Hệ Thống Bơm Quạt Máy nén khí

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

CÁC CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG CUỐI CÙNG

HỆ THỐNG BƠM - QUẠT – MÁY NÉN

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

1


Nội dung trình bày
Hệ thống Bơm
Hệ thống Quạt và Máy thổi
Hệ thống Máy nén khí

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

2


1. Hệ thống Bơm

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

3


Bơm ly tâm

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

4


Cân bằng năng lượng của một hệ thống bơm điển hình
100%
ĐIỆN
ĐC
KHỚP NỐI
BƠM
VAN
ỐNG

12% TỔN THẤT

2% TỔN THẤT

24% TỔN THẤT
9% TỔN THẤT
11% TỔN THẤT

CÔNG CẤP CHO MÔI CHẤT
MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

5


Xác định điểm làm việc

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

6


Dự trữ an toàn
Cột áp hệ thống cần được tính toán chính xác;
Không nên cộng thêm “biên độ an toàn” cho cột áp
hệ thống;
Khi đáp ứng cột áp thừa mức, nhà cung cấp thường
khuyên mua một bơm năng suất lớn hơn;
Bơm lớn hơn sẽ vận hành tại điểm làm việc có năng
suất cao hơn (để đáp ứng cột áp hệ thống thực);
Điều này làm quá tải động cơ kéo bơm và đòi hỏi tiết
lưu lớn hơn.

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

7


Đặc tính hiệu suất

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

8


Vận hành bằng van tiết lưu

B

A

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

9


Luật tương tự áp dụng đối với Bơm ly tâm

Lưu lượng:

Cột áp:

Q1 / Q2 = N1 / N2

H1/H2 = (N12) / (N22)

Ví dụ:

Ví dụ:

100 / Q2 = 1750/3500

100 /H2 = 1750 2/ 3500 2

Q2 = 200 m3/hr

H2 = 400 m

Công suất (kW):
kW1 / kW2 = (N13) / (N23)
Ví dụ:
5/kW2 = 17503 / 35003
kW2 = 40
MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

10


Các phương pháp điều chỉnh năng suất
Van đi tắt
–

Không tiết kiệm

Van tiết lưu đặt ở đầu ra
Làm tăng trở lực hệ thống
Thay đổi đặc tính hệ thống và giảm hiệu suất
Hiệu quả kém nếu đặc tuyến H-Q không dốc

Cắt bớt đường kính cánh bơm
Mua 1 bơm mới
Dùng biến tần
Hiệu quả nhất
Công suất thay đổi lỷ lệ bậc 3 với tốc độ quay
Lưu lượng thay đổi ít ảnh hưởng tới hiệu suất
MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

11


Bơm ly tâm nối song song
Cột áp tổng của 2 bơm bằng cột áp mỗi
bơm
∆hT = ∆h1 = ∆h2
Năng suất bằng tổng năng suất của 2 bơm
QT = Q1 + Q2

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

12


Tại sao bơm bị lựa chọn thừa tải
Lượng công suất an toàn được thêm vào công suất tính toán do
người mua bơm thường lo ngại bơm không đủ năng suất so với
yêu cầu công việc;
Khả năng trong tương lai cần bơm có năng suất lớn hơn, nên
thường mua bơm năng suất lớn ngay từ bây giờ để tiết kiệm
tiền mua bơm trong tương lai;
Người bán hàng có duy nhất một loại bơm, có năng suất cao,
và họ có chế độ bán hàng ưu đãi khi khách hàng mua bơm;
Bạn mua bơm cùng kích cỡ với bơm cần thay thế, nhưng bơm
thay thế cũng bị quá cỡ.

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

13


Các biện pháp TKNL
Thực hiện cân bằng nước nhằm giảm đến tối thiểu lượng nước tiêu
thụ;
Tránh tuần hoàn nước lạnh vô ích trong hệ thống lạnh, điều hoà
không khí;
Khi vận hành nhiều bơm, kết hợp hợp lý các bơm khác nhau và
tránh điều chỉnh năng suất bằng tiết lưu;
Sử dụng bơm tăng áp cho các ứng dụng có cột áp cao;
Thay thế bơm cũ bằng các bơm hiệu suất cao;
Trong trường hợp bơm quá cỡ, hãy sử dụng VSD, gọt hoặc thay
thế bánh bơm, hoặc thay thế bằng bơm đúng năng suất;
Tháo một số tầng cánh trong bơm nhiều tầng trong trường hợp cột
áp thiết kế lớn quá mức yêu cầu.

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

14


Các cơ hội tiết kiệm năng lượng
Lựa chọn mua bơm theo tiêu chí có hiệu suất cao;
Chọn bơm đáp ứng vừa đủ các yêu cầu về cột áp – lưu lượng;
Lựa chọn động cơ chạy bơm đúng công suất và hiệu suất cao;
Tối ưu hoá thiết kế hệ thống đường ống;
Giám sát tất cả các thông số hệ thống quan trọng như: công
suất động cơ, cột áp bơm, nhiệt độ lưu chất;
Mắc bơm chạy nối tiếp và song song nhằm đáp ứng linh hoạt

sự thay đổi điều kiện làm việc của hệ thống.

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

15


Các cơ hội tiết kiệm năng lượng (tiếp...)
Sử dụng VSD nhằm đáp ứng thay đổi năng suất của
quá trình;
Nếu lưu lượng - cột áp cao hơn so với yêu cầu 5 đến
15% thì, (i) cần gọt bánh động để có đường kính nhỏ
hơn, hoặc (ii) sử dụng bánh động mới có đường kín
nhỏ hơn;
Trong hệ thống bơm nhiều tầng, bổ sung hoặc tháo
các tầng cánh sẽ cho phép tăng/giảm cột áp, nếu cần
thiết.

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

16


2. Quạt và Máy thổi

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

17

Phân loại Quạt, Máy thổi, Máy nén khí
Quạt: vận hànhvới áp suất tới khoảng 55 in.
H2O (2 psi)
Máy thổi: vận hànhvới áp suất trong khoảng 2
psi và 20 psi
Máy nén khí: vận hànhvới áp suất cao hơn 20
psi

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

18


Áp suất tĩnh của Quạt
Áp suất tĩnh quạt

SP = SP (Ra quạt) – SP (Vào quạt)

SP (Ra quạt) – Áp suất tĩnh tại đầu ra quạt, inches WC
SP (Vào quạt) –Áp suất tĩnh tại đầu vào quạt, inches WC

SP = 0.05 – (-10)
= 10.05 in W.C.
MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

19


Luật tương tự 1:
Lưu lượng tỉ lệ với tốc độ quay

Fan wheel speed
(RPM)
800
900
1000
1100
1200

Air flow Rate (ACFM)
16000
18000
20000
22000
24000

Q2 = Q1 (N2/N1)
Q – Lưu lượng , N - Số vòng quay
MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

20


Luật tương tự 2: Áp suất tĩnh tỉ lệ với
bình phương tốc độ quay
Fan wheel speed
(RPM)
800
900
1000
1100

1200

SP2=

Static pressure across
the fan (inches WC)
5
6.3
7.8
9.5
11.3

SP1 (N2/N1)2

Q – Flow , N - Speed
MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

21


Điểm làm việc của hệ thống quạt

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

22


Luật tương tự 3:
Công suất tỉ lệ bậc 3 với tốc độ quay
Fan wheel speed

(RPM)
800
900
1000
1100
1200
BHP2=

Power
17
24
33
44
57
BHP1 (N2/N1)3

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

23


Thay đổi tốc độ so với Công suất
% Tốc độ quay

% Công suất

100

100

90

73

80

51

70

34

60

22

50

13

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

24


Luật tương tự của Quạt
Lưu lượng tỉ lệ tuyến tính với tần số quay
Q2 = Q1 x (rpm2 /rpm1)
Áp suất tỉ lệ với bình phương tần số quay
H2 = H1 x (rpm2 /rpm1)2

Công suất tỉ lệ với bậc 3 tần số quay
P2 = P1 x (rpm2 /rpm1)3

MOIT-HUT Training on EM & EE measures, Hanoi University of Technology, 7th-10th November 2007

25