Trong quá trình lắp đặt bơm định lượng, hệ thống đường ống là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả hoạt động và độ chính xác định lượng. Nếu thiết kế sai hoặc thi công không đúng kỹ thuật, bơm rất dễ gặp phải các sự cố như:

• Mất mồi (loss of prime): bơm không hút được dung dịch do trong ống hút tồn tại bọt khí hoặc khoảng trống.
• Xâm thực (cavitation): hình thành bong bóng khí trong buồng bơm, làm giảm lưu lượng, rung lắc và gây mài mòn nhanh.
• Lưu lượng định lượng không ổn định: dẫn đến sai số khi châm hóa chất, ảnh hưởng đến quy trình công nghệ.

Sơ đồ lắp đặt đường ống bơm định lượng

Hình 4 – Lắp đặt đường ống bơm định lượng – kiểu thường gặp (Typical Installation): minh họa các phương án lắp đặt ống hút và ống xả của bơm định lượng. Trong đó thể hiện rõ kiểu lắp đặt chuẩn và kiểu lắp sai để người dùng dễ dàng phân biệt. Đây là phần hướng dẫn quan trọng, giúp kỹ sư và người vận hành tránh được các lỗi cơ bản, từ đó đảm bảo bơm hoạt động ổn định lâu dài.

• Và thể hiện Lỗi lắp đặt phổ biến: cho thấy các tình huống thực tế dễ gặp, như đường hút cao hơn bồn chứa, đường ống vòng khép kín… Đây đều là các nguyên nhân dẫn đến việc bơm không hoạt động chính xác.

Hình 5: Sơ đồ hệ thống đường ống tổng quát

• Supply Tank: Bồn chứa
• Safety Valve: Van an toàn
• Calibration Column: Cột hiệu chuẩn
• Strainer: Lọc rác
• Pulsation Dampener: Bộ giảm xung
• Pressure Gauge: Đồng hồ áp suất
• Back Pressure Valve: Van chống áp ngược
• Prime/Air Purge Valve: Van mồi/van xả khí
• Metering Pump: Bơm định lượng
• To Drain: Xả thải
• To Injection Point: Điểm bơm vào hệ thống
• Ký hiệu “⊠” = Van khóa (Shut off valve)

Các lỗi thường gặp trong đường ống bơm định lượng

• Ống hình cổ ngỗng (swan-neck): Khi trên đường hút xuất hiện đoạn cong hình cổ ngỗng, sẽ hình thành vùng đọng chất lỏng. Vùng này dễ tích khí, gây cản trở dòng chảy và dẫn đến mất mồi.
• Ống vòng qua đỉnh bồn chứa: Cách lắp này tạo điều kiện cho khí hoặc không khí hòa tan tích tụ dần theo thời gian. Khi lượng khí đủ lớn sẽ hình thành “bẫy khí” (air trap), khiến bơm không thể hút dung dịch liên tục và gây sai số định lượng.

 Những lưu ý khi lắp đặt bơm định lượng

1. Lưu ý về NPSH (NPSH Considerations)

Do đặc tính chuyển động tịnh tiến của màng bơm, lưu lượng tức thời cực đại có thể gấp 3,14 lần lưu lượng trung bình.

• Ví dụ: Một bơm định lượng có lưu lượng 100 L/h sẽ cần đường ống hút đáp ứng được ít nhất 314 L/h.

👉 Để đảm bảo an toàn:

• Khi bơm chất lỏng có độ nhớt cao, nên chọn đường ống hút lớn gấp 4 lần đường kính cổng hút.
• Nếu không chắc chắn, hãy liên hệ đơn vị cung cấp để được tư vấn kích thước ống phù hợp.

2. Lưu ý chung về hệ thống ống (General Piping Consideration)

• Với ống nhựa cứng (PVC), cần đặc biệt cẩn thận. Nếu hệ thống có rung động, nên sử dụng khớp nối mềm để tránh nứt vỡ.
• Chọn vật liệu đường ống có khả năng chống ăn mòn hóa chất và tránh hiện tượng ăn mòn điện hóa ở đầu nối bơm.
• Sử dụng ống chịu được áp suất cao nhất của hệ thống.
• Trước khi lắp, cần làm sạch ba via, cạnh sắc, bụi bẩn trong đường ống.
• Toàn bộ ống phải được thổi sạch khí và chất bẩn trước khi kết nối cuối cùng vào bơm.
• Đường hút phải được lắp dốc lên về phía bồn chứa, tránh hình thành túi khí gây sai lệch lưu lượng.
• Khi bơm dung dịch có chứa cặn rắn (slurry), nên lắp chạc chữ thập bịt (plugged crosses) tại các đoạn cua 90° để thuận tiện vệ sinh.

3. Lưu ý về đường ống hút (Suction Piping Consideration)

• Đặt đầu hút thấp hơn mực chất lỏng trong bồn để bơm luôn ngập.
• Lắp đặt bơm càng gần bồn chứa càng tốt để hạn chế mất mồi.
• Không để áp suất âm tại đường hút vì sẽ giảm độ chính xác định lượng.
• Chiều cao hút tối đa cho phép: 2 mét cột nước.
• Với chất lỏng gần điểm sôi, cần đảm bảo có cột áp hút đủ lớn để ngăn chất lỏng bốc hơi.
• Ưu tiên dùng ống kim loại hoặc nhựa trơn để giảm tổn thất ma sát.
• Bắt buộc phải lắp lọc rác (strainer) trên đường hút để ngăn dị vật vào bơm. Kiểm tra và vệ sinh định kỳ để tránh nghẹt gây xâm thực.
• Kích thước ống hút phải lớn hơn cổng hút để tránh thiếu chất lỏng.
• Nếu đường hút dài, nên lắp thêm ống đứng (stand pipe) gần bơm.
• Toàn bộ đường hút phải kín khí tuyệt đối. Sau khi lắp xong, kiểm tra rò rỉ bằng dung dịch xà phòng.

4. Lưu ý về đường ống xả (Discharge Piping Consideration)

Trong hệ thống bơm định lượng, đường ống xả (discharge line) có vai trò quyết định đến hiệu suất và độ chính xác của bơm. Nếu thiết kế hoặc lắp đặt không đúng kỹ thuật, bơm có thể gặp các hiện tượng như mất ổn định lưu lượng, bơm quá tải (overpumping), sai lệch định lượng hoặc thậm chí gây hỏng màng bơm. Dưới đây là các nguyên tắc quan trọng khi lắp đặt đường ống xả:

Đường kính ống xả phải đủ lớn

• Đường ống xả cần được thiết kế đủ lớn để giảm tổn thất áp suất do ma sát trong quá trình bơm hoạt động.
• Nếu đường ống quá nhỏ, áp suất sẽ tăng cao cục bộ, dẫn đến giảm lưu lượng thực tế, ảnh hưởng đến độ chính xác định lượng.
• Với các ứng dụng có chất lỏng nhớt hoặc có hạt rắn lơ lửng, đường ống càng cần rộng hơn để tránh tắc nghẽn và tăng tuổi thọ cho bơm.

Áp suất tại cổng xả phải nằm trong giới hạn cho phép

• Áp suất tối đa tại cổng xả của bơm phải ≤ áp suất định mức được ghi rõ trên nhãn máy.
• Nếu vượt quá áp suất cho phép, nguy cơ quá tải cơ học, hỏng màng bơm hoặc rò rỉ tại các điểm nối sẽ tăng lên đáng kể.
• Do đó, trong quá trình thiết kế hệ thống, kỹ sư cần tính toán kỹ áp suất tổng hợp của đường ống (bao gồm ma sát, cột áp, thiết bị van và phụ kiện).

Duy trì áp suất ngược tối thiểu bằng van chống áp (Back Pressure Valve)

• Một trong những nguyên tắc quan trọng nhất khi vận hành bơm định lượng là phải duy trì áp suất xả tối thiểu ≥ 10 psi (0.7 bar) so với áp suất hút.
• Nếu áp suất xả quá thấp, bơm sẽ bị hiện tượng overpumping – tức là bơm cung cấp lưu lượng nhiều hơn giá trị cài đặt, làm sai lệch định lượng.
• Giải pháp: lắp van chống áp ngược (back pressure valve) ngay sau cổng xả của bơm.
  • Van này giúp tạo ra áp suất ngược nhân tạo, giữ cho bơm hoạt động ổn định.
  • Với các ứng dụng bơm slurry hoặc hóa chất có độ nhớt cao, van chống áp còn giúp giảm hiện tượng dao động lưu lượng.

Đường xả riêng cho từng nồi hơi trong xử lý nước công nghiệp

• Khi bơm hóa chất xử lý nước cấp cho nồi hơi (boiler), tuyệt đối không nên sử dụng một đường ống chung cho nhiều nồi.
• Mỗi nồi hơi cần có một đường xả độc lập, đảm bảo lưu lượng chính xác và tránh hiện tượng chia dòng không đồng đều.
• Đây là yêu cầu bắt buộc trong tiêu chuẩn vận hành nồi hơi công nghiệp, giúp kiểm soát chính xác liều lượng hóa chất, bảo vệ thiết bị và tăng hiệu quả xử lý.

Hạn chế sai lệch định lượng khi xả vào hệ thống phân nhánh

• Trường hợp bắt buộc phải xả vào đường ống phân nhánh, cần đặc biệt lưu ý đến sự chênh lệch áp suất giữa các nhánh.
• Nhánh có áp suất thấp hơn sẽ nhận nhiều lưu lượng hơn, dẫn đến:
  • Mất cân bằng hóa chất trong hệ thống.
  • Ảnh hưởng đến quy trình công nghệ và chất lượng sản phẩm.
• Giải pháp kỹ thuật:
  • Sử dụng van cân bằng áp suất giữa các nhánh.
  • Ưu tiên thiết kế manifold (ống góp) với chiều dài và đường kính đồng đều để giảm chênh áp

Kết luận

Việc lắp đặt hệ thống đường ống cho bơm định lượng đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật. Đặc biệt, cần lưu ý các yếu tố: kích thước đường ống, kiểm soát NPSH, đảm bảo đường hút ngập, lắp lọc rác, tránh bẫy khí, và sử dụng van chống áp ngược.

👉 Khi thực hiện đúng quy trình, bơm định lượng sẽ hoạt động ổn định, chính xác và bền bỉ, giảm thiểu rủi ro hỏng hóc và chi phí bảo dưỡng.

Bài viết được thực hiện bởi: Nguyễn Hồng – Bơm công nghiệp VIMEX

Điện thoại hỗ trợ: 0989 775 196