Van cấp cho nhà máy xử lý nước - Yếu tố then chốt trong hệ thống dẫn dòng

Hệ thống cấp nước là một trong những hạng mục quan trọng nhất của bất kỳ nhà máy xử lý nước nào. Nó đóng vai trò như động mạch chính, đảm nhiệm việc vận chuyển nước thô từ nguồn tới các công đoạn xử lý và phân phối nước sạch tới người dùng. Để hệ thống này hoạt động an toàn, ổn định và hiệu quả thì không thể thiếu sự góp mặt của van công nghiệp, đặc biệt là các loại van cấp chuyên dụng. Van cấp có chức năng kiểm soát, điều tiết dòng chảy một cách chính xác, chống rò rỉ, bảo vệ đường ống và thiết bị khỏi các tác động bất lợi của áp lực, lưu lượng hay môi chất. Tuy nhiên, để lựa chọn và sử dụng đúng loại van cấp cho nhà máy nước không phải là điều dễ dàng. Chúng ta cần dựa trên rất nhiều yếu tố như đặc tính nguồn nước, yêu cầu áp suất, kết cấu hệ thống... để ra các quyết định phù hợp. Dưới đây, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu sâu hơn về các loại van cấp và những lưu ý quan trọng trong việc vận hành chúng tại nhà máy nước qua bài viết này.

Khái niệm cơ bản về van cấp nước

1. Van cấp nước là gì?

Van cấp nước hay van công nghiệp cấp nước là một thuật ngữ dùng để chỉ các loại van được sử dụng trong hệ thống đường ống dẫn nước thô, nước sạch và nước thải của nhà máy xử lý nước. Chúng có nhiệm vụ chính là kiểm soát, ngắt hoặc điều chỉnh lưu lượng, áp suất và hướng dòng chảy của nước sao cho phù hợp với yêu cầu vận hành và công nghệ của nhà máy.

Một số chức năng chính của van cấp nước có thể kể đến như:

• Khống chế áp suất và lưu lượng theo thiết kế của đường ống và thiết bị
• Cách ly, đóng mở từng đoạn đường ống, nhánh ống theo nhu cầu
• Điều tiết, phân bổ và chuyển hướng dòng chảy để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước
• Ngăn chặn dòng chảy ngược gây ô nhiễm nguồn nước và hư hỏng thiết bị
• Tự động xả áp, giảm áp khi áp suất trong đường ống quá cao
• Kiểm soát chất lượng nước qua các thông số như độ đục, pH, Clo dư...

Tùy thuộc vào vai trò cụ thể và vị trí lắp đặt trong hệ thống mà van cấp nước sẽ có cấu tạo, nguyên lý làm việc và cách thức điều khiển riêng.

2. Phân loại van cấp nước

Có nhiều cách để phân loại van cấp nước dựa trên các tiêu chí khác nhau. Dưới đây là một số cách phân loại phổ biến:

a. Theo chức năng và nguyên lý đóng mở:

• Van cổng (gate valve): dùng để đóng mở hoàn toàn dòng chảy. Khi mở van, dòng nước sẽ chảy thẳng qua mà không bị cản trở.

• Van cầu (globe valve): dùng để điều chỉnh lưu lượng dòng chảy. Dòng nước khi qua van sẽ phải đổi hướng 2 lần nên có tổn thất áp suất lớn.

• Van bi (ball valve): dùng để đóng mở nhanh dòng chảy. Van chỉ cần xoay 1/4 vòng để đóng mở hoàn toàn nhờ cấu tạo quả cầu bên trong.

• Van bướm (butterfly valve): dùng để đóng mở và điều chỉnh lưu lượng như van cầu nhưng kích thước nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ hơn.

• Van một chiều (check valve): cho phép nước chảy một chiều và chặn dòng chảy ngược lại tự động. Thường dùng ở đầu ra bơm, đường ống áp lực.

• Van an toàn (safety valve): tự động xả áp khi áp suất trong đường ống quá cao, bảo vệ hệ thống khỏi nổ.

• Van giảm áp (pressure reducing valve): tự động duy trì áp suất ổn định đầu ra khi áp suất đầu vào biến động.

b. Theo phương thức truyền động:

• Van bằng tay: cần tác động lực của người để đóng mở van như xoay tay quay, đẩy cần gạt...

• Van tự động: sử dụng chênh lệch áp suất, lò xo, phao... để tự động đóng mở theo các thông số đặt trước.

• Van điều khiển điện: đóng mở bằng động cơ điện với tín hiệu từ hệ thống điều khiển.

• Van điều khiển khí nén: sử dụng khí nén để truyền động cơ cấu đóng mở van.

• Van điều khiển thủy lực: sử dụng dầu thủy lực làm môi chất truyền động cho van.

c. Theo vật liệu chế tạo:

• Van gang: chế tạo bằng gang xám, gang dẻo có chi phí vừa phải, phù hợp cho các ứng dụng thông thường.

• Van thép: làm bằng thép không gỉ hoặc thép cacbon, có độ bền cao hơn van gang nhưng đắt tiền hơn.

• Van Gang dẻo: có tính dẻo dai, chịu va đập tốt, thường dùng trong môi trường ăn mòn hoặc khai thác mỏ.

• Van nhựa: làm bằng nhựa tổng hợp như PVC, PPR, PE, UPVC..., có trọng lượng nhẹ, chống ăn mòn nhưng chịu áp, nhiệt kém.

• Van composite: kết hợp giữa kim loại với vật liệu phi kim như nhựa gia cường sợi thủy tinh GRP, phù hợp cho môi trường ẩm, nhiễm mặn.

Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn van cấp cho nhà máy xử lý nước

Để tối ưu hóa hiệu quả vận hành và độ tin cậy của hệ thống cấp nước thì việc lựa chọn loại van phù hợp là rất quan trọng. Khi chọn van cấp nước ta cần phải cân nhắc các yếu tố chính dưới đây:

1. Chức năng sử dụng

Đầu tiên, phải xác định rõ vai trò của van trong sơ đồ dòng chảy, cách thức đóng mở và điều khiển dòng mong muốn. Chẳng hạn như đường ống dẫn nước thô từ nguồn vào cần có van cổng để cách ly hoàn toàn khi bảo trì, sửa chữa. Đường ống phân phối cấp 1 cần có van bướm và van điều áp để chia mạng và điều chỉnh áp suất. Ngay sau bơm cấp nên lắp van một chiều để chống dòng chảy ngược gây va đập thủy lực... Mỗi loại van có ưu nhược điểm riêng nên phải chọn cho phù hợp.

2. Đặc tính của dòng chảy

Bên cạnh chức năng, khi chọn van ta cũng phải chú ý đến các đặc trưng kỹ thuật của dòng môi chất như áp suất định mức, lưu lượng cực đại, nhiệt độ làm việc, độ cặn lơ lửng, thành phần hóa học... Những thông số này ảnh hưởng trực tiếp đến kích cỡ, áp suất làm việc, vật liệu của van được lựa chọn.

Ví dụ như với đường ống cấp nước thô từ sông hồ có nhiều cặn cát thì nên dùng van bi hoặc van cổng có cửa van dốc để tránh bị tắc nghẽn. Nước thải có tính ăn mòn thì cần chọn van bằng vật liệu chống ăn mòn như gang, thép không gỉ hay nhựa...

3. Cấp áp lực và kiểu kết nối

Tùy theo cấp áp suất làm việc cực đại của từng khu vực trong nhà máy mà lựa chọn van có áp suất làm việc phù hợp. Các van có chỉ số áp suất PN khác nhau thường có kích thước và độ dày vỏ, tay quay cũng khác nhau. Thông thường nhà máy cấp nước sẽ dùng cỡ áp PN10 hoặc PN16.

Kiểu kết nối của van cũng phải tương thích với kiểu kết nối của đường ống. Các kiểu kết nối phổ biến là mặt bích tiêu chuẩn ANSI, DIN, JIS; kiểu khớp nối ren; kiểu hàn...

4. Phương thức truyền động và vận hành

Van cấp nước có thể được truyền động đóng mở theo nhiều cơ chế khác nhau như tay quay, tay gạt, động cơ điện, động cơ khí nén... Lựa chọn phương thức truyền động nào phụ thuộc vào yêu cầu vận hành như tần suất đóng mở, vị trí lắp đặt có thuận tiện cho thao tác bằng tay hay không, công nghệ điều khiển tự động hóa...

Van bằng tay thường được sử dụng cho các ứng dụng đơn giản, yêu cầu đóng mở ít. Còn với van tự động thì cần phải có hệ thống cảm biến và mạch điều khiển đi kèm để đảm bảo quá trình hoạt động diễn ra chính xác.

5. Kích cỡ và trọng lượng van

Một yếu tố quan trọng khác khi chọn van cấp nước là kích cỡ đường kính và trọng lượng. Kích cỡ van phải phù hợp với kích cỡ đường ống để không gây ách tắc, sụt áp và phải đủ khả năng thông qua lưu lượng nước yêu cầu. Đường ống càng lớn thì càng tiêu tốn vật liệu làm van nên chi phí sẽ cao hơn.

Trọng lượng của van cũng cần được cân nhắc so với không gian lắp đặt và tải trọng cho phép của giá đỡ. Ví dụ với các đường ống treo trên cao thì nên chọn loại van nhẹ như van bướm thay vì van cầu nặng.

6. Chất lượng và thương hiệu

Để đảm bảo độ bền và an toàn trong suốt quá trình vận hành lâu dài, van cấp nước phải được chế tạo với tiêu chuẩn chất lượng cao, từ các nhà sản xuất uy tín. 

Van cấp của các thương hiệu này thường ứng dụng công nghệ chế tạo tiên tiến, trải qua quy trình kiểm định khắt khe để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế như DIN, BS, ANSI, JWWA... Thời gian bảo hành có thể kéo dài đến 5-10 năm tùy model. So với các van cấp giá rẻ, kém chất lượng thì van cấp của các hãng lớn sẽ cho hiệu quả kinh tế tốt hơn về lâu dài.

Một số lưu ý trong lắp đặt và sử dụng van cấp nước

Để van cấp nước có thể phát huy tối đa chức năng và tuổi thọ thì ngoài việc chọn loại phù hợp, lắp đặt đúng quy cách và vận hành theo đúng hướng dẫn của nhà sản xuất cũng rất quan trọng. Dưới đây là một số điểm cần lưu ý sau;

1. Lắp đặt van đúng vị trí và phương pháp

• Trước khi lắp van cần phải nghiên cứu kỹ bản vẽ kỹ thuật, sơ đồ công nghệ để xác định đúng vị trí và hướng lắp. Van nên được lắp tại những chỗ dễ quan sát, dễ tiếp cận để đảm bảo công tác vận hành, bảo dưỡng sau này.

• Kiểm tra độ đồng tâm giữa mặt bích của van và đường ống trước khi siết chặt bu lông. Cần đệm thêm gioăng cao su hoặc làm kín bằng keo silicone để chống rò rỉ.

• Đảm bảo khoảng cách tối thiểu ở trước và sau van theo quy định của nhà sản xuất để không ảnh hưởng đến hoạt động của van.

• Khi lắp van điều khiển điện hoặc khí nén thì phải đấu nối đúng dây tín hiệu, ống dẫn khí. Trường hợp xoay chiều van thì phải hiệu chỉnh lại công tắc hành trình.

• Sau khi lắp xong cần tiến hành chạy thử, kiểm tra độ kín, rò rỉ của van ở áp suất làm việc và áp suất thử nghiệm theo tiêu chuẩn.

2. Vận hành và điều khiển van đúng cách

• Chỉ được phép đóng mở van khi có đầy đủ tín hiệu, áp suất trong đường ống đã ổn định, không đóng mở van quá nhanh gây hiện tượng va đập thủy lực.

• Với van bằng tay, tuyệt đối không dùng tay quay kéo dài hay dụng cụ tạo lực để đóng mở van bởi sẽ làm hỏng hộp giảm tốc và trục van.

• Các van lắp trên đường ống nên được đánh số thứ tự, ghi chú tình trạng đóng mở trên bảng điều khiển để dễ dàng nhận biết và thao tác.

• Trường hợp van khó đóng mở thì phải kiểm tra và xử lý kịp thời các nguyên nhân gây kẹt như dị vật lạ, chất bẩn bám vào, làm sạch và tra dầu mỡ bôi trơn lại.

• Nếu van gặp sự cố như rò rỉ, kêu to hoặc phát nóng bất thường thì phải báo ngay cho đơn vị bảo trì để xử lý, tránh vận hành cưỡng bức gây hư hỏng lan rộng.

3. Bảo trì bảo dưỡng van định kỳ

• Định kỳ kiểm tra, vệ sinh các bộ phận của van như phần tử lọc, vòng đệm, cơ cấu truyền động, mối nối... thường là 3-6 tháng/lần tùy loại van và điều kiện làm việc của nhà máy.

• Thay thế kịp thời các chi tiết bị mòn, hỏng như vòng đệm cao su, dây chèn, bộ gioăng... để đảm bảo sự kín khít và hoạt động ổn định của van.

• Tra dầu mỡ bôi trơn định kỳ cho các khớp quay để giảm ma sát và ngăn ngừa sự ăn mòn. Các van lắp ở môi trường ẩm ướt, có nhiều bụi bẩn thì cần tra mỡ thường xuyên hơn.

• Với van điều khiển điện và khí nén, nên kiểm tra sự hoạt động tin cậy của các cảm biến áp suất, cảm biến hành trình và mạch phản hồi. Vệ sinh và kiểm tra mức dầu trong xy lanh khí ít nhất 1 năm/lần.

• Áp dụng chương trình bảo dưỡng dự phòng CBM bằng cách theo dõi thường xuyên các thông số vận hành như áp suất, rung động, nhiệt độ, tiếng ồn... để phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường của van và có biện pháp ngăn ngừa sự cố.

Kết luận

Trên đây là toàn bộ những thông tin hữu ích xoay quanh chủ đề "van cấp cho nhà máy xử lý nước" mà chúng tôi muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hi vọng qua bài viết này, các nhà quản lý và kỹ sư vận hành đã có thêm các kiến thức cơ bản để lựa chọn, lắp đặt và điều khiển van cấp nước một cách tối ưu hơn.

Hệ thống van cấp đóng vai trò như các "huyết mạch" thông suốt, điều tiết sự lưu thông của dòng nước trong nhà máy, đảm bảo năng suất và chất lượng nước an toàn, ổn định. Mỗi loại van cấp có những đặc điểm và ưu nhược điểm riêng, cần được cân nhắc kỹ lưỡng dựa trên chức năng sử dụng, điều kiện vận hành thực tế cũng như tiêu chí kinh tế - kỹ thuật để tìm ra sự lựa chọn sáng suốt nhất.

Bên cạnh việc đầu tư chọn mua van cấp chất lượng cao, chúng ta cũng cần chú ý đến các quy trình lắp đặt chuẩn, các kỹ năng vận hành an toàn và bảo trì bảo dưỡng định kỳ để kéo dài tuổi thọ van. Có như vậy hệ thống cấp nước mới phát huy trọn vẹn hiệu quả, tiết kiệm nguồn lực và đồng hành bền bỉ cùng nhà máy xuyên suốt quá trình hoạt động.

Hy vọng rằng, với những chia sẻ cụ thể và chi tiết trên đây, các bạn đã có được một cái nhìn đa chiều và khách quan hơn về vai trò quan trọng của van cấp trong nhà máy nước cũng như các phương pháp tối ưu để quản lý, sử dụng chúng. Chúc các bạn thành công và luôn đưa ra những quyết định đúng đắn khi đầu tư lắp đặt hệ thống cấp nước để đạt được những mục tiêu phát triển bền vững nhất.

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. Sản phẩm nhập khẩu 100% từ các thương hiệu uy tín thế giới như Masflo, Zurn, đạt tiêu chuẩn quốc tế Lead Free, Wras, 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