Bẫy hơi cơ

Bẫy hơi cơ hoạt động dựa trên sự khác biệt về mật độ giữa hơi nước và ngưng tụ. Chúng có thể liên tục xả lượng lớn ngưng tụ và phù hợp với nhiều loại ứng dụng quy trình. Các loại bao gồm bẫy hơi phao nổi và bẫy hơi xô đảo. Hướng dẫn này xem xét nguyên lý hoạt động và ưu điểm của cả hai loại.

Bẫy hơi phao nổi

Bẫy hơi loại phao nổi hoạt động bằng cách cảm nhận sự khác biệt về mật độ giữa hơi nước và ngưng tụ. Trong trường hợp bẫy như thể hiện trong Hình 11.3.1, ngưng tụ đến bẫy sẽ khiến phao nổi nâng lên, nâng van khỏi ghế và xả ngưng tụ. Có thể thấy, van luôn bị ngập và cả hơi lẫn không khí đều không thể đi qua, vì vậy các bẫy hơi loại này ban đầu được xả bằng van thủ công ở đỉnh thân. Bẫy hơi hiện đại sử dụng van xả không khí nhiệt, như thể hiện trong Hình 11.3.2. Điều này cho phép không khí ban đầu đi qua trong khi bẫy cũng đang xử lý ngưng tụ. Van xả không khí tự động sử dụng cùng phần tử capsule áp suất cân bằng như bẫy hơi nhiệt, và được đặt trong không gian hơi phía trên mức ngưng tụ. Sau khi xả không khí ban đầu, nó vẫn đóng cho đến khi không khí hoặc các khí không ngưng tụ khác tích tụ trong quá trình vận hành bình thường và khiến nó mở ra bằng cách giảm nhiệt độ của hỗn hợp không khí/hơi. Van xả không khí nhiệt mang lại lợi ích bổ sung là tăng đáng kể công suất ngưng tụ khi khởi động lạnh.

Trước đây, van xả không khí nhiệt là điểm yếu nếu có va đập nước trong hệ thống. Ngay cả phao cũng có thể bị hư hỏng nếu va đập nước nghiêm trọng. Tuy nhiên, trong các bẫy phao hiện đại, van xả không khí là capsule nhỏ gọn, rất chắc chắn, toàn bộ bằng thép không gỉ, và kỹ thuật hàn hiện đại được sử dụng trên phao khiến bẫy hơi phao-nhiệt hoàn chỉnh rất bền và đáng tin cậy trong các tình huống va đập nước.

Theo nhiều cách, bẫy phao-nhiệt là gần nhất với bẫy hơi lý tưởng. Nó sẽ xả ngưng tụ ngay khi hình thành, bất kể thay đổi áp suất hơi. Ưu điểm của bẫy hơi phao-nhiệt

• Bẫy liên tục xả ngưng tụ ở nhiệt độ hơi. Điều này khiến nó là lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng mà tốc độ truyền nhiệt cao so với diện tích bề mặt gia nhiệt có sẵn.
• Nó có thể xử lý tải ngưng tụ nặng hoặc nhẹ equally well và không bị ảnh hưởng bởi dao động rộng và đột ngột của áp suất hoặc lưu lượng.
• Miễn là van xả không khí tự động được lắp đặt, bẫy có thể xả không khí tự do.
• Nó có công suất lớn so với kích thước.
• Các phiên bản có van xả khóa hơi là loại bẫy duy nhất hoàn toàn phù hợp để sử dụng nơi có thể xảy ra khóa hơi.
• Nó chống va đập nước. Nhược điểm của bẫy hơi phao-nhiệt
• Mặc dù ít bị ảnh hưởng hơn bẫy xô đảo, loại bẫy phao có thể bị hư hỏng do đóng băng nghiêm trọng và thân bẫy nên được cách nhiệt tốt, và/hoặc bổ sung bằng bẫy xả nhiệt nhỏ bổ sung, nếu được lắp ở vị trí lộ thiên.
• Giống như tất cả các loại bẫy cơ, các bộ phận bên trong khác nhau được yêu cầu để cho phép hoạt động trên các phạm vi áp suất khác nhau. Bẫy được thiết kế để hoạt động trên chênh lệch áp suất cao hơn có lỗ nhỏ hơn để cân bằng lực nổi của phao. Nếu bẫy chịu chênh lệch áp suất cao hơn dự kiến, nó sẽ đóng và không cho ngưng tụ đi qua.

Bẫy hơi xô đảo

Bẫy hơi xô đảo được thể hiện trong Hình 11.3.3. Như tên gọi, cơ chế bao gồm một xô đảo được gắn với van bằng đòn bẩy. Một phần thiết yếu của bẫy là lỗ xả không khí nhỏ ở đỉnh xô. Hình 11.3.3 thể hiện phương pháp hoạt động. Ở (i) xô treo xuống, kéo van khỏi ghế. Ngưng tụ chảy dưới đáy xô, lấp đầy thân và chảy ra ngoài qua đầu ra. Ở (ii) sự đến của hơi khiến xô nổi lên, sau đó nâng lên và đóng đầu ra. Ở (iii) bẫy vẫn đóng cho đến khi hơi trong xô đã ngưng tụ hoặc sủi bọt qua lỗ xả lên đỉnh thân bẫy. Sau đó nó sẽ chìm xuống, kéo van chính khỏi ghế. Ngưng tụ tích tụ được giải phóng và chu kỳ lặp lại. Ở (ii), không khí đến bẫy khi khởi động cũng sẽ cho xô lực nổi và đóng van. Lỗ xả của xô rất cần thiết để cho phép không khí thoát lên đỉnh bẫy để cuối cùng xả qua ghế van chính. Lỗ và chênh lệch áp suất đều nhỏ, vì vậy bẫy tương đối chậm trong việc xả không khí. Đồng thời nó phải cho (và do đó lãng phí) một lượng hơi nhất định để bẫy hoạt động khi không khí đã được loại bỏ. Van xả không khí song song được lắp bên ngoài bẫy sẽ giảm thời gian khởi động. Ưu điểm của bẫy hơi xô đảo

• Bẫy hơi xô đảo có thể được chế tạo để chịu được áp suất cao.
• Giống như bẫy hơi phao-nhiệt, nó có khả năng chịu va đập nước tốt.
• Có thể được sử dụng trên đường ống hơi quá nhiệt với việc bổ sung van kiểm tra ở đầu vào.
• Chế độ hỏng thường là mở, vì vậy nó an toàn hơn trên các ứng dụng yêu cầu tính năng này, ví dụ xả tuabin. Nhược điểm của bẫy hơi xô đảo
• Kích thước nhỏ của lỗ ở đỉnh xô có nghĩa là loại bẫy này chỉ có thể xả không khí rất chậm. Lỗ không thể mở rộng, vì hơi sẽ đi qua quá nhanh trong quá trình vận hành bình thường.
• Luôn phải có đủ nước trong thân bẫy để đóng vai trò niêm quanh mép xô. Nếu bẫy mất niêm phong nước này, hơi có thể bị lãng phí qua van đầu ra. Điều này thường xảy ra trên các ứng dụng mà có sự giảm áp suất hơi đột ngột, khiến một phần ngưng tụ trong thân bẫy ‘nhấp nháy’ thành hơi. Xô mất lực nổi và chìm xuống, cho phép hơi sống đi qua lỗ bẫy. Chỉ khi đủ ngưng tụ đến bẫy, niêm phong nước mới hình thành lại và ngăn lãng phí hơi.
• Nếu bẫy xô đảo được sử dụng trên ứng dụng mà có thể có dao động áp suất của thiết bị, van kiểm tra nên được lắp trên đường ống đầu vào trước bẫy. Hơi và nước được tự do chảy theo hướng đã chỉ định, trong khi dòng ngược là không thể vì van kiểm tra sẽ bị ép vào ghế.
• Nhiệt độ cao hơn của hơi quá nhiệt có thể khiến bẫy xô đảo mất niêm phong nước. Van kiểm tra trước bẫy nên được coi là thiết yếu trong điều kiện như vậy. Một số bẫy xô đảo được sản xuất với van kiểm tra tích hợp theo tiêu chuẩn.
• Bẫy xô đảo có thể bị hư hỏng do đóng băng nếu được lắp ở vị trí lộ thiên với điều kiện môi trường dưới 0°C. Giống như các loại bẫy cơ khác, cách nhiệt phù hợp có thể khắc phục vấn đề này nếu điều kiện không quá khắc nghiệt. Nếu dự kiến điều kiện môi trường dưới 0°C, có thể nên xem xét loại bẫy bền hơn để thực hiện công việc. Trong trường hợp xả đường ống chính, bẫy nhiệt động lực sẽ là lựa chọn hàng đầu.
• Giống như bẫy phao, lỗ trong bẫy xô đảo được thiết kế để hoạt động lên đến chênh lệch áp suất tối đa. Nếu bẫy chịu chênh lệch áp suất cao hơn dự kiến, nó sẽ đóng và không cho ngưng tụ đi qua. Có nhiều kích thước lỗ khác nhau để bao quát phạm vi áp suất rộng.