Làm thế nào để tính chi phí cho khí nén? -

Chi phí đầu tư cố định và bao gồm giá mua, chi phí cơ sở hạ tầng, lắp đặt và bảo hiểm. Chi phí đầu tư được xác định bằng cả mức chất lượng khí nén và thời kỳ sụt giá. Chi phí năng lượng bao gồm thời gian vận hành thường niên, mức tối ưu hóa tải/bỏ tải, và chi phí năng lượng của máy.

Khi đầu tư vào thiết bị mới, tốt nhất nên xem xét cả nhu cầu hiện tại và việc mở rộng có kế hoạch. Bạn cũng sẽ muốn cân nhắc những yếu tố có thể tác động đến hệ thống khí nén, bao gồm quy định về môi trường, cơ hội tiết kiệm năng lượng, nhu cầu sản xuất, và tăng trưởng theo kế hoạch.

Tối ưu hóa hoạt động của máy nén khí có ý nghĩa quan trọng cho những ngành công nghiệp lớn, phụ thuộc vào khí nén. Nếu bạn làm việc trong một ngành công nghiệp đang phát triển, việc sản xuất sẽ thay đổi theo thời gian, bao gồm điều kiện vận hành.

Dựa trên kinh nghiệm của chúng tôi, phân tích toàn diện, không thiên kiến nhu cầu vận hành sẽ giúp giảm đáng kể chi phí tổng thể. Vì vậy, điều quan trọng là nguồn cung khí nén khớp với nhu cầu thực tế đồng thời chừa lại không gian để mở rộng trong tương lai.

Dưới đây là danh sách các thành phần khác nhau mà bạn sẽ gặp và cách chúng tác động đến tổng chi phí của hệ thống khí nén.

• Máy nén khí - Đây chính là máy. Như đã nói ở trên, giá ban đầu chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong tổng chi phí sở hữu. Vì năng lượng chiếm hầu hết chi phí tổng thể, việc đầu tư vào máy hiệu quả nhất là điều hợp lý.

• Máy sấy và phin lọc - Những thành phần này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng nhạy như thực phẩm và dược phẩm vì những ứng dụng này đi đôi với chất lượng khí. Bạn sẽ muốn có đúng giải pháp cho ngành để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn.

• Xả - Xả không tổn thất thông minh xả lượng ngưng tụ tích tụ của hệ thống khí nén khi cần. Thành phần này sẽ tiết kiệm năng lượng, trái ngược với xả hẹn giờ sẽ xả vào khoảng thời gian đã chọn, kể cả khi không có ngưng tụ. 

• Đường ống - Một hệ thống đường ống thích hợp loại bỏ hạn chế khí, sụt áp suất, và có thể giảm rò rỉ.

• Bình chứa khí - Một vấn đề liên quan là việc sử dụng bình chứa khí để bảo quản khí nén. Nếu được định cỡ thích hợp, thành phần này có thể loại bỏ nhu cầu sai trên hệ thống khí nén của bạn và việc cần có thêm máy nén khí. Thành phần này cũng giúp giảm thay đổi áp suất hệ thống. 

• Rò rỉ không khí - Mặc dù nhiều điểm kém hiệu quả có thể được loại bỏ kể cả trước khi bắt đầu vận hành hệ thống, nhưng điều thiết yếu là liên tục giám sát thiết bị. Điều đó bao gồm phát hiện và sửa chữa những điểm rò rỉ khí gây tốn kém.

• Bộ điều khiển trung tâm - Trong hệ thống có nhiều hơn một máy nén khí, bộ điều khiển trung tâm có thể đóng vai trò chính. Chúng có thể giảm dải áp suất trung bình, kiểm soát dung tích máy nén, và điều chỉnh tốc độ máy nén. 

• Tái tạo năng lượng - Hầu hết nhiệt thải của máy nén khí có thể được tái tạo và sử dụng ở những khu vực hoạt động khác. Ví dụ: để sưởi ấm phòng, đun nước hoặc quy trình sản xuất.

Khi thực hiện những phép tính, điều quan trọng là áp dụng khái niệm yêu cầu năng lượng tổng thể. Tất cả các thành phần liên quan trọng một hệ thống máy nén khí nên được xem xét, bao gồm phin lọc nạp, quạt, máy sấy, bộ tách, và thu hồi năng lượng. Để so sánh các tùy chọn, tốt nhất nên sử dụng các tiêu chuẩn của Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO).

Áp suất làm việc ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu năng lượng. Áp suất cao hơn nghĩa là tiêu thụ nhiều điện hơn. Thực tế, mỗi 1 ba tăng lên cần khoảng 8% năng lượng. Tăng áp suất làm việc để bù vào sụt giảm áp suất luôn dẫn đến suy giảm hiệu suất.

Nhìn chung, những lần sụt giảm áp suất xảy ra là do hệ thống đường ống không thích hợp hoặc phin lọc bị nghẹt. Lời khuyên là bạn nên điều tra những yếu tố này trước khi tăng áp suất máy nén. Với những hệ thống có nhiều phin lọc, sụt giảm áp suất có thể đáng kể và gây tốn kém nếu lo ngại bảo trì như vậy không được giải quyết.

Trong nhiều hệ thống, không thể thực hiện giảm áp suất lớn. Tuy nhiên, việc sử dụng thiết bị điều chỉnh hiện đại cho phép giảm áp suất thực tế đến 0,5 bar. Phương pháp này tạo ra một khoản tiết kiệm năng lượng nho nhỏ. Mặc dù có vẻ không đáng kể nhưng khoản giảm này tác động đến chi phí hằng năm.

Như đã đề cập ở trên, chi phí năng lượng là yếu tố chi phối trong tổng chi phí khí nén. Thực tế, chi phí này có thể chiếm đến 80% chi phí sở hữu và vận hành hệ thống khí nén. Vì vậy, điều quan trọng là tập trung vào những giải pháp hiệu quả nhất để đáp ứng nhu cầu của bạn.

Mặc dù thiết bị tiên tiến nhất đi cùng chi phí đầu tư ban đầu cao hơn nhưng điều này thường xứng đáng so với khoản tiết kiệm tổng thể. Một tình huống lý tưởng là khi công suất của máy nén khí đáp ứng mức tiêu thụ khí của ứng dụng. Ngoài ra còn có thiết bị biến tần (VSD) để đáp ứng nhu cầu áp suất khác nhau.

Hầu hết máy nén khi được trang bị bộ điều khiển trên máy và hệ thống điều chỉnh. Nếu bạn vận hành nhiều hơn một máy, bạn cũng có thể thêm khả năng giám sát và điều khiển từ xa. Làm vậy sẽ giúp tối ưu hóa toàn bộ hệ thống của bạn và đảm bảo bạn vận hành ở hiệu suất đỉnh. Với việc này, điều chỉnh tốc độ động cơ là phương pháp tiết kiệm năng lượng phổ biến do tiềm năng bền vững của nó.

Một số công cụ giám sát cũng có thể chỉ ra những khu vực có hiệu suất kém. Thông tin này hữu ích khi xác định rò rỉ, thiết bị bị mòn, lọc kém, và thành phần bị cấu hình sai cách. Như đã chỉ ra trước đó, những vấn đề bảo trì này có thể tăng tổng chi phí của hệ thống khí nén.

Rò rỉ thường có thể chiếm đến 20% hoạt động sản xuất luồng khí nén. Rò rỉ cũng tỷ lệ với áp suất làm việc, là lý do một phương pháp là sửa chữa thiết bị gây rò rỉ và giảm áp suất làm việc. Giảm áp suất chỉ 0,3 bar cũng giảm rò rỉ đến 4%. Nếu rò rỉ trong hệ thống là 100 m3/phút là 12%, việc giảm này đại diện cho khoản tiết kiệm khoảng 3 kW.

Bạn cũng sẽ muốn cân nhắc thời điểm bạn thực sự sử dụng thiết bị. Nếu sử dụng một lượng khí nén nhỏ vào ban đêm và những ngày cuối tuần, bạn có thể muốn lắp đặt một máy nén nhỏ vào những lúc này. Việc phân khúc này có thể đạt được bằng cách dùng van ngắt. 

Nếu ứng dụng cụ thể cần áp suất làm việc khác nhau, bạn sẽ cần xác định xem sản xuất tập trung hay tách riêng thích hợp hơn. Phân khúc mạng lưới khí nén của bạn cũng hữu ích để phân khúc giữa giờ cao điểm và thấp điểm. Việc lên kế hoạch như vậy nên dựa trên phép do luồng khí.

Sử dụng hệ thống điều khiển chủ hiện đại, như mô tả ở trên, nhà máy trung tâm máy nén khí có thể hoạt động tối ưu cho những tình huống khác nhau. Việc chọn phương pháp điều chỉnh thích hợp khuyến khích tiết kiệm năng lượng với áp suất hệ thống tổng thể thấp hơn và sử dụng tối ưu. Những điều khiển này cũng giảm thời gian ngừng hoạt động bằng cách trải đều khối lượng công việc.

Ngoài ra, điều khiển trung tâm cho phép bạn lập trình giảm áp suất tự động trong giờ thấp điểm, như ban đêm và những ngày cuối tuần. Vì mức tiêu thụ khí nén hiếm khi không đổi, hệ thống máy nén khí nên có thiết kế linh hoạt. Sự kết hợp của những máy nén khí với công suất khác nhau và bộ giám sát điều khiển tốc độ nên được triển khai.

Bạn có thể sử dụng năng lượng thải của máy nén khí được tái tạo để thay thế hoàn toàn hoặc một phần điện, gas, hoặc dầu bên ngoài để sưởi ấm. Những yếu tố mang tính quyết định bao gồm chi phí năng lượng tính bằng €/kWh, mức độ sử dụng, và lượng đầu tư bổ sung cần thiết.

Hệ thống thu hồi năng lượng thải được hoạch định tốt thường tạo ra khoản lời trong vòng 1-3 năm. Hơn 90% năng lượng được cung cấp cho máy nén khí có thể được thu hồi ở dạng nhiệt có giá trị. Mức nhiệt độ của năng lượng được thu hồi sẽ quyết định lĩnh vực ứng dụng tiềm năng và giá trị.

Nhìn chung, bạn sẽ đạt được mức hiệu suất cao nhất từ hệ thống làm mát bằng nước. Điều này hiệu quả khi đầu ra nước làm mát nóng của hệ thống máy nén được nối với thiết bị đòi hỏi nhiệt. Ví dụ: mạch hồi của nồi hơi sưởi hiện có.

Năng lượng thải được thu hồi có thể được sử dụng quanh năm. Thiết kế máy nén khí khác nhau có những điều kiện tiên quyết khác nhau. Trong một số tình huống yêu cầu lưu lượng nhiệt lớn và đỉnh, khoảng cách vận chuyển nhiệt dài, hoặc yêu cầu thay đổi, bạn cũng có thể bán năng lượng được thu hồi. Tìm hiểu thêm về tái tạo năng lượng trong hệ thống máy nén khí.

Chi phí năng lượng rõ ràng là yếu tố chi phối cho chi phí chung của việc lắp đặt hệ thống máy nén khí. Do đó, điều quan trọng là tập trung vào việc tìm kiếm các giải pháp phù hợp với nhu cầu về hiệu suất và chất lượng cũng như nhu cầu sử dụng năng lượng hiệu quả. Chi phí đầu tư liên quan đến việc mua máy nén khí và các thiết bị khác gia tăng để đáp hai nhu cầu này sẽ được coi là một khoản đầu tư tốt theo thời gian.

Tiêu thụ năng lượng thường chiếm đến cho khoảng. 80% tổng chi phí vòng đời của hệ thống nên cần thận trọng  trong lựa chọn hệ thống quy ước. Sự khác biệt đáng kể trong các hệ thống quy ước có sẵn vượt quá sự khác biệt đáng kể trong các loại máy nén khí. Trường hợp lý tưởng là khi công suất đầy đủ của máy nén khí khớp chính xác với yêu cầu khí nén của ứng dụng sản xuất. Và điều này thường gặp trong sản xuất. Thông thường, các loại máy nén khí được cung cấp cùng với hệ thống điều khiển riêng biệt, nhưng việc bổ sung các thiết bị cho phép điều khiển dùng chung (còn gọi là điều khiển trung tâm) với các máy nén khác trong quá trình cài đặt có thể cải thiện hơn nữa về tính kinh tế.

Điều chỉnh lưu lương đã được chứng minh là một phương pháp giảm thiểu chi phí phổ biến vì khả năng tiết kiệm năng lượng đáng kể của nó. Tính toán cẩn thận, lựa chọn và thiết lập các cái đặt để thiết bị của hệ thống theo quy ước để phân phối khí theo đúng yê cầu sản xuất để có được kết quả tốt. Nếu nhà máy chỉ cần một lượng nhỏ khí nén trong đêm và cuối tuần, thì sẽ tốt hơn là đầu tư lắp đặt một máy nén khí nhỏ phù hợp với nhu cầu ngoài giờ cao điểm này.

Nếu, vì một số lý do, một ứng dụng cụ thể cần một áp lực làm việc khác, yêu cầu này cần được phân tích và tìm hiểu cái nào sẽ lợi giữa sản xuất khí nén bằng cách tập trung các máy nén khí tại một phòng trung tâm, hay tách từng cụm riêng biệt theo các mức áp suất khác nhau. Việc phân chia mạng lưới máy nén khí cũng có thể được cân nhắc để tắt một số phần nhất định vào ban đêm và vào cuối tuần, để giảm mức tiêu thụ khí nén hoặc phân bổ chi phí nội bộ dựa trên đo lưu lượng khí .

Chi phí đầu tư là một chi phí cố định bao gồm giá mua thiết bị, chi phí xây dựng cơ sở hạ tầng, lắp đặt và bảo hiểm. Tỷ lệ chi phí đầu tư là một phần của tổng chi phí chung được xác định một phần bởi việc lựa chọn mức chất lượng của khí nén và một phần theo thời gian khấu hao và áp dụng lãi suất. Tỷ lệ chi phí năng lượng được xác định bởi thời gian vận hành hàng năm, mức độ sử dụng có tải / không tải và giá thành năng lương theo đơn vị. Các khoản đầu tư bổ sung, ví dụ, thiết bị thu hồi năng lượng, cung cấp một khoản hoàn trả trực tiếp dưới dạng giảm chi phí vận hành và bảo trì.