Trong hệ thống lò hơi, áp suất và nhiệt độ luôn ở mức cao nên việc kiểm soát quá áp là yêu cầu đặc biệt quan trọng. Khi áp suất vượt quá giới hạn thiết kế, thiết bị có thể bị hư hỏng và gây ảnh hưởng đến an toàn vận hành. Van an toàn lò hơi được sử dụng như một thiết bị bảo vệ tự động, có khả năng xả hơi khi áp suất đạt đến mức cài đặt.

Vậy nguyên lý hoạt động của van an toàn lò hơi diễn ra như thế nào? Thiết bị gồm những cơ chế nào giúp van tự động đóng mở mà không cần nguồn điện?

Van an toàn lò hơi hoạt động dựa trên nguyên lý nào?

Nguyên lý van an toàn lò hơi chủ yếu dựa trên sự cân bằng giữa áp lực của hơi tác động lên đĩa van và lực giữ của lò xo.

Khi áp suất trong lò hơi nằm dưới mức cài đặt, lực lò xo giữ đĩa van ép chặt vào ghế van. Van ở trạng thái đóng và hơi không được xả ra ngoài.

Khi áp suất tăng đến giá trị cài đặt, lực của hơi tác động lên đĩa đủ lớn để thắng lực lò xo. Đĩa van nâng lên, mở cửa xả và giải phóng hơi ra ngoài. Khi áp suất giảm xuống, lò xo đưa đĩa trở lại vị trí đóng.

Cơ chế này giúp van an toàn nồi hơi hoạt động tự động khi phát sinh tình trạng quá áp. Các dòng van an toàn hơi thương mại cũng thường sử dụng lò xo, trục dẫn hướng và cơ cấu đĩa, ghế van để đảm bảo khả năng đóng mở và làm kín.

Các giai đoạn hoạt động của van an toàn lò hơi

Để dễ hình dung, có thể chia cách hoạt động của van an toàn lò hơi thành 3 giai đoạn chính.

Giai đoạn 1: Van đóng khi áp suất bình thường

Trong điều kiện hệ thống vận hành ổn định, áp suất hơi thấp hơn áp suất cài đặt.

Lúc này, lực nén của lò xo giữ đĩa van áp sát vào ghế van. Bề mặt đĩa và ghế tạo thành vị trí làm kín, ngăn hơi thoát ra ngoài.

Van tiếp tục ở trạng thái đóng cho đến khi áp suất đạt ngưỡng tác động.

Giai đoạn 2: Van mở khi áp suất đạt mức cài đặt

Khi lượng hơi trong lò tăng hoặc khả năng tiêu thụ hơi giảm, áp suất có thể tăng lên.

Khi đạt áp suất cài đặt van an toàn, lực tác động của hơi lên đĩa van vượt qua lực giữ của lò xo. Đĩa bắt đầu nâng khỏi ghế và tạo ra cửa xả.

Đối với van an toàn dùng cho hơi, thiết kế thường hướng tới khả năng mở nhanh để tạo đủ tiết diện xả trong tình huống quá áp. Một số dòng van chuyên dụng cho hơi được thiết kế với đặc tính “popping” và khả năng xả lớn.

Giai đoạn 3: Van đóng lại khi áp suất giảm

Sau khi van mở, một lượng hơi được giải phóng khỏi hệ thống. Khi áp suất giảm, lực tác động lên đĩa cũng giảm theo.

Đến khi lực lò xo đủ lớn để đưa đĩa trở lại ghế, van đóng lại và tiếp tục duy trì trạng thái kín.

Như vậy, van có thể tự động chuyển đổi giữa trạng thái đóng → mở → đóng dựa trên áp suất thực tế của hệ thống.

Vì sao van an toàn có thể tự động mở?

Điểm đặc biệt của van an toàn hơi lò hơi nằm ở cơ cấu hoạt động hoàn toàn dựa trên áp suất môi chất và lực cơ học của lò xo.

Van không cần motor, khí nén hay tín hiệu điện để thực hiện thao tác xả áp. Khi áp suất đạt ngưỡng được thiết lập, chính áp lực của hơi tạo ra lực nâng đĩa.

Đây cũng là lý do van an toàn được sử dụng như một lớp bảo vệ độc lập bên cạnh các thiết bị điều khiển áp suất khác.

Áp suất cài đặt ảnh hưởng thế nào đến hoạt động của van?

Áp suất cài đặt quyết định thời điểm van bắt đầu mở. Thông số này cần được xác định dựa trên giới hạn áp suất cho phép của lò hơi và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống.

Nếu cài đặt quá thấp, van có thể mở khi hệ thống vẫn đang vận hành trong điều kiện bình thường. Ngược lại, nếu cài đặt quá cao, van có thể không bảo vệ thiết bị đúng giới hạn thiết kế.

Khả năng xả cũng là yếu tố quan trọng. Một số sản phẩm được công bố rõ năng lực xả hơi theo áp suất cài đặt và được đánh giá theo tiêu chuẩn tương ứng.

Do đó, không nên tự ý điều chỉnh van an toàn lò hơi công nghiệp nếu không có chuyên môn và thiết bị kiểm tra phù hợp.

Những bộ phận tham gia vào quá trình hoạt động

Mặc dù cấu tạo từng model có thể khác nhau, một dòng van an toàn dạng lò xo thường có các bộ phận chính:

• Thân van: chứa và bảo vệ các chi tiết bên trong.

• Đĩa van: trực tiếp đóng mở đường xả.

• Ghế van: tạo bề mặt làm kín với đĩa.

• Lò xo: tạo lực giữ van ở trạng thái đóng.

• Trục van: truyền chuyển động của cơ cấu.

• Bộ phận dẫn hướng: giúp đĩa và trục chuyển động ổn định.

• Nắp van: bảo vệ cơ cấu phía trên.

• Vít điều chỉnh: dùng để thiết lập lực nén của lò xo ở những thiết kế cho phép điều chỉnh.

Một số sản phẩm van an toàn hơi hiện nay sử dụng lò xo inox, trục dẫn hướng phía trên và đĩa làm kín chuyên dụng để đảm bảo khả năng đóng kín.

Van an toàn khác gì van giảm áp?

Đây là hai thiết bị thường bị nhầm lẫn trong hệ thống hơi.

Van giảm áp có nhiệm vụ điều chỉnh áp suất đầu ra về mức mong muốn trong quá trình vận hành.

Trong khi đó, van an toàn lò hơi chủ yếu thực hiện chức năng bảo vệ quá áp. Van chỉ mở khi áp suất đạt đến điều kiện tác động và xả lượng hơi cần thiết.

Vì vậy, trong một hệ thống có thể sử dụng đồng thời van giảm áp và van an toàn, bởi mỗi thiết bị đảm nhận một chức năng khác nhau.

Lưu ý khi lắp đặt và sử dụng van an toàn lò hơi

Để van an toàn cho lò hơi hoạt động đúng thiết kế, cần chú ý:

• Lựa chọn đúng áp suất cài đặt.

• Tính toán đủ khả năng xả hơi.

• Chọn vật liệu phù hợp với nhiệt độ và áp suất.

• Lắp đặt đúng chiều và đúng tư thế theo hướng dẫn nhà sản xuất.

• Đảm bảo đường xả không bị cản trở.

• Không tự ý thay đổi áp suất cài đặt.

• Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ.

Ví dụ, tài liệu kỹ thuật của Spirax Sarco yêu cầu dòng tâm của cụm lò xo van được lắp theo phương thẳng đứng phía trên thân van; cấu hình nắp van cũng được lựa chọn tùy ứng dụng hơi.

Mua van an toàn lò hơi chính hãng tại Tuấn Hưng Phát

Nếu đang tìm kiếm van an toàn lò hơi chính hãng, chất lượng, khách hàng có thể tham khảo các sản phẩm được phân phối bởi Tuấn Hưng Phát.

Tuấn Hưng Phát là đơn vị phân phối các sản phẩm van công nghiệp phục vụ hệ thống hơi, lò hơi, cấp nước, PCCC và nhiều ứng dụng công nghiệp khác. Sản phẩm được chú trọng về nguồn gốc, chất lượng và đi kèm chế độ bảo hành dài hạn, giúp khách hàng yên tâm hơn trong quá trình lựa chọn và sử dụng.

Tùy vào từng hệ thống, Tuấn Hưng Phát có thể tư vấn lựa chọn van an toàn nồi hơi, van an toàn đường hơi theo các thông số như áp suất cài đặt, nhiệt độ, lưu lượng xả, kích thước và kiểu kết nối.

Kết luận

Nguyên lý hoạt động của van an toàn lò hơi dựa trên sự cân bằng giữa áp suất hơi và lực giữ của lò xo. Khi áp suất vượt đến mức cài đặt, đĩa van nâng lên để xả hơi; khi áp suất giảm, van đóng lại.

 

Việc hiểu rõ cơ chế này giúp người sử dụng lựa chọn đúng van an toàn hơi cho lò hơi, đồng thời có phương án lắp đặt, kiểm tra và bảo dưỡng phù hợp, góp phần nâng cao độ an toàn và ổn định cho toàn bộ hệ thống.