Tấm chặn lưu lượng là một bộ phận có cấu trúc đơn giản nhưng quan trọng trong các hệ thống điều khiển lưu chất công nghiệp. Nó chủ yếu được sử dụng để kiểm soát lưu lượng lưu chất, giảm áp suất lưu chất hoặc đạt được việc cung cấp lưu chất định lượng.
Với những ưu điểm như chi phí thấp, cấu trúc nhỏ gọn và dễ bảo trì, nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp bao gồm dầu khí, kỹ thuật hóa học, điện lực, luyện kim và xử lý nước.
Tấm chặn lưu lượng là một thiết bị giảm áp được lắp đặt trong hệ thống đường ống, thường bao gồm một tấm kim loại có lỗ xuyên với kích thước cụ thể. Cấu trúc cốt lõi của nó là bản thân tấm chặn. Hình dạng, kích thước của tấm chặn và phương pháp kết nối với đường ống được thiết kế dựa trên các điều kiện làm việc và đặc tính lưu chất cụ thể.
Đối với một tấm chặn có đường kính lỗ nhất định, khi có chênh lệch áp suất nhất định qua tấm chặn, lưu lượng lưu chất đi qua tấm chặn sẽ tăng khi chênh lệch áp suất tăng. Tuy nhiên, khi chênh lệch áp suất vượt quá một giá trị nhất định (tức là chênh lệch áp suất tới hạn) và vận tốc dòng chảy đạt tốc độ âm thanh, lưu lượng qua tấm chặn sẽ không còn tăng theo sự gia tăng của chênh lệch áp suất. Dựa trên nguyên lý này, tấm chặn lưu lượng giới hạn lưu lượng lưu chất và giảm áp suất.
- Cấu trúc đơn giản: Tấm chặn lưu lượng có cấu trúc tương đối đơn giản, chỉ bao gồm một vài bộ phận. Quy trình sản xuất của nó đơn giản và chi phí thấp.
- Dễ lắp đặt và bảo trì: Phương pháp lắp đặt đơn giản. Dù là kết nối mặt bích hay kết nối hàn, việc thi công đều thuận tiện. Trong quá trình bảo trì, nếu xảy ra sự cố, việc thay thế hoặc sửa chữa tương đối dễ dàng, không cần các công cụ và công nghệ phức tạp.
- Phạm vi ứng dụng rộng rãi: Nó có thể được áp dụng cho nhiều loại lưu chất khác nhau (chất lỏng, khí, hơi nước, v.v.) và các dải áp suất và nhiệt độ làm việc khác nhau, và có thể hoạt động trong nhiều tình huống công nghiệp khác nhau.
- Không có bộ phận chuyển động: Không giống như van, tấm chặn lưu lượng không có bộ phận chuyển động. Do đó, không có vấn đề hỏng hóc do mài mòn bộ phận, kẹt, v.v. Nó có độ tin cậy cao và tuổi thọ dài.
- Phạm vi điều chỉnh lưu lượng hạn chế: Đường kính lỗ của tấm chặn lưu lượng là cố định. Một khi đã thiết kế và sản xuất, phạm vi lưu lượng mà nó có thể kiểm soát về cơ bản đã được xác định. Nó không thể thực hiện điều chỉnh lưu lượng liên tục như van điều khiển, do đó khả năng thích ứng kém với các điều kiện làm việc có sự thay đổi lưu lượng lớn.
- Tổn thất áp suất lớn: Do hiệu ứng giảm áp tạo ra khi lưu chất đi qua tấm chặn lưu lượng, sẽ xảy ra tổn thất áp suất nhất định. Trong một số hệ thống nhạy cảm với tổn thất áp suất, điều này có thể làm tăng tiêu thụ năng lượng.
- Nhạy cảm với đặc tính lưu chất: Khi các đặc tính của lưu chất (như độ nhớt, mật độ, v.v.) thay đổi, hiệu ứng hạn chế lưu lượng của tấm chặn lưu lượng sẽ bị ảnh hưởng ở một mức độ nhất định, điều này có thể khiến lưu lượng sai lệch so với giá trị mong đợi.
- Dễ bị tắc nghẽn: Đối với lưu chất chứa nhiều hạt rắn và tạp chất, lỗ xuyên của tấm chặn lưu lượng dễ bị tắc nghẽn, ảnh hưởng đến hoạt động bình thường và yêu cầu làm sạch, bảo trì thường xuyên.
Các chức năng chính của tấm chặn lưu lượng là hạn chế lưu lượng và giảm áp suất, do đó nó có thể được sử dụng trong các trường hợp sau:
-
Các trường hợp giảm áp suất vật liệu quy trình
Khi vật liệu quy trình chảy từ khu vực áp suất cao sang khu vực áp suất thấp, tấm chặn lưu lượng có thể kiểm soát sự giảm áp. Bằng cách lắp đặt tấm chặn lưu lượng, áp suất vật liệu có thể được giảm dần để đáp ứng yêu cầu áp suất vận hành. Tấm chặn lưu lượng tương đối đơn giản, đáng tin cậy và chi phí thấp, do đó nó có nhiều ưu điểm hơn một số thiết bị giảm áp phức tạp trong các trường hợp này.
-
Các trường hợp bảo vệ van
Khi cần giảm áp suất lớn giữa thượng lưu và hạ lưu của van trong đường ống, lưu chất sẽ gây ăn mòn nghiêm trọng cho van. Nếu việc giảm áp qua lỗ chặn không tạo ra pha khí, việc kết nối tấm chặn nối tiếp ở thượng lưu của van có thể giảm hiệu quả tác động của lưu chất lên van.
-
Các trường hợp tuần hoàn liên tục lưu lượng nhỏ
(1)
Đường ống xả rửa bơm: Trong thiết bị hóa chất, một số bộ phận như phớt cơ khí của bơm yêu cầu lưu chất xả rửa liên tục để ngăn ngừa rò rỉ môi chất và hư hỏng phớt. Tấm chặn lưu lượng có thể đảm bảo cung cấp ổn định lưu chất xả rửa với lưu lượng nhỏ. Sau khi lắp đặt tấm chặn lưu lượng, có thể cung cấp một lượng lưu chất xả rửa phù hợp, không chỉ đảm bảo hiệu quả làm mát và xả rửa phớt mà còn không ảnh hưởng xấu đến hoạt động của bơm.
(2)
Đường ống bypass của bơm dự phòng nóng: Trong hệ thống có bơm dự phòng, cần có một lưu lượng bypass nhất định để giữ cho bơm dự phòng ở trạng thái sẵn sàng nóng. Tấm chặn lưu lượng có thể kiểm soát lưu lượng bypass này để đảm bảo bơm dự phòng có thể được đưa vào sử dụng bất cứ lúc nào.
(3)
Ống lấy mẫu phân tích: Khi phân tích thành phần của lưu chất quy trình, ống lấy mẫu yêu cầu một lưu lượng mẫu nhỏ và liên tục. Tấm chặn lưu lượng có thể kiểm soát chính xác lưu lượng mẫu.
-
Các trường hợp giảm áp và giảm tiếng ồn hoặc giảm mài mòn
Trong hệ thống thông hơi, sự giảm áp đột ngột có thể tạo ra tiếng ồn lớn. Bằng cách lắp đặt tấm chặn lưu lượng, áp suất lưu chất có thể được giảm dần, điều này có thể giảm hiệu quả tiếng ồn và mài mòn.
Có thể tham khảo các tiêu chuẩn liên quan đến tấm chặn lưu lượng: HG/T 20570.15 Thiết lập tấm chặn lưu lượng đường ống, GB/T 2624.2-2006 Đo lưu lượng lưu chất trong ống kín bằng thiết bị chênh lệch áp suất lắp đặt trong ống tiết diện tròn - Phần 2: Tấm chặn, và ISO 5167.
Tấm chặn lưu lượng và lỗ đo lưu lượng có những điểm tương đồng nhất định về cấu trúc, vì cả hai đều kiểm soát lưu chất bằng cách thay đổi tiết diện dòng chảy. Tuy nhiên, mục đích thiết kế của chúng khác nhau: tấm chặn lưu lượng chủ yếu tập trung vào việc hạn chế lưu lượng và giảm áp suất, trong khi lỗ đo lưu lượng được sử dụng nhiều hơn cho việc đo lưu lượng, tính toán lưu lượng lưu chất bằng cách đo chênh lệch áp suất qua lỗ đo.
Ngoài ra, về thiết kế cấu trúc và yêu cầu độ chính xác, lỗ đo lưu lượng thường đòi hỏi khắt khe hơn tấm chặn lưu lượng để đảm bảo độ chính xác đo lường.
