HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG MÁY NÉN KHÍ TURBO

[tintuc]

HÔM NAY TÔI GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG MÁY NÉN KHÍ TURBO

1, THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN

    - CPU: Nó là trung tâm của hệ thống điều khiển, CPU nhận dữ liệu từ các cảm biến từ đó phân tích và dựa vào các thông số đã được cài đặt từ trước để đưa ra được các tín hiệu điều khiển phù hợp với điều kiện vận hành của máy nén

    - CẢM BIẾN: Có chức năng thu thập các thông tin của hệ thống như áp suất, độ mở của van để gửi tín hiệu về bộ xử lý trung tâm (CPU)

    - BỘ PHẬN CHẤP HÀNH: Thường là IGV, BOV. Các bộ phận này có chức năng nhận các tín hiệu điều khiển từ bộ xử lý trung tâm, thực thi các lệnh đó giúp máy nén hoạt động mượt mà

2, CÁC PHƯƠNG THỨC ĐIỀU KHIỂN TRONG HỆ THỐNG (CONTROL MODE) 

        I, Load and Unload

    Hệ thống điều khiển theo phương pháp Load/Unload hoạt động bằng cách chuyển đổi giữa hai trạng thái: có tải (Load) và không tải (Unload) dựa trên áp suất của hệ thống. Khi áp suất đường ống giảm xuống dưới mức cài đặt, máy nén sẽ chuyển sang trạng thái Load, cho phép hút và nén khí để cấp vào hệ thống. Khi áp suất đạt đến ngưỡng trên, máy nén sẽ chuyển sang trạng thái Unload

    Ưu điểm: Hệ thống điều khiển được thiết kế đơn giản, tiết kiệm điện năng

    Nhược điểm: áp suất thay đổi lớn, Áp suất không được giữ ở mức ổn định mà di chuyển giữa 2 điểm High Point và Low Point, 

        II, Constant Pressure + Load/Unload

    Hệ thống điều khiển máy nén khí kết hợp giữa Constant Pressure và Load/Unload cho phép máy nén hoạt động linh hoạt, duy trì áp suất ổn định trong khi vẫn tối ưu hóa hiệu suất năng lượng. Trong vùng áp suất làm việc bình thường, hệ thống sử dụng cơ cấu IGV (Inlet Guide Vane) để điều chỉnh lượng khí vào, giữ áp suất đầu ra gần mức đặt — gọi là Constant Pressure Control. Khi nhu cầu khí quá thấp hoặc quá cao vượt ngưỡng điều khiển bằng IGV, hệ thống sẽ chuyển sang chế độ Unload (mở BOV, đóng IGV) hoặc Load (đóng BOV, mở IGV) để xả tải hoặc cấp lại tải. Sự kết hợp này giúp kiểm soát chính xác áp suất, giảm tiêu thụ điện, hạn chế số lần khởi động/dừng máy và kéo dài tuổi thọ máy nén.

Các bước điều khiển: 

1. Khởi động ban đầu (Starting)

    - Hệ thống kiểm tra các điều kiện vận hành: nguồn điện, dầu bôi trơn, khí nén điều khiển, không có lỗi hoặc dừng khẩn.

    - Khi nhấn nút khởi động, động cơ khởi động, IGV đóng hoàn toàn, BOV mở hoàn toàn → máy nén đang ở trạng thái Unload.

    - Khi áp suất hệ thống giảm xuống mức Reload Setting, máy nén được phép chuyển sang trạng thái có tải (Load)

2. Chuyển sang trạng thái có tải (Loading)

    - Solenoid Valve được kích hoạt, điều khiển:

        - IGV bắt đầu mở dần để đưa khí vào máy nén.

        - BOV đóng lại để chặn đường xả khí nén.

Khi IGV mở hoàn toàn, máy nén hoạt động ở chế độ có tải (Full Load).

3. Điều khiển áp suất không đổi (Constant Pressure Control)

    - Khi áp suất đầu ra bắt đầu vượt mức đặt (do nhu cầu khí thay đổi), hệ thống bắt đầu điều chỉnh:

    - IGV đóng dần để giảm lưu lượng khí vào → áp suất ổn định.

    - Nếu áp suất giảm xuống, IGV lại mở ra → tăng lưu lượng.

 Quá trình này giúp duy trì áp suất gần mức cài đặt (setpoint) mà không phải chuyển sang trạng thái unload ngay.

4. Chuyển sang trạng thái không tải (Unloading)

    - Khi lưu lượng yêu cầu của hệ thống giảm ( đồng nghĩa với việc áp suất tăng), lúc này để giảm áp suất IGV bắt đầu đóng dần lại. Tuy nhiên khi mà lưu lượng tiếp tục giảm nữa, IGV không thể tiếp tục đóng lại do hệ thống điều khiển tránh hiện tượng surge lúc này máy nén sẽ chuyển sang trạng thái không tải.

    - IGV đóng hoàn toàn

    - BOV bắt đầu mở ra

Máy vẫn chạy không tải → tiết kiệm năng lượng, không cần khởi động lại.

5. Chuyển lại trạng thái có tải (Re-Loading)

Khi áp suất hệ thống giảm xuống mức thấp hơn Reload Setting:

Hệ thống đóng BOV, mở IGV → trở lại chế độ Load để cấp khí cho hệ thống.

        III, Constant Pressure + Anti-Surge

Constant Pressure: Duy trì áp suất ổn định tại đầu ra máy nén, phù hợp với nhu cầu tiêu thụ khí.

Anti-Surge (Chống hiện tượng nghẽn dòng - "surge"): Bảo vệ máy nén không rơi vào vùng hoạt động không ổn định khi lưu lượng khí giảm thấp — có thể gây hư hại nghiêm trọng.

Các bước điều khiển: 

1. Khởi động ban đầu (Startup)

    - Kiểm tra đầy đủ các điều kiện vận hành: nguồn chính/phụ, dầu, khí điều khiển, không có báo lỗi.

    - Khởi động động cơ → máy nén chạy ở chế độ unload:

    - IGV đóng, BOV mở

Đảm bảo không bị “surge” trong quá trình tăng tốc.

2. Chuyển sang trạng thái có tải (Load)

    - Khi hệ thống yêu cầu áp suất:

    - IGV mở dần → tăng lượng khí hút vào máy nén.

    - BOV đóng dần → ngừng xả khí ra ngoài.

Máy bắt đầu cấp khí nén vào hệ thống → tăng áp đầu ra.

3. Điều khiển áp suất không đổi (Constant Pressure Control)

    - Bộ điều khiển so sánh áp suất thực tế với áp suất đặt (Setpoint).

Nếu:

    - Áp suất cao → đóng IGV dần

    - Áp suất thấp → mở IGV dần

Điều chỉnh lưu lượng khí vào để duy trì áp suất ổn định tại đầu ra.

4. Điều khiển chống surge (Anti-Surge Control)

Bộ điều khiển so sánh lưu lượng và áp suất hút để xác định máy có đang tiến gần vùng surge không:

    - Khi lưu lượng quá thấp, áp suất vẫn cao → nguy cơ surge.

    - Khi lưu lượng yêu cầu tiếp tục giảm, điểm vận hành của máy nén tiến đến đường giới hạn surge (surge line) lúc này hệ thống điều khiển sẽ đưa ra lệnh: 

    - Đóng IGV lại để đảm bảo áp suất đầu ra không tăng quá mức High Point

    - Mở BOV để giảm áp và tăng lưu lượng tuần hoàn → đẩy máy nén ra khỏi vùng nguy hiểm.

5. Trạng thái ổn định và tối ưu hóa

Hệ thống giữ IGV và BOV trong trạng thái tối ưu giữa:

    - Đáp ứng áp suất (theo tải)

    - Tránh đi vào vùng surge

Mọi thay đổi về lưu lượng tải tiêu thụ sẽ được phản hồi tự động bằng việc điều chỉnh IGV và/hoặc BOV.

[/tintuc]