Bẫy hơi đĩa hoạt động như thế nào: Nhìn vào cơ chế và ưu điểm của chúng

26

Bẫy hơi loại nhiệt động được đánh giá cao vì kích thước nhỏ gọn và tính linh hoạt trong phạm vi áp suất rộng. Chúng có thể có cấu trúc đơn giản và hoạt động ở cả vị trí nằm ngang hoặc thẳng đứng. Những đặc điểm này khiến bẫy hơi nhiệt động trở thành lựa chọn ưa thích cho nhiều ứng dụng hơi nước theo dõi, nhỏ giọt và một số quy trình nhẹ.

Hai loại: Bẫy hơi đĩa và Bẫy hơi xung lực

Có hai loại bẫy hơi nhiệt động cơ bản: bẫy hơi đĩa nhiệt động và bẫy hơi xung nhiệt động. Trong hai loại này, bẫy hơi đĩa được sử dụng phổ biến nhất, có lẽ vì bẫy hơi xung có thể rò rỉ hơi nước mồi và có thể hỏng ngay cả khi có một lượng bụi bẩn nhỏ chặn kênh mồi. Vì những lý do này, bài viết này sẽ chỉ đề cập đến bẫy loại đĩa.

Trong bẫy hơi đĩa nhiệt động, dòng nước ngưng tụ được kiểm soát bằng đầu van hình tròn (đĩa van) đóng mở dựa vào đế van. Đĩa van được ngắt kết nối với tất cả các bộ phận khác của bẫy và nằm trên đỉnh đế van.

Ghế van bao gồm hai vòng đồng tâm (vòng ghế): một vòng trong và một vòng ngoài. Vòng trong ngăn cách lỗ đầu vào chất lỏng với lỗ đầu ra và ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch hơi nước đến đầu ra. Vòng ngoài kiểm soát sự rò rỉ hơi nước từ buồng áp suất phía trên đĩa đến đầu ra.

Lợi ích của bẫy hơi đĩa nhiệt động

Lợi ích	Lý do
Dễ dàng cài đặt	Nhỏ gọn
	Có thể lắp đặt ở vị trí thẳng đứng hoặc nằm ngang
Dễ dàng lựa chọn và lưu trữ	Một cái bẫy duy nhất có thể bao phủ một phạm vi áp suất lớn
Có thể sử dụng trên hơi nước quá nhiệt	Không cần niêm phong nước
Có khả năng chống chịu cao với hư hại do đóng băng	Còn lại ít nước bên trong thân bẫy
Chi phí ban đầu thấp	Xây dựng tương đối đơn giản

Hạn chế của bẫy hơi đĩa nhiệt động

Giới hạn	Lý do
Tuổi thọ ngắn hơn	Cơ chế hoạt động gây ra sự mài mòn của van
Mất hơi nước nhiều hơn	Không có lớp đệm nước có thể dẫn đến mất hơi nước trong quá trình xả nước ngưng tụ
Nhạy cảm với điều kiện môi trường	Mưa và/hoặc không khí lạnh có thể dẫn đến tình trạng không tải
Ồn ào	Cơ chế hoạt động gây ra sự giải phóng gần như ngay lập tức một lượng lớn nước ngưng tụ, tạo ra nhiều tiếng ồn hơn nhiều loại bẫy hơi khác

Cơ chế hoạt động của bẫy hơi đĩa nhiệt động

Bẫy hơi đĩa nhiệt động có đặc tính hoạt động theo chu kỳ, không liên tục. Cơ cấu van — bao gồm một đĩa và vòng đệm — mở ra để xả nước ngưng tụ trong vài giây; sau đó đóng lại trong một khoảng thời gian dài hơn cho đến khi bắt đầu một chu kỳ xả mới.

Hành động đóng mở của bẫy hơi đĩa nhiệt động lực học được gây ra bởi sự khác biệt về lực tác động lên mặt dưới và mặt trên của đĩa van. Các lực này về cơ bản dựa trên sự thay đổi về động năng và áp suất của các chất lỏng điển hình liên quan: không khí, ngưng tụ và hơi nước.

Khi khởi động, dòng chất lỏng đi vào gồm không khí và/hoặc nước ngưng tụ (và đôi khi là hơi nước) ở áp suất đường ống tạo ra Lực mở (Lực nâng) ở đáy đĩa van; do đó khiến đĩa nâng lên và mở. Lực mở này nâng đĩa lên khỏi đế để cho phép nước ngưng tụ chảy qua. Phần tiếp theo giải thích cách cơ cấu đĩa đóng lại sau khi mở.

Tình huống 1: Từ vị trí mở sang vị trí đóng (Giải thích nhiệt động lực học)

Khi ở vị trí mở, có hai lực chính tác động lên van đĩa: hơi nước trong buồng áp suất ở phía trên đĩa và hơi nước chạy qua mặt dưới của đĩa. Hơi nước này hoạt động để đóng và mở van được gọi là Kiểm soát hơi nước.

Kiểm soát hơi nước có thể là hơi nước chớp nhoáng hoặc hơi nước sống. Đó là hơi nước chớp nhoáng khi nước ngưng tụ đi vào bẫy và trải qua sự thay đổi pha do áp suất giảm. Nó có thể là hơi nước sống trong trường hợp tải ngưng tụ nhỏ hoặc nếu thiết kế có thể bị ảnh hưởng và không bảo vệ chống lại sự mất hơi nước không cần thiết. Các thiết kế tốt nhất giảm thiểu hoặc loại bỏ việc sử dụng hơi nước sống và vận hành bằng hơi nước chớp nhoáng bất cứ khi nào có thể.

Kiểm soát Hơi nước bên trong buồng áp suất tác động lực hướng xuống phía trên đĩa van do Áp suất x Diện tích của nó. Kiểm soát hơi nước ở mặt dưới đĩa gây ra sự sụt áp suất bên dưới đĩa do tốc độ cao của nó (miễn là đĩa ở vị trí mở).

Van được thiết kế để đóng khi ngưng tụ gần nhiệt độ hơi nước, xảy ra khi ngưng tụ tích tụ được xả ra. Khi Lực đóng đủ lớn để thắng Lực mở (Nâng), van sẽ đóng lại.

Tình huống 2: Từ vị trí đóng sang vị trí mở (Giải thích nhiệt động lực học)

Khi ở vị trí đóng, hơi nước bên trong buồng áp suất sẽ tác dụng Lực đóng lên đĩa van và làm kín buồng áp suất.

Theo thời gian, buồng áp suất mất Lực đóng (tức là áp suất) do tổn thất dẫn nhiệt do dòng ngưng tụ chảy vào, tổn thất nhiệt bức xạ hoặc đối lưu do điều kiện môi trường và do bất kỳ rò rỉ nào xảy ra qua vòng đệm ngoài (chẳng hạn như nếu bị mòn hoặc bị hư hỏng). Khi Lực đóng yếu hơn Lực mở (Lực nâng), đĩa sẽ nâng lên và xả ngưng tụ trở lại.

Ở vị trí đóng, Lực đóng được xác định chỉ bằng áp suất hơi tác động lên đỉnh đĩa. Lực mở được xác định bằng áp suất đầu vào ở vùng dưới của đĩa. Vùng Lực mở đó giảm đi khi van đóng, về cơ bản giới hạn ở đường kính cổng đầu vào.

Giải thích một cách đơn giản, diện tích bề mặt lớn hơn ở phía trên đĩa van so với ở phía dưới tạo ra sự khác biệt đáng kể về lực và có thể đóng chặt. Sự khác biệt về diện tích bề mặt này ngăn van mở ngay cả khi áp suất tác dụng lên cả hai mặt đĩa là tương tự nhau, đó là lý do tại sao một số nhà sản xuất sử dụng đĩa có đường kính lớn hơn để bịt kín hiệu quả hơn. Khi Lực đóng yếu hơn Lực mở, van mở ra và một chu kỳ xả mới bắt đầu.

Tình huống 3: Mở và đóng bằng không khí trong hệ thống hơi nước (Giải thích về khí động học)

Ít nhất là khi khởi động, luồng hơi đi vào bẫy hơi cũng có thể bao gồm một lượng không khí đáng kể. Hơi không khí và hơi nước hoạt động tương tự nhau trong việc tạo ra Lực đóng để đóng bẫy hơi đĩa nhiệt động. Tuy nhiên, không giống như hơi nước, không khí không ngưng tụ ở các điều kiện môi trường để cho phép đĩa mở ra; và bẫy hơi đĩa thông thường có thể khóa chặt. Tình trạng này được gọi là Liên kết không khí. Liên kết không khí có thể là một sự kiện điển hình tạo ra sự cố thoát nước (bẫy lạnh) và có một số phương pháp để xử lý hiện tượng này.

Các nhà sản xuất bẫy hơi đĩa xử lý các vấn đề liên kết không khí theo nhiều cách khác nhau. Một số tạo ra các đường rò rỉ không khí cố ý trên đĩa. Những nhà sản xuất khác kết hợp một van xả khí riêng trên bộ lọc để sử dụng khi khởi động nhằm giúp xả một lượng lớn không khí. Sự khác biệt về thiết kế có thể thấy rõ khi tham khảo các giá trị mất hơi chức năng, có thể biểu thị lượng hơi mất trong quá trình vận hành bình thường. Nếu bẫy đã có đường rò rỉ tích hợp sẵn, khả năng bịt kín của bẫy có thể bị ảnh hưởng ngay từ đầu.

Bẫy hơi đĩa nhiệt động lực học tiên tiến

Một số bẫy hơi đĩa nhiệt động tiên tiến có lỗ thông hơi nhiệt tích hợp hoạt động để loại bỏ không khí khi khởi động. Bẫy hơi đĩa có tính năng cải tiến này là bẫy hơi đĩa nhiệt động có lỗ thông hơi nhiệt.

Khi khởi động, vòng điều nhiệt giữ đĩa khỏi đế cho đến khi không khí thoát ra khỏi hệ thống. Khi không khí thoát ra, nhiệt độ chất lỏng tăng lên cho phép vòng điều nhiệt giãn nở và di chuyển xuống vị trí nghỉ thấp hơn. Từ thời điểm này trở đi, hoạt động đĩa nhiệt động của van diễn ra bình thường, nhưng có lợi thế là cơ cấu van không cần phải có đường rò rỉ tích hợp để xử lý không khí.

Lợi ích của thiết kế tiên tiến này là cơ chế van có thể được chế tạo sao cho kín nhất có thể, vì nó chỉ có một nhiệm vụ rõ ràng: đóng chặt để chống rò rỉ hơi nước.

Các mô hình nhiệt động lực học tiên tiến cũng có thể kết hợp các tính năng khác để giảm chi phí vòng đời. Những cải tiến điển hình bao gồm: bộ lọc Y đầy đủ để tăng độ tin cậy, van xả khí để vận hành khởi động và các bộ phận bên trong có thể thay thế hoàn toàn để giảm chi phí bảo trì và thời gian cần thiết để sửa chữa.

Mọi chi tiết liên hệ:

CÔNG TY TNHH TM KỸ THUẬT QUỐC TẾ

Địa chỉ: 113 Bình Thới, Phường 11, Quận 11, TPHCM

Email: ittco@ittco.vn

Hotline: 0913 41 00 44

Website: ittco.vn, kythuatquocte.com, vancongnghiep.net.vn