Bộ Tách Ẩm Hơi (Steam Separator) Là Gì? Phân Loại Và Cách Chọn

Trong hệ thống hơi công nghiệp, hơi đi ra từ lò hơi hiếm khi khô hoàn toàn. Một phần nước theo hơi ra ngoài, cộng với lượng nước ngưng sinh ra dọc đường ống do mất nhiệt, khiến hơi đến thiết bị sử dụng bị “ướt”. Hơi ướt làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt, gây ăn mòn, mài mòn và là nguyên nhân thường gặp của hiện tượng búa nước. Bộ tách ẩm hơi (steam separator) là thiết bị được lắp để giải quyết vấn đề này. Bài viết dưới đây giúp kỹ sư và bộ phận mua hàng hiểu rõ bộ tách ẩm là gì, có những loại nào và cách chọn đúng cho hệ thống.

Bộ tách ẩm hơi (Steam Separator) là gì?

Bộ tách ẩm hơi là thiết bị lắp trên đường ống hơi, có nhiệm vụ tách các giọt nước lơ lửng trong dòng hơi và gom chúng xuống đáy để xả ra ngoài qua bẫy hơi. Kết quả là dòng hơi đi tiếp về phía sau khô hơn, mang nhiều nhiệt ẩn hơn và an toàn hơn cho van, đồng hồ và thiết bị trao đổi nhiệt.

Cần phân biệt bộ tách ẩm với bẫy hơi: bẫy hơi chỉ xả được phần nước ngưng đã đọng lại ở điểm thấp của đường ống, còn các giọt nước nhỏ đang bay theo dòng hơi tốc độ cao thì bẫy hơi không “bắt” được. Bộ tách ẩm làm nhiệm vụ tách những giọt nước này ra khỏi dòng hơi, sau đó bẫy hơi mới xả chúng đi. Vì vậy hai thiết bị luôn đi cùng nhau. Nếu cần tìm hiểu thêm về bẫy hơi, bạn có thể xem bài Bẫy hơi (Steam Trap) là gì? Phân loại và cách chọn đúng.

Vì sao hệ thống hơi cần bộ tách ẩm?

• Tăng hiệu suất truyền nhiệt: nước bám trên bề mặt trao đổi nhiệt tạo thành lớp cản nhiệt, làm thiết bị gia nhiệt chậm và tốn hơi hơn.
• Bảo vệ van và thiết bị: giọt nước đi với tốc độ cao gây mài mòn đế van, đĩa van của van giảm áp, van điều khiển, làm van nhanh rò rỉ.
• Giảm nguy cơ búa nước: nước tích tụ bị dòng hơi đẩy đi có thể gây va đập mạnh, làm hỏng phụ kiện và đường ống.
• Đo lường chính xác hơn: đồng hồ đo lưu lượng hơi cho kết quả sai lệch khi hơi ướt.
• Ổn định chất lượng sản phẩm: trong các ngành thực phẩm, đồ uống, dệt nhuộm, hơi ướt có thể gây vết nước, gia nhiệt không đều.

  

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Một bộ tách ẩm thông thường gồm thân vỏ chịu áp, bộ phận tách bên trong (tấm chắn, cánh hướng dòng hoặc lưới), cửa hơi vào, cửa hơi ra và cửa xả nước ngưng ở đáy. Nhiều mẫu có thêm cổng xả khí hoặc cổng lắp đồng hồ.

Nguyên lý chung là làm thay đổi hướng và tốc độ dòng hơi. Hơi nhẹ có thể đổi hướng dễ dàng, còn giọt nước nặng hơn do quán tính sẽ va vào tấm chắn hoặc thành thiết bị, mất động năng và rơi xuống khoang đáy. Từ đây nước ngưng được xả liên tục qua bẫy hơi.

Các loại bộ tách ẩm phổ biến

Loại tấm chắn (baffle type)

Bên trong có một hoặc nhiều tấm chắn đặt cắt ngang dòng hơi. Cấu tạo đơn giản, chi phí hợp lý, tổn thất áp thấp, phù hợp với phần lớn ứng dụng hơi bão hòa trong nhà máy.

Loại ly tâm (cyclone type)

Cánh hướng dòng tạo chuyển động xoáy, lực ly tâm đẩy giọt nước ra thành thiết bị rồi chảy xuống đáy. Loại này tách tốt nhưng hiệu quả phụ thuộc nhiều vào vận tốc dòng hơi, nên cần chọn đúng dải lưu lượng.

Loại lưới gom (coalescing / mesh type)

Dùng lưới kim loại để gom các giọt nước rất nhỏ thành giọt lớn rồi rơi xuống. Thích hợp khi yêu cầu độ khô hơi cao, nhưng tổn thất áp thường lớn hơn và cần chú ý tránh tắc lưới do cặn bẩn.

Vị trí lắp đặt bộ tách ẩm

Bộ tách ẩm phát huy tác dụng nhất khi được lắp ở các vị trí sau:

• Ngay sau đầu ra lò hơi hoặc ống góp hơi chính (steam header).
• Trước van giảm áp và van điều khiển hơi, để bảo vệ đế van khỏi mài mòn. Tham khảo thêm bài Van giảm áp hơi nóng là gì? Hướng dẫn lựa chọn và lắp đặt.
• Trước đồng hồ đo lưu lượng hơi.
• Trước các thiết bị dùng hơi quan trọng như bộ trao đổi nhiệt, nồi nấu, máy sấy, autoclave.

Khi lắp cần lưu ý lắp đúng chiều mũi tên trên thân, đặt thiết bị thẳng đứng theo hướng dẫn của nhà sản xuất, và luôn bố trí cụm xả nước ngưng ở đáy gồm van chặn, lọc Y và bẫy hơi. Bẫy hơi kiểu phao thường được ưu tiên cho vị trí này vì xả nước ngưng liên tục, đáp ứng nhanh khi lượng nước thay đổi.

Cách chọn bộ tách ẩm phù hợp

1. Áp suất và nhiệt độ làm việc

Chọn cấp áp lực (PN) và vật liệu thân phù hợp với áp suất, nhiệt độ thiết kế của đường hơi. Gang cầu thường dùng cho hệ thống áp thấp đến trung bình, thép carbon đúc cho áp suất và nhiệt độ cao hơn, inox cho các ứng dụng yêu cầu vệ sinh hoặc chống ăn mòn.

2. Lưu lượng hơi, không chỉ theo cỡ ống

Sai lầm hay gặp là chọn bộ tách ẩm cùng cỡ với đường ống mà không kiểm tra lưu lượng. Hiệu quả tách phụ thuộc vào vận tốc hơi qua thiết bị: quá thấp thì loại ly tâm tách kém, quá cao thì giọt nước có thể bị cuốn theo. Hãy cung cấp lưu lượng hơi (kg/h) và áp suất làm việc để nhà cung cấp đối chiếu biểu đồ chọn size của hãng.

3. Tổn thất áp cho phép

Mỗi bộ tách ẩm gây ra một mức sụt áp nhất định. Với đường hơi dài hoặc áp suất cấp vốn đã sát nhu cầu, nên ưu tiên loại tấm chắn có tổn thất áp thấp.

4. Kiểu kết nối

Cỡ nhỏ thường có kết nối ren, cỡ lớn dùng mặt bích theo tiêu chuẩn JIS, DIN hoặc ANSI. Nên chọn tiêu chuẩn mặt bích đồng bộ với van và đường ống hiện hữu để tránh phải chế tạo bích chuyển.

5. Đồng bộ cụm xả nước ngưng

Bộ tách ẩm chỉ hiệu quả khi nước ngưng được xả đi kịp thời. Vì vậy khi lập danh mục vật tư, cần tính luôn bẫy hơi, lọc Y, van chặn và kính quan sát (nếu cần) cho từng vị trí lắp.

THP Valve cung cấp giải pháp cho hệ thống hơi

Công ty TNHH Thương mại Tuấn Hưng Phát (THP Valve) cung cấp đồng bộ thiết bị cho hệ thống hơi công nghiệp, từ bộ tách ẩm, bẫy hơi, lọc Y, van giảm áp, van an toàn đến van cầu hơi, cùng các dòng sản phẩm từ những hãng như YNV, Kosaplus, Wonil Industry. Đội ngũ kỹ thuật hỗ trợ khách hàng chọn size theo lưu lượng thực tế và bố trí cụm xả nước ngưng phù hợp cho từng vị trí. Để được tư vấn kỹ thuật, quý khách liên hệ hotline 0865.909.568.

Lỗi thường gặp khi sử dụng

• Không lắp bẫy hơi hoặc lắp bẫy hơi quá nhỏ, khiến nước dâng trong thân và bị dòng hơi cuốn ngược trở lại.
• Lắp ngược chiều hoặc lắp nghiêng so với khuyến cáo.
• Không có lọc Y trước bẫy hơi, làm cặn bẩn gây kẹt bẫy.
• Chọn size theo cỡ ống trong khi lưu lượng thực tế thấp hơn nhiều so với thiết kế.