Quạt chạy nhiều chưa chắc nhà máy đã thoáng
Ở các nhà máy chế biến, sấy, xay xát hay đóng gói nông sản, nhiệt, hơi ẩm và bụi có thể phát sinh đồng thời. Cách xử lý phổ biến là bổ sung thêm quạt khi cảm thấy nhà xưởng nóng hoặc bí.
Nhưng một hệ thống thông gió công nghiệp không đơn giản là bài toán “càng nhiều quạt càng tốt”.
Điều quan trọng là không khí phải được đưa đến đúng nơi và thoát ra đúng hướng.
Một chiếc quạt có công suất động cơ lớn nhưng đặt sai vị trí hoặc làm việc trong hệ thống có tổn thất áp suất cao vẫn có thể không tạo ra hiệu quả như kỳ vọng. Ngược lại, một hệ thống được tính toán phù hợp có thể đạt yêu cầu với số lượng thiết bị hợp lý hơn.
Các thông số quan trọng không chỉ là công suất động cơ mà còn gồm lưu lượng, áp suất, hiệu suất quạt, đặc tính đường ống và chế độ vận hành.
Ví dụ, dòng quạt thông gió công nghiệp vuông AFA1/AFC1 do Công ty Cổ phần Cơ điện TOMECO (TOMECO) công bố có dải lưu lượng từ 2.000–28.000 m³/h, công suất 0,25–1,1 kW và áp suất tĩnh 20–100 Pa, tùy cấu hình. Những con số này cho thấy ngay trong nhóm quạt thông gió nhà xưởng, thiết bị cũng được lựa chọn theo nhiều mức lưu lượng và áp suất khác nhau, chứ không đơn thuần dựa vào công suất điện.
Ở quy mô lớn hơn, TOMECO công bố nhiều dòng quạt công nghiệp phục vụ thông gió, hút khí, cấp khí và các ứng dụng xử lý khí khác. Doanh nghiệp cho biết hoạt động trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo quạt công nghiệp từ năm 1993.
Vì vậy, nếu nhà máy đang nóng, câu hỏi đầu tiên không nhất thiết phải là “mua thêm quạt nào?” Câu hỏi đúng hơn là: “Nhà máy đang thiếu lưu lượng, thiếu trao đổi khí hay đang có vấn đề về đường đi của luồng khí?” Đây là khác biệt giữa việc mua thêm thiết bị và tối ưu một hệ thống.
Luồng gió sai có thể kéo theo cả nhiệt, ẩm và bụi
Trong ngành nông sản, luồng khí còn liên quan đến nhiều công đoạn đặc thù.
Tại khu vực sấy, khí phải được đưa qua sản phẩm theo điều kiện phù hợp để hỗ trợ quá trình tách ẩm. Tại khu vực chế biến, hệ thống có thể phải đưa nhiệt ra ngoài. Ở những điểm phát sinh bụi, yêu cầu lại là thu gom chất ô nhiễm ngay tại nguồn.
Ba bài toán này có thể cần những cách thiết kế khác nhau.
Đặc biệt, quạt thông gió không đồng nghĩa với hệ thống hút bụi.
Nếu khu vực đang phát sinh bụi được xử lý đơn giản bằng quạt thổi, dòng khí có thể khiến bụi phát tán rộng hơn. Với hệ thống hút bụi, điểm phát sinh cần được xác định để bố trí chụp hút, đường ống, quạt và thiết bị lọc phù hợp.
Tương tự, một chiếc quạt làm không khí chuyển động trong nhà xưởng chưa chắc đã loại bỏ được hơi ẩm. Muốn giảm độ ẩm, cần có sự trao đổi khí thực sự hoặc giải pháp xử lý ẩm phù hợp với điều kiện công nghệ.
Đó là lý do thiết kế thông gió cần nhìn cả đường đi của không khí, thay vì chỉ nhìn vào chiếc quạt.
Cũng là Công ty Cổ phần Cơ điện TOMECO, doanh nghiệp công bố hoạt động trong lĩnh vực thiết kế, chế tạo quạt công nghiệp và các giải pháp liên quan.
TOMECO hiện giới thiệu các dòng quạt phục vụ thông gió nhà xưởng, hút khí, cấp khí và các ứng dụng công nghiệp khác. Doanh nghiệp cũng công bố riêng các dòng quạt sấy nông sản, ứng dụng cho hệ thống sấy vỉ ngang đảo chiều, sấy dạng tháp trụ, tháp vuông, sấy hầm và sấy thùng quay.
Ở một dòng quạt sấy công nghiệp AFC, doanh nghiệp công bố dải lưu lượng 7.000–72.000 m³/h, công suất 1,1–11 kW, phục vụ các hệ thống sấy và tuần hoàn khí nóng cho ngô, khoai, sắn cùng một số loại nông sản, thực phẩm khác.
Đây là thông số của dòng sản phẩm do doanh nghiệp công bố, không phải mức công suất áp dụng chung cho mọi nhà máy.
Sự khác biệt giữa các dòng thiết bị cho thấy cùng gọi là “quạt công nghiệp”, nhưng quạt thông gió nhà xưởng và quạt phục vụ hệ thống sấy có thể có yêu cầu kỹ thuật rất khác nhau.
Không thể chọn quạt chỉ bằng cách nhìn vào công suất động cơ.
Muốn giảm tiền điện, phải đo cả hệ thống
Với nhà máy hoạt động nhiều giờ mỗi ngày, quạt trở thành một nhóm thiết bị tiêu thụ điện cần được tính toán như những thiết bị sản xuất khác.
Một chiếc quạt có công suất 30 kW nếu vận hành 20 giờ/ngày sẽ tiêu thụ khoảng 600 kWh/ngày trong trường hợp giả định thiết bị hoạt động liên tục ở mức công suất đó.
Nếu có 5 quạt cùng công suất, con số lý thuyết sẽ lên tới 3.000 kWh/ngày.
Đây chỉ là phép tính theo công suất định mức; điện năng thực tế còn phụ thuộc tải, hiệu suất động cơ, chế độ điều khiển và thời gian vận hành.
Nhưng phép tính đơn giản này cho thấy tại các nhà máy vận hành liên tục, hệ thống quạt có thể trở thành một khoản chi phí đáng kể.
Tuy nhiên, giải pháp không phải cứ thay bằng động cơ nhỏ hơn là tiết kiệm.
Nếu lưu lượng không đủ, nhà máy có thể phải tăng thời gian vận hành hoặc bổ sung thiết bị khác. Khi đó, khoản tiết kiệm ở một chiếc quạt có thể chuyển thành chi phí ở khâu khác.
Cách tiếp cận hợp lý hơn là đo trước, tối ưu sau.
Doanh nghiệp có thể bắt đầu bằng việc kiểm tra: Lưu lượng thực tế của từng quạt; Áp suất trước và sau quạt; Điện năng tiêu thụ; Nhiệt độ và độ ẩm tại các khu vực sản xuất; Các điểm nóng, điểm bí hoặc nơi bụi tích tụ; Tình trạng cánh quạt, động cơ, dây đai và vòng bi; Tổn thất tại đường ống, cửa gió và các vị trí kết nối.
Từ dữ liệu đó mới xác định được vấn đề nằm ở quạt, đường ống, vị trí hút - xả hay phương án điều khiển.
Ở những hệ thống có tải thay đổi, điều khiển tốc độ cũng là một hướng có thể xem xét. TOMECO công bố một số dòng quạt sấy có thể sử dụng động cơ một tốc độ, hai tốc độ hoặc điều khiển vô cấp bằng biến tần, tùy cấu hình, nhằm điều chỉnh hoạt động của quạt theo yêu cầu hệ thống.
Tuy nhiên, biến tần cũng không phải giải pháp cho mọi trường hợp. Nếu hệ thống ban đầu chọn sai quạt hoặc đường ống có tổn thất quá lớn, chỉ bổ sung bộ điều khiển tốc độ chưa chắc giải quyết được vấn đề.
Với nhà máy nông sản, hiệu quả thông gió nên được đánh giá đồng thời qua điện năng, nhiệt độ, độ ẩm, bụi, điều kiện làm việc và sự ổn định của dây chuyền.
Đó cũng là lý do bài toán thông gió nên được tính ngay từ khi thiết kế hoặc cải tạo nhà xưởng, thay vì chỉ xử lý khi công nhân bắt đầu cảm thấy nóng hoặc khi hóa đơn điện tăng cao.
Một nhà máy không nhất thiết phải có thật nhiều quạt.
Điều quan trọng là từng chiếc quạt phải tạo ra đúng lượng gió, đúng áp suất và đúng hướng mà hệ thống cần.
Bởi nếu quạt cứ chạy, điện cứ tăng nhưng nhà máy vẫn còn điểm nóng, điểm ẩm và điểm bí, vấn đề có thể không nằm ở việc thiếu quạt.
Mà nằm ở chỗ nhà máy đang có một hệ thống thông gió chưa được tính đúng.