CONTROL VALVE (VAN ĐIỀU KHIỂN) LÀ GÌ? CẤU TẠO, PHÂN LOẠI VÀ CÁCH CHỌN DỂ HIỂU NHẤT.
Nếu bạn đã từng thắc mắc làm thế nào mà các nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa chất hay các giàn khoan ngoài khơi có thể tự động giữ cho nhiệt độ, áp suất và lưu lượng luôn ổn định ở một con số chính xác mà không cần con người đứng ra vận hành bằng tay ?
Câu trả lời ở đây là Van điều khiển (Control Valve). Đây là con ác chủ bài của hệ thống tự động hóa trong công nghiệp. Ở đây DANSON sẽ giải thích cơ bản và dễ hiểu nhất về loại van này.
1. Hiểu nhanh Van điều khiển là gì ?
Van điều khiển là loại van có khả năng tự điều khiển lưu lượng dòng chảy (nước, gas, hơi nóng…) ở các mức độ từ 0% tới 100% một cách tự động dựa trên tín hiệu truyền về từ trung tâm điều khiển.
2. Cấu tạo của Van điều khiển gồm những gì ?
Một bộ van điều khiển hoàn chỉnh được ghép lại từ 3 bộ phận chính:
2.1 Thân Van
Là bộ phận tiếp nhận lưu chất đi qua trực tiếp. Dựa vào môi trường làm việc mà chọn các loại vật liệu phù hợp, ở đây thường sẽ có các vật liệu sau:
- Thân Gang, Thân Thép (A105, A105N, A350 LF2, A350 LF3, A216 WCB, A217 WC6, A217 WC9), Thép không gỉ (A351 CF8, A351 CF8M, A351 CF3, A351 CF3M…)
2.2 Bộ phận điều khiển (Actuator)
Đây là bộ phận truyền lực, để điều khiển hoạt động đóng mở của Van, ở đây thường có 2 loại cơ bản:
- Điều khiển bằng khí nén (Pneumatic Actuator): Dùng lực khí nén để đẩy lò xo, đây là loại phổ biến nhất vì ưu điểm đóng mở nhanh, an toàn không lo cháy nổ, và ngân sách tiết kiệm nhất.
- Điều khiển bằng điện (Electric Actuator): Dùng motor điện điển quay/ đẩy thân van. Dễ dàng sử dụng, chỉ cần cắm điện là vận hành, tuy nhiên quá trình đóng mở thì chậm hơn so với điều khiển bằng khí nén.
2.3 Bộ định vị (Positioner):
Đây được xem là bộ não của điều khiển van, thiết bị này đo đạt và điều khiển vị trí đóng mở của van, bằng cách nhận tín hiệu (4-20mA) từ tủ điều khiển trung tâm.
3. Nguyên lý hoạt động
Quá trình điều khiển van sẽ được hoạt động theo trình tự như sau:
Cảm biến đo áp suất/ nhiệt độ => Tủ điều khiển (PLC/ DCS) => Positioner => Actuator => Van quay.
4. Các dòng Van điều khiển phổ biến
4.1 Van chuyển động theo phương thẳng (Linear Valve)
Là dòng van được điều khiển theo phương pháp tịnh tiến, lên/ xuống theo phương thẳng như, Van cầu, Van Màng.
4.2 Van chuyển động xoay 90 độ
Dòng van xoay 1 góc từ 0-90 độ để đóng/ mở, ứng viên tiêu biểu là:
- Van bi điều khiển
- Van bướm điều khiển
5. Các thuật ngữ kỹ thuật cần lưu ý khi chọn mua van điều khiển:
- Hệ số lưu lượng (Cv/ Kv): Là chỉ số thể hiện năng lực cho dòng chảy đi qua của van. Khi Cv càng lớn thì van sẽ càng to, dựa vào hệ số Cv này mà nhà máy sẽ lựa chọn kích thước của van phù hợp.
- Thường đóng/ Thường mở: Fail Close/ Fail Open, đây là trạng thái khi van gặp sự cố khẩn cấp như mất điện, mất khí, thì van sẽ tự đóng hay tự mở ra. Phù thuộc vào đặc tính của lưu chất, cài đặt của nhà máy.
- Độ rò rỉ (Seat Leakage Class): Thể hiện khả năng làm kín của van khi đóng hoàn toàn. Đây là hệ số an toàn khi chọn van, đặc biệt dùng cho những lưu chất có độ nguy hiểm cao, khi có hiện tượng rò rỉ sẽ ảnh hưởng tới an toàn của hệ thống đường ống. Ở đây chúng ta tìm hiểu một vài Class phổ biến nhất:
- – Class IV: Cho phép 1 lượng rò rỉ cực nhỏ, đây là mức thông dụng ở công nghiệp
- – Class VI: Đây là gần như khắc khe nhất, đóng kín hoàn toàn, không cho phép rò rỉ.
6. Kết luận
Van điều khiển (Control Valve) không đơn giản là một con van mua về là được. Để cho van vận hành được ổn định, bền bỉ và chính xác, cần phải có sự tính toán về áp suất trước/ sau, nhiệt độ, áp suất, loại lưu chất sử dụng để tính toán dòng van, vật liệu và phương thức điều khiển. Hy vọng qua bài viết này sẽ giúp các bạn có cái nhìn cơ bản để tự tin tìm hiểu và lựa chọn cho Van điều khiển phù hợp với nhu cầu của mình.