Van công nghiệp là thuật ngữ chỉ chung cho cá loại van công nghiệp ứng dụng cho đa dạng môi chất khác nhau nhưng nếu về van sử dụng cho hệ hơi thì người ta sẽ phân ra theo nhóm van công nghiệp hệ hơi, hay van công nghiệp cho hơi nóng hoặc van công nghiệp cho hệ thống hơi nói chung. Hệ thống hơi được ứng dụng đa dạng cho công nghiệp như nồi hơi, lò hơi hoặc hệ thống hơi trong sản xuất hoặc ngay cả hệ HVAC. Vậy chúng ta cần tìm hiểu các loại van công nghiệp sử dụng phổ biến cho hệ hơi để khi lựa chọn thiết kế hệ thống hơi, ngoài hệ thống nồi hơi ra, chúng ta phải chuẩn bị những loại van gì và thiết bị gì cho hệ hơi.

Về sản phẩm van và thiết bị cho hệ hơi có các loại đa dạng các loại van như van cầu thép, van cầu gang, van cổng thép, van bi thép, y lọc thép hoặc y lọc gang, bẫy hơi (cốc ngưng Steam trap), thiết bị tách nước cho hơi (water separator), van một chiều, van giảm áp hơi, van an toàn hơi, van điều khiển hơi, đồng hồ đo áp suất hơi, đồng hồ đo nhiệt độ hơi, đồng hồ đo lưu lượng hơi…với khả năng chịu nhiệt độ cao từ 220 độ tới 425 độ C. Áp lực làm việc của thiết bị van công nghiệp cho hệ hơi từ PN16 tới PN20, PN40 và thậm chí cao hơn nữa.

Trước tiên chúng ta cần hiểu hơi là gì?

Hơi là chất khí được tạo thành khi nước chuyển từ thể lỏng sang thể khí. Ở cấp độ phân tử, điều này là khi các phân tử H2O cố gắng phá vỡ các liên kết (tức là liên kết hydro) giữ chúng lại với nhau.

Hơi làm việc như thế nào?

Trong nước lỏng, các phân tử H2O liên tục liên kết với nhau và tách ra. Tuy nhiên, khi các phân tử nước bị đun nóng, các liên kết kết nối các phân tử bắt đầu đứt gãy nhanh hơn mức chúng có thể hình thành. Cuối cùng, khi được cung cấp đủ nhiệt, một số phân tử sẽ tự do vỡ ra. Các phân tử ‘tự do’ này tạo thành khí trong suốt mà chúng ta gọi là hơi nước, hay cụ thể hơn là hơi nước khô.

Hơi nước khô và hơi nước ướt

Trong các ngành công nghiệp sử dụng hơi nước, hai loại hơi thường được gọi là hơi khô (còn gọi là “hơi bão hòa”) và hơi ướt.

Hơi khô là dạng hơi khi tất cả các phân tử nước của nó vẫn ở trạng thái khí. Đó là một chất khí trong suốt.

Hơi ướt là dạng hơi hơi khi một phần phân tử nước của nó đã từ bỏ năng lượng (nhiệt tiềm ẩn) và ngưng tụ lại để tạo thành những giọt nước nhỏ.

Hơi được xem như nguồn năng lượng điện

Hơi nước đóng một vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng công nghiệp. Việc hiện đại hóa động cơ hơi nước vào đầu thế kỷ 18 đã dẫn đến những đột phá lớn như phát minh ra đầu máy hơi nước và tàu hơi nước, chưa kể đến lò hơi và búa hơi. Búa hơi không phải là búa nước liên quan tới đường ống hơi nước, mà là một cái búa chạy bằng hơi nước được sử dụng để tạo hình đồ rèn.

Tuy nhiên, ngày nay, động cơ đốt trong và điện thường được thay thế hơi nước như một nguồn điện. Mặc dù vậy, hơi nước vẫn đang được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy điện và một số ứng dụng công nghiệp quy mô lớn.

Hơi nước như một nguồn nhiệt

Hơi nước hiện nay chủ yếu được biết đến với các ứng dụng sưởi ấm, như một nguồn nhiệt trực tiếp và gián tiếp.

Gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước

Phương pháp gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước đề cập đến các quá trình mà hơi nước tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm được gia nhiệt.

Ví dụ nột lò hấp bánh bao. Một rổ hấp được đặt trên một nồi nước sôi. Khi nước sôi, hơi nước bốc lên trong giỏ và làm chín thực phẩm. Trong thiết lập này, nồi hơi (nồi) và nồi hấp (rổ) được kết hợp với nhau.

Ví dụ điển hình về gia nhiệt hơi nước trực tiếp qua quy trình hấp bánh bao

Nguyên lý của việc hấp thực phẩm là bằng cách để hơi nước tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm được làm nóng, nhiệt tiềm ẩn của hơi nước có thể được truyền trực tiếp đến thực phẩm và các giọt nước được hình thành thông qua quá trình ngưng tụ có thể cung cấp độ ẩm.

Trong công nghiệp, phương pháp gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước thường được sử dụng để nấu nướng, khử trùng, hấp bằng hơi, lưu hóa và các quá trình khác.

Gia nhiệt hơi gián tiếp

Phương pháp gia nhiệt hơi nước gián tiếp đề cập đến các quá trình mà hơi nước không tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm được gia nhiệt. Nó được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì nó cung cấp nhiệt nhanh chóng, đồng đều. Phương pháp này thường sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt sản phẩm.

Hệ thống gia nhiệt hơi gián tiếp

Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước là các giọt nước hình thành trong quá trình gia nhiệt sẽ không ảnh hưởng đến sản phẩm. Do đó, hơi nước có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau như nấu chảy, làm khô, đun sôi và các loại tương tự.

Hệ thống gia nhiệt hơi gián tiếp được sử dụng trong một loạt các quy trình như sản xuất thực phẩm và đồ uống, lốp xe, giấy, bìa cứng, nhiên liệu như xăng và y học.

Một số lưu ý khi lựa chọn thiết bị van công nghiệp cho hệ hơi

Van công nghiệp và thiết bị cho hệ hơi gồm có các loại van chặn như van cầu, van cổng, y lọc, bẫy hơi, thiết bị tách nước cho hơi, van giảm áp hơi, van an toàn cho hơi, van điều khiển cho hơi nóng, đồng hồ đo áp suất hơi… là những thiết bị sử dụng phổ biến trong hệ hơi. Tuy nhiên, như các bạn đã biết, hệ hơi có những ứng dụng cần chịu nhiệt độ rất cao và áp suất rất cao, do vậy chúng ta cần quan tâm tới chất liệu làm nên thiết bị, thiết bị có thể chịu nhiệt độ tối đa là bao nhiêu, áp lực làm việc tối đa là bao nhiêu.

Sơ đồ lắp đặt van công nghiệp và thiết bị đường ống hệ hơi

Ví dụ, bạn không thể lấy một thiết bị van công nghiệp gang chịu nhiệt độ Max là 110 độ C cho ứng dụng hơi lên tới 250 độ C hoặc thậm chí 400 độ C. Thiết bị sẽ bị hỏng ngay khi bạn đưa vào sử dụng. Do vậy, bạn phải hiểu rất rõ ứng dụng và các thông số kỹ thuật của dự bán bên mình.

Ngoài ra, việc lựa chọn nhà sản xuất chuyên về các thiết bị cho hệ hơi cũng là một vấn đề cần được bạn quan tâm và lưu ý. Có những đơn vị có thế mạnh về sản xuất các thiết bị cho hệ hơi như van công nghiệp Samyang Hàn Quốc chuyên cho hệ hơi, khớp nối mềm TOZEN chuyên cho hệ hơi, van bi điều khiển hệ hơi của Belimo, đồng hồ đo áp suất hơi PA Đức là những sản phẩm chuyên cho hệ hơi của các thương hiệu hàng đầu thế giới.

Việc lựa chọn đúng ứng dụng cho hệ hơi giúp bạn có một hệ thống an toàn, hoạt động hiệu quả mà không phải mất nhiều công sức và tài chính cho vấn đề vận hành, bảo trì hệ thống.

Một số tóm lược về van hệ hơi

Van chặn (điều khiển đóng mở cho hệ hơi)

Van chặn cho hệ hơi thường là các loại van dùng để đóng mở, điều khiển đóng mở cho hệ hơi cả bằng tay hoặc điều khiển bằng điện. Các loại van đóng mở cho hệ hơi phải là loại van chịu được nhiệt độ cao, từ khoảng 178 độ C tới 425 độ C, áp lực PN10, PN16 hoặc PN20, PN30 hoặc PN40 là phổ biến. Các loại van phù hợp cho hệ hơi là van cầu gang, van cầu thép, hoặc van bi điều khiển hệ hơi hoặc van cầu điều khiển hệ hơi là những dòng van chuyên sử dụng cho hệ hơi được PGTECH tư vấn cho khách hàng và được thị trường đón nhất tích cực qua nhiều năm.

Van giảm áp hệ hơi

Van giảm áp là một loại van được sử dụng rất phổ biến cho hệ hơi. Van giảm áp cho hệ hơi có thiết kế hoàn toàn khác với van giảm áp cho hệ nước bỏi tính chất chịu nhiệt cao của loại van này. Thông thường, khi tư vấn lựa chọn về van giảm áp cho hệ hơi, chúng tôi thường hỏi rõ khách hàng nhiệt độ của hệ thống Max là bao nhiêu, áp lực Max là bao nhiêu để lựa chọn ra loại van giảm áp chuyên dụng cho hệ hơi phù hợp. Giải nhiệt độ có thể là 220 độ C hoặc hơn 400 độ C với những loại van chịu nhiệt cao. Áp suất làm việc cũng đòi hỏi theo mỗi hệ là khác nhau như PN10, PN16, PN20, PN30 hoặc PN40.

Van an toàn cho hệ hơi

Van an toàn là một loại van không thể thiếu cho hệ hơi. Tùy từng vị trí, tùy từng ứng dụng mà lựa chọn van an toàn cho hệ hơi khách nhau. Van an toàn cho hệ hơi thường là loại van có khả năng chịu nhiệt độ cao, và áp lực cũng tùy theo yêu cầu. Có thể là van an toàn cho hệ hơi nối bích hoặc van an toàn cho hệ hơi nối ren, bằng gang hoặc bằng đồng theo yêu cầu sử dụng. Thông thường van an toàn cho hệ hơi nối bích thường bằng gang.

Y lọc cho hệ hơi

Y lọc cho hệ hơi là thiết bị đôi khi lại bị bỏ quên bởi các nhà thiết kế. Các nhà thiết kế nhiều khi nghĩ hệ hơi là sạch, không có các hạt bẩn, cặn bận trong đường ống nên không thiết kế y lọc. Đó là một quan điểm sai lầm khi thiết kế hệ thống hơi. Các hệ thống hơi chuẩn là phải có thiết bị lọc, Y lọc, dùng để lọc các tạp chất, cặn bẩn trong đường ống, để tránh làm hư hại đường ống và thiết bị không khác gì hệ thủy lực.

Bẫy hơi (cốc ngưng)

Bẫy hơi là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống hơi. Thiết bị bẫy hơi được sử dụng để tách nước ngưng, giúp hệ thống hơi được vận hành một cách hiệu quả, tránh các hiện tượng ngưng tụ và búa nước trong hơi.

Thiết bị tách nước cho hệ hơi

Thiết bị tách nước Water Separator là cần thiết như thiết bị bẫy hơi Steam trap trong hệ thống hơi. Thiết bị tách nước hệ hơi giúp loại bỏ các hạt nhỏ li ti, các hạt ẩm để hệ thống hơi được vận hành hiệu quả, tránh được hiện tường tích tụ và gây búa nước hệ hơi giúp cho hệ thống hoạt động được an toàn hiệu quả.

Khớp nối giãn nở nhiệt

Ống nối giãn nở Expansion Joint Là một thiết bị không thể thiếu trong thiết kế hệ thống đường ống hơi. Ống nối giãn nở nhiệt là thiết bị chuyên dụng chịu nhiệt độ cao, thường được thiết kế bằng inox để chống rung, giãn nở bù trừ nhiệt. Tránh cho hệ thống đường ống bị kích gẫy rò rỉ, để an toàn cho hệ thống và tránh được những hỏng hóc của thiết bị đường ống không cần thiết.