Các phương pháp đo áp suất lò hơi chính xác, an toàn

Áp suất lò hơi là một thông số quan trọng cần được giám sát và kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành của lò hơi. Việc áp dụng các phương pháp đo áp suất lò hơi chính xác giúp phát hiện sớm các bất thường, tránh nguy cơ quá áp hoặc thiếu áp gây ra sự cố. Cùng tìm hiểu chi tiết cách lựa chọn phương pháp đo phù hợp và những lưu ý về an toàn khi thực hiện đo mức lò hơi qua bài viết sau của Kim Thiên Phú.

Áp suất lò hơi là gì?

Áp suất lò hơi (boiler pressure) là áp lực của hơi nước bên trong lò hơi, được tạo ra do quá trình đun nóng và bay hơi nước. Duy trì áp suất lò hơi ổn định ở mức định mức là yếu tố then chốt để vận hành an toàn và hiệu quả, đồng thời cung cấp đủ hơi nước đáp ứng nhu cầu sử dụng.

Các thông số liên quan mật thiết đến áp suất lò hơi bao gồm:

• Nhiệt độ hơi bão hòa: Nhiệt độ của hơi nước bão hòa tương ứng với áp suất lò hơi, dựa theo quy luật nhiệt động lực học.
• Lưu lượng hơi: Lượng hơi nước được lò hơi sản xuất trong một đơn vị thời gian, phụ thuộc vào áp suất và công suất lò hơi.
• Mức nước trong lò: Mức nước cần được duy trì trong giới hạn an toàn để đảm bảo quá trình tạo hơi diễn ra ổn định và tránh hư hỏng lò hơi.

Các phương pháp đo áp suất lò hơi chính xác nhất

Áp suất lò hơi quá cao (quá áp) có thể gây nổ lò, rò rỉ, hư hỏng thiết bị và nguy hiểm cho người vận hành. Ngược lại, áp suất quá thấp (thiếu áp) làm giảm năng suất, hiệu suất lò hơi và ảnh hưởng đến chất lượng hơi cung cấp. 

Chính vì vậy, việc theo dõi và kiểm soát áp suất lò hơi trong giới hạn an toàn là hết sức cần thiết. Có hai phương pháp chính để đo áp suất lò hơi là sử dụng đồng hồ đo áp suất và cảm biến áp suất.

Đồng hồ đo áp suất

Đồng hồ đo áp suất (pressure gauge) là thiết bị cơ học truyền thống, sử dụng các nguyên lý như ống Bourdon, màng ngăn để chuyển đổi áp lực thành chuyển động cơ học và hiển thị giá trị áp suất trên thang đo.

Ưu điểm của đồng hồ đo áp suất:

• Cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt và sử dụng
• Không cần nguồn điện để hoạt động
• Giá thành tương đối rẻ
• Hiển thị trực quan, dễ quan sát

Nhược điểm:

• Độ chính xác và tin cậy có giới hạn
• Khó kết nối với hệ thống điều khiển, giám sát tự động
• Dễ hư hỏng do va đập, rung động
• Cần hiệu chuẩn định kỳ để duy trì độ chính xác.

Đồng hồ đo áp suất thích hợp cho các ứng dụng đo áp suất tại chỗ, giám sát bằng mắt thường. Chúng được sử dụng phổ biến trong các lò hơi công suất nhỏ và vừa.

Cảm biến áp suất lò hơi

Cảm biến áp suất (pressure sensor/transducer) là thiết bị điện tử sử dụng nguyên lý biến dạng của màng đàn hồi dưới tác dụng của áp lực để chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng. 

Các loại cảm biến áp suất thường gặp là cảm biến điện trở, cảm biến điện dung và cảm biến piezo.

Ưu điểm của cảm biến áp suất:

• Độ chính xác và tin cậy cao
• Đáp ứng nhanh với sự thay đổi áp suất
• Dễ dàng kết nối với hệ thống điều khiển, giám sát, lưu trữ dữ liệu
• Tín hiệu ra chuẩn (thường là 4-20mA, 0-10V, HART, Fieldbus…)
• Có thể đo được áp suất âm, áp suất chênh.

Nhược điểm:

• Đắt hơn so với đồng hồ đo áp suất cơ
• Đòi hỏi nguồn cấp và hệ thống xử lý tín hiệu
• Cần kiểm tra zero/span định kỳ và thay thế khi hết tuổi thọ

Cảm biến áp suất được ứng dụng rộng rãi trong đo áp suất lò hơi công nghiệp, đặc biệt là các lò hơi tự động hóa, công suất lớn. Chúng cho phép theo dõi liên tục diễn biến áp suất, tích hợp với các hệ thống điều khiển để duy trì áp suất ổn định.

Mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

Cách lựa chọn thiết bị đo áp suất lò hơi

Mục tiêu là đo áp suất lò hơi chính xác, an toàn và tối ưu chi phí vận hành của toàn bộ hệ thống. Do đó việc lựa chọn phương pháp đo áp suất lò hơi phù hợp cần dựa trên các yếu tố sau:

Dải đo áp suất

• Xác định dải áp suất làm việc của lò hơi để lựa chọn thiết bị đo tương thích.
• Đồng hồ đo áp suất có nhiều thang đo tiêu chuẩn như 0-6 bar, 0-10 bar, 0-16 bar..
• Cảm biến áp suất có dải đo rộng hơn, từ chân không đến hàng nghìn bar.

Độ chính xác

• Độ chính xác đo cần đáp ứng yêu cầu của ứng dụng cụ thể.
• Sai số của đồng hồ đo áp suất thường trong khoảng ±1% đến ±2.5%.
• Cảm biến áp suất có thể đạt độ chính xác ±0.5%, ±0.25% hoặc cao hơn.

Điều kiện môi trường

• Nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn, chất ăn mòn… ảnh hưởng đến hoạt động và tuổi thọ của thiết bị đo.
• Đồng hồ đo áp suất cơ có thể chịu nhiệt độ môi trường cao hơn cảm biến áp suất điện tử.
• Cảm biến áp suất màng phù hợp cho môi trường ăn mòn, chất lỏng bẩn.

Chi phí

• Cân đối giữa chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành, bảo trì lâu dài.
• Đồng hồ đo áp suất rẻ hơn nhưng thường cần thay thế sau 1-2 năm.
• Cảm biến áp suất đắt hơn nhưng có tuổi thọ cao, độ tin cậy tốt và tính năng vượt trội.

Nhìn chung, đối với lò hơi nhỏ, việc sử dụng đồng hồ đo áp suất là lựa chọn phổ biến và kinh tế. Tuy nhiên, với lò hơi công nghiệp hiện đại, việc áp dụng cảm biến áp suất mang lại nhiều lợi ích vượt trội về khả năng điều khiển tự động, giám sát từ xa và tích hợp với các hệ thống quản lý năng lượng, bảo trì dự đoán.

Quy định an toàn khi đo áp suất lò hơi

Đo áp suất lò hơi tiềm ẩn những rủi ro và nguy hiểm nhất định do làm việc với môi trường áp suất cao, nhiệt độ lớn. Vì vậy, cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định và biện pháp an toàn sau:

Tuân thủ quy trình an toàn

• Chỉ những người có chuyên môn, được đào tạo mới được phép thực hiện công việc liên quan đến đo áp suất lò hơi.
• Thực hiện đúng trình tự các bước chuẩn bị, kiểm tra, lắp đặt và vận hành thiết bị.
• Sử dụng đúng loại thiết bị đo tương thích với thông số kỹ thuật và môi trường làm việc của lò hơi.

Sử dụng thiết bị bảo hộ

• Mang đầy đủ trang bị bảo hộ cá nhân như quần áo, găng tay, kính, mũ, giày chống nhiệt.
• Sử dụng dụng cụ cách điện, chống tia lửa khi làm việc trong môi trường dễ cháy nổ

Kiểm tra và bảo trì định kỳ

• Kiểm tra tình trạng, vị trí lắp đặt và kết nối của thiết bị đo trước mỗi lần sử dụng
• Vệ sinh, bảo dưỡng thiết bị đo theo khuyến cáo của nhà sản xuất để duy trì độ chính xác.
• Hiệu chuẩn, kiểm định thiết bị đo định kỳ bởi tổ chức có

Xử lý sự cố

• Ngừng vận hành lò hơi ngay lập tức khi phát hiện các dấu hiệu bất thường như rò rỉ, nứt vỡ, áp suất tăng đột biến..
• Sử dụng các phương tiện, kỹ năng PCCC để dập tắt đám cháy một cách an toàn và hiệu quả
• Sơ cứu, cấp cứu kịp thời cho nạn nhân trong trường hợp xảy ra tai nạn.
• Báo cáo sự cố cho người có trách nhiệm và cơ quan chức năng để có biện pháp xử lý thích hợp

Các câu hỏi thường gặp

Bên cạnh việc lựa chọn các phương pháp đo áp suất lò hơi, việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy định và biện pháp an toàn trong quá trình lắp đặt, vận hành, bảo trì thiết bị cũng hết sức quan trọng. Điều này giúp đảm bảo an toàn, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và tuổi thọ của hệ thống lò hơi. Hy vọng bài viết trên của Kim Thiên Phú đã cung cấp cho bạn đọc những kiến thức hữu ích để góp phần vận hành an toàn và hiệu quả hệ thống lò hơi của mình.