Bảo trì bẫy hơi: lịch định kỳ, thay ruột và khi nào thay cả bẫy

Bảo trì bẫy hơi gồm bốn việc nối tiếp nhau: khảo sát để biết bẫy nào đang hỏng, vệ sinh lọc Y phía trước, thay bộ ruột (repair kit) của bẫy bị mòn và thay cả bẫy khi sửa không còn kinh tế. Làm đúng thứ tự này, bẫy xả đủ nước ngưng mà không thổi hơi sống, thiết bị dùng hơi giữ được nhiệt độ yêu cầu và nhà máy không mất hơi vô ích.

Bài này đi theo đúng trình tự của một ca bảo trì bẫy hơi ngoài hiện trường: lịch theo áp suất, chuẩn bị an toàn, vệ sinh lọc, thay ruột theo từng kiểu, chạy thử và tiêu chí thay cả bẫy. Nếu bạn chưa nắm cấu tạo từng kiểu, hãy xem trước bài tổng quan về các loại bẫy hơi; nếu đã biết bẫy hỏng ở triệu chứng nào, phần nguyên nhân nằm trong bài lỗi thường gặp của bẫy hơi.

Vì sao phải bảo trì bẫy hơi theo lịch

Thân bẫy thường bền hơn phần ruột. Nước ngưng cuốn theo cặn, hơi chảy qua khe hẹp với tốc độ cao và cơ cấu đóng mở hàng nghìn lần mỗi ngày, nên đĩa, đế van, phao, gầu và gioăng là nơi mòn trước. Khi khe hở giữa đĩa và đế tăng lên, hơi sống lọt qua. Khi cặn kẹt vào lỗ xả, nước ngưng bị giữ lại. Cả hai đều không báo trước, vì bẫy vẫn nằm im trên đường ống như lúc còn tốt.

Số liệu tham khảo của US DOE cho thấy hệ thống hơi không bảo trì bẫy hơi trong 3–5 năm có thể có 15–30 % bẫy hỏng. Hãy thử quy ra tiền cho một bẫy rò. Lỗ rò tương đương Ø3 mm ở 7 barg thoát khoảng 15–20 kg/h (tham khảo). Lấy 15 kg/h chạy 8.000 giờ/năm là 120 tấn hơi/năm. Với giả định đơn giá 600.000 đ/tấn hơi, chỉ để minh họa, con số này bằng 72 triệu đồng/năm cho một bẫy.

Bẫy kẹt đóng không làm mất hơi nhưng gây hại theo cách khác: nước ngưng ngập trong thiết bị làm giảm diện tích truyền nhiệt, gây búa nước và tăng ăn mòn. Vì vậy mục tiêu của bảo trì bẫy hơi là giữ cả hai đầu: không rò hơi và không giữ nước. Cách ước tính chi phí cho từng kịch bản nằm trong bài tổn thất năng lượng qua bẫy hơi; ở đây ta tập trung vào việc làm.

Lịch bảo trì bẫy hơi theo áp suất và loại bẫy

Lịch bảo trì bẫy hơi không có một con số chung cho mọi nhà máy. Bẫy ở áp suất cao, tải nặng và nước ngưng bẩn mòn nhanh hơn bẫy ở đường sưởi áp thấp. Cách làm thực tế là chia hai tầng: khảo sát (kiểm tra xem bẫy còn tốt không) theo tần suất dưới đây, và bảo trì bẫy hơi chủ động (vệ sinh, thay ruột) theo khuyến cáo của hãng cho từng kiểu bẫy.

Bảng trên là tần suất khảo sát, tức là đi kiểm tra từng bẫy bằng mắt, nhiệt độ, âm thanh hoặc siêu âm. Cách thực hiện và giới hạn của từng phương pháp có trong bài kiểm tra bẫy hơi bằng 4 phương pháp. Một điểm cần nhớ: đo nhiệt độ không phân biệt được bẫy rò hơi với bẫy xả bình thường vì cả hai đều nóng gần nhiệt độ bão hòa ở đầu vào, nên kết quả đo nhiệt độ chủ yếu dùng để phát hiện bẫy kẹt đóng (nguội bất thường).

Bảng dưới đây gợi ý khung việc bảo trì bẫy hơi theo chu kỳ. Hãy dùng làm điểm xuất phát, sau đó điều chỉnh theo lịch sử hỏng thực tế của từng nhóm bẫy trong nhà máy.

Chuẩn bị an toàn trước khi bảo trì bẫy hơi

Phần lớn tai nạn khi bảo trì bẫy hơi xảy ra vì mở bẫy khi còn áp hoặc còn nóng. Hơi 7 barg có nhiệt độ 170 °C; nước ngưng ở áp suất đó, khi xả ra khí quyển, hóa hơi flash khoảng 13,4 % khối lượng. Vì vậy dù chỉ là một bẫy DN15, hãy coi việc mở bẫy như mở một thiết bị áp lực và làm theo trình tự sau.

1. Xác định đúng bẫy cần bảo trì bằng mã trên sổ theo dõi hoặc thẻ gắn tại bẫy; tránh nhầm sang bẫy bên cạnh vì nhiều bẫy cùng kiểu đặt sát nhau.
2. Đóng van chặn phía trước bẫy, sau đó đóng van chặn phía sau. Cần đóng cả van sau vì đường hồi nước ngưng thường còn áp (do nâng cao hoặc đường hồi chung) và có thể đẩy nước nóng hoặc hơi flash ngược về phía người làm.
3. Khóa van và gắn thẻ cảnh báo (khóa thẻ) để người khác không mở lại khi bạn đang tháo bẫy.
4. Xả áp phần ống giữa hai van qua van xả hoặc van thử của cụm bẫy, mở từ từ và đứng lệch khỏi hướng xả. Đợi đến khi đồng hồ (nếu có) về 0 barg và không còn hơi thoát ra.
5. Để nguội. Thân gang hoặc thép ở 170 °C gây bỏng nặng ngay khi chạm; chờ thân về nhiệt độ có thể chạm tay, đeo găng chịu nhiệt và kính che mặt khi tháo.
6. Chuẩn bị sẵn gioăng mới, bộ ruột đúng mã, dầu chống kẹt ren chịu nhiệt và dụng cụ đúng cỡ trước khi mở bẫy, để thời gian cô lập không bị kéo dài.

Nếu cụm bẫy chưa có van chặn hai đầu, bạn buộc phải cô lập cả nhánh, thậm chí dừng thiết bị, mới làm được việc. Đó là lý do cụm bẫy tiêu chuẩn nên có sẵn van chặn, lọc Y, van thử và van một chiều; chức năng và vị trí từng van được trình bày trong bài van tích hợp cùng bẫy hơi.

Vệ sinh lọc Y trước bẫy

Lọc Y là hạng mục rẻ nhất và hiệu quả nhất trong bảo trì bẫy hơi. Hạt cặn, vảy gỉ, mạt hàn trôi theo nước ngưng sẽ kẹt giữa đĩa và đế van, làm bẫy không đóng kín (rò hơi), hoặc bít lỗ xả nhỏ (ngập nước ngưng). Một hạt cặn vài phần mười milimét cũng đủ làm mòn mặt tiếp xúc vì dòng hơi qua khe hở có tốc độ rất cao.

Lưới lọc trước bẫy thường có cỡ khoảng 0,8 mm (tham khảo). Lưới quá thưa không giữ được cặn, lưới quá mịn bít nhanh và làm sụt áp trước bẫy. Khi vệ sinh, làm theo các bước sau.

• Xả đáy: mở van xả ở nắp lọc để đẩy cặn ra ngoài. Việc này làm được khi đang vận hành, mở từ từ và đứng tránh hướng xả; nếu cụm chưa có van xả đáy thì phải cô lập mới tháo nắp được.
• Tháo rọ lọc khi đã cô lập và xả áp: kiểm tra lưới có bị rách, thủng hoặc móp không. Lưới thủng nghĩa là cặn đã lọt vào bẫy, cần mở bẫy kiểm tra luôn.
• Rửa rọ lọc bằng nước sạch hoặc bàn chải mềm; không dùng que nhọn chọc lưới vì làm rộng mắt lưới.
• Thay gioăng nắp lọc nếu đã ép lõm, rồi lắp lại nhánh lọc nằm ngang (nằm ở bên hông) trên đường hơi để rọ lọc không đọng nước ngưng.

Sau khi lắp mới đường ống hoặc sau lần sửa chữa lớn, tần suất vệ sinh lọc nên dày hơn bình thường trong vài tuần đầu, vì vảy hàn và gỉ trong ống bong ra nhiều nhất giai đoạn này. Nếu lọc nào cũng bít nhanh, nguyên nhân thường nằm ở đường ống (gỉ, cặn lò hơi mang sang) chứ không phải ở lọc. Khi cần thay hoặc bổ sung lọc, xem thêm danh mục lọc Y các loại.

Thay bộ ruột (repair kit) khi bảo trì bẫy hơi

Thay bộ ruột là đổi các chi tiết bên trong mà không cắt bẫy khỏi đường ống. Nhờ vậy việc bảo trì bẫy hơi nhanh hơn và rẻ hơn thay mới, miễn là thân bẫy còn tốt và bẫy còn đúng ứng dụng. Chi tiết nào mòn tùy kiểu bẫy, vì mỗi kiểu có cơ cấu xả khác nhau.

Bẫy phao – nhiệt tĩnh (F&T)

Bẫy phao xả liên tục theo tải nhờ phao nâng van. Chi tiết dễ hỏng nhất là quả phao: vỏ phao mỏng nên dễ móp hoặc nứt mối hàn khi có búa nước, phao thủng ngập nước thì chìm, kéo van đóng lại nên bẫy kẹt đóng và ngập nước ngưng. Cụm van và đế cũng mòn dần, và phần tử nhiệt tĩnh xả khí có thể hỏng nếu bị sốc nhiệt hoặc búa nước. Khi bảo trì bẫy hơi kiểu này, thường thay nguyên cụm phao – van – đế cùng gioăng, thay phần tử nhiệt tĩnh nếu nghi hỏng. Nếu phao liên tục móp, hãy tìm nguồn búa nước thay vì chỉ thay phao.

Bẫy gầu đảo

Bẫy gầu đảo đóng khi hơi vào làm gầu úp nổi lên, và mở khi hơi trong gầu thoát dần qua lỗ thông, nước ngưng thế chỗ làm gầu chìm xuống. Chi tiết mòn là van, đế và điểm tựa của cần gầu. Hỏng thường gặp là mất lớp nước làm kín (prime): khi nước làm kín bay hơi, bẫy thổi hơi liên tục. Nguyên nhân hay gặp là hơi quá nhiệt hoặc áp suất giảm đột ngột. Cách xử lý là châm lại nước làm kín rồi mở van đầu vào từ từ, cùng với lắp van một chiều ở đầu vào nếu áp suất đường hơi hay sụt.

Gầu đảo chịu búa nước tốt nên ruột bền, nhưng lỗ thông khí nhỏ ở đỉnh gầu dễ bị bít cặn.

Bẫy đồng tiền (nhiệt động)

Bẫy đồng tiền chỉ có một chi tiết chuyển động chính là đĩa. Đĩa đóng mở dứt khoát hàng nghìn lần mỗi ngày nên mặt đĩa và mặt đế mòn thành vết lõm, hơi lọt qua và bẫy xả sai chu kỳ. Hai cách thường làm là thay đĩa, hoặc thay cả đĩa lẫn đế.

Mài lại mặt tiếp xúc chỉ nên làm khi vết mòn nhẹ và hãng cho phép, vì mỗi lần mài, đĩa mỏng đi làm thay đổi hành trình của đĩa và thể tích buồng điều khiển, bẫy dễ đóng mở sai chu kỳ. Khi vết mòn sâu, hãy thay mới. Đĩa bẫy đồng tiền thường là thép không gỉ tôi cứng để chịu mài mòn do dòng tốc độ cao, vì vậy không nên thay bằng chi tiết không rõ vật liệu.

Bẫy nhiệt tĩnh, lưỡng kim, viên nang và ống xếp

Nhóm này mở theo nhiệt độ, nên chi tiết quyết định là phần tử cảm nhiệt (đĩa lưỡng kim, ống xếp, viên nang). Phần tử đã được nhà sản xuất hiệu chỉnh cho đúng điểm đóng mở, nên đừng tự chỉnh hay mua thay bằng chi tiết không đồng bộ. Viên nang và ống xếp mệt mỏi theo thời gian và dễ hỏng nếu bị búa nước, nên thường thay nguyên cụm. Bộ đĩa lưỡng kim bị biến dạng do quá nhiệt cũng nên thay cả bộ. Đổi lại, nhóm này chịu đóng băng tốt, và việc mở ra bảo trì khá đơn giản.

Bảng sau gom lại chi tiết cần thay và dấu hiệu cho từng kiểu để bạn chuẩn bị đúng bộ ruột trước khi cô lập.

Gioăng, lực siết và lỗi hay gặp khi bảo trì bẫy hơi

Thay ruột xong mà bẫy rò mối nối là lỗi hay gặp hơn người ta nghĩ. Hãy thay gioăng mới ở mọi mặt ghép đã mở, vì gioăng đã ép lõm sẽ không kín lại. Siết bu lông nắp bẫy theo thứ tự chéo, nhiều lượt và đều tay, đến lực siết hãng quy định. Siết lệch làm hở một phía gioăng và có thể làm cong nắp. Bôi dầu chống kẹt ren chịu nhiệt lên ren bu lông, vì ren không bôi sẽ kẹt sau vài chu kỳ nhiệt và làm lần mở sau mất rất nhiều thời gian.

Khi lắp lại, kiểm tra đúng chiều mũi tên trên thân và đúng tư thế của kiểu bẫy. Bẫy phao bắt buộc nằm ngang đúng chiều thiết kế; bẫy gầu đảo thẳng đứng, vào dưới ra trên; bẫy đồng tiền ưu tiên nằm ngang, nắp lên trên. Lắp sai tư thế khiến bẫy hỏng ngay sau khi bảo trì bẫy hơi dù ruột mới.

Dụng cụ và vật tư cho một ca bảo trì bẫy hơi

Chuẩn bị đủ vật tư trước khi cô lập giúp ca bảo trì bẫy hơi ngắn lại, và nhờ vậy giảm thời gian thiết bị phải dừng hoặc chạy không có bẫy. Danh sách tối thiểu cho một bẫy gồm:

• Bộ ruột đúng mã bẫy (hoặc đĩa, đế, phao, phần tử cảm nhiệt riêng) và gioăng mới cho nắp bẫy, nắp lọc, mặt bích.
• Cờ lê, tay siết lực hoặc cờ lê lực phù hợp, bàn chải mềm, dầu chống kẹt ren chịu nhiệt.
• Găng chịu nhiệt, kính che mặt, thẻ và khóa cô lập, đèn pin khi bẫy nằm ở chỗ tối.
• Thiết bị siêu âm hoặc nhiệt kế hồng ngoại để kiểm tra lại sau bảo trì bẫy hơi; sổ hoặc bảng tính để ghi kết quả.

Sai lầm thường gặp khi bảo trì bẫy hơi

• Chỉ thay ruột mà không tìm nguyên nhân: bảo trì bẫy hơi kiểu này chỉ chữa triệu chứng, bẫy sẽ hỏng lại nếu búa nước, cặn hoặc áp suất ngược vẫn còn.
• Bỏ qua lọc Y: nhiều lần bảo trì bẫy hơi chỉ thay bẫy mà quên rọ lọc đã thủng, nên cặn lại làm hỏng bẫy mới.
• Mở bẫy khi chưa xả áp hoặc chưa đóng van sau bẫy, gây bỏng do hơi hoặc nước ngưng nóng chảy ngược.
• Dùng lại gioăng cũ hoặc siết bu lông không đều, khiến bẫy rò ngay sau khi bảo trì bẫy hơi.
• Không ghi lại: không có sổ thì mỗi đợt bảo trì bẫy hơi phải làm lại từ đầu và không thấy được nhóm bẫy hỏng lặp lại.

Chạy thử và nghiệm thu sau bảo trì bẫy hơi

Một ca bảo trì bẫy hơi chưa xong khi bẫy chưa được chạy thử dưới tải. Quy trình đưa bẫy vào làm việc phải chậm, vì hơi gặp nước ngưng nguội đọng trong ống sẽ ngưng tụ đột ngột, tạo vùng áp thấp hút nước va mạnh vào thành ống, tức búa nước.

1. Kiểm tra lần cuối: đúng chiều mũi tên, lọc đã lắp, van xả đáy đóng, mọi bu lông đã siết.
2. Mở van chặn phía sau bẫy hoàn toàn trước, để nước ngưng có đường thoát.
3. Mở van chặn phía trước thật từ từ để bẫy và đường ống làm nóng dần. Nghe tiếng bẫy: không có tiếng đập mạnh.
4. Quan sát mối nối, đặc biệt nắp bẫy và nắp lọc, trong vài phút đầu. Nếu thấy rò, cô lập và siết lại theo thứ tự chéo.
5. Kiểm tra bẫy làm việc đúng: dùng kính xem dòng hoặc van thử, hoặc đo bằng thiết bị siêu âm, để thấy bẫy xả theo chu kỳ hoặc xả liên tục phù hợp kiểu bẫy mà không thổi hơi.
6. Đo nhiệt độ trước và sau bẫy rồi ghi vào sổ làm mốc so sánh cho lần khảo sát sau.

Thiết bị siêu âm dùng dải khoảng 25–40 kHz (tham khảo): hơi rò qua khe tạo dòng rối mạnh nên phát tín hiệu siêu âm mạnh và liên tục hơn nhiều so với nước ngưng chảy qua bẫy. Nếu thấy hơi trắng ở đầu xả hở, đừng vội kết luận bẫy rò: hơi flash sinh ra từ nước ngưng nóng khi áp suất giảm cũng trông như hơi sống. Ở 7 barg xả xuống 0 barg lượng flash khoảng 13,4 %, hoàn toàn bình thường.

Khi nào nên thay cả bẫy thay vì thay ruột

Thay ruột chỉ có lợi khi thân bẫy còn tốt và bẫy còn phù hợp với ứng dụng. Nếu không, thay cả bẫy rẻ hơn về lâu dài và nhanh hơn trong dừng máy. Các tình huống sau nên thay cả bẫy.

Thay cả bẫy dễ nhất khi bẫy lắp ren hoặc bích, vì tháo ra ngay trên đường ống. Bẫy hàn (SW hoặc BW) phải cắt ống và hàn lại nên tốn thời gian và cần thợ hàn có chứng chỉ; do đó với vị trí khó tiếp cận, hãy cân nhắc chọn kiểu nối ren hoặc bích ngay từ đầu. Khi thay, đừng chọn theo DN ống: cỡ bẫy do công suất xả ở chênh áp thực tế quyết định, và cách tính tải nước ngưng nằm trong bài cỡ bẫy và vị trí điểm xả.

Khi cần mua bẫy thay thế, chuẩn bị đủ thông số: ứng dụng, áp suất và nhiệt độ làm việc, tải nước ngưng kg/h, DN, kiểu nối và vật liệu. Danh sách thông số và cách kiểm tra hàng khi nhận có trong bài mua bẫy hơi tại Hà Nội; các dòng đang có xem tại danh mục bẫy hơi Viva.

Sổ theo dõi để bảo trì bẫy hơi có hệ thống

Bảo trì bẫy hơi chỉ cải thiện được khi có dữ liệu. Mỗi bẫy nên có một mã riêng gắn thẻ tại bẫy và một dòng trong sổ hoặc bảng tính. Chỉ cần ghi vài cột là đủ để thấy xu hướng.

• Mã bẫy, vị trí, thiết bị hoặc đoạn ống phục vụ, kiểu, cỡ DN, áp suất làm việc.
• Ngày khảo sát, phương pháp dùng và kết quả (tốt, rò hơi, kẹt đóng, nghi ngờ).
• Việc đã làm: vệ sinh lọc, thay ruột (ghi mã bộ ruột), thay cả bẫy; ngày làm và người làm.
• Nhiệt độ trước và sau bẫy khi chạy thử; ghi chú về nguyên nhân hỏng nếu xác định được.

Từ sổ này bạn tính được tỉ lệ bẫy hỏng mỗi lần khảo sát. Nếu tỉ lệ cao hơn khoảng 15 % hoặc lặp lại ở cùng một nhóm bẫy, nguyên nhân thường nằm ở lựa chọn hoặc lắp đặt, không phải ở khâu bảo trì bẫy hơi. Khi đó phải đổi cách làm thay vì chỉ thay ruột đều đặn.

Nếu hệ thống của bạn chưa có lịch bảo trì bẫy hơi, hãy bắt đầu từ việc đánh số toàn bộ bẫy, khảo sát một lượt và gom bẫy hỏng theo kiểu để chuẩn bị bộ ruột hoặc bẫy thay thế cho đợt dừng máy gần nhất. Bạn có thể gửi cho Viva thông số bẫy đang dùng để được tư vấn bộ ruột hoặc bẫy thay thế đúng kiểu, đúng áp suất; địa chỉ: Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội.