Hiện tượng Búa Nước trong Thiết Bị

Búa nước bên trong thiết bị, giống như búa nước trong đường ống phân phối hơi, thường xảy ra do mức độ ngưng tụ tích tụ cao. Điểm khác biệt giữa hai hiện tượng này là loại búa nước này cũng xuất hiện ngay cả khi thiết bị đang hoạt động ổn định.

Lấy ví dụ về bộ trao đổi nhiệt kiểu ống vỏ. Khi tải trọng của thiết bị giảm (do các yếu tố như lượng sản phẩm cần gia nhiệt giảm hoặc nhiệt độ sản phẩm tăng lên), chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra của bẫy hơi biến mất, khiến ngưng tụ bắt đầu đọng lại bên trong vỏ thiết bị. Hiện tượng này được gọi là “stall” (ứ đọng). Tùy thuộc vào áp suất ngược, vỏ thiết bị cũng có thể chứa đầy ngưng tụ khi thiết bị ngừng hoạt động.

Khi hơi được cấp vào khu vực có mức ngưng tụ cao, nó ngay lập tức ngưng tụ và gây ra búa nước. Trong hầu hết các trường hợp, điều này dẫn đến những va đập nhỏ trong thời gian ngắn, khác với những va đập mạnh xảy ra trong đường ống phân phối hơi.

Tuy nhiên, nếu hiện tượng búa nước nhỏ này tiếp diễn trong thời gian dài, nó có thể làm suy yếu thiết bị đến mức gây vỡ đột ngột. Sự cố này thường xảy ra trong điều kiện áp suất cao, tải trọng lớn và hoạt động tối đa. Do đó, việc xả ngưng tụ nhanh chóng là yếu tố quan trọng trong công tác bảo trì phòng ngừa.

Ngoài hiện tượng stall, nhiều tình huống khác cũng có thể dẫn đến tích tụ ngưng tụ bên trong thiết bị. Các vấn đề về kết cấu bộ trao đổi nhiệt hoặc đường cân bằng áp suất, bẫy hơi và đường ống lắp đặt không đúng cách, hoặc đường ống hồi ngưng tụ trong tình trạng kém là một số ví dụ điển hình. Để xác định và ngăn chặn hiệu quả việc tích tụ ngưng tụ, cần phải phân tích kỹ lưỡng nguyên nhân và áp dụng các biện pháp phòng ngừa phù hợp.

Giống như trong đường ống phân phối hơi, tốc độ xả ngưng tụ cùng với quá trình diễn ra suôn sẻ là hai yếu tố cực kỳ quan trọng để chống lại búa nước trong các thiết bị sử dụng hơi.

Lý Do Ngưng Tụ Tích Tụ Trong Thiết Bị

Mặc dù các biện pháp khắc phục nghe có vẻ đơn giản, nhưng không phải lúc nào cũng có thể thực hiện được.

Trường Hợp Khó Áp Dụng Biện Pháp Khắc Phục

Ví dụ, một cuộn dây đơn của bộ gia nhiệt đáy trong bể chứa dầu nặng 30.000 kl có thể dài hơn 100 m. Sự chênh lệch độ cao giữa đầu vào và đầu ra của bộ gia nhiệt tạo ra độ dốc tỷ lệ 1/300 hoặc 1/400, thấp hơn một nửa so với độ dốc tiêu chuẩn của đường ống hơi (1/100–1/200). Với độ dốc này, ngưng tụ không phải lúc nào cũng có thể tự chảy xuống nhờ trọng lực.

Trong những trường hợp như thế này, khi cấu hình thiết bị không cho phép tạo độ dốc phù hợp, việc giải quyết triệt để vấn đề có thể rất khó khăn.

Như đã đề cập ở trên, stall cũng là một nguyên nhân gây khó khăn, đặc biệt trong các bộ gia nhiệt truyền thống.

Một số biện pháp hiệu quả chống lại búa nước trong những tình huống này bao gồm sử dụng hơi để bơm và loại bỏ ngưng tụ hoặc bơm hồi ngưng chân không.

Búa Nước Trong Đường Ống Vận Chuyển Ngưng Tụ

Búa nước trong đường ống vận chuyển ngưng tụ thường xảy ra do sự tương tác giữa ngưng tụ nhiệt độ thấp và hơi nhiệt độ cao. Hiện tượng này thường hình thành do sự hiện diện đồng thời của ngưng tụ và hơi giật (flash steam) trong đường ống.

Hiện tượng này xảy ra tại các điểm giao nhau giữa các đường ống vận chuyển ngưng tụ có chênh lệch áp suất lớn, hoặc gần các điểm nối giữa đường ống ngưng tụ và bình chứa hơi giật. Tại những vị trí này, hơi giật áp suất cao chảy vào đường ống ngưng tụ áp suất thấp và gây ra búa nước.

Không thể loại bỏ ngưng tụ để giải quyết loại búa nước này vì chức năng chính của đường ống là vận chuyển ngưng tụ. Do đó, không có biện pháp trực tiếp nào để ngăn chặn búa nước trong loại đường ống này, chỉ có các giải pháp giảm thiểu tác động của nó.

Một biện pháp khắc phục là lắp đặt van một chiều để ngăn hơi chảy ngược. Tuy nhiên, hiệu quả của biện pháp này sẽ giảm nếu vị trí hoặc loại van một chiều không phù hợp.

Nguồn: TLV
Người dịch: Thanh Dương

Bạn đang gặp vấn đề với búa nước? Các kỹ sư chuyên gia về hơi của chúng tôi có thể hỗ trợ.

Liên hệ với chúng tôi