Bẫy Nhóm (Group Trapping)

Việc thu gom nước ngưng từ nhiều phần của thiết bị gia nhiệt bằng hơi vào một đường ống chung và xả qua một bẫy hơi duy nhất được gọi là “bẫy nhóm” (group trapping). Phương pháp này thường không được khuyến khích vì có thể gây mất cân bằng áp suất, dẫn đến các vấn đề như ứ nước (waterlogging) và hư hại do búa nước (water hammer). Thay vào đó, nên lắp một bẫy hơi riêng cho từng phần của thiết bị.

Ví dụ, một bộ trao đổi nhiệt chia làm 3 phần như hình trên không nên chỉ dùng một bẫy hơi vì tải ngưng tụ ở phần đầu lớn hơn phần cuối, gây mất cân bằng áp suất. Thay vào đó, nên lắp 3 bẫy hơi riêng để xả nước ngưng trực tiếp từ từng phần.

Tại Sao Bẫy Nhóm Không Tốt?

Xét một bộ trao đổi nhiệt gồm các ống có cánh tản nhiệt. Hơi nước chảy qua các ống được nối với nhau qua một ống góp. Nhiều bộ phận như vậy thường được lắp thành hàng để tăng diện tích truyền nhiệt.

Tuy có thể coi cả hệ thống là một thiết bị duy nhất, nhưng về mặt thoát nước ngưng, mỗi phần nên được xem như một bộ trao đổi nhiệt riêng.

• Lượng nước ngưng tạo ra ở mỗi phần khác nhau do chênh lệch tải:
• Phần đầu (gia nhiệt sơ bộ) có tải lớn nhất → áp suất giảm nhiều nhất.
• Phần cuối có tải nhỏ nhất → áp suất giảm ít nhất.
• Khi dùng chung một bẫy, áp suất ở phần cuối cao hơn phần đầu → gây hiện tượng “ngắn mạch”, khiến hơi từ phần cuối đẩy ngược lại phần đầu.

Do đó, nước ngưng sẽ ứ đọng trong ống, gây ra:

• Ứ nước (waterlogging)
• Búa nước (water hammer)
• Phân tầng nhiệt (coil stratification)
• Xả không đều (uneven drainage)
• Ăn mòn (corrosion)

Hậu quả nghiêm trọng nhất là gia nhiệt không đồng đều, làm giảm chất lượng và hiệu suất sản xuất.

🔗 Tìm hiểu thêm về búa nước: Búa Nước/ Búa Hơi Là Gì?

Khi Bẫy Nhóm Đã Được Lắp Đặt Sẵn

Một số thiết bị được thiết kế sẵn với bẫy nhóm do hạn chế về không gian, cấu hình phức tạp hoặc để giảm chi phí. Trong trường hợp này, việc lắp thêm bẫy riêng có thể khó khăn.

Tuy nhiên, bẫy riêng lẻ vẫn là lựa chọn tối ưu. Nếu bắt buộc phải dùng bẫy nhóm, có thể lắp thêm ống góp cân bằng (equalizing drain header) trước bẫy hơi. Ống góp này cần đủ lớn để cân bằng áp suất, giúp thoát nước ngưng tốt hơn.

Một Số Thiết Bị Thường Dùng Bẫy Nhóm

• Bộ gia nhiệt không khí (air heaters)
• Máy ép nhiều tầng (multi-platen presses)
• Máy ép sóng bìa cứng (corrugated cardboard double facers)

Ống Góp Cân Bằng Có Giải Quyết Được Vấn Đề?

Các đồng hồ đo áp suất được thêm vào để minh họa sự chênh lệch áp suất giữa đường ống và ống góp.

Việc lắp ống góp có thể cải thiện dòng nước ngưng, nhưng cũng gây ra:

• Thất thoát hơi do bức xạ (radiation steam loss)
• Ống và van cồng kềnh, đắt tiền hơn
• Yêu cầu lắp đặt gần như hoàn hảo để tránh phân tầng nhiệt

Ống góp không thể khắc phục hoàn toàn vấn đề mất cân bằng áp suất trong đường ống. Do đó, bẫy riêng lẻ vẫn là phương án tối ưu.

Nhược Điểm Của Ống Góp Cân Bằng

• Nếu ống cấp vào ống góp không đủ dốc (không đảm bảo thoát nước nhờ trọng lực) hoặc kích thước không đủ lớn, hơi từ phần có áp suất cao hơn sẽ đẩy ngược nước ngưng, gây ứ đọng.
• Ống góp chỉ hoạt động hiệu quả nếu ống cấp vào đủ lớn để:
  • Nước ngưng chảy dọc theo thành ống.
  • Hơi cân bằng áp qua phần trung tâm.
• Nếu ống cấp bị bít tắc bởi nước ngưng, sẽ dẫn đến:
  • Phân tầng nhiệt
  • Gia nhiệt không đồng đều
  • Ứ nước (waterlogging)

Mặc dù ống góp đủ lớn có thể giảm một số vấn đề thoát nước do bẫy nhóm (nếu đáp ứng các điều kiện trên), giải pháp tối ưu nhất vẫn là lắp bẫy riêng cho từng phần có áp suất khác biệt, ngay cả khi chung nguồn hơi.

Tóm Tắt

• Nên tránh bẫy nhóm tối đa khi lắp đặt bẫy hơi.
• Nếu bắt buộc phải dùng, cần tham vấn nhà sản xuất để chọn phương án thoát nước phù hợp.
• Duy trì cấu hình bẫy riêng lẻ (nếu thiết bị đã có sẵn) để đảm bảo hiệu suất và hiệu quả vận hành tối ưu.

---

Lưu ý: Bẫy nhóm chỉ nên áp dụng khi không thể lắp bẫy riêng. Ưu tiên hàng đầu vẫn là thiết kế hệ thống thoát nước ngưng cân bằng áp suất cho từng phần thiết bị!

Nguồn: TLV
Người dịch: Thanh Dương