Van lò hơi là nhóm van và thiết bị lắp trên các đường hơi, nước cấp, xả đáy và nước ngưng của hệ thống lò hơi. Một hệ thống thông thường dùng chín loại: van cầu, van cổng, van bi, van một chiều, van an toàn, van giảm áp, van xả khí, bẫy hơi và van điện từ. Điều kiện quyết định việc chọn chúng là áp suất và nhiệt độ của hơi, chứ không phải tên gọi hay giá.
Bài này nói mỗi loại làm việc gì trên lò hơi, đặt ở đâu và cần lưu ý gì khi dùng với hơi. Hơi dùng vào việc gì trong từng ngành sản xuất được trình bày ở bài 5 ứng dụng của lò hơi trong công nghiệp.
Hơi nước đòi hỏi gì ở van
Nhiệt độ hơi bão hòa tăng theo áp suất: ở 10 bar g hơi đã khoảng 184 °C, cao hơn nhiều so với nước sôi ở áp suất khí quyển. Bảng dưới là nhiệt độ hơi bão hòa gần đúng theo áp suất dư (bar g), lấy từ bảng hơi nước chuẩn.
| Áp suất dư (bar g) | Nhiệt độ hơi bão hòa (°C, gần đúng) |
|---|---|
| 1 | 120 |
| 5 | 159 |
| 7 | 170 |
| 10 | 184 |
| 13 | 195 |
Từ bảng trên suy ra ba điều khi chọn van lò hơi:
- Gioăng và đệm kín phải chịu được nhiệt độ hơi. Van bi gioăng PTFE (Teflon) có giới hạn nhiệt, nên với hơi từ khoảng 10 bar trở lên phải đối chiếu catalog của hãng.
- Vật liệu thân van. Gang xám giòn, chịu sốc nhiệt và búa nước kém. Với hơi áp cao nên ưu tiên thép đúc, thép rèn (xem thép A105) hoặc inox. Chỉ dùng gang khi thông số nằm trong giới hạn nhà sản xuất cho phép.
- Búa nước. Nước ngưng đọng trong ống hơi bị dòng hơi đẩy đi với tốc độ lớn và đập vào van. Vì thế van hơi chính phải mở từ từ, và phải xả hết nước ngưng trước khi cấp hơi.
Cấp áp lực của van và mặt bích cũng phải khớp với áp suất thiết kế của lò, xem PN là gì để đọc cấp áp lực.
Van lò hơi đặt ở đâu
| Vị trí | Van hoặc thiết bị | Việc cần làm |
|---|---|---|
| Cửa ra hơi chính | Van cầu hoặc van cổng thép | Đóng, mở hơi ra mạng hơi |
| Đường nước cấp vào lò | Van chặn và van một chiều | Cấp nước, không cho nước trong lò đẩy ngược về bơm |
| Thân lò, bao hơi | Van an toàn | Xả hơi khi áp vượt mức cài đặt |
| Sau lò, trước thiết bị dùng hơi | Van giảm áp | Giữ áp ổn định, thấp hơn áp lò |
| Đường xả đáy | Van xả đáy | Xả nước chứa cặn và tạp chất hòa tan |
| Cuối đường hơi, sau thiết bị trao đổi nhiệt | Bẫy hơi, van xả khí | Tách nước ngưng và không khí |
| Đường điều khiển tự động | Van điện từ hơi nóng | Đóng mở theo tín hiệu điện |
Áp suất trên đường hơi được theo dõi bằng đồng hồ áp suất. Với hơi, đồng hồ thường lắp kèm cuộn xi-phông để hơi ngưng lại thành nước, không phun thẳng vào cơ cấu đo.
Chín loại van và thiết bị trên lò hơi
Van cầu
Van cầu đóng kín tốt và tiết lưu được, nên là lựa chọn quen thuộc ở cửa ra hơi chính và các nhánh hơi. Nước hoặc hơi đi vào từ phía dưới đĩa van theo chiều mũi tên trên thân. Đổi lại, dòng đi vòng qua đĩa nên tổn thất áp lực lớn hơn van cổng hay van bi. Chọn loại thân thép, trục và đĩa chịu nhiệt cho hơi.
Van cổng
Van cổng còn gọi là van cửa (gate valve). Cánh chắn nâng hẳn ra khỏi dòng nên khi mở hết, hơi đi thẳng gần như không bị cản. Van cổng chỉ nên mở hoàn toàn hoặc đóng hẳn, vì để hé thì dòng hơi làm mòn cánh. Phù hợp với đường ống hơi lớn cần ngắt, thường thân thép đúc, nối bích.
Van bi
Van bi đóng mở nhanh bằng một phần tư vòng tay gạt, kín tốt, hợp với nhánh nhỏ của đường hơi, nước cấp và đường xả. Với hơi nên chọn thân thép hoặc inox và gioăng đúng cấp nhiệt. Van bi đồng và gang giá thấp hơn nhưng chỉ dùng khi catalog nêu rõ cho hơi ở đúng áp suất và nhiệt độ. Đóng quá nhanh trên đường có nước ngưng dễ gây búa nước.
Van một chiều
Van một chiều chỉ cho hơi hoặc nước đi một hướng và tự đóng khi dòng dừng. Trên lò hơi, vị trí quan trọng nhất là đường nước cấp sau bơm: khi bơm dừng, van chặn nước trong lò đẩy ngược về bơm. Van cũng gặp trên đường nước ngưng hồi. Cần lắp đúng chiều mũi tên, và chọn loại thân và lò xo chịu nhiệt khi dùng trên đường hơi.
Van an toàn
Van an toàn là chốt chặn cuối cùng của lò. Khi áp suất đạt mức cài đặt, van tự mở xả bớt hơi, rồi đóng lại khi áp suất đã giảm. Van không xả hết toàn bộ áp lực như hiểu nhầm hay gặp. Khả năng xả của van phải đủ lớn so với công suất sinh hơi tối đa của lò, nếu không áp suất vẫn tăng khi van đang mở.
Van an toàn có thể có tay giật để thử mở định kỳ. Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực, van an toàn phải được kiểm định, hiệu chỉnh và niêm phong; cấm chèn, hãm van. Nguyên lý chi tiết xem ở van an toàn là gì.
Van giảm áp
Van giảm áp hay bị nhầm với van an toàn nhưng làm việc khác hẳn. Nó không xả hơi ra ngoài mà giữ áp suất phía sau van ở mức cài đặt thấp hơn áp lò, nhờ lò xo hoặc màng và vít chỉnh. Cần thiết khi thiết bị dùng hơi chỉ chịu được áp thấp hơn áp sinh ra từ lò. Khi thiết bị phía sau không chịu được áp lò, nhánh áp thấp cần thêm một van an toàn riêng phòng khi van giảm áp hỏng. Phía trước van nên đặt lọc Y để cặn không làm kẹt đế van. Xem van giảm áp là gì và lọc Y.
Van xả khí
Khi lò khởi động hoặc hệ thống nguội đi rồi cấp hơi lại, không khí còn trong ống và thiết bị. Không khí lẫn trong hơi làm giảm truyền nhiệt và gây ăn mòn. Van xả khí (air vent) tự mở để thải khí ra mà vẫn giữ hơi, thân thường bằng đồng hoặc inox, nhỏ gọn nên lắp được ở điểm cao hoặc cuối nhánh hơi.
Bẫy hơi
Bẫy hơi không phải van chặn nhưng đi cùng mọi đường hơi. Nó tách nước ngưng ra khỏi đường hơi và không cho hơi thoát theo. Ba kiểu phổ biến là bẫy hơi phao, bẫy cốc ngưng và bẫy đồng tiền, mỗi kiểu hợp với một lưu lượng nước ngưng và điều kiện lắp khác nhau, kiểu nối ren hoặc bích. Xem thêm các loại bẫy hơi.
Van điện từ hơi nóng
Van điện từ đóng mở bằng cuộn dây điện, hợp cho điều khiển tự động và có giá thấp hơn van bi hay van bướm có bộ truyền động. Với lò hơi phải chọn loại dùng cho hơi nóng, thân và gioăng chịu nhiệt, vì van điện từ dùng cho nước không chịu được nhiệt độ của hơi. Cần chọn đúng trạng thái thường đóng hoặc thường mở theo yêu cầu an toàn khi mất điện. Loại tác động gián tiếp cần chênh áp tối thiểu trước và sau van mới mở được.
Chọn van cho lò hơi: những thông tin cần có
- Áp suất làm việc và áp suất thiết kế của lò, nhiệt độ hơi (bão hòa hay quá nhiệt).
- Lưu chất của đường: hơi, nước cấp, nước ngưng hay nước xả đáy, vì mỗi đường chịu điều kiện khác nhau.
- Kích thước đường ống, kiểu nối ren hay bích và cấp áp lực.
- Vật liệu thân van, trục và gioăng; chứng từ xuất xứ, chất lượng.
- Yêu cầu của đơn vị kiểm định an toàn lò hơi tại cơ sở của bạn.
Không phải lò hơi nào cũng cần đủ cả chín loại trên: lò nhỏ có thể không cần van giảm áp, lò có nhiều hộ dùng hơi lại cần nhiều nhánh giảm áp. Hơi còn dùng ở nhiều ngành, như nấu mẻ trong nhà máy bia. Các bài khác cùng chủ đề nằm trong chuyên mục van theo ngành ứng dụng.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp về van lò hơi
Van lò hơi gồm những loại nào?
Hệ thống lò hơi thường dùng van cầu, van cổng, van bi, van một chiều, van an toàn, van giảm áp, van xả khí, van điện từ hơi nóng và bẫy hơi. Mỗi loại làm một việc riêng và không lò nào bắt buộc phải có đủ cả chín.
Van an toàn khác van giảm áp thế nào?
Van an toàn mở xả hơi ra ngoài khi áp suất vượt mức cài đặt để bảo vệ lò, rồi đóng lại. Van giảm áp không xả ra ngoài mà giữ áp suất phía sau van ổn định ở mức thấp hơn áp lò. Hai van không thay thế được cho nhau.
Van bi có dùng được cho hơi không?
Dùng được nếu chọn đúng. Thân phải bằng thép hoặc inox và gioăng chịu được nhiệt độ hơi. Gioăng PTFE có giới hạn nhiệt, nên với hơi từ khoảng 10 bar cần xem catalog hãng. Đóng van bi quá nhanh trên đường có nước ngưng dễ gây búa nước.
Vì sao van cổng không nên để mở hé trên đường hơi?
Cánh van cổng nằm ngay trong dòng chảy khi mở hé, hơi đi qua khe hẹp với tốc độ cao làm mòn cánh và đế. Van cổng dùng để đóng hẳn hoặc mở hết. Muốn điều chỉnh lưu lượng thì dùng van cầu.
Bẫy hơi có phải là van không?
Bẫy hơi là thiết bị tự động tách nước ngưng khỏi đường hơi, trong đó có cơ cấu đóng mở nhỏ nhưng nó không phải van chặn để người vận hành thao tác. Đây là thiết bị đi cùng mọi đường hơi để tránh đọng nước và rò hơi.
