Một hệ thống phân phối hơi nước hiệu quả là cần thiết nếu hơi nước có chất lượng và áp suất phù hợp được cung cấp với số lượng phù hợp cho thiết bị sử dụng hơi nước. Để có đủ kiến thức chuyên sâu cho việc thiết kế đường ống và lựa chọn thiết bị phù hợp (về áp suất, nhiệt độ, thể tích) cũng như việc vận hành được hiệu quả tối ưu, chúng ta cần nắm rõ thông tin về hệ thống phân phối hơi nước.
Giới thiệu hệ thống phân phối hơi nước
Hệ thống phân phối hơi là một mắt xích quan trọng nối liền nguồn sinh hơi và hộ tiêu thụ sử dụng hơi. Trong đó, nguồn sinh hơi có thể là lò hơi công nghiệp hoặc trích từ các tua bin cấp nhiệt đặt trong các trung tâm nhiệt điện.
Mạng nhiệt là hệ thống các đường ống dẫn (hơi và nước) giữa nguồn cấp nhiệt và các hộ tiêu thụ, làm nhiệm vụ vận chuyển năng lượng nhiệt bằng cách trực tiếp hoặc qua các thiết bị trung gian.
Xây dựng hệ thống mạng nhiệt
Cùng với sự phát triển của ngành điện, các ngành công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dệt, công nghiệp sản xuất giấy, chế biến cao su, chế biến gỗ, vv. Yêu cầu cung cấp nhiệt càng ngày càng lớn, việc xây dựng các mạng nhiệt ở các nhà máy, các khu công nghiệp ngày càng phát triển.
Để tính toán, thiết kế, vận hành hệ thống cung cấp nhiệt một cách kinh tế, hiệu quả chúng ta cần tìm hiểu về bản chất sự vận hành của hệ thống.
Việc cung cấp nhiệt gồm 3 quá trình liên tục: Chuẩn bị chất mang nhiệt (thực hiện bằng các thiết bị đặc biệt hoặc bằng lò hơi), vận chuyển chất mang nhiệt (thông qua hệ thống phân phối) và sử dụng chất mang nhiệt (trong các thiết bị dùng nhiệt của hộ tiêu thụ).
Các loại hệ thống phân phối hơi
Hệ thống phân phối hơi được xây dựng theo 2 loại: Loại có thu hồi nước ngưng và loại không có thu hồi nước ngưng. Trong thực tế người ta thường sử dụng rộng rãi hệ thống một đường ống, có hoàn lại nước ngưng.
Khi van hơi chính của lò hơi hoặc của nguồn cấp nhiệt mở ra, do có sự chênh lệch về áp suất, hơi sẽ lưu chuyển theo đường ống chính, qua các ống nhánh vào thiết bị, hộ sử dụng hơi. Để làm nóng đường ống và bù lại tổn thất nhiệt ra ngoài môi trường, hơi trong đường ống sẽ bị ngưng tụ lại thành nước ngưng, dưới tác dụng của trọng lực lượng nước ngưng này sẽ tập trung tại điểm thấp nhất của đường ống.
Khi hệ thống mới khởi động, tổn thất hơi dùng để gia nhiệt cho đường ống, thiết bị sử dụng nhiệt, kết cấu của mạng nhiệt ở trạng thái nguội lên trạng thái nóng và bù lại tổn thất nhiệt ra ngoài môi trường gọi là tải khởi động.
Khi hệ thống ở trạng thái vận hành bình thường, đường ống, thiết bị sử dụng nhiệt và kết cấu đã được làm nóng, do phải bù lại tổn thất nhiệt ra ngoài môi trường hơi vẫn tiếp tục ngưng tụ và tổn thất hơi khi đó gọi là tải hoạt động.
Nước ngưng trên đường ống và từ thiết bị sử dụng hơi được thu hồi về bể nước nóng cấp cho lò hơi. Việc hồi lưu, tái sử dụng nước ngưng là rất quan trọng vì tiết kiệm được năng lượng và lượng nước ngưng này sẽ được sử dụng làm nước cấp trực tiếp cho lò hơi mà không phải qua khâu xử lý nước, do đó lượng nước xử lý để bổ sung cho hệ thống sẽ giảm đi rất nhiều.
Áp suất phân phối của hơi nước
Khi hơi lưu chuyển trong đường ống, sẽ có tổn thất áp suất do trở lực trên đường ống và nước bị ngưng tụ vì tổn thất nhiệt như đã trình bày ở trên. Vì vậy, khi tính toán, thiết kế hệ thống cần xác định rõ áp suất tại hộ tiêu thụ, tổn thất áp suất và tổn thất nhiệt trên đường ống.
Vì áp suất và thể tích riêng của hơi nước tỷ lệ nghịch với nhau, khi hơi nước có áp suất càng cao thì thể tích riêng càng nhỏ vì vậy khi phân phối hơi ở áp suất cao đường ống phân phối hơi sẽ nhỏ hơn dẫn đến chi phí đường ống, mặt bích, giá đỡ, bảo ôn, nhân công lắp đặt, vv, sẽ giảm.
Phương pháp giảm áp suất hơi tại điểm sử dụng
Hơi áp suất cao trong hệ thống khi đến hộ tiêu thụ sẽ được giảm áp đến áp suất yêu cầu của hộ tiêu thụ nhờ trạm giảm áp.
Để đảm bảo cho hơi nước qua van giảm áp là hơi khô, trước van giảm áp cần bố trí cụm phân ly hơi. Sau van giảm áp cần lắp van an toàn để bảo vệ thiết bị phía sau van an toàn trong trường hợp van giảm áp có thể bị hỏng. Ngoài ra còn có các thiết bị khác như các van khóa để cách ly hệ thống khi cần sửa chữa, phin lọc, áp kế để quan sát áp suất đầu vào và ra.
Khi lắp đặt hệ thống đường ống mới, trong đường ống có thể có các tạp chất như cát, que hàn, gỉ sắt, vv. Đối với đường ống hơi cũ, trong nó có thể có gỉ sắt, cáu cặn đường ống, các tạp chất do quá trình sửa chữa, bảo dưỡng đường ống gây ra, vv. Tất cả các tạp chất này sẽ di chuyển trong đường ống tới các thiết bị sử dụng hơi, các van trên đường ống gây nên hư hỏng hoặc làm ảnh hưởng đến quá trình vận hành của thiết bị. Do đó, để bảo vệ các thiết bị, để hệ thống làm việc ổn định, an toàn, trước các thiết bị như bộ đo lưu lượng, van giảm áp, van tự động, van ngưng, vv, nên lắp phin lọc có cấu tạo cơ bản như chỉ ra trên hình sau. Hơi nước vào từ A, qua lưới lọc B đến C, các chất bẩn sẽ bị giữ lại và được lấy ra định kỳ qua nắp D.
Vị trí lắp đặt ống nhánh được chỉ ra trên hình sau. Các ống nhánh trong hệ thống phân phối hơi thường được lấy từ phía trên đường hơi chính bởi vì hơi ở vị trí này sẽ là hơi khô nhất. Nếu lắp đặt ống nhánh ở vị trí ngang hoặc phía dưới ống thì hơi có thể sẽ mang theo nước ngưng và là hơi ẩm.
Các bộ phận khác có trong trạm van giảm áp là:
- Van cách ly sơ cấp - Để tắt hệ thống để bảo trì.
- Đồng hồ đo áp suất chính - Để theo dõi tính toàn vẹn của nguồn cung cấp.
- Bộ lọc - Để giữ cho hệ thống sạch sẽ.
- Đồng hồ đo áp suất thứ cấp - Để thiết lập và theo dõi áp suất hạ lưu.
- Van cách ly thứ cấp - Để hỗ trợ thiết lập áp suất hạ lưu trong điều kiện không tải.
Thông tin liên hệ địa chỉ cung cấp hệ thống phân phối hơi
Công ty TNHH Năng lượng nhiệt Bách Khoa
Hotline: 0917 754 059
