Giới thiệu và Phân loại van an toàn

Là một kỹ sư van an toàn với 20 năm kinh nghiệm, tôi rất vui được chia sẻ những hiểu biết về các loại van an toàn. Những van này rất quan trọng trong các hệ thống công nghiệp, đóng vai trò là hàng rào phòng thủ cuối cùng để ngăn ngừa quá áp thiết bị và đảm bảo an toàn vận hành.

Van an toàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Trong ngành dầu khí, chúng bảo vệ đường ống dẫn dầu, bồn chứa và thiết bị chế biến khỏi tình trạng quá áp trong quá trình khai thác, vận chuyển và xử lý dầu. Ví dụ, trong cột chưng cất của một nhà máy lọc dầu, van an toàn sẽ ngăn ngừa hư hại nếu áp suất tăng đột ngột do sự thay đổi bất ngờ về nguyên liệu hoặc điều kiện quy trình.

Trong lĩnh vực hóa chất, chúng bảo vệ các phản ứng, thiết bị chứa hóa chất và đường ống vận chuyển các hóa chất ăn mòn hoặc dễ phản ứng. Lấy ví dụ một nhà máy hóa chất sản xuất phân bón; các van an toàn trên các thiết bị tổng hợp amoniac đảm bảo áp suất không vượt quá giới hạn an toàn, từ đó ngăn ngừa các phản ứng nguy hiểm.

Ngành công nghiệp năng lượng sử dụng chúng cho các nồi hơi và tuabin hơi. Trong nhà máy điện đốt than, van an toàn trên bình chứa nồi hơi sẽ xả áp suất dư thừa nếu mức nước hoặc tốc độ đốt bị lệch, tránh gây nổ nồi hơi.

Trong ngành dược phẩm, chúng rất cần thiết cho thiết bị tiệt trùng và các thiết bị chịu áp lực được dùng trong sản xuất thuốc. Trong quá trình sản xuất thuốc tiêm, các thiết bị hấp tiệt trùng (autoclave) sử dụng van an toàn để duy trì áp suất an toàn trong các chu kỳ tiệt trùng.

Tóm lại, ở bất cứ đâu mà chất lỏng được lưu trữ hoặc xử lý dưới áp suất, van an toàn đều rất quan trọng để ngăn ngừa sự cố thiết bị, tai nạn và đảm bảo hoạt động công nghiệp diễn ra trơn tru. Khi áp suất trong hệ thống vượt quá giá trị đã cài đặt trước, van an toàn sẽ tự động mở để xả chất lỏng, làm giảm áp suất. Khi áp suất giảm xuống mức an toàn, van đóng kín lại để duy trì áp suất hệ thống.

Phân loại van an toàn

Các van an toàn có thể được phân loại dựa trên môi chất mà chúng xử lý và các nguyên lý cấu trúc/hoạt động, như được minh họa trong sơ đồ:

1. Van an toàn khí thông dụng

• Van an toàn khí thiên nhiên : Được thiết kế cho hệ thống khí thiên nhiên, với vật liệu và cấu trúc chống lại sự ăn mòn do các thành phần khí thiên nhiên gây ra. Đảm bảo xả áp suất an toàn trong các đường ống dẫn khí thiên nhiên và thiết bị.
• Van an toàn khí nén và nitơ : Phù hợp cho hệ thống khí nén và nitơ, thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như luyện kim và điện tử nơi khí hoặc nitơ là môi chất làm việc.

2. Van an toàn cho khí ăn mòn

• Van an toàn khí hydro sunfua (kiểu bellow và lò xo) : Khí hydro sunfua rất ăn mòn. Cấu trúc bellow ngăn ngừa rò rỉ môi chất, và thiết kế lò xo đảm bảo kiểm soát áp suất chính xác, được sử dụng trong các ngành dầu khí có môi chất chứa hydro sunfua.
• Van an toàn khí clo (kiểu bellow và lò xo) : Khí clo độc và ăn mòn. Sự kết hợp giữa ống bao đàn hồi (bellows) và lò xo nén đảm bảo độ kín khít cao và xả áp suất đáng tin cậy cho các hệ thống khí clo.

3. Van an toàn mật độ thấp

• Van an toàn amoniac lỏng (lò xo nén & điều khiển bằng pilot & ống bao đàn hồi) : Amoniac lỏng có khối lượng riêng thấp và dễ bay hơi. Cơ chế điều khiển bằng pilot cho phép xả lưu lượng lớn, đồng thời ống bao đàn hồi ngăn ngừa rò rỉ amoniac, được sử dụng trong ngành công nghiệp lạnh và hóa chất có sử dụng amoniac lỏng.
• Van an toàn dầu (lò xo nén & điều khiển bằng pilot & ống bao đàn hồi) : Đối với hệ thống dầu, thiết kế lò xo nén và điều khiển bằng pilot đáp ứng nhu cầu xả áp suất ở các độ nhớt và áp suất dầu khác nhau, đồng thời ống bao đàn hồi ngăn ngừa rò rỉ dầu.

4. Van an toàn hơi nước bão hòa

• Van an toàn hơi nước bão hòa áp suất thấp (loại lò xo nén) : Được sử dụng trong các hệ thống hơi nước bão hòa áp suất thấp (ví dụ: nồi hơi nhỏ), loại lò xo nén đơn giản và đáng tin cậy trong việc xả áp suất.
• Van an toàn hơi nước bão hòa áp suất trung bình (loại lò xo nén) : Được ứng dụng trong các tình huống hơi nước bão hòa áp suất trung bình (như trong nồi hơi công nghiệp), cung cấp điều khiển áp suất chính xác.

5. Van an toàn hơi quá nhiệt e

• Van an toàn áp suất cao cho nhà máy điện (loại lò xo) : Được thiết kế riêng cho hơi quá nhiệt áp suất cao trong các nhà máy điện, với cấu trúc lò xo chắc chắn chịu được nhiệt độ và áp suất cao, đảm bảo vận hành an toàn cho nồi hơi và tuabin hơi của nhà máy điện.

6. Van an toàn hỗn hợp khí - lỏng

• Van an toàn hỗn hợp khí - lỏng (loại điều khiển bằng van dẫn động & kiểu bellow) : Dành cho các hệ thống có môi chất hỗn hợp khí và lỏng, loại điều khiển bằng van dẫn động cho phép điều chỉnh áp suất linh hoạt, và ống bellow ngăn chặn sự tương tác và rò rỉ môi chất, được sử dụng trong các phản ứng hóa học phức tạp.

7. Van an toàn cho môi chất cực độc

• Van an toàn kiểu axit hydrofluoric (kiểu bellow) : Axit hydrofluoric cực kỳ độc và ăn mòn. Cấu trúc bellow đảm bảo không rò rỉ axit hydrofluoric, bảo vệ môi trường và nhân viên, được sử dụng trong các ngành công nghiệp xử lý axit hydrofluoric.

Tóm lại, các loại van an toàn khác nhau được phát triển để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của các môi chất và điều kiện vận hành khác nhau, đóng vai trò không thể thay thế trong an toàn công nghiệp.