Cách tính chi phí khí nén công nghiệp và giải pháp tối ưu chi phí vận hành

Tìm hiểu cách tính chi phí khí nén công nghiệp, phân tích chi phí đầu tư, năng lượng và bảo trì. Khám phá giải pháp đo lường CS Instruments giúp doanh nghiệp tối ưu hiệu suất hệ thống khí nén.

Chi phí khí nén công nghiệp bao gồm những khoản nào?

Khí nén là nguồn năng lượng quan trọng trong nhiều hoạt động sản xuất công nghiệp, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển, dây chuyền tự động hóa và vận hành thiết bị. Tuy nhiên, bên cạnh chi phí đầu tư ban đầu, việc sản xuất và duy trì nguồn khí nén ổn định còn tiêu tốn một lượng điện năng đáng kể.

Trên thực tế, nhiều doanh nghiệp chỉ quan tâm đến giá mua máy nén khí mà chưa đánh giá đầy đủ tổng chi phí trong suốt vòng đời vận hành của hệ thống. Trong khi đó, chi phí điện năng, bảo trì và sửa chữa mới là những yếu tố có ảnh hưởng lớn đến ngân sách dài hạn.

Theo CS Instruments, tổng chi phí vòng đời của một hệ thống khí nén công nghiệp thường được phân bổ thành ba nhóm chính:

Lưu ý: Tỷ trọng thực tế có thể thay đổi tùy thuộc vào loại hệ thống khí nén, điều kiện vận hành và khu vực địa lý.

Có thể thấy, chi phí năng lượng chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng chi phí vận hành hệ thống khí nén. Vì vậy, muốn giảm chi phí sản xuất khí nén, doanh nghiệp cần tập trung kiểm soát lượng điện năng tiêu thụ và đánh giá hiệu suất hoạt động thực tế của máy nén khí.

Cách tính chi phí sản xuất khí nén công nghiệp

Để xác định chi phí sản xuất khí nén, doanh nghiệp cần biết hai thông số quan trọng: tổng điện năng tiêu thụ của máy nén khí và tổng lưu lượng khí nén được tạo ra trong cùng khoảng thời gian.

Từ hai thông số này, có thể xác định công suất riêng của hệ thống (Specific Power), biểu thị lượng điện năng cần thiết để sản xuất một đơn vị thể tích khí nén.

Tính công suất riêng của máy nén khí

Công thức:

Công suất riêng (kWh/m³) = Điện năng tiêu thụ (kWh) / Lưu lượng khí nén (m³)

CS Instruments đưa ra ví dụ đo lường hai máy nén khí trong thời gian một tuần với kết quả như sau:

Như vậy:

• Máy nén khí 1: 17.472 / 145.600 = 0,12 kWh/m³.
• Máy nén khí 2: 4.368 / 27.300 = 0,16 kWh/m³.

Kết quả cho thấy máy nén khí 2 tiêu thụ nhiều điện năng hơn trên mỗi mét khối khí nén được sản xuất so với máy nén khí 1.

Tính công suất riêng của toàn hệ thống

Đối với hệ thống có nhiều máy nén khí, cần tính tổng điện năng tiêu thụ và tổng lượng khí nén sản xuất để đánh giá hiệu suất chung.

Công thức:

Công suất riêng toàn hệ thống = Tổng điện năng tiêu thụ / Tổng lưu lượng khí nén

Theo số liệu từ ví dụ của CS Instruments:

• Tổng điện năng tiêu thụ: 17.472 + 4.368 = 21.840 kWh.
• Tổng lượng khí nén: 172.900 m³.

Công suất riêng của toàn hệ thống:

21.840 / 172.900 = 0,126 kWh/m³.

Đây là thông số quan trọng giúp doanh nghiệp đánh giá mức tiêu thụ điện năng để sản xuất khí nén và so sánh hiệu suất giữa các hệ thống hoặc các giai đoạn vận hành khác nhau.

Tính chi phí sản xuất 1.000 m³ khí nén

Sau khi xác định được công suất riêng, doanh nghiệp có thể tính chi phí năng lượng để sản xuất khí nén dựa trên đơn giá điện thực tế.

Công thức:

Chi phí năng lượng (€/m³) = Đơn giá điện (€/kWh) × Công suất riêng (kWh/m³)

Với ví dụ trên:

• Đơn giá điện: 0,21 €/kWh.
• Công suất riêng: 0,126 kWh/m³.

Chi phí năng lượng:

0,21 × 0,126 = 0,02646 €/m³.

Tương đương:

26,46 € / 1.000 m³ khí nén.

Kết quả này cho thấy doanh nghiệp có thể xác định được chi phí điện năng để sản xuất một đơn vị khí nén, từ đó đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng và xây dựng kế hoạch tối ưu vận hành.

Lưu ý, đây là chi phí năng lượng theo ví dụ tính toán của CS Instruments, chưa bao gồm chi phí đầu tư, bảo trì và các khoản chi phí khác. Khi áp dụng thực tế, doanh nghiệp cần sử dụng đơn giá điện và dữ liệu đo lường của chính hệ thống.

Tham khảo dịch vụ kiểm toán khí nén tại NB Engineering.

Vì sao cần đo lường liên tục để kiểm soát chi phí khí nén?

Việc tính toán chi phí khí nén chỉ thực sự có giá trị khi dữ liệu đầu vào phản ánh đúng tình trạng vận hành của hệ thống.

Nếu chỉ dựa vào công suất định mức của máy nén khí hoặc số liệu tiêu thụ điện tổng hợp, doanh nghiệp khó xác định chính xác lượng khí nén được sản xuất cũng như hiệu suất tiêu thụ năng lượng thực tế.

CS Instruments khuyến nghị thực hiện đo lường trong thời gian tối thiểu 7 ngày để ghi nhận các trạng thái vận hành khác nhau của hệ thống. Việc này giúp xây dựng bộ dữ liệu có độ tin cậy cao hơn, thay vì chỉ đánh giá dựa trên một thời điểm riêng lẻ.

Tuy nhiên, đo lường trong một tuần mới cung cấp cái nhìn tổng quan tại khoảng thời gian khảo sát. Giám sát liên tục mới giúp doanh nghiệp theo dõi đầy đủ hơn những thay đổi trong quá trình vận hành.

Thông qua việc đo lường và phân tích dữ liệu, doanh nghiệp có thể:

• Theo dõi lượng điện năng tiêu thụ của từng máy nén khí.
• Xác định lưu lượng khí nén được sản xuất trong từng khoảng thời gian.
• Tính toán công suất riêng và chi phí năng lượng trên mỗi mét khối khí nén.
• So sánh hiệu suất giữa các máy nén khí trong cùng hệ thống.
• Theo dõi biến động tiêu thụ năng lượng để đánh giá hiệu quả vận hành.

Đây là cơ sở quan trọng để doanh nghiệp nhận diện những điểm chưa tối ưu và đưa ra quyết định cải thiện hệ thống dựa trên dữ liệu thực tế.

Giải pháp đo lường và giám sát năng lượng khí nén từ CS Instruments

Để đánh giá chính xác hiệu suất và chi phí sản xuất khí nén, CS Instruments cung cấp các thiết bị đo lường và hệ thống giám sát chuyên dụng, hỗ trợ doanh nghiệp thu thập dữ liệu từ nhiều vị trí trong hệ thống.

Một số thiết bị được khuyến nghị bao gồm:

Cảm biến IAC 500 – Đo các thông số môi trường

IAC 500 được sử dụng để đo các thông số môi trường, bao gồm:

• Áp suất tuyệt đối.
• Nhiệt độ.
• Độ ẩm tương đối.

Thiết bị hỗ trợ theo dõi điều kiện môi trường, cung cấp dữ liệu phục vụ việc đánh giá các yếu tố liên quan đến hoạt động của hệ thống khí nén.

CS PM 5110 – Đồng hồ đo dòng điện và công suất thực

CS PM 5110 là thiết bị đo dòng điện và công suất thực, được thiết kế để lắp đặt trên bảng điều khiển.

Thiết bị hỗ trợ kết nối biến dòng với dải đo lên đến 2.000 A, giúp ghi nhận dữ liệu điện năng tiêu thụ của máy nén khí và các thiết bị liên quan.

VD 500 – Cảm biến lưu lượng khí nén ẩm

VD 500 được thiết kế để đo lưu lượng khí nén ngay sau máy nén khí, phù hợp với môi trường khí ẩm và nhiệt độ lên đến +180°C.

Thiết bị hỗ trợ lắp đặt trên đường ống có kích thước từ ¾ inch đến 20 inch, giúp doanh nghiệp theo dõi lượng khí nén được sản xuất tại đầu ra máy nén.

VA 500 – Đồng hồ đo lưu lượng khí nén và khí công nghiệp

VA 500 là thiết bị đo lưu lượng dành cho khí nén và các loại khí công nghiệp, hỗ trợ nhiều phương thức truyền tín hiệu và kết nối dữ liệu:

• Giao tiếp RS 485.
• Giao thức Modbus RTU.
• Ngõ ra analog 4–20 mA cho giá trị lưu lượng (m³/h).
• Ngõ ra xung cho tổng thể tích khí (m³).

Thông qua dữ liệu lưu lượng, doanh nghiệp có thể xác định sản lượng khí nén được cung cấp và kết hợp với dữ liệu điện năng để tính toán công suất riêng của hệ thống.

CS Network – Hệ thống giám sát năng lượng

CS Network là giải pháp giám sát năng lượng dành cho hệ thống khí nén và các loại khí công nghiệp trong doanh nghiệp.

Hệ thống hỗ trợ thu thập và theo dõi dữ liệu đo lường, giúp doanh nghiệp quản lý mức tiêu thụ năng lượng, đánh giá hiệu suất vận hành và có cơ sở đưa ra các quyết định tối ưu hóa hệ thống.

Khi kết hợp các thiết bị đo điện năng, lưu lượng và phần mềm giám sát, doanh nghiệp có thể xây dựng quy trình theo dõi chi phí khí nén dựa trên dữ liệu thực tế thay vì chỉ sử dụng các giá trị ước tính.

Việt Nam FIL – Đồng hành cùng doanh nghiệp tối ưu chi phí hệ thống khí nén

Chi phí năng lượng chiếm phần lớn tổng chi phí vòng đời của một hệ thống khí nén công nghiệp. Vì vậy, việc kiểm soát hiệu suất tiêu thụ điện năng không chỉ giúp doanh nghiệp quản lý ngân sách mà còn góp phần nâng cao hiệu quả vận hành và sử dụng năng lượng.

Tuy nhiên, để xác định chính xác hệ thống đang tiêu thụ bao nhiêu điện năng cho mỗi mét khối khí nén, doanh nghiệp cần có dữ liệu đo lường đáng tin cậy về điện năng, lưu lượng và các thông số vận hành liên quan.

Thông qua các thiết bị đo lường và giải pháp giám sát năng lượng từ CS Instruments, Việt Nam FIL hỗ trợ doanh nghiệp tiếp cận các giải pháp theo dõi, phân tích và kiểm soát hiệu suất hệ thống khí nén công nghiệp.

Liên hệ Việt Nam FIL để được tư vấn giải pháp đo lường và giám sát năng lượng CS Instruments, giúp kiểm soát chi phí và tối ưu hiệu quả vận hành hệ thống khí nén.