Khí nén được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp lắp ráp, chế biến và những lĩnh vực đảm bảo an toàn phòng chống cháy, độc hại… Trên tàu biển khí nén đặc biệt được sử dụng để khởi động các động cơ đốt trong với công suất từ trung bình trở lên, điều khiển các hệ thống trên tàu ngoài ra còn được sử dụng vào nhiều mục đích khác.

Để có nguồn khí nén sử dụng liên tục, trên tàu thường được lắp một hệ thống khí nén bao gồm: Bình chứa (chai gió), máy nén khí, các phụ kiện đi kèm: van an toàn, van chặn, van một chiều…

Trên tàu, bình chứa được thiết kế sao cho sau khi nạp đầy với áp suất tối đa cho phép thì tổng lượng khí nén có thể khởi động được cho máy chính tối thiểu 12 lần mà không cần nạp bổ sung, với động cơ không đảo chiều thì tối thiểu 6 lần. Trên bình chứa thường được lắp các van chặn từ máy nén tới, từ bình chứa đi ra các hệ thống, van xả nước,  van an toàn-áp suất làm việc của van là 110% áp suất thiết kế tối đa của bình chứa.

Hệ thống điều khiển: Hệ thống khí nén điều khiển cần có áp suất trung bình và ổn định (~7 bar). Với hệ thống này, khi khí nén từ bình chưa ra đi qua bộ van giảm áp để gimar xuống áp suất làm việc rồi từ đó chia ra các đường ống để đến các thiết bị.

Máy nén khí-trong phạm vi bài này chỉ xin giới thiệu sơ bộ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy nén khí kiểu piston.

Các máy nén khí trên tàu thường dùng là máy nén khí kiểu piston (một cấp hoặc hai cấp), gồm một hay nhiều piston tùy theo công suất yêu cầu.

Máy nén khí piston đơn giản sẽ gồm

              -Động cơ điện lai, khớp nối, trục khủy

              -Piston, xéc măng làm kín chuyển động trong xylanh

              -Các van nạp, van xả, van một chiều

              -Các thiết bị bảo vệ, tự động, đồng hồ áp lực, van điện từ…

Nguyên lý hoạt động

Với một máy nén thông thường, khi máy hoạt động ở chu trình hút; không khí trong khoang máy sẽ được hút vào trong khoang xylanh-piston của máy qua van nạp. Ở chu trình nén; không khí trong khoang xylanh-piston được nén lại rồi đi qua van xả vào thiết bị trao đổi nhiệt rồi ra khỏi máy đi vào hệ thống van, ống rồi tới bình chứa, quá trình này được lặp đi lặp lại liên tục. Nếu để ở chế độ tự động, máy nén khí sẽ tự động khởi động chạy khi áp suất trong bình chứa xuống thấp hơn giá trị cài đặt và tự ngắt khi áp suất trong bình chứa đạt áp suất cài đặt cho nó.

 Để theo dõi quá trình hoạt động cũng như đảm bảo an toàn, hiệu quả cho máy nén các nhà sản xuất lắp các thiết bị theo dõi và bảo vệ cũng như đưa ra quy trình vận hành chi tiết.

Các trang thiết bị cơ bản như sau

              Van an toàn: Trên các cấp của máy nén  van an toàn thường được đặt ở giá trị 110% giá trị áp lực thiết kế

              Hệ thống làm mát khí sau khi được nén: Khí nén sau khi được nén lên áp suất cao sẽ rất nóng do vậy trước khi ra khỏi máy nén sẽ được làm mát bằng nước hoặc gió-tùy theo công suất máy và thiết kế của nhà sản xuất, nhiều nhà sản xuất lắp thiết bị bảo vệ khi nhiệt độ khí nén ra khỏi máy cao 

              Van một chiều nhằm cho khí nén từ chai gió không thể quay ngược lại máy gây nguy hiểm và tổn thất khí nén.

              Để đảm bảo an toàn cho máy khi khởi động, hoặc dừng máy thì trên máy còn được lắp các van tự động đóng mở điều khiển bằng điện để tránh hiện tượng quá tải về điện và hiện tượng thủy kích gây phá hỏng máy nén

              Ngoài ra, phin lọc khí cũng là một phần rất quan trọng, nó giúp máy nén làm việc hiệu quả và giữ cho máy bền hơn

              Các đồng hồ áp lực/ nhiệt kế để theo áp suất, nhiệt độ của máy khi làm việc căn cứ vào đó ta có thể đánh giá tình trạng của máy.

Dang Tuan 12/06/2021