Bộ Tách Nước và Vai Trò của Chúng trong Hệ Thống Hơi

Trong nhiều quy trình sử dụng hơi, việc cung cấp hơi càng khô càng tốt là điều cần thiết. Tuy nhiên, trừ khi là hơi quá nhiệt, tất cả hơi nước trong nhà máy đều chứa độ ẩm ngay sau khi rời khỏi lò hơi và tiếp tục mất nhiệt, ngưng tụ khi di chuyển trong hệ thống. Việc lắp đặt bẫy hơi có thể loại bỏ nước ngưng tụ chảy dọc theo đáy đường ống, nhưng không thể loại bỏ độ ẩm bị cuốn theo trong dòng hơi — nghĩa là không thể cung cấp hơi khô chỉ bằng bẫy hơi.

Ngoài ra, ở vận tốc dòng chảy thấp khoảng 10 m/s, những thay đổi hướng và chênh lệch áp suất có thể khiến một phần nước ngưng tụ ở đáy đường ống bị cuốn vào dòng hơi. Việc loại bỏ lượng nước ngưng bị cuốn này khi nó di chuyển với tốc độ lên tới 30 m/s là nhiệm vụ bắt buộc của bộ tách nước.

Ví dụ về Nước Ngưng Bị Cuốn Vào Hơi

Cơ Chế Tách

Có bốn nguyên lý thiết kế cơ bản cần xem xét trong cơ chế tách:

• Vật cản cơ học
• Vận tốc dòng chảy đạt được
• Thay đổi hướng
• Va đập

Hiệu suất tách cao hơn có thể đạt được bằng cách kết hợp nhiều kỹ thuật này thay vì chỉ sử dụng một.

Ví dụ, bộ tách dưới đây sử dụng các tấm chắn để tạo ra sự thay đổi hướng, từ đó loại bỏ một phần độ ẩm bị cuốn theo. Tuy nhiên, vận tốc dòng chảy có thể vẫn chưa đủ để đạt hiệu suất tách cao, và nhiều độ ẩm vẫn còn trong dòng hơi.

Một phương pháp khác là sử dụng lực ly tâm, tận dụng sự khác biệt về tỷ trọng giữa chất lỏng và khí để tách chúng. Trong trường hợp này, hơi được dẫn vào dòng xoắn ốc, khiến các giọt nước ngưng tụ nặng hơn bị văng ra khỏi dòng và bám vào thành trong của bộ tách. Trọng lực sau đó kéo nước ngưng xuống đáy bộ tách, nơi có lắp bẫy hơi để xả ra ngoài.

Cách Sử Dụng Bộ Tách

Một ứng dụng phổ biến của bộ tách là cung cấp hơi khô cho các quy trình gia nhiệt trực tiếp bằng hơi như lưu hóa cao su, bàn là hơi, hoặc nấu ăn bằng nồi hấp. Các ứng dụng khác có thể bao gồm phun sương, xúc tác hóa học, hoặc xử lý thịt. Trong các hệ thống này, bộ tách được lắp đặt ngay trước thiết bị sử dụng hơi để ngăn chặn hiệu quả nước ngưng tụ bị cuốn theo trước khi hơi được sử dụng.

Ngoài gia nhiệt trực tiếp, các ứng dụng khác được cải thiện đáng kể nhờ bộ tách bao gồm ejector chạy bằng hơi, tua-bin, và bộ gia nhiệt dùng để tạo hơi quá nhiệt.

Bên cạnh việc cải thiện chất lượng hơi, bộ tách còn mang lại lợi ích bổ sung: bằng cách loại bỏ chất lỏng dư thừa khỏi đường ống hơi, chúng giúp giảm hiện tượng búa nước và xói mòn do các giọt nước tốc độ cao gây ra.

Bộ Tách trong Hệ Thống Khí Nén

Việc sử dụng bộ tách không chỉ giới hạn trong hệ thống hơi nước. Trong hệ thống khí nén, nước ngưng tụ hình thành khi nhiệt độ không khí giảm xuống dưới điểm sương. Các giọt nước này có thể bị cuốn theo dòng khí, làm giảm hiệu suất hệ thống và gây ra các sự cố khác. Hệ thống thổi khí nén và súng phun là hai ví dụ điển hình về các ứng dụng cần nguồn khí khô.

Trong khi bộ tách hơi được sử dụng cùng với bẫy hơi, thì bộ tách khí nên được dùng cùng với bẫy khí phù hợp. Ngoài điểm khác biệt này, cơ chế tách bằng lực ly tâm vẫn hiệu quả với khí như với hơi.

Lựa Chọn Bộ Tách

Hiệu suất của bộ tách có thể giảm nếu phải xử lý dòng chảy có vận tốc hoặc khối lượng vượt quá thiết kế. Thay vì chỉ chọn bộ tách dựa trên kích thước đường ống, cần xem xét tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất để đạt kết quả tốt nhất. Luôn kiểm tra xem tổn thất áp suất và phạm vi vận tốc dòng chảy có nằm trong giới hạn cho phép hay không.

Bộ tách có thể có mẫu tích hợp sẵn bẫy hoặc không. Nếu không có, cần lắp thêm bẫy riêng biệt.

Tùy thuộc vào vị trí thiết bị và cách sử dụng bộ tách, lượng nước ngưng tụ bên trong có thể khá lớn. Nếu không thể dùng mẫu bộ tách có tích hợp bẫy, cần tính toán chính xác kích thước bẫy riêng để xử lý hiệu quả lượng nước ngưng tụ.