GIẢM MỨC TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG CỦA MÁY THU GOM BỤI VỚI BIẾN TẦN

Bài viết này khám phá cách mà các cơ sở có thể giảm đáng kể chi phí điện năng lâu dài bằng cách sử dụng bộ điều khiển biến tần để tự động điều chỉnh tốc độ của quạt trong hệ thống thu gom bụi. 

Tầm Quan Trọng của Hệ Thống Thu Gom Bụi Công Nghiệp  

Chất lượng không khí trong nhà (IAQ) tiếp tục là mối quan tâm lớn đối với các nhà sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Các hạt bụi trong không khí có thể đe dọa an toàn của công nhân, chất lượng sản phẩm, hiệu suất máy móc và việc tuân thủ các quy định của chính phủ. Khi sử dụng các nguyên liệu dạng bột trong sản xuất và khi sản xuất tạo ra bụi đều có thể dẫn đến chất lượng không khí trong nhà kém.  

Các hệ thống thu gom bụi là rất cần thiết để bắt giữ bụi trong không khí, đặc biệt là ở các khu vực có nồng độ cao. Bằng cách cung cấp không khí sạch vào các khu vực sản xuất, hệ thống gom bụi giúp giảm thiểu việc công nhân và sản phẩm tiếp xúc với các chất ô nhiễm có thể gây hại. Nó cũng rất quan trọng trong việc ngăn ngừa cháy nổ, giảm công việc vệ sinh, bảo vệ thiết bị, và đảm bảo hệ thống đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng không khí của chính phủ.  

Hơn nữa, hệ thống gom bụi có thể giúp tiết kiệm năng lượng bằng cách giảm áp lực lên hệ thống HVAC. Chúng cũng có thể làm tăng hiệu quả sản xuất bằng cách loại bỏ các hạt bụi trong không khí một cách hiệu quả hơn. Các hệ thống gom bụi hiệu quả nhất là những hệ thống được thiết kế đặc biệt cho từng ứng dụng, giúp lọc được các kích thước và loại bụi cụ thể. Khi kết hợp với bộ điều khiển tần số biến đổi, hệ thống có thể tối ưu hóa lưu lượng không khí, từ đó giảm mức tiêu thụ năng lượng và tiết kiệm chi phí.  

Trên thị trường có nhiều loại hệ thống gom bụi khác nhau, mỗi loại phù hợp với các ứng dụng khác nhau. Việc chọn loại nào phụ thuộc vào loại bụi cần loại bỏ. Ví dụ, hệ thống thu gom bụi GS Camfil/ DCT BPT được thiết kế để xử lý bụi và khí thải độc hại và dễ cháy, bao gồm cả các loại bụi mịn hoặc bụi nặng.  

Trong quá trình hoạt động, hệ thống gom bụi sử dụng năng lượng điện, và động cơ quạt là phần tiêu tốn năng lượng nhiều nhất. Mức tiêu thụ năng lượng phụ thuộc vào lượng không khí mà động cơ quạt xử lý. Sử dụng bộ điều khiển biến tần (VFD) có thể giúp điều chỉnh lưu lượng không khí và giảm mức tiêu thụ năng lượng của động cơ quạt, từ đó duy trì hiệu quả.  

Điều Chỉnh Lưu Lượng Không Khí Để Giảm Tiêu Thụ Năng Lượng 

Việc điều chỉnh lưu lượng không khí trong hệ thống gom bụi phụ thuộc vào tình trạng của bộ lọc. Trong giai đoạn đầu khi bộ lọc còn mới, nếu không được kiểm soát, quạt có thể hút nhiều không khí hơn mức cần thiết. Điều này làm động cơ quạt phải hoạt động mạnh hơn, dẫn đến tiêu thụ năng lượng cao hơn và chi phí vận hành tăng. Hơn nữa, lưu lượng không khí cao có thể làm hỏng bộ lọc sớm hơn hoặc gây ra vấn đề về chất lượng sản phẩm, việc này có thể dẫn đến việc lô hàng hóa sản xuất bị lỗi và trở thành chất thải.  

Khi bộ lọc bám bụi bẩn, độ cản trở lưu lượng không khí của nó tăng lên. Bộ lọc đầy bụi khiến quạt phải làm việc nhiều hơn để giữ lưu lượng không khí ổn định. Điều này dẫn đến việc chênh áp của bộ lọc tăng lên, và có thể làm tiêu thụ năng lượng của quạt tăng đáng kể. 

Để tránh việc tiêu thụ năng lượng quá mức, việc điều chỉnh lưu lượng không khí là rất quan trọng. Điều này có thể thực hiện thủ công hoặc bằng cách lắp đặt bộ điều khiển biến tần (VFD). VFD tự động điều chỉnh lưu lượng không khí và tối ưu hóa hiệu suất khi tình trạng của bộ lọc thay đổi. 

Điều Chỉnh Lưu Lượng Không Khí Thủ Công 

Người vận hành có thể điều chỉnh lưu lượng không khí trong hệ thống gom bụi bằng cách điều chỉnh tay van ở đầu ra của động cơ quạt. Tay van này có chức năng thay đổi áp suất tĩnh của hệ thống. Khi bộ lọc còn mới và còn sạch, tay van có thể được mở nhỏ lại để giảm lưu lượng không khí và đạt được mức lưu lượng mong muốn. Khi bộ lọc bắt đầu bị bẩn và có nhiều bụi, tay van có thể được mở ra hơn để tăng cường lưu lượng không khí và đảm bảo hệ thống vẫn hoạt động hiệu quả. 

Hình bên dưới minh họa cách mà việc điều chỉnh tay van ảnh hưởng đến mức tiêu thụ năng lượng của quạt. Khi tay van càng đóng chặt, áp suất tĩnh trong hệ thống càng cao, làm cho quạt tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. 

Dù điều chỉnh tay van có thể giúp kiểm soát lưu lượng không khí, việc điều chỉnh này cần được thực hiện thường xuyên để phù hợp với sự thay đổi của hệ thống theo thời gian. Nếu điều chỉnh không đúng cách, có thể làm giảm tuổi thọ của bộ lọc, giảm hiệu quả lọc bụi và làm tăng chi phí vận hành của hệ thống. 

VFD Cung Cấp Kiểm Soát Kỹ Thuật Số 

Sử dụng VFD để quản lý tốc độ quạt nhằm tối ưu hóa lưu lượng không khí là một lựa chọn tốt hơn. VFD là một thiết bị điện tử tự động thay đổi tần số và mức tiêu thụ năng lượng gửi đến động cơ quạt. Khi được kết hợp với cảm biến lưu lượng hoặc áp suất tĩnh trong hệ thống điều khiển kỹ thuật số, VFD có thể phát hiện ngay lập tức sự thay đổi trong lưu lượng và áp suất không khí. Sau đó, nó điều chỉnh tốc độ quạt để duy trì hệ thống ở mức lưu lượng không khí lý tưởng. 

Với các bộ lọc mới, VFD giảm tốc độ quạt để đạt được lưu lượng không khí yêu cầu. Khi các bộ lọc bị bẩn, VFD tăng tốc độ quạt để đảm bảo lưu lượng không khí vẫn ổn định. 

Điều khiển điện tử này hiệu quả hơn nhiều so với các điều chỉnh thủ công, duy trì lưu lượng không khí mong muốn và giảm lượng điện tiêu thụ mà không cần sự can thiệp liên tục của con người.

Cách VFD Giảm Chi Phí Năng Lượng 

VFD điều chỉnh tốc độ động cơ quạt bằng cách thay đổi tần số của nguồn cấp điện. Vì mối quan hệ giữa tần số và tốc độ động cơ là tỷ lệ thuận, việc điều chỉnh tần số có thể thay đổi tốc độ động cơ theo đó. Ví dụ, một VFD có thể điều chỉnh động cơ đang chạy ở 3,600 RPM và 60 Hz để chạy ở 1,800 RPM và 30 Hz. Khi đó, quạt chỉ tiêu thụ công suất cần thiết cho tốc độ cụ thể đó. 

Mức tiêu thụ năng lượng và tốc độ quạt có liên hệ trực tiếp. Nếu quạt hoạt động chậm hơn 25%, nó chỉ tiêu thụ 42% công suất cần thiết cho tốc độ đầy đủ. Nếu quạt chạy chậm hơn 50%, nó chỉ sử dụng 12% công suất ở tốc độ đầy đủ. VFD cho phép người vận hành giảm chi phí năng lượng trung bình khoảng 30% khi vận hành các hệ thống thu gom bụi. (Mối quan hệ giữa tiêu thụ năng lượng và tốc độ quạt được minh họa bên dưới.) Thêm vào đó, VFD giảm chi phí bảo trì và vận hành, vì các điều chỉnh tốc độ quạt có thể được thực hiện mà không cần sự can thiệp thủ công.

Lợi Nhuận Đầu Tư từ VFD 

Các bộ điều khiển biến tấn đã chứng minh việc tiết kiệm trung bình 4 inches cột nước (wg) trong áp suất tĩnh (một chỉ số về sức cản dòng chảy) trong suốt vòng đời của bộ lọc. Mặc dù việc tiết kiệm chi phí đầu tư khi lắp đặt VFD trong hệ thống gom bụi có thể khác nhau tùy vào từng ứng dụng, nhưng lợi nhuận đầu tư (ROI) thường đạt được trong thời gian dưới một năm. 

Ví dụ, trong một nhà máy, một hệ thống gom bụi với động cơ 50HP đang hoạt động ở hiệu suất 85%, 460 Volts, tần số 60Hz, dòng điện tải đầy đủ 57 amps, và 1500 RPM. Nếu một VFD hoạt động 24/7, hệ thống gom bụi sẽ tiêu tốn 38.6 kW công suất ở tải đầy đủ. Nếu giá điện là $0.10 mỗi kWh, chi phí vận hành hệ thống gom bụi sẽ là $33,776 mỗi năm. Bằng cách lắp đặt VFD (ước tính chi phí $11,000), cùng một hệ thống gom bụi sẽ tiêu tốn $17,012 mỗi năm để vận hành, tiết kiệm được $16,763 mỗi năm. VFD sẽ hoàn vốn trong chưa đầy 8 tháng.  

Mặc dù việc mua và lắp đặt VFD cần một khoản chi phí ban đầu, nhưng nó giúp tiết kiệm nhiều tiền về lâu dài vì nó làm giảm lượng điện tiêu thụ bằng cách điều chỉnh tốc độ quạt. Hơn nữa, một số công ty cung cấp điện và khí có thể cung cấp tiền hoàn lại hoặc hỗ trợ tài chính để giảm bớt chi phí mua sắm và lắp đặt hệ thống VFD. 

Quá trình bắt đầu bằng việc chọn hệ thống gom bụi phù hợp cho cơ sở. Có nhiều loại khác nhau, bao gồm hệ thống gom bụi bằng lọc cartridge, baghouses, scrubbers ướt và hệ thống thu gom bụi di động. Mỗi loại này đáp ứng các yêu cầu khác nhau, chẳng hạn như kích thước của cơ sở, thành phần của bụi quy trình, các quy định về tuân thủ và các ứng dụng cụ thể.  

Tư vấn với một nhà về hệ thống gom bụi của Camfil APC để được hướng dẫn trong việc chọn lựa đúng hệ thống và quyết định liệu một VFD có thể tối ưu hóa hệ thống gom bụi của bạn hay không. Để có cái nhìn tổng quan về các loại hệ thống gom bụi khác nhau, hãy xem blog "Hệ Thống Gom Bụi Đảm Bảo Chất Lượng Không Khí An Toàn Trong Sản Xuất.”  

Hãy liên hệ với Air Filtech để được tư vấn về cách chọn hệ thống gom bụi phù hợp và xem liệu việc lắp đặt VFD có giúp tối ưu hóa hiệu quả của hệ thống đó hay không.