Còn Hàng
Cắt dọc một đoạn ống nước cấp sau vài mùa vận hành, kỹ sư bảo trì đôi khi gặp những hố rỗ li ti trên thành ống, dấu vết của oxy hòa tan làm việc âm thầm từ bên trong. Nguyên nhân thường không nằm ở vật liệu ống mà ở khâu tách khí bị bỏ sót hoặc vận hành lệch chế độ.
Bình khử khí Deaerator là thiết bị gia nhiệt hở có áp, dùng hơi nước đưa nước cấp lò hơi lên gần nhiệt độ bão hòa để tách oxy hòa tan, CO2 và các khí không ngưng trước khi nước vào lò hơi công nghiệp. Thiết bị đồng thời gia nhiệt, tích trữ nước cấp đã khử khí và tạo điều kiện hút ổn định cho bơm cấp. Phần lớn thiết kế nhắm tới mức oxy hòa tan khoảng 7 ppb (0,005 cm3/L) hoặc thấp hơn.
Nguyên lý hoạt động và cấu hình của bình khử khí Deaerator cho nước cấp lò hơi
Nước ở nhiệt độ phòng hòa tan khoảng 9 mg/L oxy, và nước sau làm mềm hay RO vẫn mang theo lượng khí này. Khi vào lò hơi, oxy tấn công bề mặt kim loại gây ăn mòn rỗ. Oxy còn kết hợp với CO2 tạo axit carbonic (H2CO3), làm đường hồi ngưng bị ăn mòn thêm. Vì vậy khử oxy hòa tan là khâu bắt buộc với hệ thống hơi trung bình và lớn.
Nguyên lý dựa trên định luật Henry (C = kH × p): lượng khí hòa tan tỷ lệ với áp suất riêng phần của khí đó phía trên mặt nước, và độ tan giảm khi nhiệt độ tăng. Bình khử khí dùng hơi nâng nước tới gần nhiệt độ bão hòa, lúc này áp suất riêng phần của O2 và CO2 trong pha hơi rất thấp nên khí thoát ra và được xả qua đường vent. Ở vùng gia nhiệt, khoảng 97–98% oxy được tách. Phần còn lại khó thoát hơn nên nước phải được hơi “cọ rửa” mạnh qua khay hoặc tầng đệm. Nước đi qua bình trong chưa đến 10 giây, còn bồn chứa thường đủ cho khoảng 10 phút vận hành ở tải đầy.
Một cụm Deaerator hoàn chỉnh thường gồm các hạng mục sau:
| Hạng mục | Vai trò trong hệ thống |
|---|---|
| Van cấp nước điều khiển mức | Cấp nước mềm/RO và nước ngưng hồi vào bình |
| Vòi phun lò xo (spray valve) | Chia nước thành tia mịn, tăng diện tích tiếp xúc với hơi |
| Khoang khử khí: khay hoặc tầng đệm | Tạo màng nước cho hơi đi ngược dòng cọ rửa khí còn sót |
| Đường hơi + van điều áp | Duy trì áp suất và nhiệt độ bão hòa |
| Bình chứa nước cấp đã khử khí | Tích trữ, ổn định tải cho bơm cấp |
| Bình ngưng vent + van xả khí | Xả O2, CO2, thu hồi hơi cuốn theo |
| Van an toàn, đồng hồ áp suất/nhiệt độ, kính mức | Bảo vệ thiết bị áp lực và giám sát vận hành |
| Bơm cấp lò hơi, thiết bị đo DO/pH | Cấp nước vào lò, kiểm chứng hiệu quả khử khí |
Trong thực tế, bình thường được đặt cao hơn bơm cấp để bơm có cột áp hút đủ, tránh xâm thực. Hóa chất khử oxy dư (như natri sulfite Na2SO3) thường được châm ngay sau deaerator để xử lý lượng oxy còn sót.
Thông số kỹ thuật và phân loại bình khử khí Deaerator
Bảng dưới tổng hợp giá trị tham khảo. Thông số thực tế phụ thuộc sản lượng hơi, áp suất lò, nhiệt độ nước cấp và thiết kế của từng model.
| Thông số | Giá trị tham khảo |
|---|---|
| Nhiệt độ vận hành | Khoảng 105°C trở lên (loại áp suất); khoảng 82°C (loại chân không) |
| Áp suất vận hành | Thấp, tương ứng nhiệt độ bão hòa của hơi trong bình |
| Oxy hòa tan đầu ra | Khoảng 7 ppb (0,005 cm3/L) hoặc thấp hơn khi vận hành đúng thiết kế |
| CO2 tự do | Được tách theo dòng khí xả |
| Thời gian khử khí | Dưới 10 giây |
| Dung tích bồn chứa | Thường đủ khoảng 10 phút vận hành tải đầy |
| Vật liệu | Thép carbon hoặc thép không gỉ; vòi phun, khay thường bằng inox |
| Điều khiển | Mức nước, áp suất hơi, nhiệt độ; có thể tích hợp PLC |
Ba kiểu cấu tạo thường gặp:
| Kiểu | Đặc điểm |
|---|---|
| Phun (spray) | Nước phun vào không gian hơi rồi qua khu cọ rửa; cấu tạo gọn, thường kết hợp bồn chứa |
| Khay (tray) | Khoang khử khí đặt trên bồn ngang; nước phun rồi chảy qua khay. Riêng vòi phun có thể đưa oxy về 20–50 ppb, thêm khay đưa về khoảng 7 ppb hoặc thấp hơn |
| Chân không | Chạy ở nhiệt độ thấp hơn, cần bơm chân không; tài liệu ghi nhận oxy đầu ra dưới khoảng 0,02 mg/L |
Ứng dụng của bình khử khí Deaerator trong các ngành công nghiệp
Trong nhiệt điện và đồng phát, deaerator là mắt xích quen thuộc của chu trình hơi, thường dùng hơi trích ở áp suất thấp để gia nhiệt và tách khí. Tại các khu công nghiệp lớn như lọc hóa dầu, thiết bị tận dụng nguồn hơi áp thấp sẵn có.
Với thực phẩm, đồ uống, dệt nhuộm, giấy và bao bì, hơi phục vụ nấu, sấy, hấp, gia nhiệt. Nước cấp đã khử khí giúp đường hơi, bẫy hơi và bộ trao đổi nhiệt hạn chế ăn mòn, từ đó giữ hiệu suất truyền nhiệt ổn định.
Ngành hóa chất, pin, vật liệu cần hơi liên tục cho phản ứng và cô đặc, nên cần nước cấp có oxy thấp để bảo vệ thiết bị bằng kim loại. Ở bệnh viện, dược phẩm, mỹ phẩm, hơi dùng cho tiệt trùng, gia nhiệt hoặc hơi sạch phải tuân theo quy định và tiêu chuẩn riêng của cơ sở. Deaerator chỉ là một phần của hệ nước cấp, không thay thế các bước thẩm định theo GMP hoặc yêu cầu chuyên ngành. Nội dung bài viết mang tính tham khảo kỹ thuật, không phải khuyến nghị y tế.
Lưu ý lựa chọn, vận hành và bảo trì bình khử khí Deaerator
Khi chọn thiết bị, cần có sản lượng hơi, lưu lượng và nhiệt độ nước ngưng hồi, lượng nước bổ sung, áp suất lò, nguồn hơi cấp cho bình và yêu cầu DO đầu ra. Từ các dữ liệu này mới xác định được kiểu phun, khay hay chân không, cũng như dung tích bồn và cao độ lắp đặt.
Khi vận hành, ống vent phải xả liên tục, thường quan sát được một cột hơi nhỏ ở đầu ống. Nếu van vent bị siết quá mức, khí không ngưng tích tụ trong bình (hiện tượng “air blanketing”) và hiệu quả khử khí giảm. Vòi phun và khay cần được kiểm tra định kỳ để loại cặn bám và đảm bảo đúng vị trí. Nhiệt độ nước trong bồn phải bám sát nhiệt độ bão hòa của hơi tại áp suất vận hành. Nên đo DO, pH, độ dẫn trước và sau bình để đối chiếu với thiết kế. Vì đây là thiết bị chịu áp lực, cần tuân thủ quy định an toàn thiết bị áp lực và kiểm định định kỳ theo quy định hiện hành.
SKY Envitech là nhà cung cấp giải pháp và thiết bị cho hệ thống nước cấp lò hơi: lọc nước RO, làm mềm, khử khoáng DI/EDI, bơm cấp, thiết bị đo lường (DO, pH, độ dẫn), hóa chất và vật tư phụ kiện. Đội ngũ kỹ thuật hỗ trợ khảo sát, tư vấn sơ đồ công nghệ để bình khử khí phối hợp đồng bộ với các công đoạn trước và sau.
Câu hỏi thường gặp về bình khử khí Deaerator
1. Có thể chỉ dùng hóa chất khử oxy thay cho deaerator không?
Hóa chất như natri sulfite phản ứng với oxy nhưng làm tăng lượng chất hòa tan. Trong hệ thống hơi trung bình và lớn, hóa chất thường dùng để xử lý phần oxy dư sau khử khí cơ học, không dùng thay hoàn toàn.
2. Oxy hòa tan sau deaerator thường ở mức nào?
Thiết kế phổ biến hướng tới khoảng 7 ppb hoặc thấp hơn khi bình vận hành đúng nhiệt độ, áp suất và tải.
3. Vì sao ống xả khí phải mở liên tục?
Để khí không ngưng thoát ra ngoài. Nếu xả không đủ, khí tích tụ trong bình và làm giảm hiệu quả tách oxy.
4. Deaerator đặt ở vị trí nào trong sơ đồ nước cấp?
Sau các công đoạn xử lý nước bổ sung (lọc, làm mềm, RO) và tiếp nhận nước ngưng hồi, trước bơm cấp lò hơi và bộ hâm nước.
Để lựa chọn thiết bị, vật tư hoặc phương án giám sát phù hợp, doanh nghiệp nên cung cấp kết quả phân tích nước, lưu lượng sử dụng và yêu cầu chất lượng đầu ra cho đơn vị kỹ thuật.
Tài liệu kỹ thuật
- Boiler Feedwater Deaeration (chương trong sổ tay xử lý nước công nghiệp)
- Deaerators, Surge Tanks and Chemical Treatment (bài kỹ thuật về hệ nước cấp lò hơi)
- Boiler deaerator: Working principle, types and some key design calculations (2022)
- Khử khí và thiết bị khử khí trong nhà máy nhiệt điện (tài liệu kỹ thuật tiếng Việt)
Meta Description gợi ý:
Bình khử khí Deaerator cho nước cấp lò hơi công nghiệp: nguyên lý, cấu hình, thông số và ứng dụng. SKY Envitech tư vấn kỹ thuật, cung cấp thiết bị.
