Chọn van dù khí nén cho đường hơi: không chỉ nhìn vào dn và áp suất

Khi lựa chọn van dù khí nén cho hệ thống hơi, nhiều người thường bắt đầu bằng hai thông số quen thuộc là DN và áp suất. Tuy nhiên, hai thông số này chưa đủ để xác định một van có thực sự phù hợp với hệ thống hay không.

Đường hơi có đặc thù riêng về nhiệt độ, áp suất, vận tốc dòng chảy và chế độ vận hành. Một van hơi có kích thước đúng nhưng lựa chọn sai vật liệu, sai cấp áp hoặc sai đặc tính điều tiết vẫn có thể gây rò rỉ, giảm tuổi thọ hoặc vận hành không ổn định.

Đối với các hệ thống cần tự động hóa, thân van còn phải được phối hợp với actuator, positioner và các phụ kiện điều khiển. Vì vậy, lựa chọn van dù khí nén nên được xem xét như một bộ thiết bị hoàn chỉnh thay vì chỉ chọn riêng thân van.

1. DN không phải là thông số duy nhất quyết định lựa chọn

DN thể hiện kích thước danh nghĩa của đường ống và van, nhưng không trực tiếp cho biết van có đáp ứng được lưu lượng yêu cầu hay không.

Ví dụ, cùng một DN50, hai hệ thống có thể có:

• Lưu lượng hơi khác nhau.
• Áp suất đầu vào khác nhau.
• Áp suất đầu ra khác nhau.
• Nhiệt độ khác nhau.
• Chênh áp khác nhau.

Do đó, cùng DN50 nhưng yêu cầu về khả năng điều tiết có thể hoàn toàn khác.

Đây là lý do khi lựa chọn van cầu hơi, cần xem xét điều kiện vận hành thực tế thay vì chỉ lấy kích thước đường ống làm cơ sở.

2. Áp suất và nhiệt độ phải được xem xét đồng thời

Một van có thể chịu được áp suất nhất định ở nhiệt độ thấp nhưng khả năng chịu áp có thể thay đổi khi nhiệt độ tăng.

Đặc biệt với hệ thống hơi nóng, nhiệt độ là yếu tố không thể bỏ qua.

Khi lựa chọn van hơi, cần xác định:

• Áp suất làm việc bình thường.
• Áp suất tối đa.
• Nhiệt độ làm việc bình thường.
• Nhiệt độ tối đa.
• Môi chất là hơi bão hòa hay hơi quá nhiệt.
• Điều kiện khởi động và dừng hệ thống.

Không nên chỉ nhìn một con số áp suất in trên thân van rồi kết luận van phù hợp.

3. Hơi bão hòa và hơi quá nhiệt không nên đánh đồng

Hai hệ thống đều gọi chung là đường hơi nhưng điều kiện làm việc có thể rất khác.

Hơi bão hòa thường liên quan trực tiếp đến mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ bão hòa.

Trong khi đó, hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ bão hòa tương ứng tại cùng áp suất.

Khi môi chất có nhiệt độ cao, vật liệu của thân van, seat, packing và các chi tiết làm kín đều cần được xem xét phù hợp.

Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng khi lựa chọn van cầu hơi cho hệ thống nhiệt công nghiệp.

4. Chọn vật liệu thân van theo môi trường thực tế

Thân van có thể được chế tạo từ nhiều vật liệu khác nhau.

Tùy ứng dụng, có thể gặp:

• Gang.
• Thép carbon.
• Inox.
• Các vật liệu hợp kim chuyên dụng.

Không nên mặc định rằng inox luôn là lựa chọn phù hợp nhất hoặc thép luôn tốt hơn gang.

Điều quan trọng là vật liệu phải đáp ứng điều kiện áp suất, nhiệt độ, môi trường và tiêu chuẩn thiết kế của hệ thống.

Đối với valve công nghiệp, việc chọn vật liệu cần dựa trên thông số kỹ thuật thực tế chứ không chỉ dựa vào tên vật liệu.

5. Quan tâm đến trim khi van phải điều tiết thường xuyên

Nếu van chỉ đóng hoặc mở hoàn toàn, yêu cầu đối với trim có thể khác so với van phải điều tiết liên tục.

Khi van làm nhiệm vụ điều tiết, dòng môi chất đi qua một tiết diện nhỏ có thể tạo vận tốc cao và gây ảnh hưởng đến seat, plug hoặc disc.

Đối với hơi có chênh áp lớn, hiện tượng xói mòn có thể xảy ra nhanh hơn nếu cấu hình van không phù hợp.

Vì vậy, khi chọn van dù khí nén cho ứng dụng điều tiết hơi, cần xem xét cả phần trim chứ không chỉ thân van và actuator.

6. Xác định van dùng On/Off hay tuyến tính

Đây là một trong những điểm quan trọng nhất.

Nếu nhiệm vụ của van chỉ là đóng hoặc mở theo trạng thái cố định, có thể sử dụng cấu hình On/Off.

Nếu van cần giữ một mức lưu lượng hoặc nhiệt độ nhất định, cần cấu hình điều khiển tuyến tính.

Với van tuyến tính, tín hiệu điều khiển có thể được kết hợp với positioner để đưa van đến các vị trí trung gian.

Ví dụ:

• 20% hành trình.
• 40% hành trình.
• 60% hành trình.
• 80% hành trình.

Điều này cho phép hệ thống điều chỉnh lượng hơi theo nhu cầu của thiết bị sử dụng nhiệt.

7. Chọn actuator không nên chỉ dựa vào kích thước van

Actuator phải tạo đủ lực để di chuyển van trong điều kiện thực tế.

Lực cần thiết phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

• Kích thước van.
• Chênh áp.
• Thiết kế trim.
• Áp suất khí điều khiển.
• Ma sát packing.
• Yêu cầu lực đóng kín.

Vì vậy, một van DN nhỏ nhưng chênh áp lớn chưa chắc sử dụng actuator nhỏ.

Khi lựa chọn bộ điều khiển khí nén, cần phối hợp thông số actuator với thân van để tránh tình trạng actuator hoạt động nhưng không đủ lực đóng kín hoặc không đạt đủ hành trình.

8. Đừng bỏ qua chất lượng khí điều khiển

Một hệ thống tự động hóa tốt vẫn có thể vận hành không ổn định nếu khí điều khiển không đạt yêu cầu.

Khí có nước, dầu hoặc bụi có thể ảnh hưởng đến:

• Positioner.
• Solenoid valve.
• Actuator.
• Các chi tiết điều khiển.

Do đó, cụm lọc và điều áp khí cần được lựa chọn và bảo trì phù hợp.

Đây là một phần thường bị xem nhẹ khi thiết kế hệ thống van dù khí nén.

9. Kiểm tra hướng dòng chảy

Đối với nhiều loại van cầu, hướng dòng được quy định theo thiết kế.

Lắp sai hướng có thể làm thay đổi lực tác động lên đĩa van, khả năng đóng kín và đặc tính điều khiển.

Khi lắp đặt van cầu hơi, cần kiểm tra mũi tên trên thân van và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất.

Không nên chỉ dựa vào việc hai mặt bích có cùng kích thước.

10. Chọn kiểu kết nối theo yêu cầu bảo trì

Van có thể sử dụng kết nối ren, bích, hàn hoặc các cấu hình khác tùy thiết kế.

Với hệ thống công nghiệp, mặt bích thường thuận tiện khi cần tháo van để bảo trì.

Trong khi đó, kết nối hàn có thể phù hợp với những hệ thống yêu cầu kết nối cố định và hạn chế vị trí rò rỉ.

Lựa chọn kiểu kết nối cần đồng bộ với tiêu chuẩn đường ống hiện hữu.

11. Một bảng kiểm tra nhanh trước khi đặt van

Trước khi lựa chọn van dù khí nén, nên có ít nhất các thông tin:

Thông sốNội dung cần xác địnhDNKích thước đường ốngMôi chấtHơi, nước nóng, dầu nóng...Áp suấtÁp suất làm việc và tối đaNhiệt độNhiệt độ bình thường và tối đaLưu lượngLưu lượng yêu cầuΔPChênh áp trước/sau vanChế độOn/Off hoặc tuyến tínhTín hiệuTín hiệu điều khiển nếu cóKết nốiRen, bích, hànVật liệuGang, thép, inox...

Có đầy đủ những dữ liệu này sẽ giúp quá trình chọn van chính xác hơn rất nhiều.

12. Khi nào nên sử dụng van cầu thay vì các loại van khác?

Nếu hệ thống chỉ cần đóng/mở và yêu cầu tổn thất áp suất thấp, có thể cân nhắc những thiết kế van khác.

Nhưng khi cần điều tiết lưu lượng, đặc biệt trong đường hơi, van cầu thường được lựa chọn nhờ đặc tính chuyển động tuyến tính và khả năng kiểm soát dòng.

Do đó, van cầu hơi thường xuất hiện ở những vị trí cần kiểm soát lưu lượng hơi thay vì chỉ đóng/mở đường ống.

Kết luận

Lựa chọn van dù khí nén cho đường hơi không nên chỉ dựa vào DN và áp suất. Nhiệt độ, lưu lượng, chênh áp, vật liệu, trim, kiểu điều khiển, actuator và chất lượng khí nén đều có thể ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả vận hành.

Với hệ thống sử dụng van công nghiệp, đặc biệt là van hơi và van cầu điều khiển khí nén, Tân Thành khuyến nghị nên thu thập đầy đủ thông số vận hành trước khi lựa chọn thiết bị. Việc xác định đúng ngay từ đầu sẽ giúp hạn chế tình trạng van không đủ lực, điều tiết không ổn định hoặc nhanh xuống cấp trong quá trình sử dụng.

Hashtag:

#VanDuKhiNen #VanHoi #VanCauHoi #VanCongNghiep #ValveCongNghiep #BoDieuKhienKhiNen #TanThanh #VanTanThanh