Thiết kế đường ống hệ khí nén nhà máy

Hệ thống khí nén là gì?

Khí nén là không khí thông thường và thể tích của nó đã được giảm xuống nhờ áp lực. Thành phần chính của khí nén giống như không khí bao gồm Nito (78%) và oxy (21%).

Sơ đồ hệ thống khí nén cơ bản trong nhà máy

Thiết bị chính của hệ thống khí nén gồm:

1- Cấp khí: Máy nén khí >> Bình chứa khí >> bộ lọc thô >> Máy sấy khí

2- Dùng khí: Bộ kết hợp F.R.L >> Van >> Máy sử dụng khí (xy lanh, đầu phun...vv)

Cần tuân thủ nguyên tắc lắp đặt đường ống khí nén dựa trên sơ đồ nguyên lý hệ thống lắp đặt của nhà cung cấp như hình trên

Thiết kế đường ống khí nén

Để thiết kế đường ống dẫn khí nén, chúng ta cần biết tổng lưu lượng khí và chất lượng khí cần dùng. Từ đó tính được lượng khí lưu thông trong đường ống và chọn ống.

Ống dẫn khí nén quá nhỏ thì sẽ làm giảm áp lực của khí, không đủ lượng hơi cho máy sản xuất sử dụng, gây hao tốn điện năng. Nếu đường ống dẫn quá lớn thì chi phí đầu tư và lắp đặt tăng cao. Vì thế tính toán thiết kế đường ống khí nén rất quan trọng.

Hệ khí nén có thể dùng các loại vật liệu ống như: ống thép, ống cao su bố vải, ống nhựa... Trên đường ống còn sử dụng các van, phụ kiện đặc trưng cho mỗi hệ thống.

3 câu hỏi phải trả lời khi thiết kế ống khí nén :

• Kích thước, đường kính của ống dẫn khí nén
• Những đoạn cong, gấp khúc, các van khóa, khớp nối,… (giống với việc tính toán hệ thống ống nước)
• Lưu lượng khí nén đi qua đường ống dẫn.
  

Tiêu chuẩn đường ống khí nén

Đầu tiên, ta phải xác định được lưu lượng khí của hệ thống. Sau đó, ta dựa vào thông số kỹ thuật của máy nén khí công nghiệp từ nhà sản xuất để biết được sản lượng khí (ví dụ: m3/phút, lít/phút). Từ đó, ta lựa chọn được đường ống khí nén có kích thước phù hợp. Có 02 cách để chọn kích thước ống như sau

1.Tính toán đường ống khí nén theo công thức:

2.Tra cứu kích thước ống khí nén theo bảng:

Bảng tra đường ống khí nén

Cách chọn kích thước theo bảng khá tương đồng vơi kết quả tính toán từ công thức. So với cách tính toán từ công thức ta có thể tiết kiệm được thời gian. Cách tra bảng này đặc biệt cho các dự án nhỏ cần tính toán gấp. Ngoài ra bảng tra cũng là một cách kiểm tra lại tính toán của chúng ta.

02 Cách thiết kế và thi công lắp đặt đường ống khí nén

Có 02 cách thiết kế đường ống khí nén đó là: thiết kế theo dạng mạch vòng và thiết kế theo dạng mạch hở. Cần cân đối ưu nhược điểm của hai cách thiết kế này để chọn cách phù hợp theo đặc điểm dự án:

Hình ảnh 02 cách thiết kế đường ống

So sánh ưu nhược điểm của mạch vòng và mạch hở

Khi tính chọn đường ống ta cần quan tâm đến độ sụt áp của đường ống.

Công thức tính độ sụt áp trên đường ống khí nén

Một số lưu ý khi thiết kế đường ống khí

• Áp suất tổn thất của hệ thống đường ống khí nén không được vượt quá 5% áp suất thiết kế của máy nén.
• Vị trí lấy khí của hệ thống ở trên đường ống chính, để tránh ngưng tụ hơi nước.
• Không thiết kế đường ống theo kiểu thắt cổ chai, dẫn tới lưu lượng khí không đủ trong hệ thống.
• Cần thiết kế các vị trí bẫy nước trong hệ thống khí nén nhằm giảm lượng nước ngưng tụ lâu ngày trong hệ thống.
• Hạn chế tối đa tổn thất áp suất của khí nén, thiết kế càng ít vị trí co nối, gấp khúc và van thì càng tốt.
• Nên thiết kế các vị trí van khóa để dễ tách rời hệ thống khi có sự cố rò rỉ.
  

Bài viết liên quan:

Ví dụ tính chọn máy nén khí (4dtech.com.vn)

Nguồn:

https://aircompressor-vietnam.com/