Khóa van đầu đẩy bơm cánh khế có nguy hiểm không?

Một tình huống khá nguy hiểm trong vận hành bơm cánh khế là người vận hành quên mở van đầu đẩy trước khi khởi động, hoặc chủ động đóng bớt van với mục đích giảm lưu lượng. Với bơm cánh khế, thao tác này có thể khiến áp suất phía đầu đẩy tăng cao và gây sự cố cho cả bơm lẫn hệ thống đường ống.

Nguyên nhân nằm ở đặc tính của bơm thể tích. Khi rôto vẫn quay, bơm vẫn tiếp tục dịch chuyển môi chất từ phía hút sang phía đẩy. Nếu van đầu đẩy bị đóng, môi chất không có đường thoát bình thường và áp suất phía đẩy có thể tăng rất nhanh.

Tài liệu hướng dẫn LIGAO RT quy định rõ bơm rôto không được vận hành khi van đầu đẩy đóng, bởi tình trạng này có thể gây quá tải áp suất, hư hỏng bơm và cả hệ thống.

Khóa van đầu đẩy bơm cánh khế có thể biến một thao tác tưởng như đơn giản thành một sự cố quá áp nghiêm trọng.

Vì sao bơm cánh khế không nên chạy khi đầu đẩy bị khóa?

Bơm cánh khế LIGAO RT thuộc nhóm bơm thể tích. Đây là điểm quan trọng để hiểu tại sao việc đóng van đầu đẩy lại nguy hiểm.

Khi rôto quay, các khoang chứa môi chất được hình thành ở phía hút. Môi chất được đưa vào các khoang này, vận chuyển theo chuyển động của rôto và chuyển sang phía đẩy.

Khi đường đẩy thông thoáng, quá trình diễn ra bình thường:

Rôto quay → hút môi chất → vận chuyển môi chất → đẩy vào đường ống → môi chất đi đến thiết bị sử dụng.

Nhưng nếu van đầu đẩy đóng:

Rôto vẫn quay → bơm vẫn dịch chuyển môi chất → đường đẩy bị chặn → môi chất không có đường thoát → áp suất tăng.

Đây chính là sự khác biệt quan trọng khi vận hành bơm thể tích.

Tài liệu LIGAO yêu cầu trước khi khởi động phải kiểm tra van phía hút và phía đẩy đã mở hoàn toàn, đồng thời đường ống không bị tắc nghẽn. Hãng nhấn mạnh bơm rôto là bơm thể tích nên không được vận hành chống lại một van đang đóng.

Điều gì xảy ra khi khóa van đầu đẩy bơm cánh khế?

Có thể hình dung toàn bộ quá trình theo chuỗi:

Van đầu đẩy đóng
↓
Rôto vẫn tiếp tục quay
↓
Môi chất vẫn được dịch chuyển về phía đẩy
↓
Môi chất không có đường thoát bình thường
↓
Áp suất phía đẩy tăng
↓
Hệ thống có nguy cơ quá áp
↓
Bơm, đường ống hoặc thiết bị liên quan có thể bị hư hỏng

Điểm cần đặc biệt lưu ý là không nên hiểu rằng khi van đóng thì bơm sẽ tự động ngừng tạo tác động lên môi chất.

Nếu động cơ vẫn kéo rôto quay và hệ thống không có biện pháp bảo vệ phù hợp, áp suất có thể tiếp tục tăng cho tới khi van an toàn hoạt động, bộ truyền động dừng do một cơ chế bảo vệ khác, hoặc một bộ phận nào đó của hệ thống không còn chịu được tải.

Vì vậy, không nên hỏi:

“Bơm có chạy được khi đóng van đầu đẩy không?”

Mà cần hỏi:

“Hệ thống sẽ chịu áp suất tới mức nào nếu bơm vẫn tiếp tục chạy?”

Khóa van đầu đẩy có thể gây ra những nguy cơ nào?

Đường ống có thể giãn nở, nứt hoặc hư hỏng

Tài liệu LIGAO đưa ra một tình huống rất thực tế: bơm rôto cấp trực tiếp môi chất cho thiết bị phía sau, chẳng hạn máy chiết rót hoặc thiết bị làm việc ở áp suất cao.

Nếu khả năng vận chuyển của bơm lớn hơn khả năng tiếp nhận của thiết bị phía sau, trong khi giữa hai thiết bị không có biện pháp bảo vệ thích hợp, áp suất đầu ra của bơm có thể tăng quá mức.

LIGAO cảnh báo tình trạng này có thể dẫn đến giãn nở đường ống, thậm chí nứt đường ống và gây hư hỏng nghiêm trọng cho bơm.

Điều này cho thấy van đầu đẩy không phải nguyên nhân duy nhất tạo ra tình trạng quá áp. Bất cứ điều gì làm môi chất không thể thoát khỏi phía đẩy theo lưu lượng mà bơm đang cung cấp đều cần được xem xét.

Bơm có thể bị hư hỏng

Manual LIGAO nêu rõ việc vận hành bơm thể tích chống lại van đóng có thể gây quá tải áp suất và hư hỏng bơm.

Không nên mặc định rằng một bộ phận cụ thể sẽ luôn hỏng đầu tiên. Điều đó còn phụ thuộc vào cấu hình bơm, áp suất, đường ống, van, thiết bị bảo vệ và điều kiện vận hành thực tế.

Điều chắc chắn cần tránh là để bơm tiếp tục làm việc trong tình trạng áp suất vượt giới hạn cho phép.

Hệ thống phía sau bơm cũng có nguy cơ hư hỏng

Sự cố quá áp không chỉ giới hạn ở thân bơm.

Tùy cấu hình hệ thống, áp suất bất thường có thể tác động tới đường ống và các thiết bị kết nối phía sau bơm.

Vì vậy, khi thiết kế hệ thống bơm cánh khế, phải xem xét khả năng chịu áp của toàn bộ hệ thống, chứ không chỉ quan tâm đến áp suất cho phép của riêng máy bơm.

Có nên đóng bớt van đầu đẩy để giảm lưu lượng bơm cánh khế?

Không nên sử dụng van khóa đầu đẩy như một phương pháp thông thường để điều chỉnh lưu lượng bơm cánh khế.

Đây là lỗi vận hành rất dễ xảy ra nếu người sử dụng áp dụng kinh nghiệm từ một loại bơm khác sang bơm thể tích.

Khi đóng bớt van đầu đẩy, tiết diện dòng chảy qua van giảm và trở lực phía đẩy tăng lên. Với bơm cánh khế, điều này làm áp suất đầu đẩy tăng.

Có thể hình dung:

Đóng bớt van đầu đẩy
→ trở lực tăng
→ áp suất đầu đẩy tăng
→ tải của hệ thống tăng

Do đó, không nên coi van đầu đẩy là thiết bị chính để “hãm” lưu lượng của bơm cánh khế.

Khi cần thay đổi lưu lượng, cần lựa chọn phương pháp phù hợp với cấu hình của bơm và bộ truyền động, chẳng hạn điều chỉnh tốc độ nếu hệ thống được thiết kế cho phép thực hiện phương pháp này.

Điều chỉnh lưu lượng bơm cánh khế nên tác động vào khả năng vận chuyển của bơm, thay vì cố chặn môi chất ở đầu đẩy.

Van an toàn có vai trò gì đối với bơm cánh khế?

Do đặc tính của bơm thể tích, bảo vệ quá áp là một nội dung đặc biệt quan trọng.

Tài liệu LIGAO khuyến nghị hệ thống có biện pháp bảo vệ để tránh bơm vượt quá áp suất cho phép. Một trong các phương án được đề cập là sử dụng van xả an toàn bên ngoài để hồi môi chất về bồn chứa hoặc về phía hút của bơm.

Nguyên tắc có thể hiểu đơn giản:

Bơm → áp suất tăng bất thường → van an toàn mở → môi chất có đường thoát → giảm nguy cơ tiếp tục tăng áp.

Trong phần hướng dẫn lắp đặt van an toàn, LIGAO đề cập hai phương án:

1. Van an toàn tích hợp trên bơm.
2. Van an toàn hồi lưu lắp bên ngoài đường ống.

Mục tiêu của cả hai phương án là bảo vệ bơm và hệ thống trước tình trạng quá áp.

Van an toàn tích hợp của bơm LIGAO hoạt động như thế nào?

Theo tài liệu LIGAO RT, khi áp suất trong buồng bơm cao hơn giá trị cài đặt của van an toàn, van sẽ mở.

Khi đó, phía hút và phía đẩy được kết nối với nhau, cho phép một phần môi chất tuần hoàn trong buồng bơm nhằm thực hiện chức năng xả áp.

Có thể mô tả đơn giản:

Áp suất đầu đẩy tăng
↓
Đạt tới giá trị tác động của van an toàn
↓
Van an toàn mở
↓
Môi chất được hồi về phía hút
↓
Hạn chế áp suất tiếp tục tăng

Điều quan trọng là van này được thiết kế với mục đích bảo vệ an toàn, không phải để người vận hành chủ động sử dụng như một phương pháp điều chỉnh lưu lượng.

Van an toàn có phải van điều chỉnh lưu lượng không?

Không.

Đây là một trong những lưu ý quan trọng nhất trong tài liệu LIGAO RT.

Hãng nêu rõ van an toàn tích hợp phải được xem là van xả an toàn chứ không phải van điều chỉnh lưu lượng.

Hai chức năng này hoàn toàn khác nhau.

Van điều chỉnh lưu lượng: được sử dụng để kiểm soát lưu lượng trong quá trình vận hành bình thường của hệ thống.

Van an toàn: chỉ can thiệp để bảo vệ thiết bị khi áp suất vượt giá trị cài đặt.

Do đó, không nên vận hành theo cách:

Khóa van đầu đẩy → ép van an toàn mở → cho môi chất hồi lưu → coi đó là cách giảm lưu lượng.

Đây không phải mục đích sử dụng của van an toàn.

Van an toàn của bơm cánh khế là thiết bị bảo vệ quá áp, không phải thiết bị điều chỉnh lưu lượng.

Có thể để bơm hồi lưu qua van an toàn trong thời gian dài không?

Không nên.

Tài liệu LIGAO quy định van an toàn tích hợp chỉ dùng để bảo vệ trong thời gian ngắn, không cho phép hồi lưu qua van trong thời gian kéo dài.

Lý do liên quan trực tiếp đến nhiệt.

Khi van an toàn mở và môi chất liên tục tuần hoàn bên trong:

Môi chất tuần hoàn
→ phát sinh nhiệt
→ nhiệt độ tăng
→ có thể vượt giới hạn cho phép của bơm
→ hoặc môi chất có thể bị hóa hơi

Đây chính là hai tình trạng mà tài liệu LIGAO yêu cầu phải tránh.

Vì vậy, việc van an toàn đã mở không có nghĩa là có thể để bơm tiếp tục chạy như vậy trong thời gian dài.

Có van an toàn rồi thì có thể khóa van đầu đẩy không?

Không nên hiểu như vậy.

Van an toàn là lớp bảo vệ khi xảy ra sự cố, không phải giấy phép để người vận hành chủ động khóa van đầu đẩy.

Ví dụ, van an toàn có thể giúp bảo vệ khi:

• Người vận hành quên mở van đầu đẩy.
• Đường ống bất ngờ bị tắc.
• Thiết bị phía sau ngừng tiếp nhận môi chất.
• Áp suất hệ thống tăng bất thường.

Nhưng nếu cố tình đóng van đầu đẩy rồi để toàn bộ môi chất liên tục tuần hoàn qua van an toàn thì hệ thống đang sử dụng van sai chức năng.

LIGAO nhấn mạnh van an toàn tích hợp chỉ có chức năng bảo vệ ngắn hạn và không được để xảy ra tình trạng hồi lưu kéo dài.

Có thể ghi nhớ:

Van an toàn bảo vệ khi xảy ra sự cố – không thay thế quy trình vận hành đúng.

Trước khi khởi động bơm cánh khế cần kiểm tra van như thế nào?

Tài liệu hướng dẫn khởi động của LIGAO đưa ra yêu cầu rất rõ.

Trước khi vận hành cần kiểm tra:

• Các thiết bị và đường ống sạch, không có dị vật.
• Các mối nối chắc chắn và kín.
• Van đầu hút mở hoàn toàn.
• Van đầu đẩy mở hoàn toàn.
• Đường ống không bị tắc nghẽn.
• Kiểm tra chiều quay trước khi vận hành chính thức.

Trong đó, trạng thái van đầu đẩy là một nội dung không nên bỏ qua.

Một quy trình đơn giản có thể áp dụng trước mỗi lần khởi động:

Kiểm tra van hút → kiểm tra van đẩy → kiểm tra đường ống → kiểm tra thiết bị phía sau → kiểm tra điều kiện an toàn → khởi động bơm.

Không khởi động bơm cánh khế khi chưa xác nhận đường đẩy có khả năng tiếp nhận môi chất an toàn.

Tình huống thực tế: bơm cấp môi chất cho máy chiết rót

Đây cũng là ví dụ được tài liệu LIGAO đề cập.

Giả sử hệ thống có cấu hình:

Bồn chứa → bơm cánh khế LIGAO RT → máy chiết rót

Bơm đang liên tục đưa môi chất về phía máy chiết rót.

Nếu tại một thời điểm, khả năng tiếp nhận môi chất của máy chiết rót thấp hơn khả năng vận chuyển của bơm, môi chất phía đầu đẩy có thể bị dồn lại.

Khi không có biện pháp bảo vệ phù hợp:

Bơm tiếp tục cấp
→ thiết bị phía sau không tiếp nhận đủ
→ áp suất đầu đẩy tăng
→ đường ống có nguy cơ giãn hoặc nứt
→ bơm có thể bị hư hỏng

Đây chính là tình huống được LIGAO cảnh báo khi bơm rôto được nối trực tiếp với thiết bị định lượng phía sau mà không có biện pháp bảo vệ thích hợp.

Điều đó cho thấy thiết kế hệ thống phải tính đến sự phối hợp lưu lượng giữa bơm và thiết bị tiếp nhận phía sau.

Tình huống bơm cấp vào thiết bị làm việc ở áp suất cao

Một ví dụ khác được LIGAO đề cập là bơm cánh khế cấp môi chất tới thiết bị áp suất cao như thiết bị đồng hóa.

Trong hệ thống này, không thể chỉ lựa chọn bơm dựa trên lưu lượng.

Kỹ thuật cần xem xét đồng thời:

• Lưu lượng bơm.
• Áp suất làm việc.
• Khả năng tiếp nhận của thiết bị phía sau.
• Tổn thất đường ống.
• Giới hạn áp suất của hệ thống.
• Phương án bảo vệ quá áp.

Nếu thiết bị phía sau hoặc đường ống tạo ra trở lực lớn hơn dự kiến, áp suất đầu đẩy của bơm có thể tăng.

Vì vậy, van an toàn và thiết kế bảo vệ quá áp phải được xem xét ngay từ giai đoạn thiết kế hệ thống, thay vì chờ xảy ra sự cố mới bổ sung.

Nếu phát hiện van đầu đẩy đang đóng khi bơm chạy thì phải làm gì?

Nếu phát hiện bơm đang vận hành trong tình trạng đường đẩy bị đóng hoặc bị tắc, ưu tiên đầu tiên là đưa hệ thống về trạng thái an toàn theo quy trình vận hành của nhà máy.

Không nên tự ý tháo mặt bích, mở các kết nối hoặc tháo bộ phận bơm khi hệ thống có thể vẫn đang chịu áp suất.

Sau khi dừng bơm cần:

1. Ngắt nguồn và ngăn bơm khởi động ngoài ý muốn.
2. Đưa hệ thống về trạng thái giảm áp an toàn theo quy trình.
3. Xác định nguyên nhân van bị đóng hoặc đường ống bị tắc.
4. Kiểm tra tình trạng van an toàn nếu van đã tác động.
5. Kiểm tra bơm, đường ống và các thiết bị liên quan trước khi vận hành lại.

LIGAO yêu cầu không tháo nắp bơm, kết nối đường ống hoặc các bộ phận khác cho tới khi chắc chắn thao tác đó không làm môi chất đang chịu áp thoát ra ngoài một cách nguy hiểm.

7 sai lầm thường gặp liên quan đến van đầu đẩy bơm cánh khế

1. Khởi động bơm khi van đầu đẩy chưa mở

Đây là lỗi vận hành nguy hiểm.

Hậu quả: môi chất không có đường thoát bình thường, áp suất phía đẩy có thể tăng.

Phòng tránh: đưa kiểm tra trạng thái van hút và van đẩy vào danh sách bắt buộc trước khi khởi động.

2. Đóng bớt van đầu đẩy để giảm lưu lượng

Hậu quả: trở lực phía đẩy tăng và áp suất có thể tăng.

Phòng tránh: lựa chọn phương pháp điều chỉnh lưu lượng phù hợp với thiết kế của bơm và bộ truyền động.

3. Không có biện pháp bảo vệ quá áp

LIGAO khuyến nghị có thiết bị bảo vệ để ngăn bơm vượt quá áp suất cho phép.

Phòng tránh: đánh giá phương án van an toàn hoặc biện pháp bảo vệ phù hợp ngay từ khi thiết kế hệ thống.

4. Cho rằng có van an toàn thì có thể khóa van đầu đẩy

Sai.

Van an toàn chỉ là thiết bị bảo vệ khi xảy ra tình trạng quá áp, không thay thế quy trình vận hành.

5. Để van an toàn hồi lưu trong thời gian dài

Hậu quả: môi chất tuần hoàn liên tục sinh nhiệt, nhiệt độ có thể tăng hoặc môi chất có thể hóa hơi.

Phòng tránh: xác định và xử lý nguyên nhân gây quá áp thay vì để van an toàn liên tục làm việc.

6. Không quan tâm khả năng tiếp nhận của thiết bị phía sau

Bơm có thể đang cấp môi chất nhanh hơn khả năng tiếp nhận của thiết bị tiếp theo.

Hậu quả: áp suất đầu đẩy có thể tăng.

Phòng tránh: khi thiết kế phải xem xét bơm và thiết bị phía sau như một hệ thống thống nhất.

7. Chỉ quan tâm lưu lượng mà không theo dõi áp suất

Áp suất là thông tin rất quan trọng để đánh giá tình trạng vận hành.

LIGAO khuyến nghị nếu điều kiện cho phép nên bố trí đồng hồ đo ở phía hút và phía đẩy để theo dõi áp suất bình thường hoặc bất thường, tình trạng dòng chảy và những thay đổi của hệ thống.

Bảng nhận biết trạng thái đầu đẩy của bơm cánh khế

Bảng này cũng cho thấy một điểm quan trọng: đường ống bị tắc có thể nguy hiểm tương tự việc người vận hành đóng van đầu đẩy.

Do đó, kiểm tra trạng thái đường ống cũng quan trọng như kiểm tra trạng thái van.

Câu hỏi thường gặp về khóa van đầu đẩy bơm cánh khế

Bơm cánh khế có được khóa van đầu đẩy không?

Không nên vận hành bơm cánh khế khi đầu đẩy bị đóng hoặc tắc. LIGAO cảnh báo việc vận hành bơm thể tích chống lại van đóng có thể gây quá tải áp suất, hư hỏng bơm và hệ thống.

Khóa van đầu đẩy có làm bơm ngừng tạo lưu lượng không?

Không nên hiểu rằng đóng van đầu đẩy thì bơm sẽ tự ngừng. Khi rôto vẫn được dẫn động, bơm vẫn có xu hướng tiếp tục dịch chuyển môi chất. Khi đường thoát bị chặn, hậu quả quan trọng cần quan tâm là áp suất phía đẩy tăng.

Có thể dùng van đầu đẩy để giảm lưu lượng không?

Không nên dùng van khóa đầu đẩy như phương pháp điều chỉnh lưu lượng thông thường cho bơm cánh khế. Việc tiết lưu phía đẩy làm tăng trở lực và có thể làm áp suất tăng.

Van an toàn có phải van điều chỉnh lưu lượng không?

Không. LIGAO nêu rõ van an toàn tích hợp phải được coi là thiết bị xả an toàn chứ không phải thiết bị điều chỉnh lưu lượng.

Có thể để bơm hồi lưu liên tục qua van an toàn không?

Không nên. LIGAO cảnh báo hồi lưu kéo dài trong buồng bơm sẽ sinh nhiệt, làm nhiệt độ tăng và có thể dẫn đến môi chất hóa hơi.

Có van an toàn rồi có cần mở van đầu đẩy trước khi khởi động không?

Có. Hướng dẫn khởi động của LIGAO yêu cầu kiểm tra van đầu hút và đầu đẩy mở hoàn toàn, đồng thời đường ống không bị tắc trước khi vận hành.

Kết luận – Không dùng van đầu đẩy để “hãm” bơm cánh khế

Khóa van đầu đẩy bơm cánh khế là tình trạng cần đặc biệt tránh trong quá trình vận hành. Do bơm cánh khế thuộc nhóm bơm thể tích, khi rôto vẫn quay, bơm vẫn tiếp tục dịch chuyển môi chất về phía đầu đẩy. Nếu đường thoát bị chặn, áp suất có thể tăng và gây quá tải cho bơm cũng như hệ thống.

Có thể ghi nhớ nguyên tắc:

Đóng van đầu đẩy → môi chất không có đường thoát → áp suất tăng → nguy cơ quá áp → bơm và đường ống có thể bị hư hỏng.

LIGAO yêu cầu không vận hành bơm với đường đẩy đóng hoặc bị tắc nếu không có bảo vệ xả áp phù hợp, đồng thời nhấn mạnh van an toàn tích hợp chỉ dùng để bảo vệ trong thời gian ngắn.

Van an toàn không phải van điều chỉnh lưu lượng. Không nên dùng việc khóa van đầu đẩy để điều chỉnh lưu lượng bơm cánh khế.

Khi thiết kế hoặc vận hành bơm cánh khế LIGAO RT, khách hàng có thể cung cấp cho VIMEX: model bơm, môi chất, độ nhớt, lưu lượng yêu cầu, áp suất làm việc, thiết bị phía sau bơm và sơ đồ đường ống thực tế để kỹ thuật đánh giá phương án vận hành và bảo vệ quá áp phù hợp.

VIMEX – Niềm tin của đối tác.