Hướng dẫn đường ống hệ thống khí nén và cách kiểm soát rò rỉ

Tìm hiểu cách thiết kế và lắp đặt đường ống hệ thống khí nén hiệu quả, giảm sụt áp và rò rỉ. Khám phá LeakCam 600 – thiết bị siêu âm phát hiện rò rỉ khí nén chính xác, tiết kiệm năng lượng và bảo trì dễ dàng.

Nếu khí nén là máu nuôi sống nhà máy, thì hệ thống đường ống chính là các tĩnh mạch và động mạch đưa khí đến từng điểm sử dụng. Dù hoàn toàn thiết yếu, đường ống thường bị bỏ qua trong các dự án tối ưu hóa và cũng là hạng mục đầu tiên bị cắt giảm chi phí khi ngân sách lắp đặt hạn hẹp.

Lựa chọn vật liệu đường ống và thiết kế hợp lý ảnh hưởng lớn đến độ sụt áp, chất lượng khí, và mức độ rò rỉ. Dù bạn lắp đặt hệ thống mới hay nâng cấp hệ thống hiện có, bài viết này sẽ hướng dẫn các nguyên tắc thiết kế, lắp đặt và bảo trì, giúp đạt hiệu suất tối ưu và tiết kiệm năng lượng.

Sụt áp (Pressure Drop)

Sụt áp là sự giảm áp suất từ cửa xả máy nén đến các điểm sử dụng. Nguyên tắc tốt nhất là giảm sụt áp càng nhiều càng tốt, nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn. Một hệ thống thiết kế tốt không nên có sụt áp vượt quá 10% từ máy nén đến điểm xa nhất.

Nguyên nhân sụt áp:

Ma sát trong đường ống
Bộ lọc, máy sấy, van và phụ kiện
Vận tốc khí quá cao

Lưu ý: Mỗi 2 psi tăng thêm sẽ làm tăng khoảng 1% công suất tiêu thụ máy nén. Thay vì tăng áp suất, hãy kiểm tra nguyên nhân thực sự:

Bổ sung bình tích áp cho nhu cầu đột biến
Kiểm tra kích thước đường ống
Thay thế ống mềm tại điểm sử dụng
Sử dụng bộ điều khiển trung tâm cho nhiều máy nén chạy chế độ chu kỳ ngắn

Vật liệu đường ống hệ thống khí nén (Piping Materials)

Chọn vật liệu dựa trên nhiệt độ, áp suất và chất lượng khí. Các vật liệu phổ biến: thép đen, thép mạ kẽm, đồng, thép không gỉ, nhôm, PVC.

Vật liệu	Ưu điểm	Nhược điểm
Thép đen	Chi phí vừa phải, dễ mua	Dễ gỉ, lắp đặt tốn công, bề mặt nhám gây sụt áp
Thép mạ kẽm	Bảo vệ chống gỉ, giá vừa phải	Gỉ ở mối nối, bề mặt nhám, lắp đặt khó
Đồng	Chất lượng khí tốt, bề mặt nhẵn	Lắp hàn khó, chi phí cao, dễ bị ảnh hưởng nhiệt
Thép không gỉ	Bền, bề mặt nhẵn, chất lượng khí tốt	Giá rất cao, lắp đặt tốn công
Nhôm	Chống ăn mòn, nhẹ, dễ lắp	Áp suất định mức hạn chế, chi phí vật liệu cao
PVC	Nhẹ, giá rẻ	Không khuyến nghị dùng cho khí nén, nguy cơ nổ

Lưu ý đặc biệt: Ăn mòn điện hóa (Galvanic Corrosion)

Không nối nhôm trực tiếp với đồng hoặc đồng thau
Dùng ống mềm bù giãn và van xả nước ngưng tự động để bảo vệ hệ thống

Giãn nở nhiệt (Thermal Expansion)

Tất cả vật liệu giãn nở khi thay đổi nhiệt độ
Lắp ống mềm bù giãn và dây đai chống giật để tránh rò rỉ và hư hỏng

Các lưu ý khi lắp đặt

Thiết kế mạng lưới đường ống:

Vòng kín (Looped network): Đường kính ống nhỏ hơn, dễ bảo trì, áp suất ổn định
Nhánh (Branch network): Ít ống hơn, cần đường kính lớn
Kết hợp (Combination network): Ưu điểm của cả hai, dễ cô lập từng đoạn

Độ dốc đường ống và van xả nước:

Hệ thống không có máy sấy: dốc 2°, van xả nước tự động tại điểm thấp
Hệ thống có máy sấy: nối điểm sử dụng theo dạng cổ ngỗng (swan neck)

Vận tốc khí nén:

Trong phòng máy nén: ≤ 4,5 m/s
Đường chính: ≤ 9 m/s
Nhánh điểm sử dụng: ≤ 13,5 m/s

Rò rỉ (Leaks) và giải pháp LeakCam 600

Rò rỉ khí nén là nguyên nhân gây lãng phí năng lượng lớn. Theo Bộ Năng lượng Mỹ, trung bình 25% khí nén bị mất do rò rỉ.

Phát hiện rò rỉ

Ba phương pháp chính:

Nghe và sờ: đơn giản nhưng chỉ phát hiện lỗ lớn
Dung dịch xà phòng: đáng tin cậy nhưng tốn thời gian
Siêu âm – tiêu chuẩn công nghiệp: nhanh, chính xác, không gián đoạn sản xuất

LeakCam 600 – Giải pháp siêu âm hiện đại

FIL Việt Nam giới thiệu LeakCam 600, thiết bị siêu âm giúp phát hiện rò rỉ khí nén nhanh chóng và chính xác:

Sử dụng 64 micro MEMS siêu âm và thuật toán Power Beam Forming
Dải tần 2–80 kHz, lọc tạp âm, phát hiện cả lỗ kim
Màn hình cảm ứng 5 inch HD, camera 13 MP, laser đo khoảng cách
Pin làm việc 8 giờ liên tục
Tích hợp phần mềm Leak Reporter V2 & Cloud để phân tích dữ liệu, ước tính chi phí năng lượng
Phát hiện rò rỉ áp suất thấp từ 50 mbar

Lợi ích: