BẪY HƠI (STEAM TRAP) LÀ GÌ? ỨNG DỤNG NHƯ THẾ NÀO CHO LÒ HƠI?

1. Bẫy hơi (steam trap) là gì ?

    Bẫy hơi là một loại van tự động lọc bỏ nước ngưng  và các khí không ngưng như không khí, mà không để hơi nước thoát ra ngoài. Trong công nghiệp, hơi nước thường được sử dụng để gia nhiệt hoặc làm lực đẩy cho sức mạnh cơ học. Bẫy hơi được sử dụng trong các ứng dụng như vậy để đảm bảo rằng hơi nước không bị lãng phí.

Bẫy hơi(steam trap)

   Bên cạnh khả năng tách nước, bẫy hơi còn là một thiết bị có chức năng kiểm soát và điều chỉnh tốc độ, lưu lượng hơi nước trong hệ thống vô cùng hiệu quả. Nhờ có thiết bị này mà quá trình sản xuất trong các nhà máy hơi trở nên hiệu quả hơn, mang đến khả năng làm việc tốt hơn và hạn chế những rủi ro có thể xảy ra. Bẫy hơi là một thiết bị hoạt động hoàn toàn tự động theo một chu kỳ tuần hoàn nhất định mà không cần đến sự hỗ trợ từ người vận hành. Nhờ thực hiện theo chu kỳ mà quá trình biến đổi và vận chuyển hơi nước trở nên hiệu quả, dễ dàng và không xảy ra hiện tượng thất thoát.

2. Tại sao bẫy hơi được lắp đặt ? 

  Hơi nước hình thành khi nước được gia nhiệt thành hơi (steam),  quá trình này cần năng lượng gọi là 'nhiệt ẩn'.  Hơi nước được cấp đến nhà máy, sau khi gia nhiệt cho các thiết bị trao đổi nhiệt . Khi hơi nước mất nhiệt ẩn và ngưng tụ thành nước ngưng, giảm khả năng trao đổi nhiệt. Do đó, cần loại bỏ nước ngưng nhanh chóng để duy trì hiệu suất trao đổi nhiệt.

  Trong các nhà máy sản xuất, việc lắp đặt bẫy hơi sẽ giúp tiết kiệm được nhiều chi phí năng lượng nhiệt, nguồn nước được đun nóng sẽ bốc hơi nhanh chóng và lượng nước ngưng dư thừa sẽ được loại bỏ ra ngoài, hạn chế đến mức thấp nhất hiện tượng rò rỉ. Ngoài ra, thiết bị hoạt động ổn định sẽ giúp tiết kiệm được nhiều chi phí sửa chữa, năng suất cao hơn và tuổi thọ sử dụng cũng lâu dài hơn.

Hình ảnh lắp đặt thực tế

3. Cấu tạo của bẫy hơi.

Bẫy hơi thường được cấu tạo bằng các bộ phận dưới đây: 

• Thân bẫy hơi: Thường được chế tạo từ các loại hợp kim cứng có khả năng chống chịu tốt như inox, gang, đồng, thép… có chức năng chứa đựng và cố định các bộ phận khác bên trong van. Những loại vật liệu này thường chịu được áp lực lớn, nhiệt độ cao, có khả năng chống ăn mòn và oxy hóa tốt. Thường được phủ một lớp sơn bảo vệ để chống nhiễm bụi, nhiễm từ, luôn giữ được tính thẩm mỹ cao và sử dụng được lâu dài.
• Lỗ thông hơi: Được thiết kế ở đầu ra thiết bị, có khả năng bịt kín hoặc mở ra, giúp khí có thể thoát ra ngoài một cách dễ dàng.
• Bộ phận cốc phao: Là bộ phận có vị trí tiếp xúc trực tiếp với lưu chất, có nhiều thiết kế với các hình dáng khác nhau như bóng phao, cốc ngưng, đồng tiền…
• Lỗ xả nước: Thường nằm ở dưới đáy van, có chức năng loại bỏ lượng nước ngưng dư thừa ra khỏi hệ thống.
• Cửa hơi vào, cửa hơi ra: Được thiết kế ở hai bên bẫy hơi và trang bị thêm các mặt bích để kết nối với các đường ống có kích thước lớn, thiết kế các vòng ren để kết nối với các đường ống có kích thước nhỏ.

4. Nguyên lý hoạt động của bẫy hơi.

    Bẫy hơi là một thiết bị được sản xuất để sử dụng trong các hệ thống mà nguồn năng lượng sử dụng chủ yếu là hơi nóng. Chúng hoạt động chủ yếu dựa trên sự khác nhau giữa hơi nóng và nước ngưng. 

    Chất lỏng được đun sôi sẽ bốc hơi và tạo thành hơi nóng. Trong quá trình sử dụng, hơi nóng sẽ được sử dụng để vận hành thiết bị, do sự thay đổi áp suất và điều kiện hệ thống, hơi nóng có thể bị biến đổi tính chất và ngưng tụ thành nước ngưng. Lượng nước ngưng này chỉ chiếm một lượng ít và đọng lại dưới đáy bẫy hơi.

5. Phân loại bẫy hơi.

  Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại bẫy hơi với đa dạng thiết kế, chất liệu và ứng dụng khác nhau, điều này có thể sẽ gây khó khăn trong việc lựa chọn sản phẩm. Dưới đây, chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn một số loại bẫy hơi thông dụng và phổ biến nhất hiện nay:

5.1. Bẫy hơi dạng phao.

  Đây là loại bẫy hơi được sử dụng phổ biến và ứng dụng rộng rãi nhất trên thị trường hiện nay. Loại van này thường có cấu tạo từ gang dẻo hoặc inox, bộ phận bên trong được thiết kế tương tự như một quả phao 

Hình ảnh bẩy hơi dạng phao

  Đây là loại van có khả năng hoạt động tuần hoàn, nghĩa là sau khi nước ngưng được loại bỏ ra khỏi đường ống, chúng sẽ được quay trở về bể chứa và tiếp tục đi theo chất lỏng vào van. Quá trình này là một vòng lặp không kết thúc.

  Bẫy hơi dạng phao có tốc độ xả tương đối nhanh, lượng hơi thất thoát ít, giúp tiết kiệm được nhiều nhiên liệu, lưu lượng xả cũng tương đối lớn và hạn chế đến mức thấp nhất hiện tượng búa nước.

5.2. Bẫy hơi dạng đồng tiền.

  Loại van này còn được gọi là bẫy hơi nhiệt động, cấu tạo bằng các miếng nhiệt ghép lại với nhau, có khả năng chịu được áp suất và nhiệt độ lớn. Khi môi trường ở nhiệt độ thấp, miếng nhiệt sẽ giữ được trạng thái bình thường mà không bị biến dạng. Lúc này, nước ngưng sẽ được hội tụ và đưa thẳng ra ngoài.

Hình ảnh bẫy hơi đồng tiền

    Khi nhiệt độ tăng, lúc này chất lỏng sẽ bị bốc hơi thành hơi nóng để thúc đẩy quá trình sản xuất, để bảo vệ hơi nóng không bị thất thoát ra ngoài, miếng nhiệt sẽ tự động nở ra theo nhiệt độ cao và che lại hoàn toàn lối ra của van.

   Thiết bị này có khả năng hoạt động tương đối ổn định, hiệu quả, không gây thất thoát hơi nóng, tuy nhiên trong quá trình sử dụng có thể làm giảm áp suất của hệ thống.

5.3. Bẫy hơi lưỡng kim.

   Còn được gọi là bẫy hơi tĩnh nhiệt, chúng có cấu tạo và nguyên lý hoạt động cũng tương tự như các loại bẫy hơi khác. Tuy nhiên, so với hai loại bẫy hơi ở trên, bẫy hơi tĩnh nhiệt không được sử dụng quá phổ biến ở Việt Nam.

Hình ảnh bẫy hơi lưỡng kim

  Loại van này thường được chế tạo bằng inox, gang, đồng, thép… và có khả năng chịu nhiệt lên đến 300 độ C. Chúng có khả năng thoát khí tốt, không xảy ra hiện tượng rung lắc hay búa nước trong quá trình sử dụng, khả năng thoát khí tuyệt vời và xả điều độ theo chu kỳ tuần hoàn hiệu quả.

  Loại bẫy hơi này được ứng dụng nhiều trong các nhà máy nhiệt điện, ngành công nghiệp hóa chất, lọc hóa dầu, các hệ thống sưởi trong các nhà máy…

5.4. Bẫy hơi gầu đảo

  Còn được gọi là bẫy hơi thùng ngược, bẫy hơi cốc ngưng… dùng để tách hết lượng nước ngưng và lượng khí dư thừa ra khỏi hệ thống.  Loại van này thường được chế tạo từ gang dẻo, sử dụng chủ yếu cho các hệ thống lò hơi, nồi hơi, nồi sấy, các nhà máy hơi, nhà máy nhiệt điện…

Hình ảnh bẫy hơi gầu đảo

  Bẫy hơi gầu đảo, bẫy hơi thùng ngược, bẫy hơi cốc ngưng… đều là tên gọi của nó.

  Bẫy hơi gầu đảo có thiết kế khá nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt, thích hợp với các hệ thống với quy mô vừa và nhỏ. 

6. Ưu, nhược điểm của bẫy hơi.

  Bẫy hơi là một thiết bị quan trọng và có vai trò không thể thiếu trong các hệ thống sản xuất, chúng có rất nhiều ưu điểm tuyệt vời để mang đến hiệu quả năng suất cao.

  Ưu điểm:

• Hạn chế đến mức thấp nhất hiện tượng tích tụ nước, giữ hệ thống luôn trong trạng thái khô ráo.
• Ngăn chặn hiện tượng búa nước làm hư hỏng đường ống và các thiết bị xung quanh.
• Có khả năng vận hành tự động, tuần hoàn, nhanh chóng, hiệu quả.
• Xả bỏ nước ngưng nhưng không làm thất thoát hơi nóng ra bên ngoài.
• Nếu xảy ra hiện tượng quá tải hơi, có thể xả bỏ lượng khí dư thừa ra ngoài dễ dàng.
• Được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, thường là các loại hợp kim cứng có độ bền cao, chịu được áp lực và nhiệt độ lớn, thích hợp với nhiều hệ thống.
• Nước ngưng sau khi được đưa ra ngoài sẽ quay về bể chứa và và được tái sử dụng, tránh lãng phí.
• Tiết kiệm được nhiều chi phí năng lượng.
• Có hai phương thức kết nối chính là nối ren và mặt bích, giúp quá trình lắp đặt dễ dàng, nhanh chóng, thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng, sửa chữa.

  Nhược điểm:

• Một số chất ngưng tụ từ các loại lưu chất không phải nước có khả năng gây ăn mòn cho thiết bị.
• Nếu lựa chọn bẫy hơi không đúng với hệ thống sẽ gây ra hiện tượng búa nước.
• Trong quá trình ngưng nước có thể tích tụ luôn cả bụi bẩn, điều này có thể làm xảy ra hiện tượng rò rỉ hơi ra ngoài.

7. Ứng dụng của bẫy hơi.

  Như đã nói, bẫy hơi là một thiết bị quan trọng và có vai trò không thể thiếu trong các hệ thống hơi nóng. Chúng có rất nhiều ưu điểm tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quan trọng. Những ứng dụng tiêu biểu của chúng là:

• Trong lĩnh vực công nghiệp: Chúng được sử dụng cho các loại máy sấy công nghiệp; các hệ thống lò hấp, lò hơi, lò sưởi…; các thiết bị giặt khô; các tấm tỏa nhiệt…
• Trong lĩnh vực đời sống, sức khỏe: Các loại thiết bị vận hành bằng hơi như sử dụng cho các hệ thống quạt hơi, điều hòa, các loại máy sưởi ấm, lò sưởi ấm… Ngoài ra còn sử dụng cho các phòng xông hơi, phòng mát xa, các trung tâm nghỉ dưỡng, các bể bơi nước nóng…
• Trong lĩnh vực khai khoáng, lọc hóa dầu: Sử dụng trong hầu hết các hệ thống khai thác khoáng sản, lắp đặt ở các vị trí van giảm áp, các đường ống trong quá trình vận chuyển và lưu trữ sản phẩm, các dây chuyền lọc hóa dầu, khí đốt…
• Ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện, quy trình chuyển hóa năng lượng nước thành hơi nước để làm quay tuabin.

8. Các vị trí lắp đặt bẫy hơi.

Các vị trí lắp đặt bẫy hơi: Để bẫy hơi có thể hoạt động chính xác, mang đến hiệu quả cao thì khâu lắp đặt cũng vô cùng quan trọng. Bẫy hơi được lắp đặt đúng vị trí, đúng chiều hướng thì sẽ sử dụng được lâu dài hơn, năng suất làm việc được tối ưu hơn. Dưới đây là một số vị trí lắp đặt thông dụng mà bạn cần lưu ý:

• Lắp đặt gần đường ống: Hạn chế đến mức thấp nhất hiện tượng mất nhiệt qua bức xạ, tuy nhiên vị trí này sẽ gây khó khăn cho việc kiểm tra và bảo trì thiết bị.
• Lắp đặt gần mặt đất: Vị trí này khá thuận tiện, dễ dàng quan sát cũng như thuận tiện cho việc sửa chữa, bảo trì, tuy nhiên sẽ xảy ra hiện tượng mất nhiệt qua bức xạ.
• Đặt bẫy hơi trước van giảm áp:  Ngăn chặn hiện tượng búa nước làm hư van giảm áp.
• Lắp đặt theo chiều dọc: Cách lắp đặt này là không chiếm quá nhiều diện tích, tiết kiệm được nhiều không gian, thường lắp đặt dựa vào tường, cột.
• Lắp đặt theo chiều ngang: Dễ dàng cố định thiết bị chắc chắn vào sàn, mặt đất, thuận tiện cho việc kiểm tra, bảo trì.

9. Các lưu ý khi lựa chọn và lắp đặt bẫy hơi.

  Trong quá trình lựa chọn và lắp đặt bẫy hơi, có một số vấn đề mà bạn cần lưu ý để mang đến hiệu quả lắp đặt chính xác nhất:

• Dường như bất cứ một loại bẫy hơi nào cũng sẽ xảy ra hiện tượng rò rỉ hơi nước nhiều hoặc ít, hãy lựa chọn thiết bị với tốc độ và lưu lượng mất hơi thấp nhất để tránh tổn thất năng lượng.
• Sử dụng bẫy có kích thước tương đương với đường ống, nếu đường ống có kích thước lớn nhưng chỉ sử dụng loại bẫy nhỏ thì năng suất hoạt động sẽ giảm, nước ngưng sẽ tồn đọng trong hệ thống mà không thể xả kịp.
• Lắp đặt ở những vị trí thuận tiện mà người vận hành có thể với tới để kiểm tra, bảo dưỡng thiết bị, nếu lắp đặt ở nơi kín, khó với tới thì thiết bị sẽ bị lãng quên và có thể hoạt động sai lệch nhưng không thể phát hiện ra.
• Tùy theo không gian lắp đặt, nhu cầu sử dụng, thời gian bảo trì định kỳ mà lựa chọn cách lắp đặt theo chiều ngang hay chiều dọc, lắp ở gần đường ống hoặc gần mặt đất.
• Lựa chọn thiết bị cần tương ứng với thông số kỹ thuật của hệ thống, chẳng hạn như áp suất định mức, nhiệt độ tối đa để tăng khả năng chống chịu, sử dụng được bền bỉ hơn.
• Để không bị tắc nghẽn trong quá trình xả van, hãy lắp đặt thêm một thiết bị lọc y trước bẫy hơi.

10. Những lưu ý khi sử dụng, kiểm tra và bảo trì thiết bị.

  Trong quá trình sử dụng bẫy hơi, muốn thiết bị được sử dụng lâu dài, phát hiện sớm nhất những hư hỏng có thể xảy ra để không làm gián đoạn quá trình sản xuất của hệ thống thì cần thực hiện bảo dưỡng thiết bị định kỳ, đúng cách. 

• Kiểm tra, bảo trì thiết bị thường xuyên theo lịch trình, nếu phát hiện những hư hỏng tiềm ẩn, hãy sửa chữa chúng ngay lập tức để không làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống.
• Sử dụng các thiết bị kiểm tra như đầu dò rò rỉ siêu âm để phát hiện những vị trí rò rỉ hơi dù là nhỏ nhất, vị trí rò rỉ càng lớn thì nguồn năng lượng tiêu tốn càng nhiều.
• Kiểm tra các thiết bị khác trên đường ống, những thiết bị nào không cần sử dụng, hãy loại bỏ chúng ngay lập tức để không làm thất thoát lưu chất.
• Nếu muốn thiết bị làm việc hiệu quả nhất, hãy thực hiện việc kiểm soát bằng máy tính để giám sát toàn bộ các quy trình.