TIỂU LUẬN: BẪY HƠI docx

0 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH BỘ MÔN LÒ HƠI ĐỀ TÀI: Giáo viên hướng dẫn: T.S Nguyễn Thanh Hào Nhóm thực hiện( ĐHNL 2 nhóm 3): Trương Minh Toàn 06091501 Trương Minh Hoàng 06091491 Huỳnh Minh Quang 06055531 Đinh Quang Nhựt 06048121 Phạm Hoàng Long 06046671 Lê Cao Anh 06145531 Thành phố Hồ Chí Minh 12-05-2009 1 LỜI NÓI ĐẦU Song song với sự phát triển của ngành công nghiệp nước nhà, việc cung cấp hơi cũng đang phát triển mạnh mẽ. Ngày nay hơi nước và thiết bị sinh hơi trở thành nhu cầu không thể thiếu trong rất nhiều nganh công nghiệp như: mía đường, sản xuất bia, dệt may, dầu mỏ, chế biến thực phẩm, …Do vậy việc trang bị kiến thức về lò hơi đơn giản như nguyên lí hoạt động, bảo trì bảo dưỡng trở nên bức thiết cho các chủ đầu tư, đặc biệt là các công nhân vận hành, người quản lí lò hơi trở nên quan trọng hơn. Với tư cách là sinh viên ngành nhiệt lạnh, chúng ta cần phải có nhiều kiến thức về lò hơi. Đó là động lực chúng tôi làm đề tài này, tuy chỉ giới thiệu về bẫy hơi, nhưng đây là thiết bị rất quan trọng trong hệ thống hơi. Đề tài này cũng giúp ích được cho những ai quan tâm đến lò hơi. Đề tài này chúng tôi đề cập đầy đủ tất cả các loại bẫy hơi cơ bản, trên thế giới còn nhiều loại khác nhưng nguyên lí hoạt động gần như tương tự. Ngoài ra chúng tôi còn nêu ưu, nhược điểm của các loại bẫy hơi để các bạn dễ lựa chọn bẫy phù hợp với yêu cầu. Chúng tôi cũng đề cập đến việc kiểm tra các bẫy hơi, các dụng cụ cần thiết có hình ảnh minh họa rõ ràng. Trong quá trình thực hiện tuy đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn còn nhiều thiếu sót mong độc giả đóng góp ý kiến. Chúng tôi chân thành cảm ơn. Mọi chi tiết xin liên hệ: Trương Minh Hoàng DHNL2 Email: hoangdhnl2@yahoo.com.vn 2 MỤC LỤC 1 KHÁI NIỆM CHUNG 3 1.1 Tiêu chuẩn hơi 3 1.2 Khái niệm, nhiệm vụ, tầm quan trọng, vị trí đặt bẫy hơi trong hệ thống phân phối hơi 3 1.3 Phân loại 5 2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CÁC LOẠI BẪY HƠI 5 2.1 Bẫy hơi cơ 5 2.1.1 Kiểu van phao 5 2.1.2 Kiểu thùng ngược 7 2.2 Bẫy hơi nhiệt tĩnh 10 2.2.1 Bẫy hơi nhiệt tĩnh kiểu giản nở chất lỏng 10 2.2.2 Bẫy hơi cân bằng áp suất 13 2.2.3 Bẫy hơi lưỡng kim 17 2.3 Bẫy hơi nhiệt động 23 2.3.1 Bẫy hơi nhiệt động truyền thống (kiểu đĩa) 23 2.3.2 Bẫy hơi xung lực 26 2.3.3 Bẫy đệm khí 27 2.3.4 Bẫy hơi kiểu trong khoang của bẫy có lỗ 28 3 KIỂM TRA BẪY HƠI 30 3.1 Kiểm tra bằng nhãn quang 30 3.2 Kiểm tra bằng âm thanh 33 3.3 Kiểm tra bằng nhiệt độ 34 3.4 Kiểm tra bằng thiết bị điện tử 35 3 1 KHÁI NIỆM CHUNG 1.1 Tiêu chuẩn hơi  Lượng hơi phải chính xác để đảm bảo hiệu suất nhiệt cho thiết bị sử dụng hơi.  Nếu nhiệt độ và áp suất chính xác thì hệ thống sẽ làm việc tốt, ngược lại hệ thống sẽ bị ảnh hưởng xấu.  Hạn chế tối đa lượng không khí và các khí không ngưng khác có sẵn trong môi trường vì nó sẽ ảnh hưởng xấu đến sự truyền nhiệt.  Hơi phải sạch, không cặn cáu (gỉ sắt hoặc kết tủa cacbonat) hoặc bụi vì những thành phần này làm tăng tốc độ ăn mòn đường ống và làm cho đường vào của bẫy và van nhỏ hơn.  Hơi phải khô, vì khi có những giọt nước trong hơi sẽ là giảm entanpy của hơi, và cũng dẫn đến tạo cặn cáu trên thành ống và bề mặt truyền nhiệt.  Hơi cung cấp phải có tốc độ dòng chính xác để không có phế phẩm hoặc giảm tốc độ quá trình sản xuất. Phụ tải hơi phải được tính toán chính xác và đường ống phải có kích cỡ đúng để đạt tốc độ dòng theo yêu cầu.  Tuy nhiên thậm chí áp suất chỉ thị là đúng với áp suất yêu cầu thì nhiệt độ bão hòa tương ứng có lẽ không có giá trị nếu hơi chứa không khí hoặc khí không ngưng.  Không khí có mặt trong đường ống hơi và thiết bị khi khởi động. Thậm chí nếu hệ thống được làm đầy bằng hơi tinh khiết sau lần cuối cùng sử dụng thì hơi sẽ ngưng tụ và không khí sẽ được hút vào nhờ khoảng chân không do hơi ngưng tạo ra. 1.2 Khái niệm, nhiệm vụ, tầm quan trọng, vị trí đặt bẫy hơi trong hệ thống phân phối hơi ứng dụng Đặc điểm Bẫy hơi thích hợp Đường hơi chính  Lưu lượng nhỏ, áp suất bằng với áp khí trời  Áp suất thường thay đổi  Áp suất thấp hoặc cao Bẫy nhiệt động Bẫy hơi cơ Bẫy hơi kiểu phao  Thiết bị  Lò hơi  Bộ gia nhiệt  Lưu lượng lớn  Áp suất và nhiệt độ thay đổi không mong muốn Bẫy hơi cơ Bẫy kiểu phao Kiểu thùng ngược 4  Thiết bị sấy  Bộ trao đổi nhiệt , v.v  hiệu suất của thiết bị là quan trọng Bẫy kiểu thùng ngược  Thiết bị đo  nhiệt độ đáng tin cậy Bẫy nhiệt động và bẫy lưỡng kim Không một hệ thống hơi nào hoàn hảo mà không có bẫy hơi. Đây là thiết bị quan trọng nhất trong đường nước ngưng vì nó liên kết đường hơi sử dụng với đường hồi nước ngưng. Một bẫy hơi tốt phải lấy sạch nước ngưng, cũng như không khí và các khí không ngưng khác ra khỏi hệ thống để hơi đạt trạng thái tinh khiết, càng khô càng tốt để hệ thống hiệu suất và kinh tế nhất. Lượng nước ngưng của một bẫy hơi tùy thuộc vào nhiều điều kiện khác nhau. Nó phải thoát nước ngưng tại nhiệt độ hơi (tức là nó làm việc ngay trong vùng hơi) hoặc nó có thể thoát nước ngưng dưới nhiệt độ hơi, cung cấp một ít nhiệt hiện cho quá trình. Bẫy hơi có thể làm việc tại áp suất từ chân không đến vài trăm Bar. Để phù hợp với nhiều điều kiện làm việc khác nhau có nhiều loại bẫy hơi khác nhau, mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng. Mỗi loại bẫy hơi không thể là sự lựa chọn chính xác cho mọi trường hợp. Khi hơi đi vào hệ thống thì nó sẽ đẩy không khí ra ngoài hoặc đến điểm xa nhất so với cửa hơi vào, gọi là điểm biệt lập. Vì vậy bẫy hơi với lưu lượng của lỗ thông hơi đảm bảo, sẽ được gắn ở những điểm thoát và không khí thông tự động đưa đến tất cả các điểm biệt lập. 5 Hình 1.2.1 Sơ đồ bố trí đường ống và bẫy hơi 1.3 Phân loại 2 CẤU TẠO, NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CÁC LOẠI BẪY HƠI 2.1 Bẫy hơi cơ Nguyên lí hoạt động của bẫy hơi cơ là dựa trên sự khác nhau về khối lượng riêng giữa hơi và nước ngưng. Nó có thể cho một lượng lớn nước ngưng qua liên tục cho nên rất phù hợp cho nhiều ứng dụng. Bẫy hơi cơ có hai loại là kiểu van phao và kiểu thùng ngược. Sau đây sẽ trình bày nguyên lí hoạt động và ưu, nhược điểm của hai loại này. 2.1.1 Kiểu van phao Kiểu có van xả khí được thể hiện trong hình 2.1.1.1. Khi nước ngưng vào bẫy sẽ làm cho phao nổi lên, phao kéo van đi lên, van mở nước ngưng chảy ra ngoài bẫy. Như BẪY HƠI BẪY HƠI NHIỆT TĨNH 1. Kiểu chất lỏng giãn nở 2. Kiểu cân bằng áp suất 3. Kiểu lưỡng kim BẪY HƠI CƠ 1. Kiểu van phao 2. Kiểu thùng ngược BẪY HƠI NHIỆT ĐỘNG 1. Kiểu đĩa 2. Kiểu xung lực 3 .Kiểu đệm khí 4. Kiểu khoang có khe hở 6 được thể hiện van luôn bị ngập nên hơi và không khí không thể đi qua được, vì vậy loại bẫy hơi này có lỗ thông hơi được điều khiển bằng tay trên đỉnh của thân bẫy. Những bẫy hơi hiện đại sử dụng một lỗ thông hơi nhiệt tĩnh như hình 2.1.1.2. Van này cho phép hơi đi qua trong khi đó bẫy hơi cũng xử lí nước ngưng. Hình 2.1.1 Bẫy hơi cơ kiểu phao có lỗ thoát khí Hình 2.1.2 Bẫy hơi cơ có lỗ thông hơi nhiệt tĩnh Lỗ thông hơi tự động sử dụng thiết bị cân bằng áp suất kín giống như bẫy hơi nhiệt tĩnh, nó được gắn trong vùng hơi trên mức nước ngưng. Sau khi giải phóng không khí ban đầu thì van duy trì vị trí đóng cho đến khi không khí hoặc các khí không ngưng khác tích tụ trong suốt quá trình hoạt động làm nó mở nhờ giảm nhiệt độ hỗn hợp không khí/ hơi. Lỗ thông hơi nhiệt tĩnh có thêm ưu điểm là tăng lượng nước ngưng đáng kể khi hoạt động. Trước đây lỗ thông hơi nhiệt tĩnh có nhược điểm là gây hiện tượng thủy kích trong hệ thống. Thậm chí van phao cũng gặp nguy hiểm nếu bị thủy kích. Tuy nhiên, trong các bẫy hơi kiểu van phao hiện đại lỗ thông hơi là một thiết bị gọn nhẹ, rất tinh vi, tất cả làm 7 bằng thép không gỉ và công nghệ hàn hiện đại tạo van phao tròn hoàn hảo làm việc tốt trong thủy kích. Trong nhiều trường hợp bẫy hơi kiểu van phao nhiệt tĩnh gần đạt đến bẫy hơi hoàn hảo nhất. Nó có thể thoát nước ngưng ngay khi làm việc bất chấp sự thay đổi áp suất hơi. Ưu điểm của bẫy hơi cơ kiểu phao:  Bẫy có thể thoát nước ngưng liên tục tại nhiệt độ hơi. Đây là ưu điểm lớn cho nên người ta thường chọn bẫy này hơn các bẫy khác trong các ứng dụng mà tốc độ truyền nhiệt cao.  Nó có thể điều chỉnh lượng nước ngưng nhiều hay ít rất tốt và không chịu ảnh hưởng của sự dao động rộng và đột ngột của áp suất hoặc tốc độ dòng.  Chỉ cần gắn lỗ thông hơi tự động thì bẫy có thể thoát khí dễ dàng.  Có lưu lượng lớn so với kích cỡ tương đối nhỏ của nó.  Các bẫy có van thoát hơi kẹt chỉ là một kiểu của bẫy hơi này, thích hợp cho việc sử dụng ở vị trí có hiện tượng kẹt hơi.  Bẫy hơi này chịu được hiện tượng thủy kích. Nhược điểm bẫy hơi cơ kiểu phao  Mặc dù ít nhạy hơn bẫy hơi kiểu thùng ngược, nhưng bẫy này có thể bị hỏng do bị dính và thân bẫy sẽ bị nghẹt và hoặc được gắn thêm một bẫy thoát nước nhỏ nếu nó được gắn trong vị trí có áp suất cao.  Đối với tất cả các loại bẫy cơ, một số có cấu tạo khác để có thể hoạt động với áp suất cao và biên độ rộng. Những bẫy hoạt động ở độ chênh áp cao hơn có lỗ nhỏ hơn để cân bằng với sự nổi của phao. 2.1.2 Kiểu thùng ngược Bẫy hơi kiểu thùng ngược được thể hiện trong hình 2.1.2. Giống như tên gọi, bẫy hơi kiểu thùng ngược có cấu tạo gồm một thùng ngược được định vị nhờ một van đòn bẩy. Một bộ phận quan trọng của bẩy là lỗ thông hơi nhỏ trên đỉnh của thùng ngược. Hình 2.1.2 thể hiện quá trình hoạt động của bẫy. Trong hình (i) khi nước ngưng đi vào 8 bẫy, thùng đi xuống kéo van đi xuống khỏi vị trí đóng. Nước ngưng dưới đáy thùng đi lên làm đầy thân và ra ngoài. Trong hình (ii) khi hơi vào thùng làm cho thùng nổi lên, đẩy van đòn bẩy đi lên đóng cửa thoát. Trong hình (iii) bẫy duy trì vị trí đóng cho đến khi hơi trong thùng ngưng tụ hoặc thoát qua lỗ thông hơi trên đỉnh thùng. Khi đó thùng lại chìm xuống kéo van đi xuống khỏi vị trí đóng, nước ngưng bị tích tụ thoát ra và chu trình lại tiếp tục lặp lại. Trong hình (ii), không khí vào bẫy khi khởi động cũng sẽ làm cho thùng nổi lên và đóng van. Lỗ thông hơi trên đỉnh thùng rất cần thiết để không khí có thể thoát lên đỉnh bẫy và cuối cùng thoát qua van chính của bẫy. Bẫy này có lỗ nhỏ và sự độ chênh áp thấp nên thoát khí chậm. Một lỗ thông hơi song song được gắn ngoài bẫy sẽ giảm thời gian hoạt động. 9 Hình 2.1.2 Hoạt động của bẫy hơi kiểu thùng ngược Ưu điểm  Bẫy này có thể chịu được áp suất cao.  Giống như bẫy van phao nhiệt tĩnh bẫy này có thể làm việc tốt trong điều kiện thủy kích.  Có thể sử dụng trong đường hơi quá nhiệt với điều kiện phải gắn thêm van một chiều trên đường vào.  Dễ phát hiện khi hỏng nên bẫy này an toàn hơn đối với những ứng dụng yêu cầu đặt điểm này như ống dẫn hơi tuabin. [...]... trường dưới 00C thì thận trọng ta lựa chọn một bẫy hơi thích hợp hơn để làm việc Trong trường hợp là đường dẫn hơi chính thì bẫy nhiệt động là sự chọn lựa đầu tiên 2.2 BẪY HƠI NHIỆT TĨNH Bẫy hơi nhiệt tĩnh hoạt động phụ thuộc vào nhiệt độ hơi xung quanh Hoạt động và đặc điểm của 3 loại bẫy hơi của loại này thì được xem xét sau đây – lỏng giãn nở, bẫy lưỡng kim và bẫy cân bằng áp suất Mỗi loại có ứng dụng... để qua bẫy hơi Sự làm lạnh này có thể chỉ xuất hiện trong đường ống giữa nước và bẫy, và nếu nhiệt độ xả của bẫy là hằng số, thân bẫy sẽ ngập nước 11 Hình 2.2.1.2 Đường cong hơi bão hòa Hình 2.2.1.3 Cách lắp đặt bẫy hơi giãn nở chất lỏng Đặc điểm ứng dụng Vì bẫy hơi này nhiệt độ đường xả là cố định, bẫy này có thể được dùng giúp ích như ‘tắt xi phông tiêu nước’ Ngay tại đây, đầu ra của bẫy hơi phải... cao hơn giá thành thay bẫy khe mở cố định với một bẫy hơi Chú ý: Bẫy khe mở cố định không làm việc tốt trong đường tháo nước ngưng từ bất kỳ hệ thống nào nhạy với việc thường xuyên thay đổi tải 3 KIỂM TRA BẪY HƠI Bẫy hơi, bản thân nó không sử dụng năng lượng nhưng khi bẫy hơi làm việc sai chức năng sẽ dẫn đến tổn thất năng lượng lớn cho hệ thống hơi Vậy nên đánh giá kiểm tra bẫy hơi là việc quan trọng... tràn (ngập) bẫy khi không có hơi  Bẫy hơi áp suất cân bằng hiện đại tự động điều chỉnh đối với những thay đổi của áp suất hơi lên so với áp suất vận hành lớn nhất của nó Bẫy hơi cũng có thể chịu nhiệt độ trên 700C so với nhiệt độ hơi quá nhiệt 16  Bẫy hơi này bão dưỡng đơn giản Hộp kín (buồng kín) và van tháo có thể tháo gỡ một cách dễ dàng, và sự thay thế trong vài phút mà không cần tháo gỡ bẫy ra khởi... khí không giới hạn Đặc điểm này của tất cả bẫy áp suất cân bằng giải thích tại sao bẫy này phù hợp tốt cho thông hơi 13 Hình 2.2.2.1 Bẫy hơi cân bằng áp suất Khi nước ngưng nóng đi qua bẫy hơi áp suất cân bằng, nhiệt được truyền cho chất lỏng trong hộp kín Chất lỏng bay hơi, hơi giãn nở tạo áp suất trong hộp kín (buồng kín) làm cho van đóng Tổn thất nhiệt từ bẫy do truyền nhiệt cho nước lạnh xung quanh... hát Nếu điều này là một vấn đề, có thể gắn thêm bộ khuếch tán để giảm tiếng ồn  Cẩn thận không dùng bẫy hơi quá lớn có thể làm tăng chu kỳ hoạt động và mài mòn xảy ra Những hệ thống thoát nước chính thường thích hợp với bẫy hơi năng suất nhỏ 2.3.2 Bẫy hơi xung lực Hình 2.3.2.1 Bẫy hơi xung lực Bẫy hơi xung lực cấu tạo gồm 1 rãnh piston (A) với 1 đĩa piston (B) làm việc bên trong 1 piston (C) dẫn động... động của cặn trong hệ thống hơi Việc sử dụng bẫy hơi xung lực tương đối giới hạn Ưu điểm bẫy hơi xung lực  Có năng suất điều khiển ngưng tụ thực chất  Sẽ làm việc quá phạm vi áp suất hơi mà không cần thay đổi kích thước van và có thể sử dụng ở áp suất cao và hơi quá nhiệt  Thông khí tốt và không bị kẹt khí Nhược điểm bẫy hơi xung lực  Không thể đóng chặt và sẽ đẩy hơi khi tải non  Dễ bị tác động... bẫy hơi cân bằng áp suất 15 Hình 2.2.2.4 Các bộ phận của bẫy hơi cân bằng áp suất Thiết bị của bẫy này ban đầu được làm bằng kim loại màu có thể chịu thủy kích, sau này làm bằng thép không gỉ đã được cải tiến để đảm bảo an toàn cao Hình 2.2.2.4 biểu diễn các bộ phận của bẫy cân bằng áp suất của bẫy hơi hiện đại và sự bố trí để chống lại hư hỏng do thủy kích, hơi quá nhiệt và sự ăn mòn Ưu điểm của bẫy. .. hơi được làm mát cho phép nước ngưng nguội tạo hơi nhanh trong đường ống nước ngưng và vì vậy giúp giảm áp suất ngược Nhược điểm của bẫy hơi lưỡng kim  Khi nước ngưng xả dưới nhiệt độ hơi, hiện tượng ngập nước vùng hơi nước sẽ xuất hiện trừ khi bẫy hơi được lắp tại cuối đường ống nhánh làm mát, cách 13m sau ống không cách nhiệt (xem hình 2.2.3.7) Bẫy hơi lưỡng kim không thích hợp với hệ thống mà yêu... buồng phía trên giảm khi hơi nước ngưng tụ, đĩa được nâng lên bởi nước ngưng áp suất cao, và chu trình được lập lại (hình 2.3.1.1 iv) Hình 2.3.1 Nguyên lí hoạt động của bẫy hơi nhiệt động truyền thống Tốc độ hoạt động phụ thuộc vào nhiệt độ dòng hơi và điều kiện môi trường Hầu hết các bẫy hơi sẽ ở vị trí đóng trong khoảng 20 – 40 s Nếu bẫy hơi mở quá thường xuyên có thể là vì hơi lạnh, ẩm hoặc vùng có . ngược 7 2.2 Bẫy hơi nhiệt tĩnh 10 2.2.1 Bẫy hơi nhiệt tĩnh kiểu giản nở chất lỏng 10 2.2.2 Bẫy hơi cân bằng áp suất 13 2.2.3 Bẫy hơi lưỡng kim 17 2.3 Bẫy hơi nhiệt động 23 2.3.1 Bẫy hơi nhiệt động. kẹt hơi.  Bẫy hơi này chịu được hiện tượng thủy kích. Nhược điểm bẫy hơi cơ kiểu phao  Mặc dù ít nhạy hơn bẫy hơi kiểu thùng ngược, nhưng bẫy này có thể bị hỏng do bị dính và thân bẫy sẽ. nhiệt động truyền thống (kiểu đĩa) 23 2.3.2 Bẫy hơi xung lực 26 2.3.3 Bẫy đệm khí 27 2.3.4 Bẫy hơi kiểu trong khoang của bẫy có lỗ 28 3 KIỂM TRA BẪY HƠI 30 3.1 Kiểm tra bằng nhãn quang 30 3.2