khinhietdienvuonglong@gmail.com
Hotline: 0967.960.906 - 0899.960.906 - 09.6789.1338
Xâm thực bơm cấp nước lò hơi thường lộ ra đúng lúc nhà máy vừa làm một việc đáng khen: thu hồi nước ngưng, nước cấp nóng lên, tiền củi giảm. Rồi bơm bắt đầu kêu như có sỏi chạy bên trong, kim áp đầu đẩy rung và cánh bơm mòn rỗ chỉ sau vài tháng.
- Xâm thực xảy ra khi áp suất ở cửa hút tụt xuống gần áp suất hơi bão hòa của nước, bọt hơi sinh ra rồi vỡ mạnh trong cánh bơm.
- Nước càng nóng thì càng dễ sôi ở áp thấp. Với bồn hở, từ 80°C trở lên là vùng phải tính kỹ.
- Dấu hiệu dễ nhận: tiếng lạch cạch như sỏi, rung, áp đầu đẩy dao động, ampe nhảy, lưu lượng hụt.
- Thay bơm mới mà không sửa đường hút thì lỗi quay lại. Việc đầu tiên là tính NPSH sẵn có của hệ thống.
- Hạ nhiệt độ quá tay thì mất phần lợi của thu hồi nước ngưng. Cách tốt thường là nâng bồn và làm lại đường hút.
Xâm thực bơm cấp nước lò hơi là gì?
Nước sôi ở 100°C khi áp suất bằng áp khí quyển. Hạ áp xuống, nước sôi ở nhiệt độ thấp hơn nhiều. Trong bơm ly tâm, vùng cửa vào cánh là nơi áp suất thấp nhất của cả đường nước. Nếu áp ở đó tụt xuống bằng áp suất hơi bão hòa của nước đang bơm, nước sẽ tạo bọt hơi ngay trong dòng chảy.
Bọt hơi đi tiếp vào vùng áp cao hơn trong cánh và vỡ đột ngột. Mỗi lần vỡ tạo một tia nước cực nhỏ đập vào bề mặt kim loại. Hàng triệu lần như vậy làm cánh bơm rỗ dần như bị gặm. Đó là xâm thực, tiếng Anh là cavitation.
Vấn đề của bơm cấp là nó không được phép yếu. Đây là thiết bị giữ nước cho lò. Một chiếc bơm hụt lưu lượng lúc tải cao có thể khiến mực nước tụt nhanh, trong khi tổ vận hành đang bận lo áp hơi. Hỏng phớt và bạc chỉ là phần chi phí nhìn thấy.
Vì sao bơm vẫn êm khi nước nguội mà kêu khi nước nóng?
Áp suất hơi bão hòa của nước tăng rất nhanh theo nhiệt độ. Ở 30°C chỉ khoảng 0,04 bar, ở 60°C khoảng 0,2 bar, ở 90°C khoảng 0,7 bar và ở 100°C là 1,01 bar. Nghĩa là cùng một bồn, cùng một đường ống, phần áp dư để chống sôi ở cửa hút giảm rất mạnh khi nước nóng lên.
Kỹ sư gọi phần áp dư này là NPSH. NPSH sẵn có là thứ hệ thống cho bơm. NPSH yêu cầu là thứ bơm cần, do nhà sản xuất công bố trên đường đặc tính. Theo tạp chí POWER, số NPSH yêu cầu thường là điểm bơm đã mất 3% cột áp vì xâm thực, tức là tại đúng con số đó bơm đã bắt đầu xâm thực rồi. Vì vậy hệ thống phải cho dư hơn con số đó một khoảng.
Cũng vì lẽ đó, các nhà máy vừa cải tạo thu hồi nước ngưng hay gặp tình huống này. Nước cấp từ 30°C lên 80°C là tin tốt cho hóa đơn nhiên liệu, nhưng bơm và bồn được lắp từ thời nước còn nguội thì chưa chắc chịu được.
Dấu hiệu xâm thực ở bơm cấp, nghe và đo thế nào?
| Dấu hiệu | Xâm thực thường thấy | Dễ nhầm với |
|---|---|---|
| Tiếng ồn | Lạch cạch, rào rào như sỏi trong thân bơm, tăng khi nước nóng hoặc lưu lượng lớn | Hỏng bạc đạn: tiếng đều, rít, không đổi theo nhiệt độ |
| Áp đầu đẩy | Kim đồng hồ rung, tụt khi tải tăng | Bơm mòn: áp thấp đều, không rung |
| Dòng điện | Ampe nhảy theo tiếng kêu | Kẹt cơ: ampe cao ổn định |
| Lưu lượng | Hụt nước lúc tải cao, nước nóng | Van một chiều hỏng, nước hồi về bồn |
| Khi tháo bơm | Cánh rỗ tổ ong ở phía cửa vào | Mòn cát: bề mặt láng, mòn theo dòng |
Một thử nghiệm đơn giản: khi bơm đang kêu, cho nước bổ sung lạnh vào bồn để hạ nhiệt độ vài độ. Tiếng kêu giảm rõ thì khả năng cao là xâm thực do nhiệt độ. Không đổi thì xem lại phía khí lọt vào đường hút hoặc hỏng cơ khí.
Cần phân biệt thêm xâm thực và hút khí. Hút khí là không khí lọt vào qua mặt bích, ty van hoặc do xoáy nước ở bồn, thường làm bơm mất nước từng lúc. Hai lỗi có tiếng gần giống nhau nhưng cách sửa khác hẳn.
6 nguyên nhân gây xâm thực bơm cấp nước
Nước cấp quá nóng so với độ cao bồn
Bồn hở đặt ngang bơm mà nước 90°C thì gần như không còn dư NPSH. Đây là nguyên nhân số một sau khi thu hồi nước ngưng.
Lọc Y đầu hút bị nghẹt
Cặn gỉ, sợi bảo ôn tích ở lưới lọc làm áp tụt mạnh trước cửa bơm. Lọc nghẹt dần nên lỗi xuất hiện từ từ, dễ bị bỏ qua.
Đường hút nhỏ, dài, nhiều co
Ống hút bằng cỡ cửa bơm nhưng đi vòng nhiều co làm tổn thất lớn. Đường hút nên ngắn, thẳng, cỡ ống lớn hơn hoặc bằng cửa hút.
Van hút chưa mở hết
Van chặn đường hút chỉ dùng để mở hẳn hoặc đóng hẳn. Tiết lưu ở đây là cách nhanh nhất làm bơm xâm thực.
Bơm chạy quá lưu lượng
Van xả mở lớn, bơm chạy về cuối đường đặc tính, NPSH yêu cầu tăng rõ theo lưu lượng.
Mực nước bồn thấp
Cột nước bên trên bơm giảm, thêm xoáy hút khí. Phao bồn hỏng hoặc đặt mức thấp là nguyên nhân rất rẻ mà ít người để ý.
Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long Boiler
Chất lượng nước và nhiệt độ cấp nên được đọc cùng nhau mỗi ca. Bài ba con số tổ vận hành phải đọc mỗi ca có thể bổ sung thêm cột nhiệt độ bồn cấp là đủ dùng.
Tự tính NPSH sẵn có của đường hút bơm cấp
Với bồn hở thông khí, công thức rút gọn dùng được ngay tại phòng lò:
NPSH sẵn có = H khí quyển − H hơi bão hòa + H tĩnh − H tổn thấtH khí quyển ≈ 10,4–10,8 m cột nước · H hơi bão hòa theo nhiệt độ nước · H tĩnh: mực nước trong bồn cao hơn tâm bơm · H tổn thất: mất mát trên đường hút lúc lưu lượng cao nhất.
Ví dụ minh họa: bồn hở, mực nước thấp nhất cao hơn tâm bơm 2 m, tổn thất đường hút giả định 0,5 m.
| Nhiệt độ nước | H hơi bão hòa (m) | NPSH sẵn có (m) | So sánh |
|---|---|---|---|
| 30°C | 0,43 | 11,4 | |
| 60°C | 2,07 | 9,9 | |
| 80°C | 4,97 | 7,2 | |
| 90°C | 7,41 | 4,8 | |
| 95°C | 8,97 | 3,3 | |
| 100°C | 10,79 | 1,5 |
Ước tính lý thuyết theo bảng hơi nước bão hòa ở áp khí quyển chuẩn, không thay cho đo đạc tại nhà máy. Đường hút nghẹt lọc thì tổn thất có thể lớn hơn nhiều so với 0,5 m giả định.
Từ 60°C lên 90°C, phần dư gần như còn một nửa dù không ai đụng vào đường ống. Giả sử bơm cần 3 m ở lưu lượng làm việc: nước 90°C vẫn đạt, nước 95°C chỉ còn dư 0,3 m và 100°C thì chắc chắn xâm thực.
Thêm khoảng dư bao nhiêu là đủ? Tài liệu về bơm cấp nhà máy điện trên POWER nêu hệ số thường gặp khoảng 1,2 lần, có nơi dùng tới 1,5–1,8 lần theo tiêu chuẩn của Hiệp hội Thủy lực Mỹ cho bơm cấp lớn. Với lò công nghiệp, nên hỏi hãng bơm và tính dư thoải mái hơn số tối thiểu, vì tải và lọc nghẹt luôn thay đổi.
Có thêm một cách đo trực tiếp: lắp đồng hồ chân không tại cửa hút, đọc áp khi bơm chạy tải cao rồi cộng với cột áp vận tốc, trừ H hơi bão hòa. Cách này bắt đúng lỗi lọc nghẹt mà công thức trên giấy không thấy được.
Nghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trườngGặp bơm kêu, anh em hay tháo bơm trước. Tôi thường xin ba số đã: nhiệt độ bồn lúc bơm kêu, chênh cao từ mực nước thấp nhất tới tâm bơm, và độ chênh áp qua lọc Y. Ba số này đo trong nửa tiếng, nhiều trường hợp không phải mua bơm mới.
Nhà máy vừa làm thu hồi nước ngưng thì đừng vội giảm nhiệt độ để bơm hết kêu. Nhiệt đó là phần tiền vừa lấy lại được. Nâng bồn hoặc sửa đường hút rồi mới tính tiếp.
Cảnh báo an toàn: bơm cấp đang xâm thực là bơm có thể hụt nước bất cứ lúc nào. Luôn theo dõi ống thủy, giữ bơm dự phòng sẵn sàng. Nếu nước tụt mất khỏi ống thủy thì dừng đốt ngay và không bơm nước vào lò đang nóng, đọc thêm lò hơi sau sự cố cạn nước. Mở bơm kiểm tra phải cô lập điện, cô lập van và xả áp, chú ý nước nóng trong đường hút.
Cách xử lý xâm thực theo thứ tự ít tốn tiền trước
- Vệ sinh lọc Y và mở hết van hútLàm trước mọi việc. Đồng thời kiểm tra bồn đủ mực nước, phao hoạt động.
- Đo ba số và tính NPSH thậtNhiệt độ bồn lúc tải cao, chênh cao, áp đầu hút. So với NPSH yêu cầu của bơm tại đúng lưu lượng.
- Làm lại đường hútTăng cỡ ống, bớt co, côn lệch đặt mặt phẳng lên trên để không đọng bọt, tránh để đoạn ống dốc ngược về bơm.
- Nâng bồn cấpMỗi mét nâng thêm là một mét NPSH. Thường là cách bền nhất khi muốn giữ nước nóng, cần kiểm tra kết cấu đỡ bồn.
- Chọn lại bơm hoặc bộ phận cánhChọn bơm có NPSH yêu cầu thấp hơn, có nơi dùng cấp đầu hút riêng. Kiểm tra bơm có chịu được nhiệt độ làm việc của phớt.
- Điều chỉnh nhiệt độ có kiểm soátKhi các bước trên chưa đủ, đặt giới hạn nhiệt độ bồn theo số đã tính, ghi vào quy trình vận hành.
Ảnh hiện trường và xưởng của Vương Long Boiler
Nhà máy dùng bồn có áp hoặc bồn khử khí có thể giữ nước nóng hơn 100°C, nhưng khi đó phải đặt bồn cao hơn bơm và tính cả lúc áp bồn tụt nhanh. Góc lựa chọn bồn khử khí đã có ở bài bồn khử khí lò hơi có cần không.
Nếu đang tính thay bơm, cột áp cũng phải chọn đúng cùng lúc. VLB Boiler có bài riêng về chọn cột áp bơm cấp nước, còn chuyện đưa nước ngưng về bồn nằm ở bài thu hồi nước ngưng trong hệ thống hơi.
Checklist cho trưởng cơ điện trước mùa chạy tải cao
- Có ghi nhiệt độ bồn cấp theo ca
- Biết chênh cao từ mực nước thấp nhất tới tâm bơm
- Có NPSH yêu cầu của bơm theo lưu lượng
- Lọc Y đầu hút có lịch vệ sinh
- Có đồng hồ áp đầu hút và đầu đẩy
- Van hút mở hết, có khóa hoặc biển báo
- Bơm dự phòng được chạy thử luân phiên
- Mức thấp của bồn có cảnh báo
Vương Long Group có thể cùng tổ cơ điện đo đường hút, xem lại vị trí bồn và đề xuất phương án khi cải tạo hệ thống nước ngưng hoặc đường ống. Hãy gửi ảnh cụm bơm, nhiệt độ bồn và model bơm để kỹ thuật xem trước. Gặp lúc bơm hỏng giữa ca, xem thêm 6 dấu hiệu phải gọi kỹ thuật.
Câu hỏi thường gặp
Xâm thực bơm cấp nước lò hơi là gì?
Là hiện tượng nước sinh bọt hơi ở cửa vào cánh bơm vì áp suất tụt tới áp suất hơi bão hòa, rồi bọt vỡ trong vùng áp cao làm rỗ cánh, gây ồn, rung và hụt lưu lượng.
Nước cấp bao nhiêu độ thì bơm dễ xâm thực?
Không có một con số chung. Nó tùy chênh cao bồn, tổn thất đường hút và NPSH yêu cầu của bơm. Với bồn hở, từ khoảng 80°C trở lên nên tính NPSH kỹ, gần 100°C hầu như chỉ còn lại phần cột nước tĩnh.
Thay bơm mới có hết xâm thực không?
Chỉ hết khi bơm mới có NPSH yêu cầu thấp hơn phần hệ thống cung cấp. Nếu đường hút và bồn giữ nguyên, nguyên nhân vẫn còn và bơm mới cũng sẽ rỗ cánh.
Làm sao phân biệt xâm thực với hút khí?
Xâm thực phụ thuộc rõ vào nhiệt độ và lưu lượng. Hút khí thường do hở mặt bích, ty van hoặc xoáy ở bồn thấp nước, bơm mất nước từng lúc. Kiểm tra độ kín đường hút và thử hạ nhiệt độ nước để phân biệt.
Có nên giảm nhiệt độ nước cấp để bơm hết kêu không?
Đây là cách nhanh nhưng làm mất một phần tiết kiệm của thu hồi nước ngưng. Nên vệ sinh lọc, sửa đường hút, nâng bồn trước, chỉ giới hạn nhiệt độ khi đã tính ra con số cụ thể.
Trực tiếp khảo sát, lắp đặt và xử lý sự cố lò hơi tại nhà máy. Tư vấn kỹ thuật miễn phí qua Hotline/Zalo 09 6789 1338 (Mr. Nghĩa).
Bơm cấp nhà máy đang kêu lạch cạch mỗi khi nước nóng?
Vương Long Boiler, thuộc Vương Long Group với gần 20 năm trong ngành nhiệt năng lượng, cùng tổ cơ điện đo đường hút, xem lại bồn cấp và hệ thống nước ngưng tại nhà máy.
congnghelohoi@gmail.com · Xem bản đồ →
