Máy nén khí ly tâm công nghiệp cấu tạo, nguyên lý & ứng dụng
Máy nén khí ly tâm công nghiệp có khả năng cung cấp khí nén với áp suất và lưu lượng lớn, công suất lên tới hàng trăm mã lực. Máy đáp ứng nhu cầu vận hành liên tục trong các ngành công nghiệp nặng như nhiệt điện, sản xuất gang, thép,… Bài viết sẽ phân tích cho bạn cấu tạo chi tiết và nguyên lý làm việc cơ bản của máy nén khí ly tâm.
Cấu tạo máy nén khí ly tâm công nghiệp
Máy nén khí ly tâm cấu tạo gồm nhiều phụ tùng, linh kiện,… Mỗi bộ phận đảm nhiệm một chức năng cụ thể, cùng hoạt động để tạo ra khí nén với áp suất cao.
Vỏ máy nén khí ly tâm
Vỏ máy nén khí ly tâm công nghiệp là phần khung làm bằng vật liệu gang xám hoặc gang hợp kim, bao bọc toàn bộ động cơ và buồng khí nén bên trong. Trong vỏ máy có các ổ trục để đỡ máy, khoang dẫn khí, ống dẫn nước làm mát,…
Trục truyền động ly tâm
Trục nhận truyền động từ động cơ (mô tơ), là nơi lắp đặt các bánh răng quay với tốc độ cao để thực hiện nén khí. Trục được gia công từ thép hợp kim siêu bền qua xử lý nhiệt, trục cân bằng động học tuyệt đối nhờ hệ thống ổ đỡ trên vỏ máy.
Bánh công tác
Đây là bộ phận chuyển hóa năng lượng của máy nén khí ly tâm công nghiệp. Các đĩa cánh gắn đồng trục biến mô-men xoắn thành áp lực khí thông qua nguyên lý gia tốc ly tâm. Thiết kế cánh dạng xoắn ốc 3D tối ưu hóa lưu lượng, phân loại thành kiểu hở (cho khí có tạp chất), bán kín (cân bằng hiệu suất) và kín (độ kín khí tuyệt đối).
Bộ phận khác
Bên cạnh 3 bộ phận chính trên, máy nén khí ly tâm công nghiệp còn được cấu tạo từ hệ thống cánh định hướng. Cánh đặt sát với bánh công tác, giúp lưu thông dòng khí từ cửa xả cấp nén này tới cửa hút cấp nén khác. Cánh gắn cố định trên vỏ máy và không quay theo trục máy.
Nguyên lý hoạt động của máy nén khí ly tâm
Máy nén khí ly tâm công nghiệp hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi động năng thành áp suất, trải qua ba giai đoạn chính: hút, nén và xả.
Khí nén được hút vào máy nén khí ly tâm qua van hút. Khi guồng động quay, đĩa quay dạng cánh quạt hoặc bánh công tác đẩy khí về phía rìa, từ đó gia tăng vận tốc dòng khí. Bộ khuếch tán trong máy có nhiệm vụ chuyển hóa động năng từ tốc độ khí thành áp suất. Khi dòng khí đi qua cánh quạt động, áp suất thay đổi kéo theo sự biến thiên khối lượng riêng.
Dưới ảnh hưởng của lực ly tâm, khí bị đẩy từ trục quay ra phía ngoài, làm tăng đáng kể khối lượng riêng và hình thành áp suất tĩnh. Song song đó, vận tốc khí tăng lên kèm theo sự gia tăng áp suất động, tạo nên hiệu suất nén tối ưu. Khí nén có áp suất cao sau đó sẽ được xả ra ngoài qua van xả để cung cấp cho các ứng dụng cần thiết.
3 Lý do nên chọn máy nén khí ly tâm công nghiệp
Tại Việt Nam, máy nén khí ly tâm sử dụng chưa phổ biến bằng các dòng máy nén khí trục vít, piston. Thiết bị phù hợp cho các ngành công nghiệp quy mô lớn, vì các lý do:
Hiệu suất nén khí liên tục 24/7
Máy nén khí ly tâm có khả năng hoạt động liên tục với hiệu suất cao, đáp ứng nhu cầu sử dụng khí nén không ngừng nghỉ trong các nhà máy công nghiệp. Thiết kế bền bỉ và khả năng vận hành ổn định giúp máy duy trì hiệu suất nén khí tối ưu suốt 24/7, lưu lượng khí nén từ 50m3/phút trở lên.
Thiết kế an toàn, bền bỉ
Với cấu tạo chắc chắn từ các vật liệu chất lượng cao như gang hợp kim và thép hợp kim, máy nén khí ly tâm công nghiệp đảm bảo độ bền và an toàn trong quá trình sử dụng. Các bộ phận được thiết kế để chịu được áp lực và nhiệt độ cao lên tới 100 – 200 độ C trong sản xuất gang thép, điện tử, cơ khí,…
Khí nén đạt chuẩn, áp suất lớn
Với công suất động cơ lên tới vài trăm mã lực, máy nén khí ly tâm có khả năng tạo ra áp suất khí nén lớn. Áp lực khí đầu ra của máy nén ly tâm công nghiệp có thể lớn đến 10000 lbf/in² (69 MPa).
Hạn chế của máy nén khí ly tâm công nghiệp
Máy nén khí ly tâm có nhiều ưu điểm như hiệu suất cao, lưu lượng khí lớn và hoạt động liên tục, nhưng cũng tồn tại một số hạn chế đáng chú ý:
- Chi phí đầu tư ban đầu cao: Máy nén khí ly tâm có cấu trúc phức tạp và công nghệ tiên tiến, dẫn đến giá thành cao hơn nhiều so với các loại máy nén khí trục vít hay piston.
- Không thích hợp cho quy mô nhỏ: Máy nén khí ly tâm công nghiệp thường phù hợp với các nhà máy lớn, hoạt động liên tục trong thời gian dài.
- Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt và vận hành cao: Việc lắp đặt cần không gian rộng, hệ thống đường ống tối ưu và kỹ thuật viên có chuyên môn cao để đảm bảo máy hoạt động ổn định.
- Đòi hỏi bảo trì và sửa chữa phức tạp: Hệ thống cánh quạt quay ở tốc độ rất cao (có thể lên đến hàng chục nghìn vòng/phút), dễ bị hao mòn, cần kiểm tra và bảo trì thường xuyên.
Ứng dụng máy nén khí ly tâm trong công nghiệp
Máy nén khí ly tâm công nghiệp được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp nhờ khả năng cung cấp khí nén dồi dào, liên tục:
- Ngành sản xuất và chế biến: Cung cấp khí nén cho các dây chuyền sản xuất tự động, vận hành các thiết bị khí nén như xi lanh, van điều khiển, làm khô sản phẩm.
- Ngành dầu khí: Sử dụng để vận chuyển khí tự nhiên và khí hydro, cung cấp khí nén cho các quy trình khai thác, lọc hóa dầu, vận chuyển khí và các ứng dụng liên quan.
- Ngành điện lực: Máy nén khí ly tâm công nghiệp cung cấp khí nén cho các tua-bin khí trong nhà máy điện, điều khiển hệ thống van, bộ truyền động khí nén.
- Ngành hóa chất và dược phẩm: Cung cấp khí nén cho hệ thống phản ứng hóa học, hỗ trợ quá trình sản xuất phân bón, hóa chất công nghiệp.
- Ngành sản xuất gang thép: Khí nén gia nhiệt cho các lò hơi đốt cháy than cốc trong sản xuất gang thép, làm sạch khuôn đúc gang, khuấy trộn bể điều hòa nước thải.
Top 5 thương hiệu sản xuất máy nén khí ly tâm uy tín
Máy nén khí ly tâm công nghiệp là dòng máy bơm hơi công nghệ cao, và tại Việt Nam chưa có đơn vị nào có đủ khả năng để sản xuất. Trên thế giới, các đơn vị có thể sản xuất được dòng máy nén ly tâm công suất lớn này phải kể tới:
- Atlas Copco: Đây là tập đoàn sản xuất máy nén khí đến từ Thụy Điển. Atlas Copco hiện đang cung cấp các loại máy nén khí ly tâm Z, ZH, ZH+, ZR, ZHL. Máy thuộc dòng không dầu, nén khí khỏe và đảm bảo chất lượng khí an toàn nhất.
- Ingersoll Rand: Thương hiệu máy nén khí của Mỹ với đa dạng các loại máy nén khí ly tâm công nghiệp MSG, Turbo Air, Oilless. Máy phù hợp cho mọi ứng dụng cần lưu lượng khí lớn, áp suất cao hoặc thấp tùy ý.
- Sullair: Máy nén khí ly tâm của Sullair sản xuất tại Hoa Kỳ và có công suất lớn, từ 175hp tới 2300hp với áp suất khí có thể lên tới 160PSI.
- Fusheng: Nguồn gốc xuất xứ từ Đài Loan và tại Việt Nam, Fusheng xây nhà máy đặt tại KCN Biên Hòa II, Đồng Nai. Máy nén khí ly tâm Fusheng có các dòng 1 cấp, 2 cấp và nhiều cấp, phù hợp cho các ngành sản xuất dệt may, cơ khí.
- Kobelco: Một thương hiệu máy nén khí nội địa Nhật không còn quá xa lạ với người Việt nữa. Máy nén khí ly tâm Kobelco có các dòng Tx, T2, TRA, TRX, TRE, T3,… được đánh giá cao về độ bền.
Trên đây là những thông tin về máy nén khí ly tâm công nghiệp, bao gồm cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng,… Ngoài máy nén khí ly tâm, hệ thống máy nén khí trục vít cũng được sử dụng phổ biến, quý khách tham khảo tại đây.
