy quá lớn sẽ chạy không tải nhiều và tốn điện.
| Quy mô nhà máy đá tham khảo | Đặc điểm dây chuyền | Hướng chọn máy nén khí |
|---|---|---|
| Cơ sở nhỏ, 1 đến 2 máy làm đá | Đóng gói theo đợt, khí gián đoạn | Máy piston hoặc trục vít nhỏ, bình tích vừa |
| Nhà máy vừa, 3 đến 5 máy làm đá | Đóng gói bán tự động, nhiều điểm dùng khí | Máy trục vít, bình tích lớn, sấy khí đầy đủ |
| Nhà máy lớn, trên 5 máy làm đá | Đóng gói tự động, chạy nhiều ca | Máy trục vít hoặc VSD, hệ thống đồng bộ |
Bảng trên chỉ là khung tham khảo, không thay thế tính toán lưu lượng thực tế, vì mỗi hãng máy làm đá và máy đóng gói có nhu cầu khí khác nhau. Nhà máy nên dùng bảng để định hướng, rồi tính chi tiết theo tài liệu thiết bị của mình.
Bước 3: chọn áp suất, bình tích khí và kiểm tra lại
Lưu lượng chỉ là một nửa của bài toán, nửa còn lại là áp suất. Máy nén khí phải đáp ứng được cả lưu lượng và áp suất cùng lúc. Áp suất làm việc nên được chọn theo thiết bị cần áp cao nhất trong dây chuyền, cộng thêm tổn thất áp suất trên đường ống, bộ lọc và máy sấy khí. Tổn thất này thường khoảng 0,5 đến 1 bar, tùy chiều dài đường ống và số lượng bộ lọc. Nếu chọn máy chỉ đủ áp cho thiết bị chính mà quên tổn thất, điểm dùng khí xa nhất sẽ thiếu áp và hoạt động không ổn định.
Bình tích khí cũng cần được chọn cùng lúc với máy nén khí, không phải mua sau cho có. Bình tích khí quá nhỏ sẽ khiến máy nén khởi động và dừng liên tục, áp suất dao động mạnh và máy nhanh hỏng. Bình tích khí đủ lớn sẽ đệm khi nhu cầu tăng đột ngột, giảm số lần khởi động và giữ áp suất ổn định hơn. Dung tích bình thường được tính theo lưu lượng máy và mức dao động áp suất cho phép, và cần tuân thủ quy định kiểm định bình áp suất hiện hành. Nhà máy không nên tự ý dùng bình cũ không rõ nguồn gốc hoặc quá hạn kiểm định.
Sau khi chọn máy và bình, nhà máy nên kiểm tra lại bằng cách đo thực tế sau khi lắp đặt. Đo áp suất tại điểm xa nhất khi tất cả thiết bị cùng chạy, đo lưu lượng máy và theo dõi số lần máy khởi động trong một giờ. Nếu áp suất giữ ổn định, máy không chạy quá tải và số lần khởi động trong giới hạn, hệ thống đã chọn đúng. Nếu áp suất tụt hoặc máy chạy liên tục không nghỉ, cần rà soát lại rò rỉ, đường ống và công suất máy trước khi kết luận máy bị lỗi. Nhiều trường hợp máy bị cho là yếu, nhưng nguyên nhân thực sự là đường ống quá nhỏ hoặc rò rỉ lớn.
Những sai lầm thường gặp khi tính công suất
Sai lầm đầu tiên là chọn máy theo công suất động cơ, ví dụ chỉ nhìn số kW hoặc HP, mà không nhìn lưu lượng khí thực tế ở áp suất làm việc. Hai máy cùng công suất động cơ có thể cho lưu lượng khác nhau do hiệu suất đầu nén khác nhau. Sai lầm thứ hai là chọn máy theo sản lượng đá, ví dụ cứ 1 tấn đá thì cần bao nhiêu kW máy nén, mà không tính tới số lượng và loại thiết bị dùng khí. Cách này có thể đúng một cách tương đối trong một số dây chuyền chuẩn, nhưng sẽ sai lệch lớn khi dây chuyền có mức độ tự động hóa khác nhau.
Kết luận
Chọn công suất máy nén khí cho máy làm đá viên là bài toán tính toán, không phải bài toán đoán mò. Liệt kê đủ thiết bị dùng khí, cộng nhu cầu khi cùng chạy, thêm dự phòng hợp lý cho rò rỉ và mở rộng, chọn áp suất đủ bù tổn thất và đi kèm bình tích khí phù hợp là đủ để tránh hầu hết sai lầm phổ biến. Máy quá nhỏ sẽ kéo cả dây chuyền chậm lại, máy quá lớn sẽ tốn điện và tốn vốn, máy vừa đủ mới là máy kinh tế nhất. Nếu bạn muốn tính chính xác cho dây chuyền của mình, hãy liên hệ maynen.com.vn để được khảo sát thiết bị, đo nhu cầu khí và tư vấn công suất phù hợp.
FAQ
1. Có công thức chung nào tính công suất máy nén theo tấn đá không? Không có công thức chung chính xác, vì nhu cầu khí phụ thuộc vào số máy làm đá, mức độ tự động hóa và loại máy đóng gói, chứ không chỉ sản lượng đá. Cần tính theo lưu lượng từng thiết bị dùng khí cùng lúc.
2. Nên dự phòng bao nhiêu phần trăm khi chọn máy nén khí? Thường khoảng 20 đến 30% cho rò rỉ và mở rộng sau này. Dự phòng quá ít khiến máy nhanh quá tải, dự phòng quá nhiều khiến máy chạy không tải nhiều và tốn điện.
3. Lưu lượng máy nén khí ghi trên nhãn có phải lưu lượng thực tế không? Lưu lượng trên nhãn thường đo ở điều kiện tiêu chuẩn và áp suất nhất định. Lưu lượng thực tế có thể thấp hơn khi áp suất yêu cầu cao hơn, phòng máy nóng hoặc lọc bẩn, nên cần đối chiếu ở cùng áp suất làm việc.
4. Bình tích khí ảnh hưởng gì tới việc chọn công suất máy? Bình tích khí lớn giúp đệm khi nhu cầu tăng đột ngột, giảm dao động áp suất và giảm số lần máy khởi động. Bình quá nhỏ khiến máy phải đáp ứng mọi đỉnh nhu cầu ngay lập tức, dễ quá tải và nhanh hỏng.
