Bẫy hơi là gì? Cấu tạo, Phân loại và Ứng dụng phổ biến
Trong các hệ thống sử dụng hơi nước để truyền nhiệt hoặc năng lượng, bẫy hơi đóng vai trò vô cùng quan trọng. Đây là một thiết bị không thể thiếu, đảm bảo hiệu suất và độ an toàn của toàn bộ hệ thống. Bài viết này Tuấn Hưng Phát Valve sẽ cung cấp cho bạn một cái nhìn toàn diện từ A đến Z về bẫy hơi, bao gồm định nghĩa chi tiết, cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại đa dạng và các ứng dụng thực tế.
Bẫy hơi là gì?
Bẫy hơi tiếng anh là Steam Trap, là một thiết bị cơ khí tự động được lắp đặt trong các hệ thống đường ống hơi. Chức năng chính và quan trọng nhất của nó là tự động phân tách và xả bỏ nước ngưng tụ, khí không ngưng và cặn bẩn ra khỏi hệ thống, trong khi ngăn chặn tuyệt đối sự thất thoát của hơi nước sống.
Nói một cách đơn giản, công dụng của bẫy hơi là giữ lại môi chất mang năng lượng (hơi) và loại bỏ các sản phẩm phụ không mong muốn như nước ngưng, không khí. Điều này giúp duy trì hiệu suất truyền nhiệt tối đa và đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống bẫy hơi nước.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bẫy hơi
Mặc dù có nhiều loại khác nhau, cấu tạo bẫy hơi về cơ bản đều bao gồm các bộ phận chính sau:
- Thân bẫy: Lớp vỏ ngoài, thường làm bằng gang, thép hoặc inox, có chức năng chịu áp lực và bảo vệ các chi tiết bên trong.
- Cơ cấu xả: Đây là bộ phận vận hành chính, có nhiệm vụ tự động mở và đóng van để xả nước ngưng. Cơ cấu này có thể là phao, gầu đảo, đĩa nhiệt động hoặc thanh lưỡng kim.
- Cửa vào/ra: Dùng để kết nối bẫy hơi với đường ống.
- Lưới lọc: Một số bẫy hơi có sẵn lưới lọc để loại bỏ cặn bẩn, bảo vệ cơ cấu xả khỏi bị kẹt.
Nguyên lý bẫy hơi hoạt động dựa trên sự khác biệt về tính chất vật lý (mật độ, nhiệt độ, động năng) giữa hơi nước và nước ngưng. Mỗi loại bẫy sẽ tận dụng một nguyên lý khác nhau để phân biệt và chỉ cho phép nước ngưng thoát ra ngoài.
Các loại bẫy hơi phổ biến trên thị trường hiện nay
Việc lựa chọn đúng loại bẫy hơi là vô cùng quan trọng để tối ưu hiệu suất bẫy hơi và độ tin cậy của hệ thống. Dưới đây là 4 loại phổ biến nhất:
Bẫy hơi dạng phao
Bẫy hơi dạng phao hoạt động dựa trên sự khác biệt về mật độ. Bên trong có một quả phao cầu nổi trên bề mặt nước ngưng. Khi nước ngưng tích tụ làm phao dâng lên, nó sẽ mở van xả. Khi nước ngưng được xả hết, phao hạ xuống và đóng van lại. Loại này có khả năng xả nước ngưng liên tục và rất phù hợp cho các ứng dụng có tải ngưng lớn như thiết bị trao đổi nhiệt.
Bẫy hơi gầu đảo
Bẫy hơi gầu đảo hay gầu ngược hoạt động dựa trên nguyên lý cơ học. Một chiếc gầu úp ngược được gắn với cơ cấu van. Khi nước ngưng vào, gầu chìm xuống và mở van xả. Khi hơi nóng lọt vào, nó làm gầu nổi lên và đóng van lại. Đây là loại bẫy rất bền, chịu được áp suất cao và chống búa nước tốt, thường dùng cho các đường ống hơi chính.
Bẫy hơi đồng tiền
Bẫy hơi đồng tiền còn được gọi là bẫy hơi nhiệt động, hoạt động dựa trên sự khác biệt về động năng. Khi nước ngưng có vận tốc thấp đi qua, nó sẽ nâng một đĩa van lên để thoát ra ngoài. Khi hơi nước có vận tốc cao đi qua, nó tạo ra vùng áp suất thấp phía trên đĩa, khiến đĩa bị hút xuống và đóng van lại. Loại này có thiết kế rất nhỏ gọn, bền bỉ, chịu được áp suất cao và môi trường khắc nghiệt.
Bẫy hơi lưỡng kim
Bẫy hơi nhiệt tĩnh hay lưỡng kim hoạt động dựa trên sự chênh lệch nhiệt độ. Một thanh lưỡng kim ghép từ 2 kim loại có độ giãn nở nhiệt khác nhau sẽ bị uốn cong khi gặp nước ngưng có nhiệt độ thấp hơn hơi, làm mở van xả. Khi hơi nóng ở nhiệt độ cao đi tới, thanh lưỡng kim duỗi thẳng lại và đóng van. Loại này đơn giản, dễ bảo trì và có khả năng xả khí không ngưng rất tốt.
Bảng so sánh ưu nhược điểm của các loại bẫy hơi
Để có cái nhìn tổng quan, bảng so sánh dưới đây sẽ giúp bạn dễ dàng lựa chọn loại bẫy hơi phù hợp nhất.
| Đặc điểm | Bẫy hơi dạng phao | Bẫy hơi gầu đảo | Bẫy hơi đồng tiền (Nhiệt động) | Bẫy hơi lưỡng kim (Nhiệt tĩnh) |
| Nguyên lý hoạt động | Dựa trên sự khác biệt về mật độ giữa hơi nước và nước ngưng (phao nổi). | Dựa trên nguyên lý cơ học (gầu úp ngược). | Dựa trên sự khác biệt về động năng giữa hơi nước và nước ngưng. | Dựa trên sự khác biệt về nhiệt độ giữa hơi nước và nước ngưng (thanh lưỡng kim). |
| Ưu điểm | – Xả nước ngưng liên tục.
– Ít bị ảnh hưởng bởi thay đổi áp suất. – Phù hợp lưu lượng nước ngưng lớn. |
– Hoạt động ổn định.
– Chịu được áp suất cao. – Xả được khí không ngưng. |
– Thiết kế nhỏ gọn.
– Chịu được áp suất cao. – Hoạt động tốt với nhiều loại hơi. |
– Thiết kế đơn giản.
– Dễ bảo trì. – Xả được khí không ngưng. |
| Nhược điểm | – Dễ bị hỏng do va đập.
– Không hoạt động tốt với hơi quá nhiệt. |
– Dễ bị ảnh hưởng bởi cặn bẩn.
– Không hoạt động tốt với lưu lượng nước ngưng nhỏ. |
– Tạo ra tiếng ồn lớn.
– Dễ bị mài mòn. – Có thể xả một lượng nhỏ hơi nước. |
– Phản ứng chậm.
– Không phù hợp lưu lượng nước ngưng lớn. |
| Ứng dụng phổ biến | Hệ thống sưởi ấm, hệ thống trao đổi nhiệt. | Đường ống hơi chính, thiết bị sấy. | Đường ống hơi, thiết bị sấy, nồi hơi. | Hệ thống sưởi ấm nhỏ, thiết bị trao đổi nhiệt nhỏ. |
| Độ bền | Trung bình | Cao | Trung bình | Thấp – Trung bình |
| Chi phí | Trung bình | Cao | Trung bình – Cao | Thấp – Trung bình |
| Yêu cầu bảo trì | Trung bình | Cao | Thấp | Thấp |
Ứng dụng của bẫy hơi trong các hệ thống
Ứng dụng của bẫy hơi rất đa dạng, có mặt ở bất cứ đâu sử dụng hơi nước để gia nhiệt hoặc truyền động.
- Trong các thiết bị trao đổi nhiệt (dàn sấy, nồi gia nhiệt…): Bẫy hơi có nhiệm vụ tối quan trọng là xả nước ngưng ngay lập tức. Nếu nước ngưng bị giữ lại, nó sẽ tạo thành một lớp màng nước cách nhiệt, làm giảm hiệu suất truyền nhiệt nghiêm trọng.
- Trên các đường ống hơi chính: Giúp loại bỏ nước ngưng hình thành dọc đường ống, ngăn chặn hiện tượng búa nước – một hiện tượng cực kỳ nguy hiểm có thể phá hủy đường ống và các thiết bị khác.
- Tại các thiết bị sử dụng hơi trực tiếp (nồi hấp, nàn là công nghiệp…): Bẫy hơi đảm bảo cung cấp hơi khô, chất lượng cao đến thiết bị, giúp tăng hiệu quả làm việc và ngăn ngừa các lỗi sản phẩm do hơi ẩm gây ra.
Lắp đặt bẫy hơi ở vị trí nào?
Nguyên tắc cơ bản và quan trọng nhất khi lắp đặt bẫy hơi là luôn đặt bẫy hơi ở điểm thấp nhất của thiết bị hoặc đường ống mà nó phục vụ. Nước ngưng nặng hơn hơi và luôn chảy về chỗ trũng do trọng lực.
- Với thiết bị: Lắp ở cửa xả đáy của thiết bị trao đổi nhiệt, nồi hơi…
- Với đường ống ngang: Lắp ở túi góp nước ngưng được thiết kế ở các điểm thấp trên đường ống.
- Với đường ống đứng: Lắp ở đáy của ống đứng, trước khi hơi đi lên.
- Luôn lắp theo đúng chiều mũi tên chỉ hướng dòng chảy được đúc trên thân bẫy.
Cách lựa chọn bẫy hơi phù hợp với nhu cầu
Để chọn đúng loại bẫy hơi, bạn cần xem xét 4 yếu tố chính sau:
- Tải ngưng: Lưu lượng nước ngưng cần xả là bao nhiêu (kg/h). Tải lớn nên cân nhắc bẫy phao, tải nhỏ có thể dùng bẫy nhiệt động hoặc lưỡng kim.
- Áp suất và nhiệt độ: Hệ thống của bạn hoạt động ở áp suất và nhiệt độ nào, cần chọn bẫy có thông số kỹ thuật chịu đựng cao hơn điều kiện vận hành.
- Yêu cầu xả khí: Hệ thống cần xả khí không ngưng nhanh khi khởi động thì nên chọn bẫy phao và bẫy hơi lưỡng kim.
- Môi trường làm việc: Ưu tiên chọn bẫy hơi gầu đảo và nhiệt động cho các hệ thống có rung động mạnh, búa nước hay nguy cơ đóng băng. Bởi 2 loại này thường bền bỉ hơn trong các điều kiện khắc nghiệt.
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào hoặc cần tư vấn thêm về bẫy hơi, đừng ngần ngại liên hệ với Tuấn Hưng Phát Valve. Chúng tôi luôn sẵn sàng cung cấp cho bạn những sản phẩm chất lượng cao và dịch vụ hỗ trợ tốt nhất.
