I. Bình tích khí là gì?

Bình tích khí, còn được gọi là bình chứa khí nén, bình tích áp khí nén hoặc air receiver tank, là thiết bị dùng để lưu trữ khí đã được máy nén tạo ra ở một mức áp suất nhất định.

Bình hoạt động như một vùng đệm giữa nguồn cấp khí và nhu cầu sử dụng thực tế. Khi lượng khí tiêu thụ thấp, khí nén được lưu trong bình. Khi nhà máy cần lưu lượng lớn trong thời gian ngắn, lượng khí dự trữ sẽ được cấp bổ sung cho hệ thống.

II. Cấu tạo cơ bản của bình chứa khí nén

Một bình tích khí công nghiệp thường gồm các bộ phận chính sau:

• Thân bình chịu áp lực.
• Đồng hồ hiển thị áp suất.
• Van an toàn.
• Van xả nước ngưng.
• Đường khí vào và đường khí ra.
• Chân đỡ hoặc giá đỡ bình.
• Tem thông số kỹ thuật và áp suất làm việc cho phép.

Van xả nước thường được lắp ở vị trí thấp nhất của bình để loại bỏ lượng nước và dầu ngưng tụ bên trong. Bình cũng cần có đồng hồ áp suất và van an toàn phù hợp với áp suất làm việc. Các yêu cầu an toàn phổ biến đối với bình chứa khí nén đều nhấn mạnh sự cần thiết của đồng hồ áp suất, van an toàn và hệ thống xả nước tích tụ.

III. Vai trò của bình tích khí trong hệ thống khí nén

1. Dự trữ khí nén

Vai trò cơ bản nhất của bình tích khí là lưu trữ một lượng khí đã được nén sẵn.

Nguồn khí dự trữ này đặc biệt cần thiết khi các thiết bị sản xuất cùng hoạt động hoặc khi hệ thống xuất hiện nhu cầu khí lớn trong thời gian ngắn. Bình tích khí sẽ hỗ trợ cấp thêm lưu lượng, hạn chế tình trạng áp suất giảm đột ngột tại điểm sử dụng.

Tuy nhiên, bình chứa chỉ hỗ trợ các tải đỉnh trong một khoảng thời gian nhất định. Thiết bị không thể bù đắp lâu dài nếu máy nén khí có lưu lượng nhỏ hơn tổng nhu cầu thực tế của nhà máy.

2. Ổn định áp suất hệ thống

Nhu cầu sử dụng khí nén trong nhà máy thường không cố định. Khi van khí đóng mở liên tục hoặc nhiều thiết bị hoạt động cùng lúc, áp suất trong đường ống có thể dao động mạnh.

Bình tích khí đóng vai trò như một bộ đệm, giúp giảm mức độ dao động và duy trì áp suất ổn định hơn. Nhờ đó, các thiết bị sử dụng khí như xi lanh, van điều khiển, máy đóng gói và dây chuyền tự động có thể vận hành đồng đều hơn.

3. Hạn chế máy nén khí đóng ngắt liên tục

Nếu hệ thống không có đủ dung tích chứa khí, áp suất sẽ tăng và giảm nhanh. Máy nén khí vì vậy phải liên tục chuyển trạng thái tải – không tải hoặc khởi động – dừng máy.

Việc chuyển trạng thái quá thường xuyên có thể làm tăng mức tiêu thụ điện, phát sinh nhiệt và ảnh hưởng đến tuổi thọ của động cơ, contactor cùng các chi tiết bên trong máy nén.

Bình tích khí được lựa chọn đúng dung tích sẽ kéo dài khoảng thời gian giữa các lần chuyển trạng thái, giúp máy vận hành ổn định và êm hơn. Kaeser cũng lưu ý rằng bình chứa được tính toán phù hợp có thể hạn chế tình trạng máy nén chuyển chu kỳ quá nhiều.

4. Hỗ trợ tách nước ngưng

Khí sau khi được nén có nhiệt độ cao và chứa hơi ẩm. Khi khí đi vào bình chứa và giảm nhiệt, một phần hơi nước cùng dầu có thể ngưng tụ thành chất lỏng và lắng xuống đáy bình.

Do đó, bình tích khí có thể hỗ trợ loại bỏ một phần nước ngưng trước khi khí đi qua các thiết bị xử lý tiếp theo. CAGI cho biết quá trình làm mát ban đầu trong bình chứa có thể khiến hơi nước và dầu ngưng tụ để được xả khỏi hệ thống.

Tuy nhiên, bình tích khí không thay thế máy sấy khí. Đối với những ngành yêu cầu khí sạch và khô, hệ thống vẫn cần máy sấy khí tác nhân lạnh, máy sấy khí hấp thụ và bộ lọc phù hợp.

5. Cung cấp khí tạm thời khi có sự cố

Khi máy nén khí dừng đột ngột, lượng khí trong bình có thể duy trì áp suất cho hệ thống trong một khoảng thời gian ngắn.

Khoảng thời gian này giúp thiết bị hoàn tất chu kỳ, đưa dây chuyền về trạng thái an toàn hoặc hỗ trợ người vận hành xử lý sự cố. Thời gian cấp khí thực tế phụ thuộc vào dung tích bình, áp suất ban đầu, áp suất tối thiểu và lưu lượng tiêu thụ.

IV. Bình tích khí được lắp ở vị trí nào?

Bình tích khí có thể được bố trí trước hoặc sau cụm xử lý khí, tùy theo yêu cầu vận hành.

Bình chứa khí ướt

Bình khí ướt thường được lắp sau máy nén khí và trước máy sấy khí.

Vị trí này giúp:

• Làm nguội khí nén.
• Thu gom một phần nước ngưng.
• Giảm dao động lưu lượng trước máy sấy.
• Hỗ trợ máy nén hoạt động ổn định.

Do chứa khí chưa được xử lý hoàn toàn, bình cần có van xả nước tự động hoặc được xả nước thường xuyên.

Bình chứa khí khô

Bình khí khô được lắp sau máy sấy khí và bộ lọc.

Bình có nhiệm vụ lưu trữ khí đã được xử lý, ổn định áp suất tại mạng lưới phân phối và đáp ứng các tải tiêu thụ đột biến. Một số hệ thống có thể sử dụng đồng thời cả bình khí ướt và bình khí khô để nâng cao hiệu quả vận hành.

V. Bình tích khí có phụ thuộc vào thương hiệu máy nén không?

Bình tích khí không bắt buộc phải cùng thương hiệu với máy nén khí. Thiết bị được lựa chọn chủ yếu dựa trên lưu lượng, áp suất, chế độ vận hành và yêu cầu an toàn của hệ thống.

Doanh nghiệp đang sử dụng Atlas Copco GA7–90 VSD, Atlas Copco G Series, Kobelco KOBELION AG/VS/SG, Kobelco KS Series hoặc các dòng máy của Hitachi, Ingersoll Rand, Fusheng, Sullair và Airman vẫn có thể lắp bình chứa được tính toán riêng. Các dòng Atlas Copco và Kobelco này cũng đang được phân loại trên website Giải Pháp Khí Nén.

Tương tự, các dòng máy nén khí King Power như KPG10-8INT, KPG20-8INT, KPG30-8, KPG50-8, KPG75-8, KPG100-8, KPG125-8, KPG210-8, KPG250-8 và KPG350-8 cần được ghép với bình tích khí dựa trên lưu lượng thực tế của từng model và nhu cầu sử dụng của nhà máy. Dải máy King Power hiện được giới thiệu từ 7,5 kW đến 250 kW, với lưu lượng từ 1,2 đến 43,5 m³/phút.

VI. Những lưu ý khi sử dụng bình tích khí

Bình tích khí là thiết bị chịu áp lực nên cần được lắp đặt và vận hành đúng quy định. Doanh nghiệp cần:

• Chọn bình có áp suất làm việc cho phép cao hơn áp suất vận hành của hệ thống.
• Kiểm tra tem bình, hồ sơ kỹ thuật và nguồn gốc thiết bị.
• Không tự ý hàn, khoan hoặc sửa đổi kết cấu thân bình.
• Kiểm tra van an toàn và đồng hồ áp suất định kỳ.
• Xả nước ngưng thường xuyên.
• Kiểm tra tình trạng ăn mòn bên trong và bên ngoài bình.
• Đặt bình tại vị trí thông thoáng, bằng phẳng và thuận tiện bảo trì.
• Thực hiện kiểm định theo quy định áp dụng tại nơi lắp đặt.

Đặc biệt, không được lắp van khóa giữa bình chứa và van an toàn, vì điều này có thể khiến van an toàn mất khả năng bảo vệ bình khi áp suất tăng bất thường.

Câu hỏi thường gặp

Bình tích khí có làm tăng áp suất khí nén không?

Không. Bình tích khí không tạo thêm áp suất mà chỉ lưu trữ khí ở áp suất do máy nén tạo ra. Bình giúp giảm dao động và duy trì áp suất ổn định hơn khi nhu cầu sử dụng thay đổi.

Bình tích khí có thay thế được máy nén công suất lớn hơn không?

Bình có thể hỗ trợ nhu cầu khí tăng cao trong thời gian ngắn nhưng không thể bù đắp liên tục nếu máy nén thiếu lưu lượng. Nếu tổng nhu cầu luôn cao hơn lưu lượng máy, doanh nghiệp cần nâng cấp hoặc bổ sung máy nén.

Bình tích khí có thay thế máy sấy khí không?

Không. Bình chỉ hỗ trợ ngưng tụ và thu gom một phần nước. Máy sấy khí vẫn cần thiết để kiểm soát độ ẩm và điểm sương của khí nén.

Bao lâu cần xả nước bình tích khí?

Tần suất xả phụ thuộc độ ẩm môi trường, thời gian vận hành và vị trí lắp bình. Hệ thống hoạt động liên tục nên sử dụng van xả nước tự động và kiểm tra định kỳ để tránh nước tích tụ.

Kết luận

Bình tích khí là thiết bị dùng để lưu trữ khí nén, cân bằng lưu lượng và ổn định áp suất trong hệ thống. Một bình chứa được lựa chọn đúng không chỉ giúp đáp ứng tải tiêu thụ đột biến mà còn hỗ trợ máy nén khí vận hành ổn định và bảo vệ các thiết bị phía sau.

Nếu doanh nghiệp đang cần thiết kế mới, mở rộng hoặc tối ưu hệ thống sử dụng máy nén khí King Power, Atlas Copco, Kobelco, Hitachi,… hãy liên hệ Giải Pháp Khí Nén để được khảo sát và tư vấn phương án phù hợp.