Trong hệ thống cấp nước, PCCC, HVAC và các hệ thống đường ống công nghiệp, van có thể được lắp trên cả đường ống ngang và đường ống đứng. Tuy nhiên, không phải loại van nào cũng có thể lắp theo mọi hướng.
Điểm quan trọng là phải phân biệt hướng của đường ống với hướng của thân van, trục van và chiều dòng chảy. Với van cổng hoặc van bướm, vấn đề thường nằm ở khả năng thao tác, bảo trì và hướng trục van. Trong khi đó, với van một chiều, hướng lắp đặt có thể ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đóng mở của đĩa van.
Đặc biệt trong hệ thống PCCC, việc lựa chọn và bố trí van cần đồng thời xem xét loại van, chiều dòng chảy, cao độ, khả năng tiếp cận, thoát nước, bảo trì và yêu cầu của thiết kế. TCVN 7336:2021 cũng có các yêu cầu riêng đối với việc bố trí van trên mạng đường ống chữa cháy tự động.
1. ĐƯỜNG ỐNG NGANG VÀ ĐƯỜNG ỐNG ĐỨNG KHÁC NHAU Ở ĐIỂM NÀO?
Có thể hiểu đơn giản:
- Đường ống ngang: tuyến ống chạy theo phương ngang, thường bố trí trên trần, giá đỡ, trong phòng kỹ thuật hoặc dưới sàn.
- Đường ống đứng: tuyến ống chạy theo phương đứng, thường dùng để đưa nước lên các tầng hoặc kết nối giữa các cao độ khác nhau.
Bản thân việc đường ống nằm ngang hay đứng không tự động quyết định van phải lắp theo một tư thế duy nhất.
Điều quyết định là: Loại van đó có cho phép lắp theo tư thế đang dự kiến hay không, chiều dòng chảy có đúng không và sau khi lắp van có thể vận hành, kiểm tra, bảo trì hay không.
Đây là lý do không nên áp dụng một quy tắc kiểu:“Van cổng chỉ được lắp trên ống ngang.”hoặc:“Van bướm lắp trên ống đứng sẽ không sử dụng được.” Những kết luận như vậy quá chung chung.
2. LẮP VAN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG NGANG: CẦN CHÚ Ý GÌ?
Đường ống ngang là trường hợp phổ biến nhất trong hệ thống cấp nước và PCCC. Khi lắp van trên tuyến ống ngang, có 4 vấn đề cần kiểm tra.
2.1. Hướng trục van
Với van bướm, van cổng hoặc một số loại van điều khiển, cần xem xét vị trí trục van.
Ví dụ: đối với van bướm cho biết trong điều kiện thông thường, hãng khuyến nghị trục van ở vị trí đứng và bộ truyền động nằm phía trên; tuy nhiên, một số điều kiện làm việc có thể yêu cầu trục nằm ngang.
Điều này cho thấy: Ống nằm ngang không đồng nghĩa với việc trục van bắt buộc phải nằm ngang hoặc thẳng đứng. Tư thế phù hợp phải được xác định theo model van và hướng dẫn của nhà sản xuất.
2.2. Không gian thao tác
Đối với đường ống ngang chạy cao trên trần, van có thể nằm ở vị trí rất khó tiếp cận.
Ví dụ:
- Van nằm trên cao;
- Tay quay quay vào phía tường;
- Bộ truyền động bị vướng dầm;
- Van bướm bị che bởi máng cáp;
- Van nằm quá sát các tuyến ống khác.
Khi đó, dù van được lắp đúng về mặt kết nối đường ống, việc vận hành thực tế vẫn có thể gặp khó khăn. Vì vậy, khi bố trí van trên đường ống ngang, cần kiểm tra không gian quay tay van, tháo bộ truyền động và tiếp cận các bộ phận cần bảo trì.
3. LẮP VAN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG ĐỨNG CÓ GÌ KHÁC?
Với đường ống đứng, vấn đề quan trọng hơn không chỉ là vị trí tay van mà còn là chiều dòng chảy và tác động của trọng lực lên cơ cấu bên trong van. Điều này đặc biệt rõ đối với van một chiều.
Một số tài liệu cũng hướng dẫn van một chiều dạng swing có thể lắp ngang hoặc đứng, nhưng khi lắp trên đường ống đứng thì chiều dòng chảy phải hướng lên theo mũi tên trên thân van đối với dòng sản phẩm được hướng dẫn. Như vậy: Không thể lấy một loại van một chiều rồi xoay tùy ý để lắp lên ống đứng.
Nếu chiều dòng chảy không phù hợp với thiết kế của van, đĩa van có thể không đóng mở đúng hoặc không đảm bảo chức năng ngăn dòng chảy ngược.
4. VAN CỔNG TRÊN ĐƯỜNG ỐNG NGANG VÀ ĐỨNG
Van cổng (Gate Valve) thường được sử dụng để đóng/mở dòng chảy và rất phổ biến trong hệ thống cấp nước, PCCC.Với loại van này, điều cần quan tâm không phải đơn giản là:“Ống ngang hay ống đứng?”mà là:
Thứ nhất: chiều dòng chảy
Nếu model van có yêu cầu về chiều dòng chảy thì phải lắp theo mũi tên hoặc hướng dẫn của nhà sản xuất.
Thứ hai: hướng trục van
Cần kiểm tra tài liệu kỹ thuật của chính model van để xác định tư thế cho phép.
Thứ ba: khả năng thao tác
Nếu van cổng được lắp trên đường ống đứng cao, tay quay có thể nằm ở vị trí khó thao tác.
Trong trường hợp này có thể cần:
- Tay quay phù hợp;
- Bộ truyền động;
- Giá đỡ;
- Cần thao tác;
- Hoặc phương án tiếp cận riêng.
Không nên tự ý thay đổi cấu hình vận hành chỉ để phù hợp với không gian thi công.
5. VAN BƯỚM TRÊN ĐƯỜNG ỐNG NGANG VÀ ĐƯỜNG ỐNG ĐỨNG
Van bướm có tính linh hoạt khá cao về vị trí lắp đặt, nhưng tư thế trục và khoảng hở quanh đĩa van vẫn rất quan trọng.
Một số dòng van bướm được nhà sản xuất cho phép lắp trên cả đường ống ngang và đứng. Ví dụ, tài liệu của Keystone cho biết một số dòng van bướm của hãng có thể lắp trên đường ống ngang, đứng hoặc các tư thế trung gian; tuy nhiên, với môi chất có cặn, nhà sản xuất có thể khuyến nghị tư thế trục khác để hạn chế tích tụ cặn quanh đĩa và trục.
Đối với đường ống ngang
Cần đặc biệt chú ý:
- Vị trí trục;
- Khoảng hở để đĩa van xoay;
- Khoảng cách với co, tê, van khác;
- Khoảng cách với bơm;
- Hướng lắp bộ truyền động.
Đối với đường ống đứng
Cần kiểm tra:
- Van có được nhà sản xuất cho phép lắp đứng hay không;
- Chiều dòng chảy;
- Vị trí bộ truyền động;
- Trọng lượng của cụm van;
- Khả năng chịu tải của giá đỡ;
- Không gian tháo van khi bảo trì.
6. VAN MỘT CHIỀU: ĐÂY LÀ LOẠI CẦN ĐẶC BIỆT LƯU Ý KHI CHUYỂN TỪ ỐNG NGANG SANG ỐNG ĐỨNG
Đây là điểm quan trọng nhất của chủ đề này.
Van một chiều hoạt động dựa trên sự thay đổi dòng chảy và cơ cấu đóng/mở tự động. Vì vậy, hướng lắp đặt ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của van. Nếu lắp ngược trên một tuyến ống đứng, có thể xảy ra tình trạng:
- Đĩa van không mở đúng;
- Tăng tổn thất áp suất;
- Van đóng không ổn định;
- Không ngăn dòng chảy ngược đúng chức năng;
- Phát sinh va đập thủy lực trong một số điều kiện vận hành.
Vì vậy, với van một chiều:Mũi tên trên thân van phải được kiểm tra trước khi lắp. Không nên dựa vào hình dáng bên ngoài để phán đoán chiều lắp.
7. VÌ SAO VAN MỘT CHIỀU TRÊN ỐNG ĐỨNG THƯỜNG ƯU TIÊN DÒNG CHẢY HƯỚNG LÊN?
Có thể hình dung một van một chiều dạng lá lật. Khi nước đi từ dưới lên, dòng chảy tạo lực mở đĩa van, cho phép nước đi qua.
Khi dòng chảy dừng hoặc có xu hướng đảo chiều, đĩa van trở về vị trí đóng để hạn chế dòng chảy ngược.
Trong khi đó, nếu loại van này được lắp trên ống đứng nhưng dòng chảy đi xuống, trọng lực và cơ cấu của đĩa có thể làm đặc tính đóng mở thay đổi.
Tuy nhiên, đây không phải quy tắc áp dụng cho mọi loại van một chiều. Có nhiều thiết kế khác nhau:
- Van một chiều lá lật;
- Van một chiều lò xo;
- Van một chiều wafer;
- Van một chiều dạng nâng;
- Van một chiều chống va đập.
Mỗi loại có đặc tính riêng. Vì vậy, cách làm đúng là: Xác định loại van → kiểm tra tài liệu kỹ thuật → xác định tư thế lắp → xác định chiều dòng chảy.
8. ĐƯỜNG ỐNG ĐỨNG TRONG HỆ THỐNG PCCC CẦN ĐẶC BIỆT CHÚ Ý VAN KHÓA
Đối với hệ thống chữa cháy tự động bằng nước, việc bố trí van không chỉ liên quan đến khả năng đóng/mở mà còn liên quan đến khả năng duy trì trạng thái sẵn sàng của hệ thống.
Theo Mục 5.5.9 TCVN 7336:2021, không được lắp đặt van khóa trên đường ống chính và đường ống phân phối, ngoại trừ những trường hợp được tiêu chuẩn cho phép. Tiêu chuẩn cũng quy định van xả khí tại điểm trên cùng của mạng đường ống chữa cháy bằng nước tại Mục 5.5.8.
Điểm này rất đáng chú ý khi thiết kế đường ống đứng
Bởi trên một riser PCCC, ngoài van khóa còn có thể xuất hiện:
- Van xả khí;
- Van xả nước;
- Van một chiều;
- Van báo động;
- Công tắc dòng chảy;
- Đồng hồ áp suất;
- Các cụm van tầng.
Việc bố trí cần được tính toán để vừa đáp ứng chức năng thủy lực vừa thuận tiện kiểm tra, bảo trì.
9. VAN TRÊN ĐƯỜNG ỐNG ĐỨNG CẦN QUAN TÂM ĐẾN GIÁ ĐỠ NHIỀU HƠN
Một cụm van thường có khối lượng lớn hơn đoạn ống thông thường. Khi đặt trên đường ống đứng, tải trọng của:
- Van;
- Mặt bích;
- Bộ truyền động;
- Đoạn ống;
- Phụ kiện đi kèm;
có thể tạo tải đáng kể lên hệ thống giá đỡ.
Đối với hệ thống chữa cháy tự động, TCVN 7336:2021 Mục 5.5.19 yêu cầu đường ống phải được gắn bằng thiết bị giữ trực tiếp với kết cấu công trình và không được sử dụng đường ống để trợ lực cho các kết cấu khác. Tiêu chuẩn cũng quy định khoảng cách đai giữ theo đường kính ống. Vì vậy, khi bố trí van nặng trên riser, không nên để toàn bộ tải trọng tập trung lên một đoạn ống hoặc mối nối.
Thực tế thi công: cần xem xét bổ sung giá đỡ hoặc kết cấu đỡ phù hợp với khối lượng cụm van và phương án lắp đặt.
10. MỘT KHÁC BIỆT NỮA: THOÁT NƯỚC VÀ TÍCH TỤ KHÍ
Đối với hệ thống đường ống PCCC, hướng tuyến ống có liên quan trực tiếp đến việc thoát khí và thoát nước.
TCVN 7336:2021 quy định phải bố trí van xả khí tại điểm trên cùng của mạng đường ống chữa cháy bằng nước theo Mục 5.5.8. Đồng thời, đối với một số hệ thống, đường ống phải được bố trí độ dốc để loại bỏ chất chữa cháy đọng lại sau khi kích hoạt hoặc thử nghiệm. Do đó, với đường ống đứng, vị trí cao nhất và thấp nhất cần được xem xét ngay từ giai đoạn thiết kế.
Ví dụ:
Điểm cao → có nguy cơ tích khí → xem xét bố trí van xả khí.
Điểm thấp → có nguy cơ đọng nước → xem xét giải pháp xả nước phù hợp với hệ thống.
Đây là một trong những khác biệt quan trọng giữa việc chỉ “lắp được van” và việc bố trí một cụm van đúng về mặt vận hành hệ thống.
11. SO SÁNH NHANH LẮP VAN TRÊN ỐNG NGANG VÀ ỐNG ĐỨNG
|
Tiêu chí |
Đường ống ngang |
Đường ống đứng |
|---|---|---|
|
Khả năng lắp van |
Thường thuận lợi |
Phải kiểm tra kỹ tư thế |
|
Chiều dòng chảy |
Quan trọng với van có hướng |
Đặc biệt quan trọng với van một chiều |
|
Trục van |
Kiểm tra theo model |
Kiểm tra theo model và không gian |
|
Tay quay/bộ truyền động |
Dễ bố trí hơn |
Có thể khó tiếp cận |
|
Trọng lượng cụm van |
Tải phân bố theo tuyến |
Có thể tạo tải lớn lên riser |
|
Thoát khí |
Xem xét tại điểm cao |
Rất quan trọng ở đỉnh riser |
|
Thoát nước |
Xem xét tại điểm thấp |
Cần quan tâm tại đáy tuyến |
|
Giá đỡ |
Theo thiết kế tuyến ống |
Cần chú ý tải trọng cụm van |
|
Van một chiều |
Thường dễ bố trí hơn |
Phải kiểm tra chiều dòng chảy |
|
Bảo trì |
Tương đối thuận lợi |
Có thể cần sàn thao tác/không gian tiếp cận |
12. NHỮNG LỖI THƯỜNG GẶP KHI LẮP VAN TRÊN ỐNG NGANG VÀ ỐNG ĐỨNG
Lỗi 1: Thấy van nào cũng lắp được mọi tư thế
Đây là sai lầm phổ biến nhất.Van cổng, van bướm, van một chiều, van cầu, van giảm áp... có cấu tạo và yêu cầu lắp đặt khác nhau.Không thể dùng một quy tắc chung cho tất cả.
Lỗi 2: Không kiểm tra mũi tên dòng chảy
Đặc biệt nguy hiểm đối với van một chiều. Một số dòng van một chiều yêu cầu dòng chảy theo đúng hướng mũi tên trên thân và có giới hạn rõ về tư thế lắp đặt.
Lỗi 3: Lắp van quá sát co hoặc tê
Dòng chảy sau co, tê hoặc các phụ kiện thay đổi hướng có thể bị rối loạn. Một số nhà sản xuất van bướm đưa ra khuyến nghị về khoảng cách giữa van và các phần tử khác trong hệ thống để hạn chế ảnh hưởng đến hoạt động của van. Do đó, không nên mặc định: “Chỗ nào còn khoảng trống thì nhét van vào.”
Lỗi 4: Không chừa không gian tháo van
Van có thể hoạt động bình thường ngay sau khi lắp nhưng vài năm sau sẽ phát sinh vấn đề khi:
- Thay gioăng;
- Tháo mặt bích;
- Thay bộ truyền động;
- Kiểm tra đĩa;
- Thay van.
Vì vậy, khả năng bảo trì phải được tính ngay từ lúc bố trí tuyến ống.
13. QUY TRÌNH KIỂM TRA TRƯỚC KHI LẮP VAN
Đối với nhà thầu cơ điện hoặc PCCC, có thể áp dụng quy trình 6 bước:
Bước 1: Xác định loại van
Van cổng, van bướm, van một chiều, van giảm áp, van xả khí...
Bước 2: Xác định hướng đường ống
Ống ngang hay ống đứng.
Bước 3: Xác định chiều dòng chảy
Đặc biệt quan trọng đối với van có yêu cầu về hướng dòng.
Bước 4: Kiểm tra tài liệu kỹ thuật của van
Xác định:
- Tư thế lắp;
- Chiều dòng chảy;
- Vị trí trục;
- Khoảng hở;
- Điều kiện vận hành.
Bước 5: Kiểm tra không gian thao tác
Đảm bảo có thể:
- Đóng/mở;
- Quan sát trạng thái;
- Tháo lắp;
- Bảo trì.
Bước 6: Kiểm tra giá đỡ và toàn bộ cụm
Đặc biệt đối với van lớn trên đường ống đứng.
Lắp van trên đường ống ngang và đường ống đứng không khác nhau đơn thuần ở việc “xoay van 90°”. Sự khác biệt thực sự nằm ở chiều dòng chảy, tư thế làm việc của cơ cấu van, tác động của trọng lực, tải trọng cụm van, khả năng thao tác và điều kiện bảo trì.
Riêng trong hệ thống PCCC, việc bố trí van còn phải phù hợp với thiết kế hệ thống và các yêu cầu của TCVN 7336:2021. Tiêu chuẩn này quy định các vấn đề liên quan đến van, xả khí, đường ống, giá đỡ và khả năng kiểm soát trạng thái van trong hệ thống chữa cháy tự động.
