Nhiệm vụ của bẫy hơi là xả nước ngưng tụ, không khí và các loại khí không thể ngưng tụ khác khỏi hệ thống hơi nước trong khi không cho hơi nước sống thoát ra ngoài. Sự cần thiết của bẫy hơi, các loại bẫy hơi và phương thức hoạt động cơ bản sẽ được đề cập trong bài viết sau.
Bẫy hơi là gì?
Trong hệ thống phân phối hơi, do tổn thất nhiệt ra ngoài môi trường, do truyền nhiệt cho thiết bị sử dụng nhiệt, hơi nước trong hệ thống bị ngưng tụ lại thành nước. Bẫy hơi có chức năng rút nước ngưng, không khí và các khí không ngưng khác ra khỏi hệ thống hơi mà không gây ra tổn thất hơi trong hệ thống ngoài ra nó còn có tác dụng tiết kiệm năng lượng trong việc thu hồi nước ngưng của hệ thống.
Trong công nghiệp, người ta lựa chọn các loại bẫy hơi khác nhau tùy theo đặc điểm của từng hệ thống và tùy theo công suất người ta tính toán, lựa chọn được kích thước van đáp ứng được nhu cầu của hệ thống.
Trong các hệ thống phân phối hơi, người ta chia bẫy hơi thành 3 loại chính thường sử dụng là bẫy hơi loại cơ khí, bẫy hơi bẫy hơi nhiệt động và bẫy hơi tĩnh nhiệt.
Các loại bẫy hơi phổ biến
Bẫy hơi loại cơ khí
Bẫy hơi dạng phao: Loại này có kết cấu và hình thức rất đa dạng, hoạt động hiệu quả cả khi lưu lượng nước ngưng lớn hay nhỏ. Năng suất xả cao và liên tục. Thường dùng cho hệ thống có dùng bộ phận điều khiển nhiệt độ tự động. Thường được chế tạo bằng gang, thép đúc và thép không rỉ.
Khi hệ thống khởi động, van tĩnh nhiệt cho phép không khí và khí không ngưng đi qua (trạng thái 1). Khi nước ngưng đi vào trong van làm cho phao bị nâng lên, van tĩnh nhiệt đóng lại, van chính mở cho nước ngưng thoát ra ngoài, khi nước ngưng thoát hết ra ngoài thì van chính đóng lại không cho hơi thoát ra (trạng thái 2). Trong trường hợp nước ngưng bị chặn không đến được bẫy hơi (khóa hơi) thì hơi có thể bị thoát ra ngoài qua van tĩnh nhiệt (trạng thái 3).
Bẫy hơi dạng gầu đảo: Đây là loại bẫy hơi có kết cấu vững chắc nhất trong các loại bẫy hơi dạng cơ khí, chịu được thủy kích. Khi sử dụng trong hệ thống hơi quá nhiệt người ta thường lắp thêm van một chiều ở đầu vào. Thường được chế tạo bằng thép cacbon, thép hợp kim và thép không rỉ.
Ở trạng thái 1, khi nước ngưng đầy trong thân bẫy hơi, vị trí của gầu ở dưới do trọng lượng của nó kéo xuống, van ở trạng thái mở, nước ngưng thoát ra ngoài. Khi hơi tràn vào bẫy hơi như trạng thái 2, gầu bị áp lực hơi nâng lên, van đóng lại. Hơi nước bị ngưng lại ở trạng thái 3 sẽ làm cho lượng hơi bị giảm đi sẽ không nâng được gầu lên, do trọng lượng gầu sẽ kéo gầu chìm xuống làm mở van cho nước ngưng thoát ra. Khi trong bẫy hơi có lẫn không khí không ngưng như trạng thái 4 nó sẽ ngăn cản không cho nước ngưng thoát ra, vì vậy phía trên của gầu có khoan 1 lỗ đường kính rất nhỏ cho khí thoát lên, điều này cũng có tác dụng làm giảm tổn thất hơi trong quá trình vận hành của hệ thống.
Bẫy hơi tĩnh nhiệt
Bẫy hơi tĩnh nhiệt cân bằng áp lực: Với đặc điểm tự điều chỉnh khi áp lực hơi thay đổi và thông khí rất tốt trong quá trình khởi động cũng như trong quá trình hoạt động của hệ thống. Thường được chế tạo bằng đồng, thép đúc và thép không rỉ.
Chi tiết quan trọng nhất của loại bẫy hơi này là khoang chứa hỗn hợp chất lỏng có nhiệt độ sôi nhỏ hơn nhiệt độ sôi của nước. Khi ở nhiệt độ thấp (trạng thái 1), chất lỏng trong khoang này chưa bay hơi, bẫy hơi cho phép nước ngưng đi qua. Khi nước ngưng rút gần hết (trạng thái 2), hơi nước tiến lại gần khoang chứa chất lỏng, hơi nước có nhiệt độ cao làm cho chất lỏng trong khoang chứa bay hơi, giãn nở và đóng van không cho nước ngưng đi qua. Khi lượng nước ngưng nhiều lên (trạng thái 3), chất lỏng trong khoang chứa bị nguội đi, ngưng tụ lại, van mở cho nước ngưng thoát ra, chu trình lặp lại.
Bẫy hơi tĩnh nhiệt lưỡng kim: Kết cấu chắc chắn, chịu được thủy kích và ăn mòn do nước ngưng. Thường được chế tạo bằng thép đúc, thép hợp kim và thép không rỉ.
Nguyên lý làm việc của loại bẫy hơi này dựa vào sự giãn nở nhiệt của 2 thanh kim loại khác nhau. Khi ở nhiệt độ thấp (trạng thái 1), tấm lưỡng kim ở trang thái bình thường, van mở, bẫy hơi cho phép nước ngưng đi qua. Khi nước ngưng rút gần hết (trạng thái 2), hơi nước có nhiệt độ cao làm cho tấm lưỡng kim giãn nở, cong lên và đóng van không cho nước ngưng đi qua. Khi lượng nước ngưng nhiều lên (trạng thái 3), chất lỏng trong khoang chứa bị nguội đi, ngưng tụ lại, van mở cho nước ngưng thoát ra, chu trình lặp lại.
Bẫy hơi nhiệt động
Bẫy hơi nhiệt động: Hoạt động ổn định, sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản và hiệu quả. Xả theo luồng, đóng ngắt kín. Có thể chịu được hơi quá nhiệt, chịu được sự va đập của nước, sự ăn mòn của nước ngưng và các dao động. Rất phù hợp với các hệ thống phân phối hơi trong công nghiệp. Thường được chế tạo bằng thép cacbon, thép hợp kim và thép không rỉ.
Bẫy hơi loại này sử dụng một đĩa động. Ở trạng thái 1, áp lực của nước ngưng nâng đĩa động lên, van mở, bẫy hơi cho phép nước ngưng đi qua. Khi nước ngưng thoát qua bẫy hơi giải thoát hơi flash với tốc độ cao tạo ra áp suất thấp ở phía dưới đĩa động và kéo đĩa động xuống (trạng thái 2), trong khi đó, áp suất tạo bởi hơi flash ở phía trên đĩa động lớn hơn áp suất của nước ngưng ở phía dưới đĩa động làm cho đĩa động bị đè xuống, đóng kín van không cho nước ngưng đi qua (trạng thái 3). Khi lượng nước ngưng tăng lên, hơi trong khoang phía trên đĩa động bị ngưng tụ lại, áp suất trong khoang này bị giảm xuống, áp suất của nước ngưng ở phía dưới đĩa động tăng lên, đẩy đĩa động đi lên, van mở cho nước ngưng thoát ra (trạng thái 4), chu trình lặp lại.
Ngoài ra, ở những vị trí không thuận lợi cho việc bảo trì, bảo dưỡng thiết bị, trong thực tế người ta thường dùng loại bẫy hơi khớp xoay. Loại này được thiết kế rất dễ dàng cho việc tháo lắp mà không cần tháo đường ống do có ống dẫn nối cố định với hệ thống đường ống còn bẫy hơi xoay tự do 3600, đầu nối ren hoặc hàn. Có kết cấu loại cân bằng áp, loại nhiệt động và loại có dạng gầu đảo.
