Trong sản xuất công nghiệp hiện đại, khí nén được ví như “nguồn năng lượng thứ tư” sau điện, nước và khí đốt. Hệ thống khí nén đóng vai trò cung cấp nguồn khí sạch, ổn định và đủ áp lực để vận hành hàng loạt máy móc, dây chuyền tự động, công cụ khí nén… từ các nhà máy sản xuất bao bì, in ấn, dệt may, gỗ, chế biến thực phẩm, đồ uống cho tới ngành điện tử, y tế.

Tuy nhiên, hiệu quả của một hệ thống khí nén không chỉ phụ thuộc vào máy nén khí, mà còn là sự phối hợp đồng bộ giữa nhiều thiết bị: bình tích áp, máy sấy khí, hệ thống lọc, đường ống, phụ kiện… cùng cách bố trí, lắp đặt đúng kỹ thuật. Thực tế, nhiều nhà xưởng tại Việt Nam vẫn chưa chú ý đầy đủ đến yếu tố này, dẫn đến hiệu suất thấp, tiêu hao năng lượng cao, thậm chí gây hỏng hóc thiết bị.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu tạo, vai trò và tiêu chuẩn lắp đặt hệ thống khí nén công nghiệp, từ đó vận hành hiệu quả và an toàn hơn.

Cấu tạo của hệ thống máy nén khí công nghiệp

Một hệ thống khí nén tiêu chuẩn thường bao gồm các thành phần chính sau:

Máy nén khí – Trái tim của hệ thống

Máy nén khí là thiết bị tạo ra khí nén bằng cách hút không khí từ môi trường, nén đến áp suất yêu cầu và đưa vào hệ thống. Trong công nghiệp, máy nén khí trục vít là loại được sử dụng phổ biến nhất vì:

• Có khả năng chạy liên tục 24/7.
  
• Độ ồn thấp hơn máy piston.
  
• Tuổi thọ cao, bảo trì dễ dàng.
  

Phân loại theo dầu bôi trơn:

• Máy nén khí có dầu: Được sử dụng nhiều trong ngành cơ khí, sản xuất thông thường vì hiệu suất cao, chi phí đầu tư hợp lý. Tuy nhiên, khí nén có thể chứa hơi dầu, cần lọc sạch trước khi sử dụng ở những khâu yêu cầu khí tinh khiết.
  
• Máy nén khí không dầu: Sử dụng trong các ngành đòi hỏi khí sạch 100% như thực phẩm, đồ uống, dược phẩm, y tế, điện tử. Thường đạt chuẩn ISO 8573-1 Class 0 – mức cao nhất về độ sạch khí nén.
  

Lưu ý kỹ thuật: Việc lựa chọn sai loại máy (có dầu thay vì không dầu) có thể khiến sản phẩm bị nhiễm bẩn, vi phạm tiêu chuẩn an toàn thực phẩm hoặc y tế.

Bình tích áp khí nén – Kho dự trữ áp lực

Bình tích áp (bình chứa khí nén) giúp:

• Dự trữ khí để đáp ứng nhu cầu tức thời khi máy nén chưa kịp nạp.
  
• Giảm tần suất khởi động máy, tiết kiệm điện năng.
  
• Tách một phần nước ngưng và hạ nhiệt khí nén trước khi đưa vào máy sấy khí.
  

Dung tích bình chứa được tính toán dựa trên công suất máy và nhu cầu tiêu thụ khí. Ví dụ: hệ thống 75 kW thường dùng bình từ 2000 – 3000 lít.

Máy sấy khí – Đảm bảo khí khô, tránh hỏng thiết bị

Không khí luôn chứa hơi ẩm, khi bị nén, hơi ẩm sẽ ngưng tụ thành nước, gây rỉ sét đường ống, giảm tuổi thọ thiết bị. Máy sấy khí giúp loại bỏ lượng ẩm này.

Hai loại phổ biến:

• Máy sấy khí tác nhân lạnh: Làm mát khí nén để ngưng tụ và tách nước. Phù hợp với đa số ngành sản xuất không yêu cầu độ khô tuyệt đối.
  
• Máy sấy khí hấp thụ: Dùng hạt hút ẩm (thường là alumina hoạt tính) để đạt độ khô cao hơn, điểm sương xuống tới -40°C. Bắt buộc trong ngành dược, điện tử, chế biến thực phẩm cao cấp.

Hệ thống lọc khí – Loại bỏ tạp chất

Khí nén sau khi nén chứa nhiều tạp chất: bụi, hơi nước, dầu, hạt rỉ sét… Hệ thống lọc được bố trí nhiều cấp:

• Lọc thô: Giữ hạt ≥ 0,1 µm.
  
• Lọc tinh: Giữ hạt ≥ 0,01 µm.
  
• Lọc than hoạt tính: Loại bỏ mùi và hơi dầu, đạt độ sạch cao.
  

Tùy tiêu chuẩn khí đầu ra, số cấp lọc sẽ khác nhau.

Sơ đồ hệ thống khí nén công nghiệp

Sơ đồ bố trí thiết bị phụ thuộc vào: loại máy sấy, yêu cầu độ sạch, tiêu chuẩn ngành.

Sơ đồ với máy sấy khí tác nhân lạnh

Máy nén khí → Bình chứa khí → Máy sấy khí → Bộ lọc tinh.

Sơ đồ với máy sấy khí hấp thụ

Máy nén khí → Bình chứa khí → Lọc thô → Máy sấy khí hấp thụ → Lọc tinh.

Tiêu chuẩn khí sạch DIN ISO 8573

• Tiêu chuẩn thông thường: Đủ dùng cho đa số ngành cơ khí.
  
• Tiêu chuẩn khí sạch: Bổ sung máy sấy hấp thụ, nhiều cấp lọc.
  
• Class 1: Yêu cầu cực sạch, thường trong y tế, điện tử chính xác.
  
• PET: Bổ sung máy tăng áp để đáp ứng nhu cầu áp suất cao.

Lưu ý khi lắp đặt hệ thống

• Đặt thiết bị trong phòng khô, sạch, thoáng, tránh bụi và hóa chất ăn mòn.
  
• Khoảng cách tối thiểu 1 – 1,5 m quanh máy để bảo trì.
  
• Đảm bảo nguồn điện riêng, dây dẫn đạt chuẩn, nối đất an toàn.
  
• Lắp lọc thô trước máy sấy hấp thụ để tránh hỏng hạt hút ẩm.
  
• Có bẫy nước ở các vị trí thấp của đường ống.

Vận hành an toàn

• Nhân viên phải được đào tạo, nắm rõ quy trình.
  
• Không vượt quá áp suất thiết kế.
  
• Ngắt điện, xả khí trước khi bảo dưỡng.
  
• Kiểm tra, ghi nhật ký hoạt động hằng ngày để phát hiện sự cố sớm.
  

Liên hệ ngay để được tư vấn giải pháp tối ưu

FIL Việt Nam – Giải pháp toàn diện cho khí nén công nghiệp
Hãy để chúng tôi đồng hành cùng bạn trong việc thiết kế, lắp đặt và tối ưu hệ thống khí nén, đảm bảo hiệu suất, tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ thiết bị.