Lựa chọn kích thước đường ống hơi

Đường ống dẫn hơi đang trong quá trình lắp đặt

Tại sao kích thước ống hơi lại quan trọng?

Kích thước ống hơi đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phân phối hơi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và an toàn của hệ thống. Việc lựa chọn kích thước ống phù hợp sẽ đảm bảo:

• Cung cấp đủ lưu lượng hơi cần thiết cho các thiết bị sử dụng.
• Giảm thiểu tổn thất áp suất trong quá trình vận chuyển hơi.
• Hạn chế tiếng ồn do dòng chảy của hơi nước.
• Tiết kiệm chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống.

Đối với một ứng dụng nhất định, chỉ có một kích thước ống phù hợp về mặt kỹ thuật. Nếu tính toán thiết kế đường ống không được thực hiện đúng, đường ống dẫn hơi có thể có kích thước quá nhỏ hoặc quá lớn – cả hai đều có những tác động bất lợi như được đưa ra dưới đây

Đường ống hơi quá lớn sẽ xảy ra điều gì?

Kích thước ống quá lớn sẽ có các hậu quả sau:

• Đường ống lớn tạo ra độ sụt áp ít hơn với cùng tốc độ dòng chảy so với đường ống nhỏ. Vì vậy, người sử dụng hơi nước sẽ nhận được hơi nước ở áp suất cần thiết. Sẽ không có nguy cơ thiếu hơi nước và nguồn hơi nước sẵn có là đáng tin cậy.
• Đường ống lớn cũng giảm tiếng ồn liên quan đến dòng hơi nước. Tuy nhiên, đường ống lớn sẽ tốn kém hơn về chi phí so với đường ống nhỏ. Ngoài ra, chi phí lắp đặt và cách nhiệt của nó cũng lớn hơn. Vì vậy, việc lắp đặt các đường ống cỡ lớn là không hiệu quả về mặt kinh tế.
• Đường ống lớn có diện tích bề mặt lớn hơn nên diện tích truyền nhiệt tăng lên. Do đó, tổn thất đối lưu và bức xạ nhiều hơn, tổn thất đường ống tăng lên và lượng nước ngưng được hình thành lớn hơn. Cần phải tạo ra nhiều hơi hơn để bù đắp cho sự thất thoát này, do đó làm tăng chi phí hơi.

Do đó, việc xác định kích thước chính xác của đường ống dẫn hơi là một phần của tính toán thiết kế đường ống là rất quan trọng để đảm bảo tổn thất đường ống ở mức thấp nhất có thể.

Đường ống hơi quá nhỏ sẽ xảy ra điều gì?

Kích thước ống nhỏ được chọn thay vì kích thước đúng sẽ có các hậu quả sau:

• Đường ống nhỏ gây ra một giảm áp lớn hơn so với ống lớn cho cùng một lưu lượng hơi. Do đó, người dùng hơi nhận được hơi ở áp suất thấp có thể không phù hợp với các thông số quá trình.
• Đường ống nhỏ có khả năng chứa lưu lượng nhỏ hơn so với ống lớn. Do đó, nó sẽ không thể cung cấp hơi cho người dùng hơi ở lưu lượng cần thiết và dẫn đến tình trạng thiếu hơi. Điều này lại sẽ ảnh hưởng đến các thông số quá trình và làm giảm tỷ lệ sản xuất / chất lượng sản phẩm.
• Do kích thước ống quá nhỏ, vận tốc hơi tăng lên và gây ra hiện tượng đập nước và ăn mòn. Hiện tượng đập nước có hiệu ứng nguy hiểm.

Do đó, việc định cỡ ống phù hợp cho một ứng dụng nhất định có ý nghĩa quan trọng. 

Lựa chọn kích thước ống hơi được thực hiện như thế nào?

Có hai phương pháp chính để lựa chọn kích thước ống hơi:

Phương pháp vận tốc

Phương pháp này dựa trên giả định về vận tốc của hơi nước và tính toán diện tích mặt cắt ngang của ống cần thiết để đáp ứng lưu lượng yêu cầu.

Công thức: Q = A x v

Trong đó:

• Q: Lưu lượng thể tích (m³/s)
• A: Diện tích mặt cắt ngang của ống (m²)
• v: Vận tốc hơi nước (m/s)

Vận tốc giả định cho các trường hợp:

• Hơi flash: 15 m/s
• Hơi bão hòa:
  • Di chuyển đường dài: 25 m/s
  • Di chuyển quãng đường ngắn: 30 m/s
• Hơi quá nhiệt: 30 - 40 m/s (phụ thuộc vào chiều dài đường ống và độ giảm áp suất)