Van an toàn lò hơi, nồi hơi và tầm quan trọng của van an toàn

Van an toàn lò hơi, nồi hơi là  thiết bị chuyên dụng sử dụng cho hệ thống lò hơi, nồi hơi công nghiệp. Là dạng van toàn có chức năng  theo dõi, kiểm soát và ổn định áp suất trong đường ống của hệ thống  truyền nhiệt, hơi nóng luôn ở mức an toàn. Đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn các hiện tượng quá tải  tăng áp đột ngột làm hư hỏng thiết bị, dẫn đến cháy nổ.

Lò hơi được sử dụng phổ biến rộng rãi trong ngành công nghiệp tại các cơ sở sản xuất để đun sôi nước tạo thành hơi nóng nhằm đáp ứng các yêu cầu sản xuất, chế biến  như đun nấu, nhuộm, sấy, chạy tua bin máy phát điện…

Tuy nhiên khi lò hơi hoạt động lượng nhiệt tạo ra rất cao, áp suất lớn, để đảm bảo an toàn người ta đã sử dụng thiết bị van an toàn lò hơi, nồi hơi, khi vận hành lò hơi. Loại van này giúp đảm bảo an toàn, khi áp lực hơi trong lò  vượt qua mức cho phép van sẽ tự động xả khí và đẩy van trở về vị trí ban đầu. Hệ thống lò hơi, nồi hơi nếu  không được lắp đặt van an toàn sẽ tiềm ẩn rất nhiều nguy cơ nguy hiểm cho con người và vật chất. Để biết được tầm quan trọng của van an toàn lò hơi, nồi hơi các bạn hãy đi sâu hơn về bài viết dưới đây nhé.

Tìm hiểu về van an toàn lò hơi, nồi hơi.

Van an toàn lò hơi, nồi hơi là gì?

Van an toàn lò hơi, nồi hơi  (Safety valve) là  là dòng van an toàn hơi nóng được thiết kế để lắp đặt trên các thiết bị áp lực.  Nhằm đảm bảo an toàn cho quá trình hoạt động của hệ thống, khi áp lực đầu vào vượt khỏi giá trị định mức cài đặt cho phép, lúc này van sẽ tự động mở ra để xả toàn bộ lượng khí dư thừa ra ngoài, hoặc cho phép một phần chất lỏng chảy qua van về bể chứa cho đến khi áp lực giảm đến giá trị quy định thì van đóng lại.

Van an toàn lò hơi, nồi hơi phải được kiểm định trước bới các đơn vị được cấp phép, có chứng chỉ của nhà nước. Khi ứng dụng lắp đặt cho lò hơi nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống khi vận hành. Van an toàn lò hơi thường có – van giảm áp và van một chiều. Các van này được lắp cho mọi hệ thống lò hơi. Điều quan trọng nhất  van an toàn cần phải được bảo dưỡng đúng cách, nếu không sẽ có nguy cơ cháy nổ.

Van an toàn lò hơi – nồi hơi được sản xuất chủ yếu từ các loại hợp kim cứng như inox, gang, thép… với  kích thước đa dạng  từ DN15 – DN150, có khả năng chống chịu nhiệt hiệu quả và hoạt động hiệu quả trong nhiều điều kiện môi trường, thiết bị có độ bền cao.

Một bộ điều chỉnh áp được thiết kế trên thân van, có cơ chế điều chỉnh áp suất được thông qua bộ xả khí hoặc chất lỏng. Người vận hành chỉ cần cài đặt về mức áp suất mà mình mong muốn. Khi nhận thấy áp suất trong hệ thống tăng đột ngột, van sẽ có chức năng giúp xả áp khi áp suất vượt quá giá trị áp suất cài đặt nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống, sau đó van sẽ tự theo dõi mà điều chỉnh về đúng mức quy định.

Hiện nay hầu hết các ngành sản xuất, chế biến công nghiệp đều sử dụng hệ thống lò hơi, nồi hơi để đáp ứng hơi nóng cho quá trình vận hành và nhu cầu sản xuất. Chính vì vậy  bắt buộc phải sử dụng thiết bị van an toàn lò hơi để đảm bảo cho hệ thống và các thiết bị.

Cấu tạo của van an toàn lò hơi, nồi hơi

Các bộ phận chính của van an toàn lò hơi, nồi hơi bao gồm:

• Thân van: Là bộ phận chính của van , nằm bên ngoài như lớp vỏ bọc bảo vệ các bộ phận bên trong như : van như lò xo, trục van, đĩa van… khỏi các tác động bên ngoài. Thân van được làm từ chất liệu  inox, gang, đồng, thép… được kết nối trực tiếp với đường ống thường thông qua hệ thống ren,hoặc nối mặt bích theo các tiêu chuẩn JIS, ANSI, DIN, BS tùy theo hãng chế tạo van. Thân van không bị oxy hóa dù chịu  tiếp xúc trực tiếp với các tác nhân môi trường như nắng, mưa, gió, bụi bẩn nhờ được phủ một lớp epoxy cao cấp, vì vậy van có độ bền cao và sử dụng được lâu dài.  Thiết kếcủa thân van rất chắc chắn, không bị nứt vỡ hay gây rò rỉ lưu chất trong quá trình sử dụng.
• Đĩa van: Là bộ phận nằm ở bên trong thân van, tiếp xúc trực tiếp với lưu chất, di chuyển bằng tác động từ lò xo hoặc piston. Là bộ phận có chức năng đóng mở van an toàn để giữ hoặc xả lượng hơi nóng, lượng nước dư thừa ra ngoài. Đĩa van  được chế tạo từ vật liệu cứng chịu lực, chịu được nhiệt độ cao như là các loại thép và Inox.
• Trục van: Là bộ phận liên kết trực tiếp với đĩa van và thường nằm bên trong lò xo và cố định vị trí của bộ phận này. Trục van được chế tạo bằng vật liệu  inox, thép…,  có tác dụng nhận lực và chuyển động lên xuống theo đĩa van giúp đóng/ mở van.
• Lò Xo: Có cấu tạo bằng thép mạ kẽm hoặc inox  có độ đàn hồi cao tránh ăn mòn, chịu được áp lực lớn  và nhiệt độ cao, bộ phận lò xo liên kết với đĩa van , lò xo sử dụng khả năng đàn hồi  mà thực hiện hành động đóng mở đĩa van,  khi lò xo bị ép chặt, van sẽ mở, khi lò xo bung ra theo lực đàn hồi sẽ đẩy đĩa van ra lực lò xo đè lên đĩa van giúp cho đĩa van đóng, ngăn chặn hoàn toàn cửa van

• Nắp van: Được chế tạo từ vật liệu như thân van  bằng inox, gang, thép, đồng, giúp bảo vệ và nâng đỡ cơ cấu truyền động của trục van và lò xo bên trong, cố định chúng  luôn ở trạng thái thẳng đứng và ngay ngắn. Nắp van là thiết bị rời, được kết nối với thân van bằng các bu lông hoặc vít, vì vậy rất dễ tháo rời, thuận tiện cho quá trình,bảo trì  bảo dưỡng, sửa chữa hoặc kiểm tra thay thế các bộ phận bên trong thân van.
• Bộ phận điều chỉnh: Nằm phía trên của thân van ,có chức năng để căn chỉnh áp suất định mức trong hệ thống, bằng cách vặn vít cùng chiều hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Có thể tăng hoặc giảm áp suất trong hệ thống lò về con số mong muốn.
• Tay giật: Được lắp đặt nằm trên đầu của van an toàn. Tay giật dùng giúp người dùng  chủ động xả áp lực ra bên ngoài mà không cần phải đợi van xả tự động khi đủ áp.. tay giật  là bộ phận dự phòng  trong trường hợp van bị kẹt có thể sử dụng để chủ động xả áp ra bên ngoài bằng phương pháp thủ công. tuy nhiên tùy theo thiết kế một số van an toàn có gắn tay giật, một số không có tay giật.

Phân loại van an toàn lò hơi, nồi hơi

Van an toàn lò hơi có nhiều kiểu thiết kế, với nhiều chất liệu khác nhau, dựa vào một số tiêu chí có thể phân loại van an toàn lò hơi có một số loại như sau:

Phân loại theo chất liệu :  Van an toàn lò hơi bằng inox, Van an toàn lò hơi bằng thép , Van an toàn lò hơi bằng gang , Van an toàn  lò hơi bằng đồng

• Van an toàn inox:  Trong số các loại vật liệu chế tạo van bằng inox có giá thành cao nhất, tuy nhiên lại có rất nhiều ưu điểm nổi bật như có tuổi thọ sử dụng lâu dài, chịu được áp lực và nhiệt độ lớn, độ cứng tốt, độ bền cao, không bị ăn mòn bởi lưu chất hay oxy hóa dưới tác động môi trường, phù hợp sử dụng trong nhiều quy mô hệ thống.
• Van an toàn thép:  Tính năng của tương tự như inox,  cũng có độ bền cao và chịu được nhiệt độ lớn, tuy nhiên khả năng chống ăn mòn của thép sẽ kém hơn inox.
• Van an toàn gang:  Loại van này rất được ưa chuộng là loại vật liệu phổ biến, có giá thành rẻ. Hơn nữa gang cũng có độ bền cao, độ cứng tốt, khả năng chịu áp lực và nhiệt độ ở mức vừa phải, nhược điểm là khả năng chống ăn mòn tương đối kém.
• Van an toàn đồng:  Đồng thuộc kim loại dẻo, có màu sắc bắt mắt, được thiết kế sang trọng, van có kích thước thường  tương đối nhỏ nên chỉ thích hợp với các hệ thống có áp lực thấp, quy mô vừa phải.

Phân loại theo thiết kế: Van an toàn không tay giật, Van an toàn có tay giật

• Van an toàn không tay giật: cơ chế vận hành của van này  bằng phương thức tự động thông qua sự chênh lệch áp suất, khi áp suất trong hệ thống lò hơi tăng cao, vượt quá mức cho phép thì van sẽ tự động mở và xả lượng áp dư thừa ra ngoài, không phụ thuộc vào bất cứ tác động nào từ con người. Quá trình xả tự động là quá trình tuần hoàn lặp đi lặp lại.

• Van an toàn có tay giật: thiết kế giống nhu van không tay,  tuy nhiên loại van này sẽ  lắp đặt thêm một bộ phận là tay giật. Thông qua tay giật có thể thực hiện đóng mở van bằng cách thủ công. Việc này cho phép người vận hành chủ động vận hành van bất cứ lúc nào, đặc biệt trong trường hợp  van tự động có trục trặc, mà không cần phải chờ xem lượng áp đã vượt mức quy định chưa.

Phân loại theo phương thức kết nối:Van an toàn lò hơi nối ren, Van an toàn lò hơi mặt bích

• Van an toàn nối ren: Cho các hệ thống có kích thước đường ống nhỏ hơn DN50 thường sử dụng loại van này. Phương thức kết nối ren giúp van tạo ra một vị trí kết nối chắc chắn, không gây rò rỉ, tuy nhiên có hạn chế là khả năng chịu chống chịu tương đối vừa phải nên với các đường ống có áp lực lớn thì không thích hợp.
• Van an toàn mặt bích: Trong hầu hết mọi hệ thống đây là phương thức kết nối được sử dụng phổ biến. Các loại mặt bích rất đa dạng về mẫu mã, chất liệu, thiết k,ế mặt bích sẽ được lắp đặt ngay trên thân van, được sản xuất tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế như  ANSI, BS,JIS, DIN. Vì vậy, cần lựa chọn van với mặt bích phù hợp với đường ống  trong hệ thống, nếu không sẽ gây khó khăn cho quá trình lắp đặt.

Phân loại theo cơ chế hoạt động:Van an toàn lò hơi tác động trực tiếp,Van an toàn lò hơi tác động gián  tiếp

• Van an toàn tác động trực tiếp: Cấu tạo của loại van này đơn giản và khả năng đóng mở tương đối nhanh chóng, khi nhận thấy áp suất đầu vào lớn hơn áp suất định mức của van thực hiện nhiệm vụ xả bỏ áp suất dư thừa ngay trên thân van. Loại van này rất được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi vì có cơ chế hoạt động đơn giản
• Van an toàn tác động gián tiếp: Loại van này có thiết kế và nguyên lý vận hành phức tạp hơn van trực tiếp. Van có cấu tạo gồm 2 phần là một van chính và một van phụ. Khi nhận thấy áp suất trong van phụ tăng quá cao, van sẽ tự động  xả bớt lượng áp dư thừa qua van chính để ổn định  lại. Trong trường hợp nếu áp suất trong van chính vượt quá mức cho phép, lúc này vẫn sẽ mở và loại bỏ lượng áp dư thừa ra ngoài. Loại van này tuy có thiết kế nhỏ gọn nhưng thích hợp với các hệ thống có áp lực lớn. Van an toàn tác động gián tiếp có cơ chế vận hành phức tạp hơn và có giá thành cao hơn vấn trực tiếp nên ít được ưa chuộng hơn.

Tầm quan trọng của van an toàn lò hơi, nồi hơi

Nhiệm vụ chính của van an toàn lò hơi, nồi hơi  là bảo vệ an toàn đường ống, thiết bị trước sự tăng áp vượt quá áp suất định mức cài đặt sẵn cho lò xo,trong hệ thống  lò hơi, nồi hợi  và bình chứa trong suốt quá trình vận hành hoạt động của lò hơi van an toàn luôn ở trong trạng thái đóng.

Nguyên lý hoạt động của van an toàn lò hơi, nồi hơi  hoạt động dựa trên cơ chế tự động  sự chênh lệch áp suất trong hệ thống. Mỗi van có một định mức riêng và  được thiết lập một định  mức áp suất nhất định.hoặc được căn chỉnh theo từng giai đoạn sử dụng. Khi ở trạng thái bình thường sẽ duy trì áp suất trong hệ thống nhỏ hơn áp suất định mức đã cài, đĩa van nóng, đảm bảo quá trình vận chuyển lưu chất trong hệ thống  lò hơi đều diễn ra ổn định.

Khi áp suất  đột ngột tăng, lúc này áp lực  cũng tăng lúc này lò xo bị tác động ngày càng nhiều lò xo bị ép chặt, lúc này lò xo  nó sẽ nâng đĩa van lên kéo đĩa van rời khỏi vị trí của chúng, tạo ra một khoảng trống cho phép lượng áp dư thừa được xả ra bên ngoài hoặc đưa vào đường ống khác quay lại bể chứa đến khi hệ thống ổn định trở lại.

Sau khi xả bớt lượng áp ra ngoài, áp suất của hệ thống sẽ quay lại con số thấp hơn áp suất định mức của van,  lò xo sẽ tự động bung ra khi không còn bị áp lực tác động và đẩy đĩa van quay về vị trí ban đầu của nó, đóng lại hoàn toàn cửa van. Đây là một quy trình theo vòng tuần hoàn tự động được lặp đi lặp lại.

Sự có mặt của van an toàn trong hệ thống lò hơi là hết sức cần thiết có vai trò quan trọng quyết định đến tính ổn định của hệ thống và đảm bảo sự an toàn tính mạng con người cũng như cơ sở vật chất của hệ thống sản xuất. Khi áp suất trong hệ thống lò hơi vượt quá mức cho phép gây ra những vụ cháy nổ đáng tiếc là điều chắc chắn không ai muốn.

Những lưu ý khi sử dụng và lắp đặt van an toàn nồi hơi

Van an toàn làm nhiệm vụ là kiểm soát áp suất bên trong lò hơi. Để sử dụng van an toàn được lâu dài và mang đến hiệu quả cao thì trong quá trình sử dụng, chúng ta cần phải tuân thủ một số lưu ý dưới đây:

• Van được lựa chọn phải  đúng tiêu chuẩn  kích thước, chất liệu, các thông số kỹ thuật của hệ thống.
•  Van cần được lắp đặt  theo đúng vị trí, đúng chiều.
• Van an toàn được lò hơi sử dụng, kết nối trực tiếp với ba lông, ống góp hay thân lò qua bộ phận ống nối. Không được phép đặt van khóa hay lấy hơi từ ống nối nối khác,  vị trí lắp đặt van cần phải đảm bảo an toàn cho người vận hành.
• Thiết lập áp suất định mức và áp suất vận hành phải  luôn đảm bảo trong 20%. thì mới có thể tạo ra khả năng  đóng mở  của van ở trạng thái tốt nhất.
• Van cần được bảo trì  thường xuyên, từ 3 – 6 tháng/lần,  kiểm tra bên trong, bên ngoài van,vệ sinh van, kiểm tra các bộ phận chuyển động, các mối nối để phát hiện những hư hỏng  của van hoặc những rò rỉ dù là nhỏ nhất.
• Tổng công suất hoạt động của van an toàn lò hơi luôn nằm ở vị trí hạ lưu từ van điều khiển áp suất phải vượt quá các khả năng lưu lượng hơi tối đa trong các dòng van điều khiển. Đặc biệt áp lực chịu của van an toàn lò hơi phải lớn hơn từ 3-5% áp lực định mức của hệ thống.

Trong ngành công nghiệp hiện nay lò hơi, nồi hơi là hệ thống cần thiết và không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực sản xuất , chế biến. Chính vì vậy việc đảm bảo an toàn cho hệ thống lò hơi, và các thiết bị trong quá trình vận hành ,thì việc lắp thiết bị van an toàn là điều bắt buộc. Van an toàn có chức năng giữ cho áp suất của hệ thống luôn ở mức ổn định , ngăn chặn tình trạng cháy nổ ,gây nguy hiểm cho cả người và thiết bị.