Van là một thiết bị dùng để đóng và cắt một thiết bị khỏi sự liên thông với thiết bị khác hoặc với hệ thống. Van phải đảm bảo có trở lực nhỏ khi mở cho dòng môi chất đi qua và kín hoàn toàn khi đóng.
Phân loại: Theo nguyên tắc làm việc, ng−ời ta phân thành van khóa, van điều chỉnh, van bảo vệ. Các loại van khóa, van điều chỉnh có thể thao tác bằng tay hoặc truyền động bằng khí nén, thủy lực hoặc bằng điện. Các loại van bảo vệ (van 1 chiều, van an toàn) đóng mở hoàn toàn tự động theo tác động của môi chất đi qua nó.
Trong thực tế chỉ có van van khóa và van bảo vệ là yêu cầu có độ kín cao, còn van điều chỉnh thì không cần thiết phải kín tuyệt đối.
4.6.1.1. Van khóa
Nhiệm vụ của van khóa là đóng hoặc cắt dòng môi chất không cho dòng chảy qua. Các loại van khóa đ−ợc biểu diễn trên hình 4.21, gồm van đĩa, van cửa, van vòi n−ớc.
Hình 4.21. các loại van khóa a-van đĩa; b-van cửa; c-van vòi n−ớc
4.6.1.2. Van điều chỉnh
Hình 4.22. Van điều chỉnh bằng tay
Van một chiều: Van một chiều là van chỉ cho môi chất chuyển động theo một chiều nhất định, van sẽ tự động đóng lại khi dòng môi chất chuyển động ng−ợc lại. Van một chiều gồm van lò xo; van tự trọng, đ−ợc biểu diễn trên hình 4.24.
Van một chiều th−ờng đ−ợc lắp trên đ−ờng n−ớc cấp vào lò, phía đầu đẩy của bơm, tr−ớc van chặn nhằm bảo vệ bơm khỏi bị dòng hơi nóng phá hoại khi đóng, cắt bơm, hoặc trên đ−ờng nối liên thông các lò để tách biệt các lò hơi khi cần thiết (hình 4.25.
Van an toàn: Van an toàn có tác dụng khống chế áp suất làm việc của môi chất không v−ợt quá trị số cho phép, nhằm bảo vệ cho thiết bị làm việc an toàn và lâu dài.
Tất cả những thiết bị có áp suất lớn hơn 0,7 kG/cm2 đều bắt buộc phải lắp đặt van an toàn.
Van điều chỉnh dùng để điều chỉnh l−u l−ợng, áp suất của dong môi chất.
Nguyên tắc làm việc của van điều chỉnh là thay đổi độ mở cửa van để điều chỉnh l−u l−ợng môi chất qua đó nên điều chỉnh đ−ợc áp suất, l−u l−ợng của môi chất. Trên hình 4.22 biểu diễn van điều chỉnh bằng tay, hình 4.23 biểu diễn van điều chỉnh bằng động cơ điện.
4.6.1.3 Van bảo vệ
Van bảo vệ gồm hai loại: van một chiều và van an toàn. Các loại van bảo vệ tự động tác động nên không có tay quay.
Van an toàn có 3 loại, van an toàn kiểu lò xo, kiểu đòn bẩy (quả tạ) và kiểu xung l−ợng. Các loại van an toàn đ−ợc biểu diễn trên hình 4.26; 4.27 và 4.28.
ở loại van an toàn kiểu lò xo và kiểu đòn bẩy, áp suất tác động của van sẽ đ−ợc điều chỉnh cân bằng với lực nén của lò xo hoặc sức đè của hệ thống đòn bẩy. Do áp suất giới hạn cho phép của lò không lớn hơn áp suất làm việc định mức của lò nhiều nên lực đè của lò xo lên đĩa van t−ơng đối bé, do đó van khó kín. Ngoài ra do tiết diện lỗ thoát hơi bé nên khả năng thoát môi chất chậm, áp suất của lò giảm t−ơng đối chậm. Chính vì vậy chúng chỉ đ−ợc sử dụng ở các lò hơi có áp suất vừa và nhỏ (d−ới 4Mpa).
Hình 4.23. Van điều chỉnh bằng động cơ điện
Hình 4.24. van một chiều a-van lò xo; b-van tự trọng
Van an toàn kiểu đòn bẩy có −u điểm là làm việc ổn định, điều chỉnh van đơn giản, nh−ng cồng kềnh, đ−ợc dùng chủ yếu ở các lò hơi áp suất trung bình (d−ới 4Mpa).
Hinh 4.26. van an toàn kiểu lò xo Hinh 4.27.van an toàn kiểu xung l−ợng
Loại van lò xo có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, nh−ng khó điều chỉnh, đ−ợc dùng chủ yếu ở các lò hơi áp suất thấp (d−ới 2Mpa), sản l−ợng nhỏ.
Van xung l−ợng: Đối với những lò có áp suất từ 4Mpa trở lên th−ờng sử dụng van an toàn kiểu xung l−ợng. Van an toàn kiểu xung l−ợng đ−ợc biểu diễn trên hình 4.27. Van xung l−ợng là một tổ hợp hai van, van chính và van xung l−ợng tín hiệu. Nguyên lý làm việc nh− sau: Bình th−ờng đĩa van đ−ợc đậy bằng áp lực hơi phía tr−ớc van chính lớn hơn lực nén của lò xo nhiều nên rất kín, khi áp suất hơi v−ợt quá trị số
Hình 4.25. Cách nối van một chiều
cho phép thì van xung l−ợng tín hiệu sẽ mở ra đ−a một phần hơi tới phía sau van chính để cân bằng với áp lực đẩy phía tr−ớc van chính, do đó áp lực tr−ớc và sau van chính cân bằng nhau, khi đó đĩa van chịu tác dụng của lực đẩy lò xo nên sẽ mở ra cho hơi thoát ra ngoài. Vì van có tiết diện lỗ thoát hơi lớn nên hơi thoát ra rất nhanh.
Hình 4.28.Van an toàn kiểu đòn bẩy
Vị trí đặt van an toàn: Trong lò hơi, van an toàn đ−ợc đặt ở vị trí cao nhất khoang hơi của bao hơi, ở các ống góp của bộ quá nhiệt, của bộ hâm n−ớc, ống góp hơi chung.
Trong các thiết bị khác, van an toàn đ−ợc đặt ở vị trí cao nhất của thiết bị. Trong bộ hâm n−ớc bằng gang, ng−ời ta đặt van an toàn ở ống góp tr−ớc (phía vào của n−ớc).
Số l−ợng và kích th−ớc van an toàn: Mỗi lò hơi phải đặt ít nhất là hai van an toàn ở khoang hơi, trừ một số lò hơi nhỏ có thể lắp một van.
ở những lò hơi đặt 2 van an toàn thì trong đó có một van làm việc còn một van kiểm tra, 2 van này sẽ đ−ợc điều chỉnh để tự mở ở các áp suất khác nhau.
áp suất tác động của các van an toàn đ−ợc điều chỉnh bằng lực ép của lò xo hoặc sức đè của đòn bẩy theo bảng sau:
Bảng 4.1. Các giá trị áp suất tại đó các van an toàn bắt đầu mở. áp suất mở van an toàn áp suất làm việc p, MN/m2
Van kiểm tra Van làm việc ở bao hơi, khi p < 1,28
1,28 < p < 3,93 p > 1,93 ở bộ quá nhiệt, khi p < 1,28 p > 1,28 ở ống góp vào của bộ hâm n−ớc ở ống góp ra của bộ hâm n−ớc p + 0,02 1,03.p 1,05. p p + 0,02 1,02. p 1,25. p 1,10. p p + 0,03 1,05. p 1,08. p p + 0,02 1,02. p 1,25. p 1,10. p
n.d.h = p D
(4-1)
n: số l−ợng van an toàn.
d: đ−ờng kính trong của lỗ van (cm), đ−ờng kính này không đ−ợc nhỏ hơn 25mm và không lớn hơn 125mm.
h: chiều cao nâng lên của van, có 2 loại: h = 20 d và h = 4 d h = 20 d
đối với loại van không nâng lên hoàn toàn, h = 4 d
đối với loại van nâng lên hoàn toàn.
A: hệ số tùy thuộc vào van nâng lên hoàn toàn hay không hoàn toàn. với van nâng lên không hoàn toàn: A=0,0075, với van nâng lên hoàn toàn A=0,0150
D: Sản l−ợng hơi của lò (kg/h). p: áp suất tuyệt đối của hơi (N/m2).
Đ−ờng kính d của van có thể là 25, 32, 40, 50, 60mm