Trong ngành nhựa, khí nén đóng vai trò thiết yếu ở nhiều công đoạn: từ điều khiển máy ép, máy đùn, thổi chai, đến vận chuyển liệu, làm mát và vệ sinh khuôn. Đặc thù của ngành là sản xuất liên tục, khối lượng lớn, yêu cầu ổn định cao. Chính vì vậy, lựa chọn và vận hành máy nén khí cho ngành nhựa đúng cách sẽ quyết định hiệu quả sản xuất, chi phí năng lượng và độ tin cậy của toàn bộ dây chuyền.
Một case study tại nhà máy nhựa Canada cho thấy: chỉ vì bố trí sai và lỗi vận hành máy nén khí VSD, hệ thống khí nén tiêu hao năng lượng cao hơn tới 36% so với chuẩn tối ưu. Đây là bài học quan trọng cho bất kỳ doanh nghiệp nào trong ngành nhựa tại Việt Nam.
Thực trạng hệ thống máy nén khí cho ngành nhựa
Kiểm toán cho thấy hệ thống của nhà máy gồm:
- Máy nén khí: 2 máy trục vít quay tốc độ cố định 50 HP, 1 máy nén khí VSD 50 HP. Tổng công suất ~580 cfm @ 125 psi.
- Hệ thống phụ trợ: máy sấy khí hút ẩm không nhiệt (2 chiếc), bộ lọc song song, bình tích khí ~1.600 gallon, đường ống vòng 3 inch.
- Vận hành thực tế: công suất riêng đo được 28 kW/100 cfm, trong khi chuẩn tối ưu ở mức 100 psi chỉ khoảng 18 kW/100 cfm.
Điều này đồng nghĩa: nhà máy đang lãng phí gần 36% năng lượng chỉ để duy trì hệ thống khí nén.
Lỗi vận hành máy nén khí VSD – nguyên nhân chính
VSD (Variable Speed Drive – máy nén khí truyền động biến tần) vốn được thiết kế để tự động điều chỉnh tốc độ động cơ theo tải, từ đó tiết kiệm điện năng và giữ áp suất ổn định. Nhưng tại nhà máy này, VSD bị vận hành sai cách:
- VSD không chạy ở vùng tần số biến thiên hiệu quả (chỉ giới hạn ở 60 Hz thay vì dải rộng), thực tế gần như hoạt động như máy tốc độ cố định.
- VSD bị đặt ở vị trí áp suất thấp hơn, để máy cố định dẫn đầu.
- Kết quả: nhiều giờ VSD chạy không tải, vẫn tiêu thụ điện năng nhưng không tạo khí.
Sai lầm này đã triệt tiêu toàn bộ lợi ích của công nghệ VSD, biến nó thành “gánh nặng chi phí” thay vì giải pháp tiết kiệm năng lượng.
Các vấn đề phụ trợ trong hệ thống
Ngoài lỗi vận hành VSD, kiểm toán còn phát hiện nhiều điểm yếu khác:
- Máy sấy khí hút ẩm
- Một máy rò rỉ giữa các tháp, làm điểm sương kém → không khí ẩm đi vào hệ thống.
- Máy khác điều khiển sai, chỉ xả khí vài phút khi máy nén thứ ba chạy tải → chất lượng khí nén không đảm bảo.
- Một máy rò rỉ giữa các tháp, làm điểm sương kém → không khí ẩm đi vào hệ thống.
- Nhu cầu khí nén không hợp lý
- Có ứng dụng chỉ cần áp suất 14 psi nhưng lại điều chỉnh từ 100 psi → lãng phí lớn.
- Một số bơm chân không vẫn dùng khí nén để xung làm sạch dù không cần thiết.
- Có ứng dụng chỉ cần áp suất 14 psi nhưng lại điều chỉnh từ 100 psi → lãng phí lớn.
- Rò rỉ khí nén
- Nhiều điểm rò rỉ được phát hiện, góp phần làm tăng tổn thất năng lượng.
- Nhiều điểm rò rỉ được phát hiện, góp phần làm tăng tổn thất năng lượng.
Kết quả: hệ thống tiêu tốn 567.000 kWh/năm (~23.375 USD) chỉ để cung cấp trung bình 240 cfm khí nén – con số cho thấy hiệu suất thấp và lãng phí rõ ràng.
Hệ quả về năng lượng và chi phí
- Hiệu suất thấp: 28 kW/100 cfm thay vì 18 kW/100 cfm → kém 36%.
- Chi phí cao: hơn nửa triệu kWh/năm chỉ để vận hành khí nén.
- Chất lượng khí không ổn định: điểm sương kém, rủi ro cho thiết bị và sản phẩm nhựa.
- Áp suất không tối ưu: cấp khí ở 100 psi cho nhu cầu chỉ cần 14 psi → tiêu tốn gấp nhiều lần cần thiết.
Nếu tiếp tục vận hành như vậy, chi phí sẽ ngày càng đội lên, trong khi hiệu quả sản xuất không được cải thiện.
Giải pháp cải thiện hệ thống
Kiểm toán đề xuất nhiều biện pháp khả thi:
- Tối ưu vận hành máy VSD
- Đặt VSD làm máy dẫn đầu, để điều chỉnh tải.
- Cho phép chạy ở dải tần số biến thiên đầy đủ, tận dụng ưu thế tiết kiệm năng lượng.
- Đặt VSD làm máy dẫn đầu, để điều chỉnh tải.
- Nâng cấp máy sấy khí
- Thay máy sấy hút ẩm lỗi bằng máy sấy khí lạnh tuần hoàn, phù hợp với hệ thống VSD và tiết kiệm hơn.
- Thay máy sấy hút ẩm lỗi bằng máy sấy khí lạnh tuần hoàn, phù hợp với hệ thống VSD và tiết kiệm hơn.
- Tối ưu nhu cầu sử dụng khí
- Giảm áp suất cung cấp cho các ứng dụng chỉ cần mức thấp.
- Thay thế xung khí nén bằng giải pháp cơ khí/điện tiết kiệm.
- Giảm áp suất cung cấp cho các ứng dụng chỉ cần mức thấp.
- Khắc phục rò rỉ khí
- Sử dụng thiết bị dò rò rỉ bằng âm thanh, kiểm tra định kỳ và xử lý triệt để.
Lợi ích đạt được sau cải thiện
Khi thực hiện đầy đủ các giải pháp, nhà máy có thể:
- Tiết kiệm 9.160 USD/năm, tương đương giảm 39% chi phí năng lượng.
- Tăng hiệu suất hệ thống, công suất riêng tiệm cận mức 18 kW/100 cfm chuẩn tối ưu.
- Ổn định chất lượng khí nén: khí khô, sạch hơn → bảo vệ máy móc và sản phẩm.
- Kéo dài tuổi thọ máy nhờ giảm tình trạng chạy không tải và dừng/khởi động liên tục.
Máy nén khí cho ngành nhựa – bài học rút ra
- Ngành nhựa có nhu cầu khí nén liên tục, ổn định 24/7, vì vậy trục vít quay và đặc biệt là VSD là giải pháp phù hợp.
- Tuy nhiên, lỗi vận hành máy nén khí VSD là sai lầm phổ biến: nếu không đặt đúng vai trò, VSD sẽ không phát huy hiệu quả.
- Máy sấy khí, bộ lọc, bình tích khí và cách sử dụng khí nén cũng quan trọng không kém máy nén.
- Kiểm toán khí nén định kỳ là cách duy nhất để biết hệ thống đang hoạt động hiệu quả hay lãng phí.
Giải pháp từ FIL Việt Nam
Tại Việt Nam, FIL Việt Nam mang đến giải pháp khí nén toàn diện cho ngành nhựa:
- Máy nén khí trục vít quay & VSD: đáp ứng nhu cầu sản xuất liên tục, tiết kiệm năng lượng.
- Máy sấy khí và bộ lọc chính hãng: đảm bảo khí khô và sạch, phù hợp với các ứng dụng nhựa nhạy cảm.
- Dịch vụ kiểm toán khí nén: giúp doanh nghiệp xác định rò rỉ, lỗi vận hành và tối ưu hệ thống.
- Hỗ trợ kỹ thuật chuyên sâu: từ định cỡ đến lắp đặt, bảo trì và nâng cấp.
FIL Việt Nam không chỉ cung cấp thiết bị, mà còn đồng hành cùng doanh nghiệp để tối ưu chi phí và đảm bảo sự ổn định lâu dài của hệ thống khí nén.
Case study tại nhà máy nhựa Canada là minh chứng điển hình: chỉ một lỗi vận hành máy nén khí VSD có thể khiến chi phí năng lượng tăng hàng chục phần trăm. Ngược lại, nếu định cỡ đúng và vận hành chuẩn, hệ thống khí nén không chỉ đáp ứng yêu cầu sản xuất mà còn tiết kiệm chi phí đáng kể.
Với sự đồng hành của FIL Việt Nam, các doanh nghiệp trong ngành nhựa có thể yên tâm sở hữu hệ thống máy nén khí hiệu quả, ổn định và bền vững.
