KHÓA HƠI

KHÓA HƠI

Các hệ thống cung cấp, sử dụng hơi nước của bạn đã bao giờ gặp phải tình trạng giảm nhiệt độ không thể giải thích được mặc dù hệ thống dường như đang hoạt động bình thường. Đó có thể là hệ thống đang gặp phải hiện tượng “khóa hơi”(gây ra bởi hơi nước) hoặc “bó khí” (được gây ra bởi không khí hoặc chất khí không ngưng tụ (ví dụ như carbon dioxide)

Mặc dù biện pháp đối phó với hai vấn đề này có thể khác nhau, nhưng cơ chế của chúng giống nhau : hơi nước hay những chất khí không ngưng tụ đi vào bẫy trước khi chất ngưng tụ đi vào, làm ngắt bẫy, gây cản trờ việc xả chất ngưng tụ.

Bài viết này sẽ tập trung vào vấn đề “khóa hơi”

         NGUYÊN NHÂN NÀO GÂY RA KHÓA HƠI

Hiện tượng khóa hơi thường không phải do các bẫy hơi gây ra vì bẫy hơi chủ yếu được thiết kế để đóng lại khi có hơi nước đi vào nó.

Không nên để hiện tượng khóa hơi xảy ra dai dẳng vì các vấn đề này có thể tồi tệ dần theo thời gian. Khóa hơi dường như là một vấn đề khó có thể xác định, nên điều quan trọng là phải hiểu các cách lắp đặt như thế nào lại dẫn đến hiện tượng này.

Hiện tượng khóa hơi có thể khiến chất ngưng tụ ứ đọng tại các thiết bị đường ống.

Hiện tượng khóa hơi có thể xảy ra một trong hai trường hợp sau:

• Do cấu hình thiết bị làm cho hơi nước trộn lẫn với chất ngưng tụ khi xả.
• Do cấu hình đường ống làm cho hơi nước di chuyển trước nước ngưng tụ khi vào bẫy hơi.

Nếu hiện tượng khóa hơi xảy ra do sự trộn lẫn hơi nước và nước ngưng tụ đi vào bẫy, thì nên sử dụng bẫy hơi có van xả hoặc van kim và lắp đặt thêm một đường bypass để cho phép một lượng hơi nhỏ hơi đi về phía đầu của bẫy.

Nếu hiện tượng khóa hơi xảy ra do hình dạng, kết cấu đường ống, thì đường ống cần phải được điều chỉnh lại để hơi nước có thể chảy tự nhiên vào bẫy trước hơi nước.

KHÓA HƠI DO CẤU HÌNH THIẾT BỊ GÂY RA

Khi cấu hình thiết bị gây ra hiện tượng khóa hơi, giải pháp đầu tiên là phải xả hỗn hợp hơi và chất ngưng tụ vào một bình chứa trước khi xả nước ngưng tụ qua bẫy hơi. Sau đó, hơi nước sau khi được tách khỏi hỗn hợp sẽ được đưa trở lại bộ trao đổi nhiệt để tái sử dụng.

Tuy nhiên, việc lắp đặt như thế này có thể gây khó khăn cho một số loại thiết bị như máy sấy xoay sử dụng ống xi phông hoặc gàu bên trong để xả nước ngưng. Nếu việc tái sử dụng lại hơi nước không phải là một yêu cầu của hệ thống thì cần phải có một biện pháp khác.

(File Gif: STEAM LOCKING 1)

https://www.tlv.com/global/images/steam_theory/steam-locking/steam-locking02.gif

Khi sử dụng ống xi phông, áp suất của hơi nước đẩy nước ngưng ra khỏi thiết bị, nhưng đôi khi nó làm cho hơi nước hòa trộn lại với nước ngưng.

 

SỬ DỤNG VAN XẢ HOẶC VAN KIM

Một biện pháp khác là sử dụng van xả hoặc van kim để cho phép hơi thoát ra phía đầu ra của bẫy để khắc phục được tình trạng khóa hơi. Vì van xả và van kim có thể kiểm soát được lượng hơi được xả ra nên giảm thiểu tối đa được việc thất thoát hơi nước.

(File Gif: STEAM LOCKING 2)

https://www.tlv.com/global/images/steam_theory/steam-locking/steam-locking03.gif

Van xả sử dụng nguyên lý thông hơi tự động của bẫy hơi để mở van và xả hơi ra phía đầu ra của bẫy để khắc phục được trình trạng khóa hơi.

(File Gif: STEAM LOCKING 3)

https://www.tlv.com/global/images/steam_theory/steam-locking/steam-locking04.gif

Van kim xả hơi ra phía đầu ra của bẫy hoặc bên trong bẫy nếu bẫy hơi có tính năng tích hợp thông hơi hoặc xả hơi ra phía bên ngoài bằng cách sử dụng một đường bypass.

(File Gif: STEAM LOCKING 4)

https://www.tlv.com/global/images/steam_theory/steam-locking/steam-locking05.gif

Có thể lắp một nhánh ống bypass đi vòng qua bẫy để khắc phục tình trạng khóa hơi.

 

KHÓA HƠI DO CẤU HÌNH ĐƯỜNG ỐNG GÂY RA

Bẫy hơi không nên lắp đặt ở đầu các đoạn ống thẳng đứng của đường ống bởi vì điều này có thể gây nên hiện tượng khóa hơi

Cấu hình đường ống có thể khiến cho hơi nước bị khóa trong bẫy và cản trở việc xả nước ngưng.

 

CẤU HÌNH ĐƯỜNG ỐNG GÂY RA KHÓA HƠI NHƯ THẾ NÀO?

Hiện tượng khóa hơi có thể không xảy ra nếu áp suất của nước ngưng đầu đẩy đủ lớn để vượt qua áp suất vùng khóa hơi. Tuy nhiên, áp suất nước ngưng không phải là biện pháp để giải quyết sự cố khóa hơi này vì hai điểm sau đây:

• Áp suất trong bẫy hơi và áp suất trong đường ống đầu vào là gần như bằng nhau
• Nước ngưng chỉ được xả khi mà van mở

Nước ngưng và hơi ở phía đầu vào bẫy hơi có cùng áp suất và bẫy hơi được thiết kế để xả nước ngưng với lượng hơi thất thoát tối thiểu. Vì vậy, hơi nước có tỉ trọng thấp hơn nước ngưng nên sẽ vượt lên trên nước ngưng khi trong đoạn ống đứng và đi vào bẫy hơi trước nước ngưng, làm cho bẫy hơi đóng lại. Việc cung cấp thêm áp suất cưỡng bức để xả nước ngưng sẽ không có tác dụng vì van vẫn đóng bởi hơi nước.

Một lúc nào đó, bẫy hơi sẽ xả nước ngưng khi mà lượng hơi trong đường ống ngưng tụ đủ nhiều để bẫy hơi mở ra. Tuy nhiên trong lúc đó, nó sẽ gây ra sự tồn động nước ngưng tụ trong đường ống và thiết bị. Nếu vấn đề này không được giải quyết, nó sẽ tiếp tục tái diễn vào mỗi chu kỳ xả tiếp theo.

 

CÒN DÒNG CHẢY Ở PHÍA ĐẦU RA SẼ NHƯ THẾ NÀO?

Điều đặc biệt là khóa hơi chỉ xảy ra ở các phần đoạn ống đứng ở phía đầu vào của bẫy nhưng lại không xảy ra ở phía đầu ra.

Hơi flash steam bốc lên từ nước ngưng ở phía đầu ra của bẫy cũng sẽ đi lên ngược lại trong các đoạn ống thẳng đứng như phía đầu vào của bẫy. Tuy nhiên, vì không có bẫy hơi nào ở đoạn ống phía sau đó nên sẽ không có gì ngăn hơi nước đi ra khỏi đường ống.

Áp dụng điều này cho các đường ống xả kết nối với một bình hở hoặc bình kín để thu hồi nước ngưng vì chúng yêu cầu sự chênh lệch áp suất âm để cho phép dòng chảy nước ngưng và hơi flash steam diễn ra trơn tru.

(File Gif: STEAM LOCKING 6)

https://www.tlv.com/global/images/steam_theory/steam-locking/steam-locking08.gif

Sự chênh lệch áp suất đầu ra của bẫy hơi cho phép dòng hơi và nước ngưng không bị cản trở.

 

CÁC VẤN ĐỀ KHÁC TRONG ĐƯỜNG ỐNG

Các hiện tượng khóa hơi xuất hiện từ cấu hình đường ống không chỉ xảy ra ở các đoạn đường ống thẳng đứng, mà nó còn xảy ra ở các đoạn hình thù đường ống khác. Đường ống lắp đặt nghiêng hoặc bị uốn cong vì không có giá đỡ cũng có thể gây ra khóa hơi.

(File Gif: STEAM LOCKING 7)

https://www.tlv.com/global/images/steam_theory/steam-locking/steam-locking09.gif

Ngay cả khi đường ống được lắp đặt song song với mặt đất, thì những đoạn đường ống dài và có kích thước nhỏ cũng sẽ gây hiện tượng khóa hơi nếu đường kính ống không đủ lớn để cho phép nước ngưng duy chuyển trước hơi nước.

(File Gif: STEAM LOCKING 8)

https://www.tlv.com/global/images/steam_theory/steam-locking/steam-locking10.gif

 

Đường ống hẹp khiến hơi nước bị giữ lại trong bẫy hơi, làm chậm quá trình xả nước ngưng.

 

GHI CHÚ

“Liên kết khí” là một vấn đề tương tự như “khóa hơi” nhưng do không khí gây ra. Nó có thể xảy ra ở cả bẫy hơi và hệ thống khí nén, và một hệ thống đường ống chính xác và cân bằng là điều đầu tiên suy nghĩ tới để giải quyết vấn đề này.