Van Giảm Áp - Chìa Khóa An Toàn Cho Hệ Thống Đường Ống Chịu Áp

Công ty CP Khoa học công nghiệp Đại Nam, với gần 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực van công nghiệp, qua bài viết này sẽ chia sẻ với bạn những kiến thức chuyên sâu về thiết bị quan trọng không thể thiếu trong các hệ thống đường ống chịu áp lực - van giảm áp (Pressure Reducing Valve).

Thông qua bài viết này, bạn sẽ được hiểu rõ hơn về định nghĩa, nguyên lý hoạt động, cấu tạo, phân loại và các ứng dụng thiết thực của van giảm áp trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Đồng thời, tôi cũng sẽ chia sẻ những kinh nghiệm thực tiễn về cách lựa chọn, lắp đặt và bảo trì van giảm áp đảm bảo tính năng và tuổi thọ tối ưu cho thiết bị.

Định Nghĩa Về Van Giảm Áp

Van giảm áp (Pressure Reducing Valve - PRV), còn được gọi là van hạ áp, van điều áp, là một loại van điều khiển được thiết kế đặc biệt để giảm áp lực trong hệ thống đường ống. Thiết bị này cho phép giảm áp lực từ một mức cao xuống mức áp lực mong muốn một cách tự động, an toàn.

Van giảm áp được lắp đặt ngay sau đoạn đường ống chịu áp lực cao. Khi môi chất đi vào van, áp lực sẽ được giảm xuống theo ngưỡng đã thiết lập từ trước. Sau khi qua van giảm áp, áp lực trong đường ống trở nên vừa đủ để môi chất có thể lưu thông êm ái mà không gây ra hiện tượng cản áp, tổn thất hay rung chấn trong đường ống.

Van giảm áp được sử dụng rất phổ biến trong nhiều hệ thống công nghiệp, đô thị và tòa nhà có đường ống vận chuyển chất lỏng, hơi nước,... Thiết bị đảm bảo nguồn cấp với áp lực vừa đủ, đồng thời cũng có tác dụng bảo vệ đường ống và các thiết bị hạ nguồn khỏi các hiện tượng đột ngột gây hư hại.

Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Van Giảm Áp

Van giảm áp sở hữu cấu tạo khá đơn giản gồm các bộ phận chính như sau:

1. Thân van (Body)

Thân van là chi tiết chính của toàn bộ van giảm áp, được chế tạo từ những vật liệu chịu áp lực cao như gang, thép không gỉ. 

2. Cánh van (Disc)

Cánh van thường được chế tạo từ gang, thép không gỉ,... để có thể chịu đựng được sự va đập của dòng chất lưu cao áp và không bị biến dạng.

3. Gioăng đệm làm kín (Seat)

Gioăng làm kín thường bằng cao su hoặc Teflon được đặt tại vị trí van mở hoàn toàn. Tác dụng của nó là ngăn không cho chất lỏng, khí bị thất thoát ra ngoài khi van đóng.

4. Lò xo tải trọng (Spring)

Lò xo tải trọng đóng vai trò quan trọng nhằm điều chỉnh áp lực ra khỏi van trong một khoảng được thiết lập từ trước. Lò xo được căng cứng hay nới lỏng sẽ quyết định mức áp ra.

5. Đĩa tác động (Diaphragm/Piston)

Đây là chi tiết quan trọng để cân bằng lực đàn hồi của lò xo và áp lực môi chất đầu ra. Dựa trên sự thay đổi chênh lệch này mà đĩa tác động sẽ mở hoặc đóng cánh van điều chỉnh áp lực ra.

6. Vỏ bảo vệ

Bao bọc xung quanh các bộ phận trên là vỏ bảo vệ thân van. Vỏ này chống bụi bẩn, chống xóc làm gia tăng độ bền cho van.

Với cấu trúc nêu trên, van giảm áp hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng lực đàn hồi của lò xo và áp lực môi chất ra. Khi lực áp lực tác động lên đĩa tác động lớn hơn lực đàn hồi của lò xo, cánh van sẽ hé mở để giảm áp lực ra. Ngược lại, nếu áp lực ra giảm, cánh van sẽ đóng lại nhờ lò xo để duy trì áp lực đầu ra theo ngưỡng thiết lập.

Với đặc điểm kết cấu trên, van giảm áp có thể hoạt động hoàn toàn TỰ ĐỘNG, liên tục điều chỉnh để duy trì mức áp lực đầu ra đã đặt từ trước bất kể sự thay đổi của áp lực đầu vào.

Ngoài ra, van giảm áp còn có khả năng ngăn ngừa dòng ngược (backflow), không cho phép môi chất trong đường ống lưu thông ngược trở lại phía thân van. Điều này góp phần nâng cao tính an toàn và tuổi thọ cho van.

Các Loại Van Giảm Áp Phổ Biến Trên Thị Trường

Tùy theo nguyên lý điều khiển, cơ cấu tác động, vật liệu chế tạo hay xuất xứ mà trên thị trường hiện có nhiều loại van giảm áp khác nhau để đáp ứng nhu cầu ứng dụng đa dạng trong công nghiệp. Các loại van giảm áp phổ biến đáng chú ý gồm:

1. Phân loại theo nguyên lý điều khiển

• Van giảm áp cân bằng trực tiếp: Đĩa tác động được nối trực tiếp với cánh van, sử dụng áp lực môi chất ra để cân bằng lực đàn hồi của lò xo.

• Van giảm áp kiểu đẩy (pilot-operated): Sử dụng một van nhỏ thứ cấp (pilot valve) để tác động lên đĩa tác động chính tạo ra lực mở/đóng cánh van. Loại này dễ điều chỉnh và không bị nhiễu bởi áp lực đầu vào.

2. Phân loại theo cơ cấu tác động

• Van giảm áp kiểu màng (diaphragm): Sử dụng đĩa tác động là màng đàn hồi để truyền lực mở/đóng cánh van.

• Van giảm áp kiểu pittông (piston): Sử dụng đĩa tác động là một pittông đẩy trực tiếp lên cánh van.

3. Phân loại theo vật liệu chế tạo

• Van giảm áp gang: Thân van, cánh van được đúc từ gang có khả năng chịu áp lực cao.

• Van giảm áp thép: Sử dụng vật liệu thép để tăng khả năng chịu áp lực và chống mài mòn.

• Van giảm áp inox: Toàn bộ van chế tạo từ các loại thép không gỉ chống ăn mòn hoá học.

• Van giảm áp nhựa composite: Phù hợp với môi trường hóa chất ăn mòn cao.

4. Phân loại theo xuất xứ

Tùy thuộc vào nhà máy sản xuất mà van giảm áp có thể được phân ra các xuất xứ khác nhau như:

• Van giảm áp Hàn Quốc

• Van giảm áp Đài Loan

• Van giảm áp Nhật Bản

• Van giảm áp Châu Âu (EU/G7)

5. Phân loại theo hãng sản xuất

Mỗi nhà sản xuất lại có các dòng sản phẩm van giảm áp riêng biệt:Tùy từng công trình, ứng dụng cụ thể mà kỹ sư sẽ lựa chọn đúng dòng, loại van giảm áp phù hợp nhất với điều kiện môi trường, chất lưu và yêu cầu vận hành.

Các Ứng Dụng Phổ Biến Của Van Giảm Áp

Do tính năng đặc biệt là tự động điều chỉnh áp lực đầu ra trong hệ thống đường ống, van giảm áp được sử dụng rất phổ biến trong hầu hết các ngành công nghiệp có nhu cầu vận chuyển chất lỏng, khí đốt hay hơi nước nóng ở áp lực cao. Cụ thể các ứng dụng điển hình:

1. Ứng dụng trong hệ thống cấp nước sinh hoạt, công nghiệp

Van giảm áp là thiết bị không thể thiếu trong các hệ thống đường ống cấp nước sinh hoạt cho khu dân cư, tòa nhà cao tầng. Thiết bị này đóng vai trò giảm áp lực của dòng nước cấp từ áp suất cao xuống mức thích hợp để sử dụng tại các hộ gia đình.

Van giảm áp còn được sử dụng để giảm áp trong các hệ thống cấp nước cho các nhà máy công nghiệp, giúp đưa nước về mức áp lực phù hợp cho chu trình sản xuất. Van không chỉ đảm bảo an toàn đường ống mà còn bảo vệ các thiết bị, máy móc khỏi bị áp lực cao làm hỏng.

 2. Ứng dụng trong hệ thống tưới tiêu, cấp nước nông nghiệp

Tại các vùng đồng bằng, van giảm áp được lắp đặt dọc tuyến đường ống để giảm áp lực dòng nước từ cao nguyên đến ruộng làng phù hợp với nhu cầu tưới tiêu nông nghiệp.

3. Ứng dụng trong hệ thống cấp hơi nóng, khí đốt

Các nhà máy sử dụng hơi nóng hoặc khí đốt làm nhiên liệu thường sử dụng van giảm áp để đưa áp suất từ đường ống chính xuống mức vừa đủ cho từng thiết bị, công đoạn tiêu thụ cụ thể để tiết kiệm nhiên liệu và đảm bảo an toàn cho hệ thống.

4. Ứng dụng trong ngành lọc hóa dầu, dầu khí

Trong nhà máy lọc hóa dầu, các loại van giảm áp chịu nhiệt, chịu áp lực cao thường được sử dụng để điều chỉnh áp lực của các loại dầu mỏ, xăng dầu khí đốt trước khi đưa vào các thiết bị phân tách, xử lý.

5. Ứng dụng trong hệ thống lò hơi và nhiệt điện

Tại các nhà máy nhiệt điện, hơi nước được sản sinh trong lò hơi có áp suất cực cao cần phải được giảm xuống mức phù hợp cho các tua-bin phát điện nhờ van giảm áp. Ở nhiệt độ và áp lực cực đoan, các loại van giảm áp đặc biệt bằng hợp kim cao cấp sẽ được sử dụng.

6. Ứng dụng trong hệ thống sưởi và hệ thống lạnh

Trong các tòa nhà cao tầng, hệ thống sưởi trung tâm thường sử dụng van giảm áp để đưa áp suất hơi nước xuống mức vừa đủ cho các đường ống, thiết bị sưởi trong tòa nhà. Ngược lại với hệ thống điều hòa, van cũng có nhiệm vụ giảm áp cho môi chất lạnh ga sau quá trình nén.

7. Ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm

Trong ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm, van giảm áp được sử dụng phổ biến để điều chỉnh áp suất cho các quy trình tiệt trùng, đóng chai tại các nhà máy sản xuất nước đóng chai, rượu bia, dầu ăn...

8. Ứng dụng trong hệ thống PCCC 

Van giảm áp còn đóng một vai trò không nhỏ để điều chỉnh áp lực cho các hệ thống chữa cháy, phun sương,...

9. Các ứng dụng khác

Ngoài ra, van giảm áp còn được sử dụng phổ biến trong nhiều hệ thống và thiết bị công nghiệp khác như: Đóng tàu và cảng biển, đường hầm và hệ thống cấp khí nén, đường sắt và xe lửa hơi nước, các ngành sản xuất kim loại đen và màu...

Trong tất cả các ứng dụng trên, vai trò của van giảm áp đều nhằm đảm bảo môi trường vận hành phù hợp bằng cách điều chỉnh áp lực môi chất. Việc sử dụng đúng loại van với tính năng điều khiển áp lực phù hợp giúp đảm bảo an toàn đường ống và các thiết bị trong suốt chu trình vận hành.

Lựa Chọn Đúng Loại Van Giảm Áp

Với số lượng các loại van giảm áp rất đa dạng trên thị trường, việc lựa chọn đúng loại van cho từng ứng dụng cụ thể là rất quan trọng để đảm bảo sự vận hành hiệu quả và an toàn của hệ thống đường ống. Dưới đây là một số yếu tố cần cân nhắc:

1. Vật liệu van giảm áp

Vật liệu chế tạo van sẽ quyết định khả năng chịu áp lực, nhiệt độ, tính chống ăn mòn hóa học và sự phù hợp với môi trường lưu chất. Các loại vật liệu thường dùng:

• Gang đúc: Dùng cho môi trường vận hành cơ bản, áp lực trung bình

• Thép carbon: Áp dụng cho áp lực cao, nhiệt độ làm việc cao

• Thép không gỉ: Với môi trường ăn mòn hóa chất, nhiệt độ cao

• Nhựa composite: Chống ăn mòn cao, áp dụng cho môi trường hoá chất đặc biệt.

2. Áp suất đầu vào và đầu ra mong muốn

Áp suất môi chất đầu vào và áp suất ra mong muốn là yếu tố quan trọng bậc nhất để chọn van giảm áp, xác định kích thước, kiểu loại van phù hợp. Thông số này nằm trong khung áp lực hoạt động được ghi trên thông số kỹ thuật của từng dòng van.

3. Lưu lượng và loại môi chất điều khiển

Không chỉ áp lực, lưu lượng chất lưu và tính chất của môi chất cũng cần được xem xét khi lựa chọn van. Các loại van giảm áp có mức xả lưu lượng tối đa khác nhau cần phải phù hợp với thông số hoạt động. Trong một số môi trường lưu chất lỏng có lẫn nhiều tạp chất, đòi hỏi van phải có khả năng chịu đựng mài mòn.

4. Nguyên lý điều khiển và cơ cấu tác động

Van giảm áp kiểu cân bằng trực tiếp hay van có van pilot thứ cấp điều khiển đều có ưu, nhược điểm khác nhau cần được tính toán đáp ứng khả năng điều khiển của bạn.

5. Phương thức kết nối, lắp đặt

Van có thể lắp đặt nằm ngang, lắp đứng tùy thuộc môi trường và hạn chế đường ống mà kỹ sư sẽ chọn lựa kiểu nối van như bích, ren hay kết nối bằng hàn.

6. Khả năng chịu quá tải, độ dư và an toàn

Ngoài điều khiển áp lực theo yêu cầu, van giảm áp cần có đủ khả năng chống quá tải, điều khiển tốt trong mọi trường hợp, có hệ số an toàn cao để bảo vệ đường ống.

7. Xuất xứ, dòng sản phẩm phù hợp

Cuối cùng, xuất xứ, thương hiệu sản phẩm và dòng van cũng cần được cân nhắc nếu công trình cần nguồn gốc rõ ràng hay phải đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn và môi trường nhất định.

Với quá nhiều yếu tố cần xem xét, việc tính toán và lựa chọn van giảm áp thường rất phức tạp và cần sự hỗ trợ của đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp. Đó là lý do tại sao phần lớn các dự án đường ống thường phải tham khảo, lấy tư vấn kỹ thuật từ các đơn vị phân phối van uy tín để có sự lựa chọn tối ưu nhất.

Những Lưu Ý Khi Lắp Đặt Van Giảm Áp

Sau khi đã lựa chọn được đúng loại van giảm áp phù hợp cho công trình, việc lắp đặt van vào hệ thống đường ống một cách chính xác và an toàn là công đoạn vô cùng quan trọng cần được lưu ý. Dưới đây là một số khuyến cáo cần ghi nhớ:

1. Kiểm tra kỹ van và đọc kỹ hướng dẫn từ nhà sản xuất

Ngay khi nhận van, cần kiểm tra cẩn thận tình trạng của van để đảm bảo rằng van còn nguyên vẹn và đầy đủ các cụm chi tiết, phụ kiện, không bị vỡ, va đập, rò rỉ,...

Bước tiếp theo, đọc kỹ hướng dẫn lắp đặt từ nhà sản xuất để nắm rõ các khuyến cáo về vị trí, hướng lắp đặt cũng như các đặc biệt cần lưu ý. Làm theo đúng quy trình lắp ráp của từng dòng van.

2. Rà soát sơ đồ, kích thước đường ống trước khi lắp đặt

Trước khi bắt đầu công tác lắp đặt, cần kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo rằng kích thước van đã khớp với đường ống trên sơ đồ thiết kế. Hãy lưu ý khớp các kích thước theo cách lắp đặt khác nhau như lắp bích, ren, hàn... khi đo đường ống.

3. Chuẩn bị đầy đủ dụng cụ lắp đặt

Tiếp đến, hãy chuẩn bị đầy đủ dụng cụ như cờ lê, tời trục, dây đai... để lắp đặt van một cách an toàn, không làm trầy xước hay bẻ van. Với những van lớn, cần phải có phương tiện nâng như pa-lăng, cần trục hoặc sử dụng xe cẩu tùy trọng lượng van.

4. Lựa chọn vị trí lắp van đảm bảo đủ độ căng

Van giảm áp cần phải được lắp đặt sao cho có đủ khoảng không thoáng trước và sau van để lò xo tới trọng có thể nén đàn hồi hoàn toàn khi mở van, khoảng 3-5 lần kích thước lò xo.

5. Kiểm tra vật liệu gioăng làm kín

Trước khi lắp ráp, cần kiểm tra kỹ vật liệu làm gioăng đệm có phù hợp với môi trường làm việc hay không. Một số môi chất lạ sẽ khiến cao su bị mòn, rò rỉ nên cần gioăng đặc biệt.

6. Tuân thủ hướng lưu chất quy định

Khi lắp đặt van giảm áp, cần phải đảm bảo lưu chất vào van theo đúng chiều quy định của nhà sản xuất, phù hợp hướng mũi tên chỉ dẫn. Điều này rất quan trọng để van hoạt động đúng nguyên lý đã được thiết kế.

7. Vệ sinh sạch sẽ và tra mỡ cho van

Chăm chú làm sạch sẽ bụi bẩn, rác rưởi tại khu vực lắp đặt van và dọc đường ống. Sau đó, phải thả mỡ bôi trơn lò xo, ổ trục và các chi tiết xoay của van để đảm bảo trơn tru và tăng tuổi thọ làm việc.

8. Kiểm tra độ vững chãi sau lắp đặt

Sau khi đã lắp đặt xong van, hãy kiểm tra lại các liên kết, mối nối giữa van và đường ống có đủ độ vững chắc. Tất cả bu lông hay điểm hàn phải được siết chặt để tránh hiện tượng rò rỉ.

9. Tiến hành vận hành thử van trước khi đưa vào sử dụng

Không được bỏ qua việc vận hành thử van đóng/mở vài lần để đảm bảo van làm việc bình thường, không bị kẹt hay cản trở gì. Kiểm tra lại toàn bộ mối nối xem có bị rò rỉ lưu chất lỏng hay khí không.

10. Lập đầy đủ hồ sơ lắp đặt

Cuối cùng, hãy lập đầy đủ hồ sơ về quy trình, vị trí lắp đặt, các số liệu kỹ thuật cùng hướng dẫn sử dụng của van để cung cấp cho bộ phận quản lý và vận hành sau này.

Việc tuân thủ nghiêm ngặt các bước công tác này sẽ đảm bảo rằng van giảm áp được lắp đặt chính xác, an toàn và đạt hiệu quả vận hành cao nhất trong suốt tuổi thọ sử dụng của nó.

Công ty CP Khoa học công nghiệp Đại Nam - Nhà cung cấp hàng đầu về thiết bị máy bơm công nghiệp, van công nghiệp tại Việt Nam từ năm 2004. Sản phẩm nhập khẩu 100% từ các thương hiệu uy tín thế giới như Masflo, Hyosung, Tecofi, Zurn, đạt tiêu chuẩn quốc tế APSAD, NFPA-20, DIN, EN. Đội ngũ kỹ thuật chuyên nghiệp được đào tạo bởi chuyên gia nước ngoài. Khách hàng gồm các tập đoàn lớn như Samsung, Piaggio, EVN và nhiều dự án trọng điểm quốc gia. Cam kết chất lượng sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, xứng đáng là đối tác tin cậy cho mọi công trình.

Liên hệ: Công ty CP Khoa học công nghiệp Đại Nam
Địa chỉ: P303, Tầng 3, Tòa Nhà An Bình 1, số 3 Trần Nguyên Đán, P. Định Công, Q. Hoàng Mai, Hà Nội
Điện thoại: 0383478272
Email: dainam@dainamco.vn