Một nhà máy nước sạch hay trạm bơm cấp nước có thể dùng hàng trăm chiếc van, từ DN50 trên đường hóa chất đến DN1000 trên tuyến ống truyền tải. Mỗi vị trí đòi hỏi một loại van khác nhau: van để cách ly, van để chống dòng chảy ngược, van để điều tiết áp lực, van để xả khí. Chọn sai loại hoặc sai vật liệu thường dẫn đến búa nước, rò rỉ, mất áp và chi phí bảo trì kéo dài nhiều năm. Bài viết này tổng hợp các loại van thường dùng theo từng khu vực của hệ thống cấp nước và những điểm người mua cần kiểm tra trước khi đặt hàng.
Đặc thù của hệ thống cấp nước sạch
So với nhiều ngành công nghiệp khác, hệ thống cấp nước có áp suất và nhiệt độ không quá cao, nhưng lại có những yêu cầu riêng:
- Đường kính lớn: tuyến ống nước thô và nước sạch truyền tải thường từ DN300 trở lên, nên chi phí van chiếm tỷ trọng đáng kể trong dự toán.
- Vận hành liên tục: van phải làm việc nhiều năm, ít được tháo ra bảo trì, nên độ bền của gioăng làm kín và lớp sơn phủ rất quan trọng.
- An toàn cho nước uống: vật liệu tiếp xúc với nước (gioăng, lớp phủ trong thân van) cần phù hợp với nước sinh hoạt; nên yêu cầu nhà cung cấp xác nhận vật liệu và hồ sơ CO, CQ.
- Rủi ro búa nước: khi bơm dừng đột ngột, hiện tượng búa nước (nước va) làm áp suất dao động mạnh và có thể làm nứt ống hoặc hỏng van nếu không có thiết bị bảo vệ phù hợp.
Các loại van theo từng khu vực
Trạm bơm nước thô và nước sạch
Mỗi tổ bơm thường có cụm van tiêu chuẩn gồm: van cách ly phía hút, khớp nối mềm, van một chiều và van cách ly phía đẩy.
- Van cổng (van cửa) ty chìm, đĩa bọc cao su: dùng làm van cách ly vì tổn thất áp nhỏ khi mở hoàn toàn, phù hợp đường hút của bơm.
- Van bướm: thay thế van cổng ở kích thước lớn nhờ gọn nhẹ, giá thành hợp lý. Từ khoảng DN300 trở lên thường dùng van bướm mặt bích hoặc van bướm lệch tâm kép, kèm hộp số tay quay hoặc bộ điều khiển điện.
- Van một chiều: đặt sau bơm để ngăn nước chảy ngược khi bơm dừng. Ở trạm bơm cột áp cao nên cân nhắc van một chiều đóng nhanh hoặc loại chống va để giảm búa nước, thay vì van lá lật thông thường. Xem thêm: Van một chiều: phân loại và cách chọn đúng cho từng hệ thống.
- Khớp nối mềm: hấp thụ rung động của bơm và bù sai lệch lắp đặt, bảo vệ van và mặt bích.
Khu xử lý: lắng, lọc và rửa lọc
Bể lọc có chu kỳ rửa ngược định kỳ, các van phải đóng mở nhiều lần mỗi ngày theo trình tự. Vì vậy khu vực này thường dùng van bướm điều khiển khí nén hoặc điều khiển điện kết nối PLC/SCADA. Van điều khiển khí nén có tốc độ đóng mở nhanh và bền khi tần suất thao tác cao; van điều khiển điện phù hợp khi nhà máy không muốn đầu tư hệ thống khí nén. Ở vị trí cần điều tiết lưu lượng nước ra khỏi bể lọc, nên chọn bộ điều khiển dạng tuyến tính (tín hiệu 4–20mA) thay vì loại on-off.
Đường định lượng hóa chất
Nhà máy nước dùng các hóa chất như phèn, PAC, vôi, clo để keo tụ và khử trùng. Đường ống hóa chất có kích thước nhỏ nhưng môi chất ăn mòn, nên thường dùng van bi nhựa uPVC/CPVC, van màng hoặc van inox 316 tùy loại hóa chất. Cần đối chiếu bảng tương thích hóa chất của nhà sản xuất cho cả thân van và gioăng làm kín.
Tuyến ống truyền tải và mạng phân phối
- Van xả khí: lắp tại các điểm cao của tuyến ống để xả không khí tích tụ, tránh giảm lưu lượng và hiện tượng áp suất bất thường. Tham khảo: Van xả khí là gì? Vì sao cần thiết cho đường ống nước.
- Van giảm áp thủy lực: ổn định áp lực hạ lưu tại các khu vực địa hình thấp hoặc đầu mạng phân phối, giúp giảm thất thoát nước do rò rỉ.
- Van phao thủy lực: tự động đóng khi bể chứa, đài nước đầy mà không cần nguồn điện.
- Van cổng và van bướm phân vùng: dùng để cô lập từng nhánh khi sửa chữa, hạn chế số hộ bị cắt nước.
- Rọ lọc Y: lắp trước van giảm áp, đồng hồ nước để chặn cặn bẩn.
Thiết bị đo đi kèm
Bên cạnh van, hệ thống cấp nước cần đồng hồ đo lưu lượng (thường là loại điện từ cho đường ống lớn), đồng hồ áp suất và cảm biến áp suất tại đầu đẩy bơm và các điểm giám sát mạng. Các thiết bị này giúp kiểm soát thất thoát và cung cấp dữ liệu cho hệ thống điều khiển.
Lưu ý khi chọn van cho dự án cấp nước
Vật liệu thân và lớp phủ
Gang dẻo (ductile iron) là vật liệu phổ biến cho van cấp nước cỡ lớn nhờ cân bằng giữa độ bền và chi phí. Nên yêu cầu lớp sơn phủ epoxy trong và ngoài thân van để chống ăn mòn. Inox phù hợp cho các vị trí yêu cầu vệ sinh cao hoặc tiếp xúc hóa chất; nhựa dùng cho đường hóa chất kích thước nhỏ.
Áp suất danh định và tiêu chuẩn mặt bích
Van cấp nước thường dùng cấp áp PN10 hoặc PN16. Tuy nhiên cần tính cả áp suất tăng đột biến khi xảy ra búa nước, không chỉ áp suất vận hành bình thường. Tiêu chuẩn mặt bích của van (BS, JIS, ANSI hoặc DIN) phải khớp với mặt bích ống và phụ kiện trong bản vẽ thiết kế để tránh phải gia công lại tại công trường.
Bộ điều khiển và khả năng kết nối
Với nhà máy có hệ thống SCADA, nên xác định ngay từ đầu van nào cần điều khiển tự động, loại tín hiệu (on-off hay 4–20mA), điện áp nguồn (220V, 24V hay 380V) và cấp bảo vệ IP của bộ điều khiển. Van đặt trong hố van ngầm dễ ngập nước nên chọn bộ điều khiển có cấp bảo vệ cao.
Hồ sơ và khả năng cung cấp đồng bộ
Dự án cấp nước thường yêu cầu đầy đủ CO, CQ, catalogue, biên bản thử áp. Làm việc với một nhà cung cấp có thể cung cấp trọn gói van, phụ kiện đường ống và thiết bị đo giúp giảm sai lệch quy cách giữa các hạng mục.
Kinh nghiệm từ các dự án cấp nước của THP Valve
Tuấn Hưng Phát (THP Valve) đã tham gia cung cấp van và thiết bị cho các dự án cấp nước tại Hải Dương, Đồng Tháp, Phú Thọ và hệ thống xử lý nước tại KCN Yên Phong, Bắc Ninh. Danh mục sản phẩm gồm van cổng, van bướm, van một chiều, van xả khí, van giảm áp, van điều khiển điện và khí nén, cùng đồng hồ đo lưu lượng, đồng hồ áp suất. Chúng tôi phân phối van và bộ điều khiển từ các hãng đối tác như Kosaplus, Haitima, Wonil Industry, Hansung, giúp chủ đầu tư và nhà thầu có thêm lựa chọn phù hợp với ngân sách và yêu cầu kỹ thuật của từng dự án.
