Làm thế nào để phát hiện và sửa chữa rò rỉ khí trong hệ thống khí nén

Khí nén được sử dụng rộng rãi trong môi trường công nghiệp và nó được coi là nguồn lực quan trọng thứ tư sau điện, khí tự nhiên và nước.

Cùng với ứng dụng rộng rãi của nó thì đây cũng là nguồn lực đắt tiền so với các nguồn lực khác. Phải mất 7-8HP điện để tạo ra 1HP sức nén. Do đó, điều quan trọng là đảm bảo rằng hệ thống khí nén của bạn luôn vận hành ở hiệu suất cao nhất.

Để hệ thống khí nén của bạn đạt hiệu quả cao nhất, bạn cần phải tối ưu hóa cả nhu cầun sử dụng và nguồn cung của hệ thống. Từ góc độ cầu, bạn sẽ thấy rằng sự rò rỉ khí nén chiếm phần lớn nhất nhu cầu trong nhà máy của bạn. Không nghi ngờ gì nữa, điều quan trọng là phải hiểu mức độ rò rỉ khí, tác động cũng như cách phát hiện và khắc phục chúng.

Giống như hầu hết các chương trình cải tiến, quản lý rò rỉ khí nén là một quá trình. Bạn không thể sửa chữa rò rỉ của bạn chỉ một thời gian ngắn sau đó dừng lại. Bạn cần phải có một chương trình để thường xuyên xác định và sửa chữa rò rỉ đồng thời tạo thói quen giúp bạn ngăn chặn rò rỉ trong tương lai.

Khí nén rất đắt đỏ

Rò rỉ khí nén có thể là nguồn gây lãng phí năng lương lớn nhất trong các ngành công nghiệp. Rò rỉ khí nén có thể gây thất thoát từ 20 đến 30%, thậm chí có thể lên đến 50% lượng điện năng của một hệ thống khí nén nếu như nhà máy không có một chương trình quản lý rò rỉ. Ngược lại, các cơ sở có chương trình phòng ngừa rò rỉ một cách nghiêm túc và nhất quán có thể giảm rò rỉ xuống dưới 10% sản lượng của hệ thống máy nén.

Giả sử rò rỉ 30% khí nén của một hệ thống có công suất máy nén 200 HP sẽ gây lãng phí 60 HP do rò rỉ. Chi phí tiêu thụ điện năng trung bình quốc gia là 1,800 VNĐ/ 1 số điện thì mỗi năm hệ thống này cũng bị lãng phí từ 500 đến 700 triệu đồng.

Thiệt hại này lớn hơn cả mức thiệt hại chi phí đầu tư mua máy ban đầu

Ngoài tác động đến chi phí tiêu thụ điện năng, rò rỉ khí còn ảnh hưởng tiêu cực đến các công cụ và bộ phận của nhà máy dẫn đến việc phải đầu tư vốn cao hơn mức cần thiết, cụ thể ở các mảng sau:

– Năng suất giảm do các dụng cụ không hiệu quả: Rò rỉ dẫn đến việc giảm áp suất khí ở đầu vào các dụng cụ sử dụng khí nén. Điều này có thể làm cho các thiết bị liên quan đến khí nén hoạt động kém hiệu quả, kết quả là năng suất thấp hơn.

– Giảm tuổi thọ thiết bị: Bình thường máy hoạt động thường có độ chễ/ nghỉ nếu hệ thống vận hành thông suốt, rò rỉ khí thấp. Tuy nhiên, khi lượng khí rò rỉ cao, hệ thống sẽ phải vận hành liên tục mới có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng khí. Điều này dẫn đến lượng điện năng tiêu thụ cho máy lớn hơn, thiết bị nhanh xuống cấp hơn và tuổi thọ hệ thống cũng bị rút ngắn.

– Chi phí bảo trì bảo dưỡng cao hơn: Kể từ khi hệ thống vận hành nhiều hơn, nhu cầu cho việc sửa chữa và bảo dưỡng cũng tăng theo đó.

– Thời gian chết cao hơn: Việc bảo dưỡng cao hơn điều này có nghĩa là thời gian phải dừng máy lâu hơn. Về cơ bản, bạn đang giảm thời gian sản xuất của bạn và thay thế nó với thời gian bảo trì. Khi bạn kinh doanh, thời gian là vô cùng quý báu nếu mọi khâu vận hành thông suốt. Thế nhưng thời gian của bạn lúc này lại phải dành để bảo trì nhiều hơn. Điều này nghĩa là lợi tức đầu tư của bạn thấp hơn.

– Bổ sung lưu lượng không cần thiết: Nếu khí nén của bạn cần cao hơn hệ thống rò rỉ của bạn có thể hỗ trợ, bạn sẽ không thể tăng công suất để bù đắp cho sự rò rỉ. Ngoài ra, bạn có thể phải đầu tư cho các thiết bị, nguồn lực khác để tăng năng suất lao động của bạn nếu thiếu khí nén.

HỆ THỐNG MÁY NÉN – ĐO LƯỜNG RÒ RỈ

Một cách dễ dàng để ước tính rò rỉ khí là vận hành máy nén khí ở chế độ có tải/ không tải hoặc khởi động/ dừng và ghi lại thời gian cần thiết để máy nén chạy có tải và không tải. Trong trường hợp này, máy nén sẽ chạy có tải hoặc không tải bởi vì hệ thống buộc phải tự động điều chỉnh để đáp ứng khí sử dụng cho các dụng cụ và thiết bị máy móc. Ghi lại thời gian máy nén khí chạy ở chế độ có tải và không tải và so sánh chúng với lưu lượng máy nén.

Hệ thống khí nén – Tổng bao nhiêu % rò rỉ?

Có một công thức tính lượng khí rò rỉ trong hệ thống khí nén như sau:

Nếu T1 = số phút máy nén chạy ở chế độ có tải

Và T2 = số phút máy nén chạy ở chế độ không tải

Tổng khí nén rò rỉ (%) = [(T1*100)]/ [(T1+T2)]

% rò rỉ khí là % lưu lượng máy nén khí bị lãng phí vì rò rỉ. Một hệ thống với một chương trình ngăn chặn rò rỉ khí hiệu quả sẽ có lượng khí rò rỉ thấp hơn 10% toàn hệ thống và một hệ thống với chương trình ngăn chặn rò rỉ tệ là một hệ thống có lượng khí rò rỉ cao hơn 50%.

CÁCH XÁC ĐỊNH, SỬA CHỮA VÀ NGĂN CHẶN RÒ RỈ KHÍ NÉN

Rò rỉ khí là tốn kém và gây ra tổn thất rất lớn về tài chính và vận hành trong môi trường sản xuất. Xác định vị trí rò rỉ là bước đầu tiên để giảm rò rỉ trong hệ thống của bạn.

Xác định rò rỉ

Bạn nên thiết kế một chương trình để phát hiện và giảm thiểu rò rỉ. Một cách đơn giản để phát hiện là đi vòng quanh hệ thống khí nén của bạn và nghe xem có bất kỳ âm thanh lạ nào phát ra từ các đường ống dẫn khí hay không.

Tuy nhiên, không phải tất cả chỗ rò rỉ đều có thể nhận thấy biết được bằng tai. Thêm vào đó, toàn bộ hệ thống khí nén hoặc dây chuyền sản xuất lại không tắt. Do đó, cách tốt nhất để phát hiện rò rỉ là sử dụng thiết bị phát hiện rò rỉ chuyên dụng để kiểm tra. Khi bạn xác định rò rỉ, hãy đánh dấu vị trí đó và ghi lại sự rò rỉ.

Khi bạn xác định rò rỉ, đặt một thẻ vào các vị trí đó, và ghi lại sự rò rỉ trong các bản ghi rò rỉ trong bản theo dõi vận hành hệ thống khí nén của bạn.

Thiết bị phát hiện rò rỉ

Đây là những công cụ tinh vi có thể phát hiện chính xác các rò rỉ trong môi trường sản xuất ồn ào trong khi sản xuất thực tế đang diễn ra. Chúng bao gồm micrô định hướng, bộ khuếch đại và bộ lọc âm thanh, và chúng có thể xác định âm thanh tiếng ồn tần số cao do luồng không khí rò rỉ. Với những tiến bộ trong công nghệ, các thiết bị này đã trở nên rất nhỏ gọn và có thể xách tay. Tai nghe hoặc màn hình kết nối với máy dò cầm tay sẽ báo hiệu cho chúng ta biết vị trí chính xác của các chỗ rò rỉ.

Thiết bị kiểm tra rò rỉ khí

Bạn nên ghi lại địa điểm và quy mô rò rỉ và định lượng chi phí rò rỉ. Nếu bạn không có máy phát hiện rò rỉ, bạn có thể tìm dịch vụ của một đơn vị thứ ba. Điều này có thể giúp bạn tiết kiệm rất nhiều chi phí từ việc vận hành hệ thống hiệu quả hơn.

Ưu tiên rò rỉ để sửa chữa

Không phải mọi vị trí rò rỉ đều giống nhau. Sau khi thực hiện kiểm toán rò rỉ không khí, bạn có thể tìm thấy nhiều vị trí rò rỉ có kích cỡ khác nhau. Một kế hoạch tốt là kế hoạch ưu tiên xử lý những vị trí rò rỉ lớn trước.

Đây là một ví dụ: Một nhà máy hoá chất thực hiện kiểm toán rò rỉ khí nén tại cơ sở của họ. Rò rỉ, xấp xỉ bằng các kích cỡ khác nhau, được tìm thấy như sau: 100 vết rò rỉ 1/32″ ở áp 6.2 bar, 50 chỗ rò rỉ 1/16″ ở 6.2 bar, và 10 vết rò rỉ 1/4″ ở 6.9 bar. Giả sử 7,000 giờ hoạt động hàng năm, tỷ lệ điện bình quân là 1,138 / kWh, và yêu cầu phát điện khí nén khoảng 18 kW / 100 cfm, chi phí sẽ được tính như sau:

– Chi phí tiết kiệm được từ vết rò rỉ 1/32″ = 131,211,000 VNĐ
– Chi phí tiết kiệm được từ vết rò rỉ 1/16″ = 258,030,000 VNĐ
– Chi phí tiết kiệm được từ vết rò rỉ 1/16″ = 909,648,000 VNĐ

Như bạn thấy, các khoản tiết kiệm từ việc loại bỏ chỉ 10 vị trí rò rỉ 1/4″ chiếm gần 70% tổng số tiền tiết kiệm. Trong trường hợp này, những rò rỉ 1/4 “nên là những đầu tiên cần được giải quyết.

Các vị trí thường bị rò rỉ

Rò rỉ khí có thể xảy ra trong nhà máy của bạn – từ đầu nguồn cấp khí nén cho đến các hệ thống đường ống phân phối khí. Tuy nhiên, sẽ có một số vị trí dễ bị rò rỉ hơn các nơi khác đó là:

– Ống dẫn khí từ bình dầu lên két tản nhiệt

– Các khớp nối hoặc những đoạn uốn cong

– Các bộ lọc đường ống bị hỏng joăng

– Các van: van xả xì, van hút, van điều chỉnh áp suất

– Két tản nhiệt bị thủng

– Điểm ngắt kết nối hoặc các vòng đệm

– Các dụng cụ thủy lực cũ hoặc bảo trì kém

– Van điều khiển đóng mở.

Dưới đây là hình ảnh một số vị trí thường hay rò rỉ trong hệ thống khí nén và bạn cần kiểm tra:

Sửa chữa rò rỉ

Các kết nối ống dẫn khí, khớp nối, van điều khiển, các vòng đệm và phớt mòn là một trong số các nguồn rò rỉ thông thường. Đôi khi, bạn có thể dừng rò rỉ bằng cách đơn giản thắt chặt các điểm kết nối, hoặc lắp đặt hệ thống khí nén đúng cách. Do đó, khâu lựa chọn phụ kiện cho việc lắp đặt đường ống dẫn khí nén, khớp nối, van,…là công việc vô cùng quan trọng và nó sẽ giúp bạn tiết kiệm rất nhiều chi phí về sau này.

Thiết bị khí nén cũ hoặc kém được duy trì hoặc thiết bị sản xuất có không khí nạp cũng có thể gây rò rỉ khí nén. Thay thế công cụ khí nén cũ bằng máy mới nếu chúng có thể mang lại thời gian hoạt động cao hơn và kết quả là bảo dưỡng thấp hơn và giảm rò rỉ.

Một cách để giảm rò rỉ thường bị bỏ qua là giảm áp lực không khí cần thiết của hệ thống khí nén. Nếu có ít sự chênh lệch áp suất hơn điểm rò rỉ, lượng rò rỉ không khí sẽ thấp, làm giảm lượng khí nén bị lãng phí. Đảm bảo tiếp tục tối ưu hóa áp suất của hệ thống khi bạn giải quyết rò rỉ trong nhà máy.

CHƯƠNG TRÌNH BẢO TRÌ RÒ RỈ HỆ THỐNG MÁY NÉN KHÍ

Ngoài việc xác định rò rỉ và quản lý việc sửa chữa một cách hiệu quả, một chương trình ngăn ngừa không khí rò rỉ mạnh mẽ cần bao gồm đào tạo nhân viên và xây dựng kế hoạch bảo dưỡng rò rỉ.

Đào tạo nhân viên

Liên quan đến nhân viên là chìa khóa để xác định chủ động những chỗ rò rỉ mới và để sửa chữa. Giáo dục nhân viên của bạn về chi phí của việc rò rỉ khí để họ chia sẻ mối quan tâm tương tự như bạn khi nói đến việc xác định và khắc phục những rò rỉ đó.

Như với bất kỳ chương trình quản lý nào, bạn phải thường xuyên liên lạc để thu hút các thành viên trong nhóm. Bạn cũng nên xem xét khuyến khích nhân viên để xác định và báo cáo rò rỉ. Đây là một cách tuyệt vời để thu hút thêm nhiều người tham gia và giúp duy trì những cải tiến mà bạn đang thực hiện. Phần thưởng có thể dưới hình thức công nhận, giải thưởng hoặc giải thưởng quy ra tiền.

Phát triển kế hoạch bảo dưỡng rò rỉ

Một khi bạn đã xác định rò rỉ và các khu vực sản xuất nơi khí nén bị rò rỉ, bước tiếp theo là giải quyết chúng. Bạn nên dán nhãn rò rỉ bằng cách gắn thẻ thích hợp, ghi lại những rò rỉ trong nhật ký hoặc hệ thống thông tin bảo trì và ưu tiên sửa chữa.

Tiếp theo, phát triển một kế hoạch bảo trì sẽ giúp bạn xác định và sửa chữa rò rỉ trên cơ sở liên tục. Một số nhà máy lập kế hoạch sửa chữa rò rỉ phù hợp với lịch trình dịch vụ máy nén khí của họ và hạn chế được rất nhiều tổn thất do rò rỉ gây ra.

Đây là một cuộc hành trình

Để vận hành một hệ thống khí nén hiệu quả đồng thời giảm thiểu tối đa chi phí từ việc xử lý những vết rò rỉ trong hệ thống khí nén đòi hỏi một quá trình thực hiện lâu dài chứ không phải chỉ một sớm một chiều. Nó cũng đòi hỏi những người quản lý và vận hành có kiến thức về hệ thống đồng thời thực sự chú tâm đến việc tiết kiệm điện năng cho hệ thống khí nén.

Đây cũng sẽ là sự nỗ lực của cả một đội nhóm để thúc đẩy và duy trì các quy trình. Bạn cũng cần giáo dục nhân viên nhà máy của bạn tại sao điều này quan trọng. Hãy chỉ cho họ cách sửa chữa và ngăn chặn rò rỉ khí. Trao quyền cho họ bằng các công cụ để phát hiện, sửa chữa và quản lý rò rỉ không khí hiệu quả. Bạn sẽ không chỉ thu được tiền tiết kiệm, mà bạn còn tạo ra một nền văn hoá chiến thắng và một lực lượng lao động có tinh thần trách nhiệm cao độ cao. Tạo ra một quá trình phát hiện rò rỉ hiệu quả là một cuộc hành trình, nhưng chắc chắn nó có giá trị.

Có thể bạn quan tâm: 

=> Cách tính toán chi phí tiêu thụ điện năng của một máy nén khí