Máy thổi khí: thiết bị “ngốn điện” nhất trạm xử lý nước thải

Trong trạm xử lý nước thải, máy thổi khí cấp oxy cho bể hiếu khí phải chạy liên tục 24/7. Vì vậy nó thường chiếm khoảng 50–60% tổng điện năng của cả trạm. Chỉ cần giảm vài phần trăm công suất trên mỗi máy, số tiền tiết kiệm sau một năm đã rất đáng kể.

Tại công trình này, dãy máy thổi khí Roots truyền động bằng dây đai đang dùng động cơ cảm ứng 55kW, 4 cực, hiệu suất IE1. Động cơ được điều khiển bằng biến tần và chạy ổn định ở 40Hz. Khi giảm tần số và chạy non tải như vậy, động cơ IE1 có hiệu suất và hệ số công suất thấp, nên tiêu hao nhiều điện năng không cần thiết.

Giải pháp: động cơ nam châm vĩnh cữu (PM) 55kW

Song Nguyên thay động cơ cũ bằng động cơ nam châm vĩnh cửu (PM) 55kW – 1500 vòng/phút. Toàn bộ máy thổi khí, bộ truyền đai và biến tần hiện hữu được giữ nguyên.

Quy trình thực hiện:

1. Khảo sát và đo hiện trạng: ghi nhận công suất tiêu thụ, dòng điện và tần số vận hành của động cơ IE1 cũ.
2. Đối chiếu kích thước lắp đặt: chân đế, chiều cao tâm trục, đường kính trục và puly, sao cho lắp vừa đế trượt hiện có.
3. Lắp đặt cơ khí: thay động cơ, lắp lại puly, căn thẳng hàng puly và căng lại dây đai.
4. Đấu nối và cài đặt biến tần: chuyển sang chế độ điều khiển động cơ PM, nhập thông số trên nhãn động cơ và chạy dò thông số (auto-tuning).
5. Chạy thử và đo đối chứng: cho máy chạy đúng điểm làm việc cũ (40Hz), kiểm tra độ rung, nhiệt độ và đo công suất tiêu thụ tức thời.

Kết quả: giảm 10% công suất tiêu thụ

Ở cùng điều kiện vận hành 40Hz, công suất tiêu thụ tức thời giảm khoảng 10% so với động cơ IE1 cũ. Số liệu này được đo trực tiếp tại công trình. Máy chạy êm, động cơ mát, và lưu lượng khí cấp cho bể vẫn được duy trì như trước

Ước tính hiệu quả kinh tế (ví dụ minh họa): giả sử động cơ cũ tiêu thụ 35kW. Mức giảm 10% tương đương 3,5kW. Chạy 24 giờ/ngày, 365 ngày/năm sẽ tiết kiệm khoảng 30.000 kWh/năm. Với giá điện bình quân 2.000 đ/kWh, con số này là khoảng 60 triệu đồng/năm cho mỗi máy thổi khí. Một trạm có 4 máy thổi khí sẽ tiết kiệm được gấp nhiều lần.

Vì sao động cơ PM tiết kiệm điện hơn động cơ IE1?

• Không có tổn hao rotor: từ trường rotor do nam châm vĩnh cửu tạo ra, không cần dòng điện cảm ứng như động cơ không đồng bộ.
• Hiệu suất cao ở dải tốc độ rộng: hiệu suất vẫn cao khi giảm tần số và chạy non tải như ở 40Hz.
• Hệ số công suất cao: dòng điện thấp hơn, giảm tổn hao trên cáp và biến tần.
• Chạy mát hơn: giúp kéo dài tuổi thọ ổ bi và lớp cách điện.
• Lắp thay thế dễ: kích thước tương đương động cơ tiêu chuẩn, tận dụng được đế, puly và biến tần sẵn có.

Ứng dụng phù hợp

Giải pháp hiệu quả nhất với tải chạy liên tục, nhiều giờ trong năm, chẳng hạn máy thổi khí trạm xử lý nước thải và ao nuôi thủy sản, bơm cấp nước, quạt hút, quạt tháp giải nhiệt, máy nén khí. Thời gian hoàn vốn phụ thuộc vào số giờ chạy, mức tải và giá điện. Vì vậy Song Nguyên luôn khảo sát và đo đạc trước khi đề xuất.

Song Nguyên cung cấp dịch vụ trọn gói: khảo sát và đo đạc năng lượng, cung cấp động cơ PM và biến tần, lắp đặt, cài đặt, chạy thử và đo đối chứng sau khi thay thế.