Cảm biến áp suất: Nâng cao hiệu suất và độ an toàn

Khi các ngành công nghiệp như tự động hóa tòa nhà và xử lý nước trở nên tiết kiệm năng lượng hơn, thu gom bụi cũng đang tăng hiệu quả năng lượng bằng cách sử dụng cảm biến áp suất và biến tần. Nhu cầu về cảm biến áp suất cũng đang tăng lên do có thêm các quy định nghiêm ngặt trong môi trường độc hại, nơi phải sử dụng điều khiển từ xa và khoang chứa đặc biệt.

Với các hệ thống thu gom bụi điển hình, một cảm biến áp suất (như là Series A3000 hay Series DHII) có thể đo chênh áp qua túi lọc. Cảm biến khi đó gửi về một tín hiệu cho mạch điện timer (như là Series DCT500A hay DCT1000) để báo lọc bị dơ cần vệ sinh. Áp suất trong hệ thống được tạo ra bởi một quạt thổi, thường được đặt gần cụm lọc trên đỉnh phễu thu gom. Hệ thống cũng có thể sử dụng một cảm biến mức (như là Series PLS và Series CLS2) báo phễu bị đầy và có thể mở van xả phễu. Vậy, bằng cách nào mà cảm biến áp suất có thể làm giảm năng lượng tiêu thụ? Và làm thế nào bạn có thể ngăn một vụ nổ xảy ra trong môi trường độc hại mà không cần tốn thêm chi phí cho các khoang chứa đặc biệt?

Quạt và máy nén sử dụng phần lớn năng lượng

Hai nguồn tiêu thụ năng lượng chính là quạt thổi và áp suất khí nén từ máy nén khí. Không có thiết bị nào có thể được loại ra khỏi hệ thống hoàn toàn mà không phát sinh chi phí đáng kể (i.e. một hệ thống túi lọc mới). Hệ thống khí nén đã trở nên thông minh hơn nhờ việc sử dụng cảm biến áp suất (như là Series 626/628) để điều khiển biến tầng trên máy nén. Thiết bị này thường được cung cấp bởi một nhà sản xuất máy nén hay chủ tòa nhà (bộ thu gom bụi OEMs, tuy nhiên, có thể tập trung tiết kiệm năng lượng thông qua việc vận hành quạt thổi, từ việc cải tạo hay là lắp đặt mới đều được).

Trong một vài trường hợp, hệ thống thu gom bụi sẽ có một chụp ống gió tại vài điểm làm việc. Trong các quá trình công nghiệp gia công, hàn, mài và làm mộc, bụi sinh ra rất độc hại cho công nhân: kim loại, oxide từ, nhôm oxide và bụi gỗ. Trong các cửa hàng lớn, bụi có thể hình thành trên các băng ghế. Một ống chụp thu gom tại trung tâm hệ thống sẽ mang lại hiệu quả và cần thiết cho sức khỏe của công nhân. Các công nhân tại nơi làm việc có thể mở một damper để cho phép thu gom bụi. Khi công nhân không có mặt, damper ở trạng thái đóng để ngăn lực hút ở các chỗ làm khác bị giảm. Nếu không, CFM và áp suất trong ống gió sẽ thay đổi liên tục do lưu lượng gió thay đổi trong hệ thống. Quạt thổi thường sẽ chạy ở tốc độ lớn nhất. Khi hệ thống ống gió có phần lớn damper đang đóng, quạt thổi sẽ phải chạy mạnh hơn để thắng được trở lực lớn hơn, gây ra nhiều tải năng lượng hơn. Làm sao để quạt thổi có thể chạy tiết kiệm năng lượng hơn?

Giám sát áp suất tĩnh đường ống gió mang lại giải pháp hiệu quả nhất

VFDs đang được lắp đặt thêm cho các quạt thổi trên hệ thống mới, đặc biệt là các hệ thống chạy vài giờ một ngày. Xác định từng damper đang đóng hay mở dựa trên công tắc vị trí sẽ khiến hệ thống trở nên phức tạp. Do đó giải pháp hiệu quả nhất là theo dõi giá trị áp suất tĩnh trên đường ống gió. Series MS và MS2 Magnesense® differential pressure transmitters và deries 616W differential pressure transmitter là các cảm biến áp suất rất phổ biến trong giải pháp này. Tất cả các cảm biến đều có dãy đo thông dụng, như là 10″, 15″, 20″ và 25″ w.c. (2500, 3700, 5000 và 6200 Pa), và có vỏ tiêu chuẩn theo NEMA 4X. Dĩ nhiên, ống gió cần phải có một cảm biến áp suất. Phụ kiện A-491 cảm biến áp suất tĩnh của Dwyer hoạt động tốt trong môi trường nhiều bụi. Sản phẩm này cho phép ta lắp đặt đầu lấy gió trong cả dự án mới và dự án cải tạo.

Cảm biến sẽ gửi tín hiệu analog tới biến tần để điều chỉnh quạt thổi sao cho đạt giá trị áp suất tĩnh trong hệ thống ống gió. Khi có thêm nhiều damper đóng, giá trị áp suất tĩnh tăng lên. Vì vậy, quạt thổi sẽ giảm tốc độ (rpm) để duy trì áp suất tối ưu trong hệ thống. Việc này sẽ làm giảm đáng kể lượng năng lượng tiêu thụ, dễ nhận thấy nhất ở các hệ thống chỉ chạy vài giờ trong ngày.

Tăng độ an toàn trong các môi trường độc hại

Một ứng dụng phổ biến khác là cảm biến áp suất chống nổ dùng để theo dõi chênh áp qua các túi lọc trong các môi trường độc hại (i.e. bụi than, bụi lúa mì và các quá trình có sinh ra khí methane).

Cảm biến này gửi một tín hiệu đến một bộ PLC để điều khiển van xung. Các quy định trở nên nghiêm ngặt hơn so với thông thường khi nó liên quan đến việc sử dụng các thiết bị an toàn hay chống cháy nổ trong các ứng dụng này. Series 3100D differential pressure transmitter của Dwyer là thiết bị lý tưởng cho những ứng dụng dạng này. Cảm biến này đạt tiêu chuẩn chống cháy nổ Class 1, Div. 1 và mang lại giải pháp hiệu quả hơn so với các sản phẩm cùng loại. Series 3100D có thể xuất tín hiệu analog cho một bộ PLC cũng như một thiết bị hiển thị từ xa khác. Điều này giúp cho việc đọc giá trị chênh áp dễ dàng hơn ở các vị trí trên bộ thu gom bụi mà ta có thể tới thay vì là trên đỉnh của hệ thống. Sau đó, tín hiệu có thể được gửi ra bên ngoài khỏi các vị trí độc hại đến một bảng điều khiển PLC. Nếu bộ thu gom là nơi không độc hại, có thể dùng một cảm biến áp suất như là series 616W, MS, hay MS2 như đã nói ở trên khi cần đo giá trị áp suất tĩnh.

Vấn đề tăng giá năng lượng và các quy định cơ quan nghiêm ngặt hơn đang làm tăng việc sử dụng cảm biến áp suất. Cả hai yêu cầu các giải pháp có độ chính xác cao với chi phí thấp.