Van an toàn lò hơi

Van an toàn lò hơi (Boiler Safety Valve) là thiết bị bảo vệ quá áp được lắp đặt trên nồi hơi và hệ thống hơi nước nhằm tự động xả áp khi áp suất vượt quá giá trị cài đặt, bảo vệ nồi hơi, đường ống và các thiết bị áp lực khỏi nguy cơ nổ hoặc hư hỏng. Khi áp suất trở về mức an toàn, van sẽ tự động đóng lại, đảm bảo hệ thống vận hành ổn định và liên tục.

Theo quy định kỹ thuật, mỗi nồi hơi phải được trang bị ít nhất hai van an toàn (trừ một số nồi hơi công suất nhỏ), lắp đặt theo phương thẳng đứng tại vị trí cao nhất của bao hơi hoặc thân nồi hơi. Van an toàn lò hơi thường sử dụng cơ cấu lò xo, gồm loại mở vi lượng và mở toàn phần, trong đó van an toàn lò xo mở toàn phần được sử dụng phổ biến nhất nhờ khả năng xả lưu lượng lớn và phản ứng nhanh khi hệ thống quá áp.

Để đảm bảo an toàn vận hành, van an toàn lò hơi cần được kiểm định và hiệu chuẩn định kỳ, đồng thời niêm phong sau khi cài đặt áp suất. Sản phẩm được ứng dụng rộng rãi trong nồi hơi công nghiệp, nhà máy nhiệt điện, hệ thống hơi nước, hóa chất, thực phẩm, dệt may, giấy, dầu khí và các hệ thống áp lực cao.

Thông số kỹ thuật van an toàn lò hơi

• Tên sản phẩm: Van an toàn lò hơi (Van an toàn nồi hơi)
• Model phổ biến: A48Y, A47H, A61H, A49H… (tùy ứng dụng)
• Kích thước: DN15 – DN300
• Áp suất làm việc: PN16, PN25, PN40, Class 150/300 (tùy model)
• Nhiệt độ làm việc: -20°C đến 350°C (một số dòng chịu nhiệt đến 550°C)
• Kiểu vận hành: Tự động bằng lò xo
• Kiểu van: Van an toàn nâng toàn phần hoặc mở vi sai
• Kiểu kết nối: Ren, mặt bích, hàn
• Vật liệu thân van: Gang, thép đúc WCB, thép hợp kim, inox 304, inox 316
• Vật liệu đĩa và đế van: Inox hoặc hợp kim cứng chống mài mòn
• Môi chất sử dụng: Hơi nước, nước nóng, khí nén, không khí, dầu và các môi chất công nghiệp
• Tiêu chuẩn thiết kế: GB/T 12243, ASME, API, DIN (tùy nhà sản xuất)
• Ứng dụng: Nồi hơi, lò hơi công nghiệp, bình chịu áp lực, hệ thống hơi, đường ống áp lực, nhà máy điện, hóa chất, thực phẩm và dược phẩm.

Các thuật ngữ liên quan van an toàn lò hơi

Áp suất danh nghĩa (PN): Là áp suất làm việc tối đa mà van an toàn được thiết kế để chịu được ở điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn. Đây là thông số cơ bản để lựa chọn van phù hợp với hệ thống đường ống và thiết bị áp lực.

Áp suất mở (Set Pressure): Là giá trị áp suất tại đó đĩa van bắt đầu nâng lên và van bắt đầu xả môi chất. Áp suất mở được cài đặt trước theo yêu cầu vận hành nhằm bảo vệ hệ thống khỏi tình trạng quá áp.

Áp suất đóng lại (Reseating Pressure): Là áp suất tại đó đĩa van trở về vị trí ban đầu và đóng kín hoàn toàn sau khi quá trình xả áp kết thúc. Khi áp suất giảm xuống dưới giá trị này, van sẽ tự động ngừng xả.

Độ chênh áp đóng – mở (Blowdown): Là chênh lệch giữa áp suất mở và áp suất đóng lại, thường được biểu thị dưới dạng phần trăm (%) của áp suất mở. Thông số này phản ánh khả năng đóng kín của van sau khi xả áp và ảnh hưởng trực tiếp đến độ ổn định của hệ thống.

Chức năng van an toàn lò hơi

Van an toàn lò hơi có nhiệm vụ bảo vệ nồi hơi và hệ thống hơi nước khỏi tình trạng quá áp, ngăn ngừa sự cố hư hỏng thiết bị hoặc nguy cơ nổ do áp suất vượt quá giới hạn cho phép. Khi áp suất trong nồi hơi đạt đến giá trị cài đặt, van sẽ tự động mở để xả hơi, giúp giảm áp suất về mức an toàn; sau đó tự động đóng lại khi áp suất ổn định, đảm bảo hệ thống vận hành liên tục và an toàn.

Van an toàn thường được lắp trên bao hơi (Steam Drum) và đầu ra bộ quá nhiệt (Superheater) nhằm bảo vệ các bề mặt gia nhiệt quan trọng. Trong nhiều hệ thống, van được chia thành van an toàn điều khiển và van an toàn làm việc, trong đó van điều khiển được cài đặt mở ở áp suất thấp hơn để tránh nhiều van cùng xả đồng thời, giúp hệ thống vận hành ổn định hơn.

Phân loại van an toàn lò hơi

Van an toàn lò hơi được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau:

Theo cơ cấu tác động: gồm van an toàn lò xo, van an toàn cần gạt và van an toàn xung (Pilot Operated Safety Valve). Trong đó, van lò xo là loại được sử dụng phổ biến nhất nhờ kết cấu gọn, độ chính xác cao và dễ bảo trì.

Theo độ mở của đĩa van: gồm van mở vi lượng (Micro Lift) và van mở toàn phần (Full Lift). Van mở vi lượng có chiều cao nâng nhỏ, thích hợp cho môi chất lỏng; van mở toàn phần có chiều cao nâng ≥ 1/4 đường kính cửa xả, lưu lượng xả lớn và chủ yếu được sử dụng cho hơi nước và các môi chất khí.

Trong các hệ thống nồi hơi công nghiệp, van an toàn lò xo mở toàn phần là lựa chọn phổ biến nhất nhờ khả năng xả nhanh, lưu lượng lớn và đáp ứng hiệu quả các yêu cầu bảo vệ quá áp cho nồi hơi, bộ quá nhiệt và đường ống hơi.

Yêu cầu lắp đặt van an toàn lò hơi

Việc lắp đặt van an toàn lò hơi phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nhằm đảm bảo khả năng bảo vệ quá áp và vận hành an toàn của hệ thống.

Số lượng van an toàn:

Mỗi nồi hơi phải lắp ít nhất 02 van an toàn (không bao gồm van an toàn của bộ hâm nước).

Đối với nồi hơi công suất nhỏ hoặc có hệ thống bảo vệ quá áp đáng tin cậy, có thể lắp 01 van an toàn theo quy định.

Vị trí lắp đặt:

Van phải được lắp theo phương thẳng đứng tại vị trí cao nhất của bao hơi hoặc đầu góp.

Không được lắp van khóa hoặc đường ống trung gian giữa van an toàn và nồi hơi.

Khả năng xả:

Tổng lưu lượng xả của các van an toàn phải lớn hơn hoặc bằng công suất sinh hơi lớn nhất của nồi hơi.

Van an toàn của bộ quá nhiệt phải được cài đặt mở trước để bảo vệ bộ quá nhiệt khỏi quá nhiệt.

Yêu cầu về kết cấu:

Van lò xo phải có tay giật thử van và cơ cấu khóa chống tự ý thay đổi áp suất cài đặt.

Van kiểu cần gạt phải có cơ cấu chống dịch chuyển đối trọng.

Đường ống xả:

Van an toàn hơi phải lắp ống xả dẫn đến vị trí an toàn, không được lắp van khóa trên đường ống xả.

Đường kính ống xả phải đủ lớn để không làm giảm lưu lượng xả của van.

Lắp đặt van ren:

Đối với van an toàn ren, nên lắp qua đoạn ống ren ngắn được hàn chắc chắn vào thân nồi hơi hoặc đường ống theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
Kiểm định và bảo dưỡng

Van an toàn phải được kiểm định và hiệu chuẩn tối thiểu 01 lần/năm, sau khi hiệu chuẩn phải niêm chì.

Không được tự ý thay đổi áp suất cài đặt, tăng tải lò xo hoặc chèn vật cản làm mất chức năng bảo vệ của van.

Nên giật thử van định kỳ để tránh hiện tượng kẹt đĩa van và đảm bảo van luôn hoạt động ổn định.

Thông tin nhận dạng:

Mỗi van khi xuất xưởng phải có bảng tên ghi rõ: model, nhà sản xuất, số seri, ngày sản xuất, áp suất cài đặt, đường kính danh nghĩa (DN), chiều cao mở và lưu lượng xả.

Yêu cầu kiểm định và hiệu chuẩn

1. Sau khi đại tu nồi hơi hoặc sửa chữa van an toàn lò hơi, van phải được hiệu chuẩn ở trạng thái nóng nhằm kiểm tra độ chính xác của áp suất cài đặt và khả năng làm việc ổn định trong điều kiện vận hành thực tế.

2. Khi tiến hành hiệu chuẩn, nên kiểm tra van an toàn của hệ thống tái nhiệt trước, sau đó đến van an toàn của hệ thống hơi chính. Đối với các van trong cùng một hệ thống, cần thực hiện theo nguyên tắc kiểm tra van có áp suất cài đặt cao trước, van có áp suất cài đặt thấp sau để đảm bảo an toàn.

3. Trong quá trình hiệu chuẩn phải xây dựng đầy đủ các biện pháp an toàn và phương án vận hành. Công tác kiểm tra cần được giám sát trực tiếp bởi cán bộ kỹ thuật hoặc người phụ trách an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực.

4. Khi hiệu chuẩn van an toàn, cần lắp đặt đồng hồ đo áp suất cơ khí có cấp chính xác không thấp hơn 0,5 trên đường ống hơi chính và đường ống hơi tái nhiệt. Đồng hồ đo phải được kiểm định, hiệu chuẩn và còn thời hạn sử dụng để đảm bảo kết quả đo chính xác.

Điều kiện xác minh

Để thực hiện hiệu chuẩn van an toàn lò hơi, cần đáp ứng đầy đủ các điều kiện sau:

Công tác đại tu nồi hơi đã hoàn tất và toàn bộ hệ thống nồi hơi cùng các thiết bị phụ trợ đã được kiểm tra, xác nhận đủ điều kiện đưa vào vận hành.

Thiết lập đầy đủ hệ thống liên lạc giữa khu vực hiệu chuẩn và phòng điều khiển trung tâm nhằm phối hợp xử lý khi cần thiết.

Hệ thống bypass tuabin, hệ thống chân không và bình ngưng đang hoạt động ổn định, đáp ứng yêu cầu vận hành.

Tuabin hơi đã sẵn sàng vận hành, hệ thống quay trục và bơm chân không làm việc bình thường.

Hệ thống điều khiển DCS hoạt động ổn định, toàn bộ cảm biến và thiết bị đo lường hiển thị chính xác.

Các hệ thống bảo vệ chính và dự phòng của nồi hơi cũng như tuabin đã được thử nghiệm và đưa vào trạng thái làm việc bình thường.

Van an toàn của bộ quá nhiệt đã hoàn thành kiểm tra ở trạng thái nguội và đạt yêu cầu trước khi tiến hành hiệu chuẩn nóng.

Những tiến bộ công nghệ mới nhất

Năm 2026, tổ máy nhiệt điện than siêu tới hạn tái nhiệt kép 1.000 MW đầu tiên trên thế giới với thông số hơi 630℃ đã chính thức đi vào vận hành. Dự án được trang bị hệ thống van an toàn lò hơi, van giảm áp và van bypass tuabin nhằm đảm bảo vận hành an toàn ở điều kiện áp suất và nhiệt độ rất cao.

Các van sử dụng trong hệ thống được chế tạo từ thép chịu nhiệt mactenxit thế hệ mới G115®, đáp ứng điều kiện làm việc với nhiệt độ hơi tái nhiệt khoảng 631℃ và áp suất hơi chính lên tới 35,5 MPa. Nhờ ứng dụng vật liệu và công nghệ mới, hiệu suất phát điện của tổ máy đạt khoảng 50,05%, đồng thời giảm mức tiêu hao than xuống còn khoảng 245,74 g/kWh, góp phần nâng cao hiệu quả vận hành và tiết kiệm năng lượng cho các nhà máy nhiệt điện hiện đại.

Van an toàn của nồi hơi nằm ở đâu?

Vị trí cốt lõi của van an toàn

Van an toàn nồi hơi thường được lắp đặt tại hai vị trí quan trọng:

Trên đỉnh nồi hơi (bao hơi/Steam Drum): Đây là vị trí trực tiếp giám sát áp suất bên trong nồi hơi và sẽ tự động xả áp ngay khi áp suất vượt quá giá trị cài đặt.

Trên đường ống hơi chính: Có nhiệm vụ kiểm soát áp suất đầu ra, đồng thời bảo vệ đường ống và các thiết bị sử dụng hơi phía sau khỏi tình trạng quá áp.

Đối với nồi hơi đứng, van an toàn thường được lắp trên đỉnh thân nồi hơi. Đối với nồi hơi nằm ngang, van thường được lắp trên bao hơi hoặc đường ống hơi chính. Van an toàn và đồng hồ áp suất nên được bố trí gần nhau, thông thường không quá 3 mét, nhằm đảm bảo việc giám sát áp suất được chính xác và kịp thời.