Ở các khu vực có vĩ độ cao, khi bố trí đường ống khí nén ngoài trời, có cần tính đến biện pháp chống đóng băng không?

Tại sao ở các vùng vĩ độ cao phải tính đến biện pháp chống đóng băng?

Tại các vùng vĩ độ cao, nhiệt độ môi trường vào mùa đông thường giảm xuống dưới âm hàng chục độ C. Dù khí nén trong quá trình sản xuất vẫn mang một mức nhiệt nhất định, nhưng sau khi được vận chuyển trên quãng đường dài ngoài trời, nhiệt lượng sẽ bị mất đi rất nhanh. Khi nhiệt độ của khí trong đường ống hạ xuống dưới điểm sương, hơi nước chứa trong không khí sẽ ngưng tụ thành nước lỏng. Nếu nhiệt độ tiếp tục giảm xuống dưới điểm đóng băng, lượng nước ngưng này sẽ đóng băng, từ đó gây ra hàng loạt vấn đề kỹ thuật nghiêm trọng. Do đó, thiết kế chống đóng băng là khâu không thể thiếu.

Các rủi ro chính mà bố trí ngoài trời phải đối mặt

Môi trường ngoài trời tiếp xúc trực tiếp với luồng khí lạnh khắc nghiệt, diện tích tỏa nhiệt của đường ống lớn, khiến nhiệt độ giảm rất nhanh. Nếu không áp dụng các biện pháp chống đóng băng, chủ yếu sẽ phải đối mặt với những rủi ro sau:

• Đường ống bị đóng băng và nứt vỡ:Khi nước đóng băng, thể tích của nó tăng lên; ứng suất lớn phát sinh có thể làm nứt vỡ các đường ống kim loại, phụ kiện ống hoặc van, dẫn đến rò rỉ khí nén.
• Tắc nghẽn hệ thống:Các tinh thể băng tích tụ tại các đoạn uốn cong, chỗ chuyển đổi đường kính ống hoặc bên trong van, làm giảm diện tích tiết lưu của dòng chảy, thậm chí gây tắc nghẽn hoàn toàn đường ống, dẫn đến áp suất khí tại các thiết bị sử dụng ở cuối đường ống bị thiếu hoặc mất nguồn cung cấp.
• Sự cố thiết bị đo lường và van:Sự đóng băng bên trong các van điều khiển khí nén và thiết bị đo lường chính xác có thể gây kẹt cứng khi vận hành, làm mất khả năng làm kín hoặc dẫn đến sai số trong chỉ số đo, từ đó ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình điều khiển sản xuất.

Các biện pháp chống đóng băng và bảo ôn khoa học

Đối với khí hậu cực đoan tại các khu vực vĩ độ cao, cần triển khai đồng bộ phương án phòng chống đóng băng ngay từ khâu thiết kế và trong giai đoạn thi công:

• Thi công lớp bảo ôn:Bọc bên ngoài đường ống bằng vật liệu cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt thấp, chẳng hạn như bọt cao su – nhựa hoặc bọt polyurethane, rồi phủ thêm lớp vỏ nhôm hoặc tôn mạ kẽm làm lớp bảo vệ nhằm giảm thiểu tổn thất nhiệt.
• Sưởi ấm bằng điện hoặc sưởi ấm bằng hơi nước:Đối với các khu vực cực lạnh hoặc những đoạn đường ống quan trọng, cần lắp đặt thêm dây điện trở sưởi hoặc ống sưởi bên trong lớp bảo ôn nhằm chủ động bù đắp nhiệt lượng, đảm bảo nhiệt độ trong lòng ống luôn cao hơn điểm đóng băng.
• Tối ưu hóa độ dốc đường ống và hệ thống thoát nước:Bố trí đường ống cần duy trì độ dốc thuận nhất định, đồng thời tại các điểm thấp phải lắp đặt van xả nước tự động hoặc van xả nước bằng tay để kịp thời thoát nước ng condensate, từ đó giảm thiểu khả năng tích tụ nước trong đường ống dẫn đến đóng băng.
• Xử lý sấy trước:Nâng cao hiệu suất sấy của thiết bị xử lý sau máy nén khí, giảm nhiệt độ điểm sương của khí nén, từ đó hạn chế hàm lượng hơi nước ngay tại nguồn.

Khuyến nghị về bảo trì và quản lý hàng ngày

Sau khi hệ thống cơ sở hạ tầng được hoàn thiện, công tác quản lý hàng ngày cũng đóng vai trò quan trọng không kém. Trước khi mùa đông đến, cần tiến hành kiểm tra toàn diện xem lớp bảo ôn có bị rách hay không và hệ thống sưởi ấm có hoạt động bình thường hay không. Trong thời gian vận hành, cần tăng tần suất kiểm tra, tập trung rà soát tình trạng thoát nước của các van xả nước để bảo đảm dòng chảy thông suốt. Đối với những đoạn đường ống ngừng hoạt động trong thời gian dài, nhất thiết phải xả sạch toàn bộ nước đọng bên trong nhằm ngăn ngừa hiện tượng đóng băng gây hư hại khi thiết bị ở trạng thái tĩnh.