Hệ thống Phân phối Hơi: Thiết kế, Vận hành và Bảo trì

Hệ thống phân phối hơi là liên kết quan trọng giữa máy phát điện hơi và người sử dụng hơi trong bất kỳ nhà máy sản xuất nào. Nó vận chuyển hơi từ nguồn trung tâm đến điểm sử dụng với chất lượng, số lượng và áp suất phù hợp. Bài hướng dẫn này sẽ xem xét các phương pháp thiết kế, vận hành và bảo trì hệ thống phân phối hơi hiệu quả và an toàn.

Hệ thống phân phối hơi là gì?

Hệ thống phân phối hơi được định nghĩa là mạng lưới các ống, van, phụ kiện và phụ tùng khác vận chuyển hơi từ nồi hơi hoặc nhà máy đồng phát đến thiết bị tiêu thụ hơi trong nhà máy sản xuất.

Hệ thống phân phối hơi có thể được chia thành hai phần: đường ống chính và đường ống nhánh. Đường ống chính là những ống lớn vận chuyển hơi từ nồi hơi theo hướng chung của nhà máy. Đường ống nhánh là những ống nhỏ hơn vận chuyển hơi từ đường ống chính đến từng thiết bị.

Mục tiêu chính của hệ thống phân phối hơi là:

• Đưa hơi khô và bão hòa đến quy trình với áp suất và nhiệt độ yêu cầu.

• Giảm thiểu mất nhiệt và ngưng tụ trong ống và phụ kiện.

• Ngăn chặn tiếng ồn nước, mài mòn, ăn mòn, tiếng ồn và các vấn đề khác do thiết kế hoặc vận hành không đúng cách.

• Giảm chi phí vốn và vận hành bằng cách tối ưu hóa kích thước ống, cách nhiệt, hỗ trợ và bố trí.

Thiết kế hệ thống phân phối hơi

Thiết kế hệ thống phân phối hơi liên quan đến nhiều yếu tố, chẳng hạn như:

• Áp suất làm việc của máy phát điện hơi: Đây là áp suất tối đa mà nồi hơi hoặc nhà máy đồng phát có thể tạo ra hơi. Nó phụ thuộc vào loại và công suất của nồi hơi, nhiên liệu sử dụng và yêu cầu của quá trình.

• Yêu cầu áp suất tối thiểu tại cuối quy trình: Đây là áp suất tối thiểu mà thiết bị tiêu thụ hơi có thể hoạt động hiệu quả và an toàn. Nó phụ thuộc vào loại và công suất của thiết bị, điều kiện quá trình và biên độ an toàn.

• Mất áp suất trong hệ thống: Đây là sự khác biệt giữa áp suất phát điện hơi và áp suất quy trình. Nó do lực ma sát trong ống và phụ kiện, ngưng tụ trong ống do truyền nhiệt đến môi trường xung quanh và van giảm áp (PRVs) nếu được sử dụng.

• Chất lượng hơi: Đây là chỉ số về mức độ khô và bão hòa của hơi. Nó phụ thuộc vào thiết kế, vận hành và bảo trì nồi hơi, cũng như hệ thống loại bỏ ngưng tụ. Chất lượng hơi kém có thể dẫn đến hơi ướt, gây ra các vấn đề như mài mòn, ăn mòn, tiếng ồn nước, giảm hiệu suất truyền nhiệt và hư hỏng thiết bị.

Để thiết kế một hệ thống phân phối hơi đáp ứng các mục tiêu và yếu tố này, một số bước cơ bản là:

• Xác định nhu cầu hơi của từng thiết bị theo lưu lượng khối lượng, áp suất, nhiệt độ và chất lượng.

• Chọn áp suất phát điện hơi phù hợp có thể đáp ứng yêu cầu áp suất tối thiểu tại cuối quy trình với biên độ đủ cho mất áp suất trong hệ thống.

• Tính toán mất áp suất trong mỗi phần của hệ thống bằng công thức kinh nghiệm hoặc công cụ phần mềm. Cân nhắc các yếu tố như đường kính ống, chiều dài, độ nhám, uốn cong, phụ kiện, van, độ dày cách nhiệt, nhiệt độ môi trường, v.v.

• Chọn kích thước ống phù hợp cho mỗi phần của hệ thống có thể vận chuyển lưu lượng hơi cần thiết với mất áp suất và chi phí tối thiểu. Sử dụng kích thước ống chuẩn và tránh thay đổi không cần thiết về đường kính.

• Cài đặt PRVs khi cần thiết để giảm áp suất hơi phù hợp với các khu vực quy trình hoặc thiết bị khác nhau. Sử dụng bộ lọc trước PRVs để loại bỏ ngưng tụ và đảm bảo hơi chất lượng cao. Sử dụng van an toàn sau PRVs để bảo vệ hệ thống khỏi áp suất quá cao nếu PRVs bị hỏng.

• Cài đặt các thiết bị loại bỏ ngưng tụ đầy đủ như bẫy hơi, van xả và bơm ngưng tụ dọc theo hệ thống để ngăn chặn tích tụ ngưng tụ và đảm bảo cung cấp hơi khô. Sử dụng các loại bẫy hơi khác nhau tùy theo ứng dụng, như bẫy hơi nhiệt hoặc cơ học. Cân nhắc các yếu tố như loại lắp đặt (xả riêng lẻ hoặc nhóm), tải ngưng tụ (liên tục hoặc gián đoạn), áp suất và nhiệt độ vận hành (cao hoặc thấp), v.v.

• Cung cấp hệ thống mở rộng và hỗ trợ ống phù hợp để thích ứng với sự giãn nở và co lại của ống do thay đổi nhiệt độ. Sử dụng khớp nối mở rộng hoặc vòng lặp khi cần thiết để cho phép di chuyển ống mà không gây căng thẳng hoặc rò rỉ. Sử dụng móc treo hoặc giá đỡ ống ở khoảng cách đều đặn để ngăn ngừa hiện tượng võng hoặc rung ống.

• Cung cấp cách nhiệt đầy đủ cho tất cả các ống và phụ kiện để giảm mất nhiệt và ngưng tụ. Sử dụng vật liệu cách nhiệt phù hợp tùy theo nhiệt độ, khả năng chống ẩm, khả năng chống cháy, v.v. Tránh các khoảng cách hoặc hư hỏng trong cách nhiệt có thể làm phơi bày ống ra không khí xung quanh.

• Cung cấp thông gió đầy đủ cho tất cả các không gian kín nơi có ống để ngăn ngừa quá nhiệt hoặc tích tụ độ ẩm. Sử dụng cửa thông gió hoặc quạt khi cần thiết để đảm bảo lưu thông không khí.

Vận hành và bảo trì hệ thống phân phối hơi

Vận hành và bảo trì hệ thống phân phối hơi rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả, an toàn và đáng tin cậy. Một số thực hành phổ biến là:

• Theo dõi và kiểm soát các tham số quan trọng như lưu lượng hơi, áp suất, nhiệt độ và chất lượng bằng các dụng cụ như đồng hồ lưu lượng, đồng hồ áp suất, nhiệt kế và đồng hồ đo điện dẫn. Điều chỉnh hoạt động của nồi hơi, PRVs hoặc các thiết bị khác khi cần thiết để duy trì điều kiện tối ưu.

• Kiểm tra và thử nghiệm tất cả các thành phần thường xuyên để đảm bảo hoạt động đúng, rò rỉ, mòn hoặc hư hỏng. Thay thế hoặc sửa chữa bất kỳ phần nào bị lỗi càng sớm càng tốt.

• Làm sạch và xả tất cả các ống và phụ kiện định kỳ để loại bỏ cặn, ăn mòn hoặc bụi bẩn có thể gây tắc nghẽn, giảm hiệu suất truyền nhiệt hoặc tăng mất áp suất.

• Bôi trơn tất cả các bộ phận di chuyển, như van, bẫy hơi hoặc bơm, theo khuyến nghị của nhà sản xuất để ngăn chặn ma sát, tiếng ồn hoặc kẹt.

• Kiểm tra và bổ sung vật liệu cách nhiệt khi cần thiết để ngăn chặn sự suy thoái hoặc mất mát do tiếp xúc, độ ẩm hoặc hư hỏng cơ học.

Lợi ích và Nhược điểm của Phát điện Hơi ở Áp suất Cao

Phát điện hơi ở áp suất cao có một số lợi ích và nhược điểm so với áp suất thấp hoặc trung bình.

Một số lợi ích là:

• Phát điện hơi ở áp suất cao chiếm ít thể tích hơn so với áp suất thấp, giúp giảm kích thước ống, chi phí và mất nhiệt.

• Phát điện hơi ở áp suất cao cải thiện chất lượng hơi bằng cách giảm lượng nước và tăng nhiệt độ siêu nhiệt.

• Phát điện hơi ở áp suất cao cho phép linh hoạt hơn trong việc cài đặt PRVs cho các khu vực quy trình hoặc thiết bị khác nhau.

Một số nhược điểm là:

• Phát điện hơi ở áp suất cao tăng mất nhiệt do khí thải do nhiệt độ ống khói cao hơn và hiệu suất đốt cháy thấp hơn.

• Phát điện hơi ở áp suất cao tăng mất chạy do tỷ lệ xả nước thải cao hơn và chi phí xử lý nước cấp cao hơn.

• Phát điện hơi ở áp suất cao yêu cầu thiết kế, xây dựng và bảo trì nồi hơi đắt đỏ hơn do mức độ căng thẳng cao hơn.

Tuy nhiên, tiêu thụ nhiên liệu của nồi hơi phụ thuộc vào tải kết nối của nó hơn là áp suất đầu ra.

Do đó, phát điện hơi ở áp suất cao nên cân nhắc kỹ lợi ích và nhược điểm cho mỗi ứng dụng cụ thể.

Kết luận

Hệ thống phân phối hơi là thành phần quan trọng của bất kỳ nhà máy sản xuất nào sử dụng hơi làm phương tiện sưởi ấm. Nó đòi hỏi phải thiết kế, vận hành và bảo trì cẩn thận để đảm bảo hiệu suất, an toàn và tiết kiệm chi phí. Bằng cách tuân theo một số nguyên tắc và thực hành tốt nhất, hệ thống phân phối hơi có thể cung cấp hơi khô và bão hòa để đáp ứng các yêu cầu quy trình khác nhau với tổn thất và vấn đề tối thiểu.

Lời tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.