Nổ lò hơi là một trong những nguy hiểm tiềm tàng tại các nhà máy và cơ sở sản xuất. Nó gây ra hậu quả nghiêm trọng, ảnh hưởng nặng nề đến tài sản và đe dọa tính mạng con người. Van an toàn là một trong những thiết bị an toàn quan trọng nhất trong hệ thống hơi nước. Van an toàn cung cấp biện pháp an toàn cho người vận hành nhà máy và thiết bị khỏi tình trạng quá áp.
Chức năng của van an toàn cho hệ thống nồi hơi
Chức năng chính của van an toàn là giảm áp. Van nằm trên trống hơi của nồi hơi và sẽ tự động mở khi áp suất ở phía đầu vào của van tăng vượt quá áp suất cài đặt trước. Theo quy định của ASME, tất cả các nồi hơi phải có ít nhất một van an toàn, tùy thuộc vào công suất lưu lượng tối đa (MFC) của nồi hơi. Tổng công suất của van an toàn tại điểm đặt phải vượt quá MFC của van điều khiển hơi nếu van hơi không mở. Trong hầu hết các trường hợp, cần có hai van an toàn cho mỗi nồi hơi và có thể cần thêm một van thứ ba nếu chúng không vượt quá MFC.
Nguyên lý hoạt động của van an toàn
Van an toàn có ba bộ phận chính: vòi phun, đĩa và lò xo. Hơi nước được nén đi vào van qua vòi phun và sau đó được luồn vào nồi hơi. Đĩa là nắp của vòi phun, mở hoặc đóng tùy thuộc vào áp suất đến từ nồi hơi. Lò xo là bộ điều khiển áp suất.
Khi nồi hơi bắt đầu quá áp, vòi phun sẽ bắt đầu nhận được áp suất cao hơn đến từ phía đầu vào của van và sẽ bắt đầu phát ra âm thanh như thể nó đang sôi. Khi áp suất cao hơn áp suất được định trước của lò xo, đĩa sẽ bắt đầu nâng lên và giải phóng hơi nước, tạo ra tiếng “bụp”. Sau khi được giải phóng, hơi nước cùng áp suất giảm xuống dưới áp suất đã cài đặt của van, lò xo sẽ đóng đĩa lại. Khi van an toàn đã bật ra, điều quan trọng là phải kiểm tra van để đảm bảo van không bị hỏng và hoạt động bình thường.
Các loại van an toàn cho nồi hơi
Van an toàn lò xo
Van an toàn phổ biến nhất là van an toàn lò xo hoặc tác động trực tiếp. Ưu điểm của loại này là có thể sử dụng cho phạm vi áp suất từ khoảng 1 đến 1400 bar.
Sự cân bằng giữa lực lò xo của van an toàn và lực đầu vào giúp kiểm soát việc đóng mở van. Áp suất đầu vào và diện tích bề mặt đĩa mà môi trường tương tác sẽ xác định lực đầu vào. Theo Định luật Pascal, lực bằng tích của áp suất và diện tích. Do đó, khi diện tích đĩa mà môi trường tương tác tăng lên, lực cũng tăng theo.
Đặc điểm quan trọng nhất của van an toàn là khả năng mở hoàn toàn rất nhanh để đạt lưu lượng xả tối đa trong thời gian ngắn nhất. Điều này có được nhờ đường kính của đĩa van lớn hơn đường kính của vòi phun. Khi áp suất đầu vào đủ cao, đĩa van sẽ được nâng lên. Lúc này, diện tích bề mặt của đĩa tiếp xúc với chất lưu tăng lên, tạo ra lực tác động lớn hơn nhiều so với lực của lò xo, làm cho van mở hoàn toàn.
Van an toàn đòn bẩy
Van an toàn đòn bẩy bao gồm thân van có mặt bích cố định vào nồi hơi. Đế van làm bằng đồng thau được vặn vào thân. Đế van chứa van cũng được làm bằng đồng thau. Vì đế van và van được làm bằng cùng một vật liệu nên không bị rỉ sét. Thanh chống truyền lực đẩy lên van. Một đầu của đòn bẩy được cố định làm điểm tựa. Đầu còn lại được gắn vào tải. Một thanh dẫn hướng cũng được cung cấp để di chuyển đòn bẩy theo chiều dọc.
Trong van an toàn đòn bẩy, van vẫn đóng khi áp suất bên trong nồi hơi ở mức bình thường, nhờ lực giữ của thanh chống. Khi áp suất hơi vượt quá mức an toàn, van sẽ nâng lên, xả hơi ra ngoài. Van sẽ trở lại vị trí ban đầu khi áp suất giảm về mức bình thường. Lực đẩy của van có thể điều chỉnh bằng cách thay đổi tải trọng trên đòn bẩy.
Van an toàn pilot
Trong van an toàn điều khiển bằng pilot, áp suất cần thiết để mở đĩa van gần với áp suất làm việc của hệ thống hơn. Điều này giúp loại bỏ sự gia tăng áp suất không cần thiết vượt quá áp suất làm việc.
Tiêu chuẩn an toàn cho van an toàn nồi hơi
Tiêu chuẩn Quốc gia
TCVN 7704 : 2007: Nồi hơi – yêu cầu kỹ thuật về thiết kế, kết cấu chế tạo, lắp đặt, sử dụng và sửa chữa
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế, chế tạo, lắp đặt sử dụng và sửa chữa các thiết bị nồi hơi có áp suất làm việc của hơi lớn hơn 0,07 MPa1 và các nồi đun nước nóng có nhiệt độ của nước lớn hơn 1150C.
TCVN 6006 – 1995: Nồi hơi -yêu cầu kỹ thuật an toàn về lắp đặt, sử dụng, sửa chữa
- Tiêu chuẩn này qui định những yêu cầu kỹ thuật an toàn về lắp đặt, sử dụng, sửa chữa cho các nồi hơi thuộc phạm vi áp dụng TCVN 6004 – 1 995.
- Người lắp đặt, sửa chữa nồi hơi phải là người có tư cách pháp nhân, được phép của cấp có thẩm quyền theo qui định.
- Việc lắp đặt, sửa chữa, sử dụng phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn hiện hành và tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn nồi hơi, khi lắp đặt sửa chữa phải tuân thủ thiết kế công nghệ lắp đặt hay sửa chữa đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt.
Tiêu chuẩn Quốc tế
Tiêu chuẩn ISO 4126-1:2013 quy định các yêu cầu chung đối với van an toàn bất kể loại chất lỏng nào mà chúng được thiết kế. Tiêu chuẩn này áp dụng cho van an toàn có đường kính dòng chảy từ 4 mm trở lên, được sử dụng ở áp suất cài đặt từ 0,1 bar trở lên. Không có giới hạn nào về nhiệt độ.
- EN4126 – Thiết bị an toàn bảo vệ chống áp suất quá mức
- ASME I – Bình chịu áp suất đốt trực tiếp
- ASME III – Nhà máy điện hạt nhân
- ASME IV – Lò hơi sưởi ấm
- ASME VIII – Bình chịu áp suất không nung
- ANSI/ASME PTC 25.3 – Mã kiểm tra hiệu suất
- API 520 – Lựa chọn kích thước và lắp đặt thiết bị giảm áp trong nhà máy lọc dầu, Phần 1 Thiết kế, Phần 2 Lắp đặt
- API 521 – Hướng dẫn về hệ thống giảm áp và giảm áp
- API 526 – Van giảm áp thép mặt bích
- API 527 – Độ kín của van giảm áp
- ASME B16.34 – Áp dụng cho van có đầu bích, đầu ren và đầu hàn: Tiêu chuẩn này bao gồm các định mức áp suất/nhiệt độ, kích thước, dung sai, vật liệu, yêu cầu kiểm tra không phá hủy, thử nghiệm và đánh dấu. Tiêu chuẩn này không áp dụng cụ thể cho Van an toàn nhưng thường được các nhà sản xuất sử dụng như một thông lệ kỹ thuật tốt.
- ASME B16.5 – Áp dụng cho mặt bích ống và phụ kiện mặt bích: Cung cấp vật liệu cho phép, giới hạn áp suất/nhiệt độ và kích thước mặt bích cho mặt bích ANSI tiêu chuẩn.
Bài viết liên quan:
Các tiêu chuẩn cho ngành xử lý nước
Van an toàn thực sự rất quan trọng trong hệ thống nồi hơi. Nếu không có van an toàn, nồi hơi có thể vượt quá áp suất làm việc tối đa cho phép và không chỉ làm hỏng thiết bị hay hệ thống mà còn gây thương tích hoặc tử vong cho người vận hành. Liên hệ Ecozen để được hỗ trợ và chọn lựa van an toàn phù hợp với hệ thống của bạn ngay hôm nay!
