Bẫy hơi là gì
Bẫy hơi (tên tiếng anh là Steam trap) là thiết bị sử dụng để loại bỏ hơi nước ra khỏi đường hơi. Thiết bị được sử dụng trong các ứng dụng sưởi ấm, sấy khô nơi nhiệt độ của luồng hơi, khí được truyền đến một sản phẩm cụ thể.
Khi nhiệt trong các luồng hơi, khí truyền đến sản phẩm, nó truyền nhiệt và giảm nhiệt độ. Nhiệt độ giảm xuống làm nước trong luồng hơi, khí bị ngưng tụ lại.
Nếu lượng nước này không được loại bỏ, nó sẽ làm ảnh hưởng đến các sản phẩm cần sấy và hệ thống đường ống.
Nguyên lý hoạt động của bẫy hơi
Nguyên lý chính của bẫy là dựa vào sự khác biệt giữa trọng lượng riêng của nước và khí. Hơi nước sẽ nặng hơn sẽ chìm xuống, khí nhẹ hơn sẽ nổi lên trên. Tùy theo điều kiện nhiệt độ và cấu tạo, mà lượng nước ngưng tụ được nhiều hay ít.
Nước có thể được ngưng ở nhiệt độ hơi hoặc ở nhiệt độ bình thường tùy theo cấu tạo của thiết bị.
Ngoài ra bẫy còn hoạt động dựa trên sự chêch lệch giữa hơi nước và nước ngưng. Nhiệt độ cao ở quy định, van sẽ được đóng lại. Khi van đóng lại, hơi nước sẽ được ngưng tụ.
Nước ngưng tụ sẽ làm giảm nhiệt độ đĩa van. Van mở ra để xả phần hơi nước ngưng tụ ra ngoài.
Phân loại bẫy hơi
Dựa vào nguyên lý làm việc ta chia bẫy hơi thành các loại như sau:
Bẫy hơi cơ học
Dựa vào sự khác biệt mật độ giữa hơi nước và nước ngưng để hoạt động. Nó có hai dạng chính là bẫy hơi bóng phao và bẫy hơi cốc phao
Bẫy hơi bóng phao
Khi bẫy ngưng tụ đủ lượng nước, bóng phao sẽ nổi lên, nhấc chốt chặn cửa ra của van và giải phóng lượng nước tích tụ. Trong van luôn có nước kèm hỗn hợp khí và hơi nước.
Bẫy hơi hiện đại sử dụng một lỗ thông hơi nhiệt, cho phép không khí ban đầu đi qua trong quá trình bẫy đang xử lý nước ngưng.
Lỗ thông hơi tự động sử dụng phần tử nang áp suất cân bằng tương tự bẫy hơi tĩnh nhiệt, được đặt nằm trong phần hơi trên mực nước ngưng tụ.
Sau khi giải phóng hỗn hợp không khí ban đầu, van vẫn đóng cho đến khi không khí hoặc các loại không khí không ngưng tụ khác tích tụ trong quá trình chạy bình thường và khiến nó mở ra bằng cách giảm nhiệt độ của hỗn hợp không khí/hơi nước.
Các lỗ thông hơi nhiệt tĩnh cung cấp thêm lợi ích của việc tăng đáng kể công suất ngưng tụ.
Bẫy hơi cốc phao
Bẫy dạng cốc phao bao gồm một thùng ngược được gắn bởi một đòn bẩy với cửa ra của van. Khi cốc phao hạ xuống (i), kéo đòn bẩy xuống, cửa xả của van mở ra, nước ngưng tụ được thoát ra ngoài.
Khi có sự xuất hiện của hơi và khí đẩy cốc phao nổi lên (ii), đẩy cần gạt lên chặn cửa xả của van. Bẫy vẫn đóng (iii) cho đến khi hơi nước trong xô ngưng tụ và sủi bọt qua lỗ thông hơi đến đỉnh thân bẫy.
Sau đó nó sẽ chìm xuống, kéo Valve chính ra khỏi chỗ ngồi của mình. Nước ngưng tụ được giải phóng và chu kỳ được lặp lại.
Bẫy hơi nhiệt động (Bẫy hơi đồng tiền)
Bẫy hơi nhiệt hoạt động bằng hiệu ứng động của hơi nước khi nó đi qua van. Phần đĩa van di chuyển trên mặt phẳng bên trong buồng điều khiển hoặc nắp.
Khi nước ngưng tụ đầy trong bẫy, áp suất tăng lên tác động vào đĩa, đĩa được đẩy lên giúp nước ngưng tụ chảy qua và thoát ra ngoài qua cửa ra.
Nước ngưng thoát ra làm buồng dưới đĩa bị giảm áp suất và giải phóng lượng khí di chuyển với tốc độ cao.
Vận tốc cao tạo ra vùng áp suất thấp dưới đĩa, kéo nó về vị trí đóng ban đầu. Tốc độ hoạt động của bẫy hơi phụ thuộc vào nhiệt độ hơi nước và điều kiện môi trường xung quanh. Hầu hết bẫy hơi sẽ đóng trong khoảng 20 đến 40 giây.
Chức năng và lợi ích của bẫy hơi
Chức năng
Ba chức năng quan trọng của bẫy hơi là:
- Xả nước ngưng ngay khi nó được hình thành (trừ khi muốn sử dụng nhiệt hợp lý của nước ngưng lỏng)
- Có mức tiêu thụ hơi không đáng kể (tức là tiết kiệm năng lượng)
- Có khả năng thải khí và các loại khí không ngưng khác.
Lợi ích của bẫy hơi
Đây là thiết bị vô cùng quan trọng trong các hệ thống hơi. Nó giúp loại bỏ nước, không khí và cách khí không ngưng khác ra khỏi đường hơi. Giúp hơi đạt trạng thái tinh khiết, khô nhất để hệ thống đạt hiệu suất và kinh tế tốt nhất.
Bẫy hơi giúp tăng năng suất sấy khô cho nhà máy vì thời gian gia nhiệt cho các thiết bị được rút ngắn tăng năng suất chất lượng và độ đồng đều của sản phẩm. Ngoài ra nó còn tiết kiệm chi phí đốt cho nồi hơi tối thiểu 8%.
( thực tế sẽ từ 8%~20%). Đơn vị sử dụng sẽ được nhiều lợi ích, không chỉ tiết kiệm được chi phí cho nhiên liệu đốt mà còn nâng cao được năng suất chất lượng cho sản phẩm.
Ứng dụng của bẫy hơi
Bẫy hơi có thể sử dụng ở bất cứ nơi nào có hệ thống hơi và cần xả nước ngưng. Một vài ứng dụng trong thị trường dầu khí và công nghiệp bao gồm:
Ứng dụng dầu khí:
- Bể chứa số lượng lớn
- Trạm van giảm áp
- Đường ống hơi
Bộ gia nhiệt quá trình (ví dụ: bộ trao đổi nhiệt, bộ giảm chấn)
Ứng dụng công nghiệp:
- Máy sấy công nghiệp
- Giặt ủi, máy giặt khô
- Hệ thống sưởi ấm
- Lò hấp, nồi hấp
- Bộ trao đổi nhiệt, tấm tỏa nhiệt, v.v…
Và còn vô vàn ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác cần sử dụng đến steam trap.
Cách lắp đặt bẫy hơi
Bạn đã bao giờ tự hỏi về vị trí tốt nhất để cài đặt bẫy hơi trên đường ống hơi chưa?
Do phía đầu vào của bẫy chỉ đơn giản là phần mở rộng của ống hơi, nên một phương pháp là lắp đặt bẫy gần với đường chính để hạn chế mất nhiệt do bức xạ.
Một nhược điểm lớn của việc đặt bẫy gần đường chính là nó có thể khiến việc kiểm tra và bảo trì bẫy trở nên khó khăn hơn nhiều. Bẫy không dễ tiếp cận cũng có nguy cơ bị bỏ qua.
Điều này có thể dẫn đến các vấn đề nếu bẫy không hoạt động đúng. Thông thường, các bẫy như vậy có thể bị hư hỏng và không được chú ý trong nhiều năm.
Nếu một số phương tiện truy cập khác được đặt cố định tại chỗ, thì ngay cả các bẫy được đặt ở các vị trí trên cao cũng có thể dễ dàng được kiểm tra và bảo trì. Nếu thiết lập như vậy không khả thi, thì nên đặt bẫy ở vị trí dễ tiếp cận.
Với yêu cầu rằng mọi bẫy được cài đặt theo chiều ngang phải được đặt càng gần chân thả thẳng đứng càng tốt. Các đường ống đầu vào bẫy sau đó nên được cách nhiệt tốt để hạn chế mất nhiệt.
Nên lắp đặt hệ thống bẫy hơi ngang hay dọc
Khi xả nước ngưng từ một ống hơi cao bằng cách sử dụng chân nhỏ giọt, nếu không gian bị hạn chế, có thể lắp đặt bẫy theo phương thẳng đứng để tiết kiệm không gian.
Mặc dù thiết lập ngang hay dọc đều yêu cầu những thành phần giống nhau. Đặt bẫy theo chiều ngang ở mặt đất cần nhiều không gian hơn để cài đặt tất cả các thành phần.
Khi lắp đặt theo phương thẳng đứng cần có các phương tiện hỗ trợ như giá đỡ, cột trụ hoặc tường. Nếu lắp đặt theo phương đứng, việc bảo trì và sửa chữa cũng trở nên khó thao tác hơn.
Khi lắp đặt bẫy theo phương ngang, ở gần mặt đất thì không cần các phương tiện để giữ và cố định như theo phương ngang. Việc sửa chữa và bảo trì cũng dễ thực hiện hơn vì các thành phần của hệ thống dễ dàng tiếp cận hơn.
Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm, điều quan trọng là chọn thiết lập phù hợp nhất cho vị trí cụ thể của bạn.
