So sánh các van giảm áp lực nước: Loại tác động trực tiếp, loại vận hành bằng thí điểm và loại T&P

Mọi hệ thống nước khép kín đều tạo ra áp suất ở những nơi không nên như vậy - giãn nở nhiệt trong bình đun nước nóng, van giảm áp suất không còn hiệu chuẩn, nguồn cung cấp đô thị tăng đột biến sau khi sự cố chính được sửa chữa. Toàn bộ công việc của van xả là mở trước khi áp suất đó gây hư hỏng và đóng lại khi an toàn, đồng thời cơ chế thực hiện công việc đó trông rất khác nhau tùy thuộc vào hệ thống mà nó bảo vệ. Việc so sánh các loại van chính cạnh nhau sẽ giúp bạn hiểu rõ lý do tại sao thợ sửa ống nước lại chọn một loại van khác cho một ngôi nhà dành cho một gia đình hơn là một kỹ sư chỉ định cho phòng nồi hơi thương mại.

Van giảm áp có chức năng gì khác với van giảm áp

Hai thành phần này thường xuyên bị nhầm lẫn vì chúng đều quản lý áp suất hệ thống nhưng lại giải quyết các vấn đề trái ngược nhau. Van giảm áp (PRV) nằm thẳng hàng và liên tục giảm áp suất nguồn cấp đến mức làm việc an toàn — van luôn mở một phần, điều tiết dòng chảy. Van giảm áp luôn đóng hoàn toàn trong điều kiện bình thường và chỉ mở khi áp suất vượt quá ngưỡng đã đặt, xả nước hoặc hơi dư thừa cho đến khi áp suất giảm xuống mức an toàn.

Việc nhầm lẫn cả hai điều này trong thiết kế hệ thống là một rủi ro thực sự - riêng PRV không có tác dụng gì để bảo vệ trước sự tăng áp suất đột ngột do giãn nở nhiệt, vì nó được thiết kế để giảm áp suất cung cấp ở trạng thái ổn định, chứ không phải xả áp suất dư thừa được tạo ra ở hạ lưu của nó. Đó chính xác là lý do tại sao hầu hết các yêu cầu về mã yêu cầu cả hai thành phần hoạt động cùng nhau thay vì coi thành phần này thay thế cho thành phần kia.

Van cứu trợ tác động trực tiếp so với vận hành bằng thí điểm

Van giảm áp tác động trực tiếp sử dụng lò xo ép trực tiếp vào đĩa hoặc hình múa rối - khi áp suất hệ thống vượt quá lực đặt của lò xo, đĩa sẽ nâng lên và nước thoát ra ngoài. Van vận hành bằng thí điểm sử dụng một van thí điểm thứ cấp nhỏ để cảm nhận áp suất và điều khiển van chính lớn hơn, giúp kiểm soát chính xác hơn nhiều về chính xác thời điểm và mức độ mở của van chính.

• Độ chính xác của điểm đặt: Van tác động trực tiếp thường giữ độ chính xác trong khoảng 10% điểm đặt định mức, phù hợp cho hầu hết mục đích sử dụng dân dụng và thương mại nhẹ. Các van vận hành bằng thí điểm có dung sai chặt chẽ hơn, thường trong khoảng 1–3%, điều này quan trọng trong các hệ thống có một vài chênh lệch PSI ảnh hưởng đến thiết bị hạ nguồn.
• Hành vi phản hồi gần điểm đặt: Các van tác động trực tiếp có thể bắt đầu "sôi sục" - hơi nứt mở - khi áp suất đạt đến điểm đặt, đôi khi mất một lượng nước nhỏ trước khi cần xả hoàn toàn. Các thiết kế vận hành bằng thí điểm sẽ mở nhanh hơn ở ngưỡng chính xác.
• Công suất dòng chảy: Các van vận hành bằng thí điểm thường xử lý tốc độ dòng chảy cao hơn đáng kể đối với một kích thước van nhất định, đó là lý do tại sao chúng chiếm ưu thế trong các hệ thống nồi hơi và hơi nước thương mại lớn, nơi áp suất thay đổi nhanh cần một khối lượng lớn khả năng giảm áp một cách nhanh chóng.

Van nhiệt độ và áp suất (T&P) so với van độc lập Van giảm áp

Máy nước nóng đặc biệt yêu cầu một van kết hợp phản ứng với cả nhiệt độ vượt quá và áp suất vượt quá, vì chỉ một trong hai van có thể gây hỏng bình. Van giảm áp độc lập chỉ theo dõi áp suất và không có cách nào để phát hiện tình trạng nhiệt độ vượt ngưỡng ngay cả khi áp suất chưa đạt đến điểm đặt.

Việc lắp đặt van chỉ áp suất độc lập trên máy nước nóng thay cho van T&P thích hợp sẽ loại bỏ lớp an toàn quan trọng, vì lỗi bộ điều chỉnh nhiệt có thể khiến nhiệt độ bể và áp suất bên trong cùng nhau tăng lên dẫn đến tình trạng chớp tia hơi nước nguy hiểm mà van chỉ áp suất sẽ không bắt được cho đến khi chỉ riêng áp suất vượt qua ngưỡng của nó.

Cơ chế kiểu màng lò xo so với màng chắn

Ngoài thiết kế tác động trực tiếp so với thiết kế do phi công vận hành, cơ chế bên trong làm kín van cũng khác nhau. Van poppet nạp lò xo là loại phổ biến nhất và đơn giản nhất, sử dụng lò xo cuộn được hiệu chỉnh theo điểm đặt cụ thể. Van kiểu màng sử dụng màng linh hoạt phản ứng với áp suất ở một bên, mang lại hoạt động mở mượt mà hơn, từ từ hơn giúp giảm hiệu ứng búa nước đôi khi thấy khi van kiểu poppet đóng sầm mở.

Định cỡ van giảm áp cho hệ thống mà nó bảo vệ

Giảm kích thước van giảm áp là một trong những sai lầm phổ biến và nguy hiểm hơn trong thiết kế hệ thống, vì van không thể thoát nước đủ nhanh để phù hợp với áp suất đang xây dựng sẽ không thể đưa hệ thống trở lại áp suất an toàn kịp thời. Kích thước phụ thuộc vào lưu lượng tối đa có thể vào hệ thống, không chỉ đường kính ống, đó là lý do tại sao các nhà sản xuất công bố xếp hạng công suất dòng chảy cùng với điểm đặt áp suất thay vì chỉ định kích thước chỉ dựa trên kích thước ống.

• Máy nước nóng dân dụng: Được định cỡ theo định mức đầu vào BTU của bể, tuân theo biểu đồ công suất của nhà sản xuất van T&P thay vì giả định kích thước ống chung.
• Hệ thống giếng có bể giãn nở: Được điều chỉnh theo tốc độ dòng chảy tối đa của máy bơm giếng để đảm bảo van có thể thông hơi nhanh hơn mức máy bơm có thể tăng thêm áp suất.
• Hệ thống nồi hơi thương mại: Định cỡ bằng cách sử dụng các công thức công suất do ASME công bố dựa trên đầu ra BTU, thể tích hơi nước và định mức áp suất hệ thống, thường yêu cầu tính toán của kỹ sư thay vì ước tính theo quy tắc ngón tay cái.

Kiểm tra và nhận biết các dấu hiệu hư hỏng sớm

Van cứu trợ là thiết bị an toàn không hoạt động trong hầu hết thời gian, điều này khiến việc kiểm tra định kỳ trở nên cần thiết hơn là tùy chọn. Các nhà sản xuất thường khuyên bạn nên nâng cần kiểm tra theo cách thủ công trên các van T&P dân dụng ít nhất mỗi năm một lần để xác nhận rằng van không bị đóng do tích tụ khoáng chất - một van không mở trong quá trình kiểm tra thủ công sẽ gây ra rủi ro thực sự, vì van bị thu giữ không cung cấp sự bảo vệ nào trong trường hợp quá áp thực tế. Các dấu hiệu cảnh báo cần xử lý bao gồm nước nhỏ giọt từ ống xả trong điều kiện hoạt động bình thường, van không được gắn lại hoàn toàn sau khi thử nghiệm hoặc cặn khoáng tích tụ xung quanh chân van.