Mục đích của trò chơi này là tạo áp lực liên tục ở mức độ phù hợp để duy trì sản lượng ổn định.
Hệ thống khí nén trong các nhà máy công nghiệp là một trong những tiện ích quan trọng nhất cung cấp năng lượng cho máy móc và công cụ xử lý. Khi sự cố xảy ra, mọi thứ sẽ dừng lại và sản xuất dừng lại, sau đó điện thoại bắt đầu đổ chuông. Không có gì thu hút sự chú ý của nhân viên vận hành cơ sở hơn một cuộc trò chuyện rất to với ông chủ. Rất thường có những sự cố tiềm ẩn không được chú ý, nhưng lại làm tăng đáng kể chi phí khí nén và gây ra tình trạng ngừng sản xuất tạm thời khó chịu.
Hệ thống khí nén tồn tại để tạo áp suất. Năng lượng tiềm ẩn trong áp suất khí được truyền qua đường ống và sau đó chuyển thành năng lượng cơ học để vận hành máy móc và công cụ xử lý. Bất kỳ sự thay đổi lớn nào về áp suất sẽ làm thay đổi các đặc tính của hệ thống được truyền động.
Áp suất quá thấp sẽ làm máy móc bị thiếu hụt, khiến chúng chậm chạp và dẫn đến ngừng sản xuất. Áp suất quá cao sẽ làm tăng lực tạo ra bởi bất kỳ thiết bị chạy bằng khí nén nào, đẩy nhanh quá trình vận hành, đôi khi gây ra các vấn đề về sản xuất. Áp suất cao cũng sẽ làm tăng chi phí điện để sản xuất khí nén khoảng 5% cho mỗi 10 psi tăng áp suất xả của máy nén. Thêm vào đó, bất kỳ thiết bị tiêu thụ khí nào có áp suất cao hơn sẽ tiêu thụ nhiều khí nén hơn, khoảng 1% cho mỗi 1 psi tăng áp suất, khiến máy nén khí đòi hỏi nhiều điện năng hơn.
Có nhiều nguyên nhân gây ra sự thay đổi áp suất, bao gồm:
Tình trạng phổ biến nhất là đặt áp suất nhà máy ở mức quá cao để bù đắp cho tất cả các tổn thất áp suất này, cộng với việc đặt cao hơn một chút như một biên độ an toàn. Khi điều này xảy ra, áp suất trung bình quá cao trong quá trình tải nhẹ, nhưng áp suất sẽ giảm xuống thấp trong quá trình nhu cầu nhà máy cao điểm. Đôi khi, sự thay đổi là 20 đến 30 psi, trong những trường hợp cực đoan, nhiều hơn nữa. Nhìn chung, nếu hệ thống khí nén của bạn đang chạy ở mức áp suất trên 100 psi, một số tổn thất áp suất này có thể là nguyên nhân.
Các nhà máy thực hành tốt nhất cố gắng giảm thiểu tổn thất áp suất thông qua các hoạt động thiết kế tốt và lựa chọn các thành phần khí nén có kích thước phù hợp. Mục tiêu giảm tổn thất áp suất dưới 5% trên các máy sấy và bộ lọc trong phòng máy nén. Cố gắng giữ tổn thất áp suất dưới 2% trên toàn bộ hệ thống phân phối chính. Ở mục đích sử dụng cuối cùng, hãy chọn các bộ lọc, bộ điều chỉnh, ống mềm và đầu nối quá khổ giúp giảm thiểu tổn thất áp suất trong điều kiện cao điểm, mục tiêu giảm áp suất dưới 5%.
Theo nhiều cách, việc thiếu các bình chứa có kích thước phù hợp và được đặt đúng vị trí có thể khiến các vấn đề xảy ra trong hệ thống khí nén. Đây là một thử nghiệm: nếu một vị khách mới đến phòng máy nén của bạn không nhìn lại khi họ nhìn thấy các bình chứa khí chính của bạn, thì có thể là các bình chứa quá nhỏ. Lưu ý rằng các bình chứa không có bất kỳ dây điện nào chạy đến chúng, nhưng chúng có thể ảnh hưởng lớn đến hóa đơn tiền điện của bạn.
Có áp suất thay đổi, điểm số một, thường là triệu chứng của việc có chiến lược kiểm soát máy nén kém. Một triệu chứng khác là có hiệu suất năng lượng kém; tình trạng này thường bị ẩn vì hiếm khi có bất kỳ đồng hồ đo năng lượng nào trên máy nén khí.
Lý do chính khiến máy nén được kiểm soát là để duy trì áp suất trong giới hạn trên và dưới nhất định. Khi lưu lượng mà các quy trình của nhà máy yêu cầu thay đổi, chiến lược kiểm soát phải thay đổi đầu ra của máy nén để phù hợp với nhu cầu. Nếu quá nhiều không khí đi vào hệ thống, áp suất tăng, quá ít, áp suất giảm. Mục tiêu là duy trì trạng thái cân bằng, trong đó áp suất vẫn không đổi ở mức đủ để duy trì sản xuất ổn định. Sẽ có một số điểm, được gọi là mức áp suất tối thiểu, khi đó máy móc bắt đầu hỏng do áp suất không đủ, vì vậy điều quan trọng là phải thiết kế hệ thống để đảm bảo tình trạng này không bao giờ xảy ra, ngay cả khi máy nén lớn nhất trong hệ thống hỏng đột ngột.
Chất lượng khí nén kém là dấu hiệu của sự cố. Các chất gây ô nhiễm phổ biến nhất là nước và chất bôi trơn, nhưng rỉ sét và bụi bẩn có thể trộn lẫn với các chất lỏng này tạo thành một mớ hỗn độn xấu xí có thể làm tắc nghẽn thiết bị khí nén và làm ô nhiễm sản phẩm cuối cùng của bạn. Để kiểm tra khí nén, hãy lấy một chiếc khăn giấy trắng và xịt một ít khí qua đó. Nó có sạch không?
Có vẻ lạ nhưng nhiệt độ cao thường là nguyên nhân gây ra tình trạng nhiễm nước và chất bôi trơn. Khí nén do máy nén tạo ra chứa lượng nước gấp đôi cho mỗi lần tăng 20°F nhiệt độ xả. Khi máy nén quá nóng, lượng nước dư thừa này có thể làm quá tải máy sấy khí và khiến hơi ẩm đi qua. Cũng khó lọc chất bôi trơn và nước tự do hơn nếu không khí ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ cao cũng làm chất bôi trơn máy nén nhanh bị lão hóa hơn, làm giảm chất lượng và đặc tính bôi trơn.
Nếu bạn gặp phải bức tường nhiệt mỗi khi vào phòng máy nén, đây là dấu hiệu bạn cần xem xét hệ thống làm mát của mình. Duy trì không khí làm mát (và chất làm mát dạng lỏng) mát nhất có thể sẽ có hiệu quả lâu dài.
Khi hệ thống cũ đi, ngày càng nhiều thứ được kết nối, đó chỉ là cách mọi thứ diễn ra. Một cái quạt ở đây, một động cơ khí ở đó, tất cả đều làm tăng lưu lượng tốn kém, đôi khi cần phải mua thêm máy nén và cấp điện. Và theo thời gian, rò rỉ bắt đầu xuất hiện ở bất kỳ thứ gì uốn cong, bẻ cong, rung và quay. Nếu nhà máy của bạn phát ra tiếng kêu như một hố rắn lục và không có chương trình phát hiện và sửa chữa rò rỉ, thì đó là dấu hiệu của sự cố.
Trong những trường hợp cực đoan, có tới 80% lượng khí nén do máy nén của nhà máy sản xuất có thể bị lãng phí khi cung cấp rò rỉ chưa được sửa chữa, lưu lượng do sử dụng sai mục đích và lưu lượng tăng do áp suất cao hơn mức cần thiết (gọi là nhu cầu nhân tạo). Các giá trị điển hình trung bình là 50% tổng lưu lượng. Điều này thể hiện tiềm năng tiết kiệm cao thông qua tối ưu hóa.
Các nhà máy thực hành tốt nhất có chương trình bảo trì tốt để hạn chế các khu vực lãng phí này và có các chính sách để ngăn ngừa việc sử dụng sai mục đích khí nén. Các nhà máy này đào tạo nhân viên của mình để cảnh giác với rò rỉ và sử dụng không đúng cách. Các nhà máy tốt nhất có hệ thống giám sát liên tục tốt về áp suất, lưu lượng, công suất và điểm sương của hệ thống khí nén để giúp họ theo dõi chi phí khí nén và phát hiện chất thải. Mục tiêu mức rò rỉ dưới 15% lưu lượng trung bình. Các nhà máy tốt nhất đạt được dưới 10%.
Hotline