Ứng Dụng Xả Khí

Hướng dẫn này mô tả nhiều ứng dụng khác nhau của van xả khí, bao gồm đường ống hơi chính, đường bypass, bình có áo jacket và trục quay. Các vấn đề khác như xả khí thể tích lớn, xả khí nhóm và việc thay thế bẫy hơi nhiệt tĩnh cũng được xem xét.

Thiết bị xả khí nói chung

Van xả khí tự động là một van vận hành bằng nguyên lý nhiệt tĩnh, được lắp đặt tại vị trí mà hơi và khí, thay vì ngưng tụ, sẽ tiếp cận nó. Nếu van xả khí được nối sát với thiết bị sưởi có khối lượng đáng kể và hoạt động gần nhiệt độ hơi, thì nhiệt dẫn có thể giữ van xả khí đóng, hoặc ít nhất làm chậm hoạt động của nó. Do đó, khuyến nghị rằng bất kỳ van xả khí nào và ống nối của nó nên được lắp đặt không bọc cách nhiệt để hoạt động chính xác.

Trong những trường hợp này, van xả khí tốt nhất nên được lắp ở cuối đoạn ống dài khoảng 300 mm có thể đóng vai trò như bình thu gom, và cho phép gradient nhiệt từ không gian hơi của thiết bị sưởi đến van xả. Các ‘bình’ được đề cập trong phần ‘Trục quay’ có thể được sử dụng theo cách này như các đơn vị thu gom khí.

Khi van xả khí xả, chúng luôn xả hỗn hợp khí/không khí. Điều này thường được hiểu là hơi nguyên chất, và kết luận hợp lý là tin rằng van xả khí bị rò rỉ. Nếu hoạt động bình thường, mức độ xả sẽ giảm dần và ngừng. Nếu van xả khí tiếp tục xả trong thời gian dài mà không có dấu hiệu đóng, rất có thể nó bị lỗi và cần được kiểm tra và sửa chữa.

Đường bypass bẫy hơi

Có vẻ tự nhiên khi lắp đường bypass thủ công quanh bẫy hơi, thường được mở khi khởi động. Vì tải ngưng tụ khi khởi động hiếm khi nhiều hơn gấp đôi tải vận hành, và bẫy thường có dung lượng ngưng tụ với hệ số an toàn lớn hơn nhiều, có vẻ chức năng thực sự của bypass là xả khí. Điều này cho phép ngưng tụ tiếp cận bẫy.

Bypass thường được tìm thấy quanh bẫy kiểu gầu, vốn chậm xả khí một cách tự nhiên. Cụm lắp ráp có thể trở nên tự động và hiệu quả bằng cách đơn giản thay van bypass thủ công bằng van xả khí tự động. Bypass thủ công dễ bị quên và để mở, và do đó là nguồn tiềm ẩn gây lãng phí hơi.

Van phá chân không

Van phá chân không có thể được sử dụng hiệu quả khi hệ thống dừng hoạt động, khi áp suất dưới khí quyển có thể xuất hiện trong ống hơi và thiết bị. Được đặt chiến lược, chúng sẽ cho phép ngưng tụ chảy trọng lực xuống điểm bẫy xả. Bằng cách cho phép loại bỏ hoàn toàn ngưng tụ khỏi bất kỳ hệ thống hơi nào, nguy cơ nước va sẽ được loại bỏ khi khởi động hệ thống tiếp theo.

Đường ống hơi bão hòa

Đường ống hơi chính thực chất là một không gian hơi dài với tiết diện nhỏ. Khi hơi được bật ở phía cung cấp, nó di chuyển dọc theo ống như một piston, đẩy không khí phía trước. Van xả khí được lắp ở cuối đường ống như trong Hình 11.10.13, Mô-đun 10, sẽ xả hầu hết không khí. Van xả được kết nối ở đỉnh ống, hoặc ít nhất ở một điểm trên mức ngưng tụ dự kiến.

Đường ống hơi quá nhiệt

Đường ống hơi quá nhiệt nói chung chỉ cần xả khí khi khởi động. Cần van xả khí có khả năng chịu nhiệt độ cao, do đó loại lưỡng kim sẽ là lựa chọn tốt nhất.

Nồi nấu có áo jacket

Việc chọn vị trí van xả khí cho các ứng dụng này có thể khó khăn. Không khí hòa tan trong sản phẩm lạnh bị đẩy ra khỏi dung dịch khi nồi nóng lên, và bong bóng xuất hiện phía sản phẩm của áo jacket. Sự thiếu bong bóng trên bề mặt trong của nồi cho thấy các điểm lạnh, chỉ ra nơi không khí đang tích tụ bên trong áo jacket.

Với sự kết hợp của loại bẫy hơi sai và không có van xả khí, khả năng bong bóng sẽ xuất hiện cuối cùng ở đáy áo jacket gần cửa xả ngưng tụ, và ở đỉnh đối diện điểm vào hơi. Bẫy hơi tốt nhất sẽ là loại phao có van xả khí, đặt bên dưới nồi, cho phép ngưng tụ và không khí chảy trọng lực xuống sàn, hoặc đến bình thu thập và bơm. Van xả khí tốt nhất nên đặt đối diện điểm vào hơi ở vị trí cao, và nhà sản xuất uy tín sẽ đặt một lỗ ren cho mục đích này, (Hình 11.9.1, Mô-đun 9).

Nồi nghiêng yêu cầu bẫy phao có tính năng giải phóng khóa hơi vì ngưng tụ được loại bỏ qua ống nhúng đi qua khớp quay. Nếu không bao gồm van xả khí, thì một van xả khí riêng biệt bypass qua bẫy sẽ cải thiện hiệu suất. Tương tự, bẫy hơi nên được đặt bên dưới cửa xả, (Hình 11.9.2, Mô-đun 9).

Trục quay

Một trường hợp đặc biệt đáng quan tâm là trục sấy được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp chế biến. Một trục ngang được cung cấp hơi qua khớp quay ở một đầu, và vật liệu đang được chế biến tiếp xúc với bề mặt ngoài của trục. Ngưng tụ được xả qua ống nhúng đi qua cùng khớp quay hoặc khớp tương tự ở đầu đối diện của trục.

Với các trục có kích thước đáng kể, thể tích không khí cần xả khi ‘khởi động’ là lớn. Không khí tích tụ trong trục trong quá trình vận hành bình thường dẫn đến các điểm lạnh trên bề mặt ngoài, và vật liệu được chế biến không đúng cách. Xả khí tự động là tối quan trọng, và phải được thực hiện như một phần tất yếu nếu muốn đạt kết quả tốt.

Bẫy hơi tốt nhất cho mục đích này là loại phao-nhiệt tĩnh có giải phóng khóa hơi, nhưng van xả khí riêng biệt thường vẫn cần thiết do lượng lớn không khí cần xả.

Kinh nghiệm cho thấy van xả khí và bình thu gom khí ở cửa xả ngưng tụ sẽ cho kết quả tuyệt vời nếu lắp đặt như trong Hình 11.13.1.

Xả khí nhóm

Các nhà thiết kế thiết bị hơi đôi khi giảm chi phí bằng cách kết nối các điểm xa của hai hoặc nhiều không gian hơi, và lắp một van xả khí duy nhất, thay vì sử dụng van xả khí riêng biệt cho mỗi không gian hơi. Thật không may, cách bố trí như vậy thường không thành công. Một bộ sưởi khí đa cuộn có thể có mỗi cuộn được cung cấp từ một đầu hơi chung được cấp qua một van điều khiển duy nhất. Ở đây, van xả khí sẽ đóng khi hơi từ một phần tiếp cận nó. Không khí, có trong các phần khác, sẽ đơn giản là không tiếp cận van xả để mở nó. Sau đó, hơi trong thân van xả khí ngưng tụ, và được thay thế lại. Một lần nữa, khi hơi đến từ cuộn chứa ít không khí nhất, van xả có xu hướng đóng nhanh. Các hỗn hợp khí/hơi trong các cuộn khác không được dẫn để chảy về phía vị trí van xả. Xả khí nhóm không thành công, và nên tránh, theo cách tương tự như việc bẫy hơi nhóm của các đường xả ngưng tụ.

Van xả khí cỡ lớn

Dung lượng của van xả khí phụ thuộc vào kích thước lỗ, hiệu áp suất qua đệm van, và tính chất của khí được xả. Trong một số trường hợp, không gian hơi cần xả rất lớn, như trong các máy tiệt trùng lớn và nồi hấp trong ngành công nghiệp thực phẩm, nồi hấp autoclave lớn, bình lưu hóa cao su, v.v. Lượng không khí cần xả có thể lớn đến mức yêu cầu nhiều van xả khí được lắp song song. Một giải pháp thay thế là sử dụng điều khiển nhiệt độ tự động, lắp tương tự như trong Hình 11.13.2. Van phải thuộc loại phù hợp để sử dụng cho dịch vụ hơi. Van được định vị bởi hệ thống điều khiển, và cảm biến nhiệt độ được đặt ở phía hạ lưu của van. Cài đặt nhiệt độ được điều chỉnh đến 100°C, hoặc ngay dưới giá trị này. Vì áp suất trong ống đuôi tại cảm biến nhiệt độ là khí quyển, nhiệt độ tại điểm này sẽ là 100°C nếu hơi không chứa không khí đã tiếp cận cảm biến sau khi chảy qua van. Ở nhiệt độ này, van sẽ vừa đóng. Bất kỳ nhiệt độ thấp hơn nào tại vị trí cảm biến có nghĩa là có một số không khí hiện diện, và van sẽ mở nhẹ.

Việc đặt cảm biến nhiệt độ theo cách này, hạ lưu của van nơi áp suất đường ống là khí quyển, triệt tiêu ảnh hưởng của áp suất phía thượng lưu van. Hệ thống điều khiển chỉ cần đóng van khi nhiệt độ cảm biến đạt 100°C và mở ở nhiệt độ thấp hơn. Bố trí này làm cho việc sử dụng van xả khí lớn đến DN50 trở nên khá thực tế, cho phép xả lượng lớn không khí.

Xả khí qua bẫy hơi nhiệt tĩnh

Bất kỳ bẫy hơi nhiệt tĩnh nào, như loại cân bằng áp suất dạng túi hoặc viên, hoặc loại lưỡng kim, đều có thể được sử dụng như van xả khí. Rõ ràng đơn vị vận hành phải là loại phản ứng nhanh với thay đổi nhiệt độ, và bẫy kết hợp dải lưỡng kim kích thước lớn có thể kém phù hợp hơn. Nhưng, nếu bẫy hơi nhiệt tĩnh được sử dụng chủ yếu để xả ngưng tụ, nó sẽ xả khí hiệu quả như thế nào?

Vì bẫy sẽ mở khi khởi động khi hơi được bật, nó sẽ xả không khí đang được đẩy về phía nó.

Tuy nhiên, trong quá trình vận hành bình thường, bẫy có thể không hoàn toàn hiệu quả như van xả khí. Là bẫy hơi, nó sẽ đóng với ngưng tụ ngay dưới nhiệt độ bão hòa. Theo đó, với lớp nước kín ở phía vào của bẫy, không khí và bất kỳ chất không ngưng tụ nào khác sẽ bị kín trong không gian hơi quy trình trong một thời gian ngắn bởi ngưng tụ.

Khi ngưng tụ tại bẫy hơi cuối cùng mất một phần nhiệt, chỉ khi đó bẫy mới mở và xả cả ngưng tụ và hỗn hợp khí/hơi mát.

Cách hiệu quả nhất để giải phóng không khí bằng bẫy hơi từ không gian hơi là sử dụng bẫy hơi loại phao có van xả khí tích hợp. Vì ngưng tụ nên luôn đến bẫy, việc đi qua của chất không ngưng tụ đến van xả khí tích hợp không bị cản trở trong quá trình vận hành bình thường.

Phải làm rõ rằng thiết bị tự động được sử dụng để xả hỗn hợp khí/hơi, dù được mô tả là bẫy hơi hay van xả khí, tốt nhất nên được đặt trên mức nước trong bẫy. Trong tất cả các trường hợp khác, việc bổ sung van xả khí (tại các vị trí mà hỗn hợp khí/hơi có thể tiếp cận trong mọi điều kiện) có thể mang lại kết quả có lợi vượt xa chi phí bổ sung.