Hơi chớp nhoáng(Flash steam) là tên được đặt cho hơi nước hình thành từ nước ngưng nóng khi áp suất giảm.

Hơi nước chớp nhoáng không khác gì hơi nước thông thường, nó chỉ là một cái tên thuận tiện dùng để giải thích cách hình thành hơi nước. Hơi bình thường hoặc hơi “sống” được tạo ra tại nồi hơi, máy tạo hơi nước hoặc máy thu hồi nhiệt thải - trong khi hơi chớp nhoáng xảy ra khi nước ngưng tụ ở áp suất cao/nhiệt độ cao tiếp xúc với sự sụt giảm áp suất lớn chẳng hạn như khi thoát khỏi bẫy hơi.

Nước ngưng ở nhiệt độ cao chứa năng lượng dư thừa khiến nó không thể tồn tại ở dạng lỏng ở áp suất thấp hơn. Kết quả là năng lượng dư thừa khiến một phần trăm chất ngưng tụ bốc cháy.

Nguyên nhân gây ra Flash Steam?

Hơi nước bốc lên xảy ra do điểm bão hòa của nước thay đổi tùy theo áp suất. Ví dụ, điểm bão hòa của nước là 100 °C (212 °F) ở áp suất khí quyển, nhưng là 184 °C (363 °F) ở áp suất 1,0 MPaG (145 psig).

Vậy điều gì xảy ra khi nước ngưng được giữ dưới áp suất ở 184 °C (363 °F) được thải vào khí quyển? Chất ngưng tụ chứa quá nhiều năng lượng (entanpy) để tồn tại hoàn toàn ở dạng lỏng và một phần của nó bay hơi, làm cho nhiệt độ của phần ngưng tụ còn lại giảm xuống nhiệt độ bão hòa (tức là 100 °C hoặc 212 °F nếu thải vào khí quyển). Hiện tượng này được gọi là bay hơi chớp nhoáng.

Nói cách khác, khi nước ngưng nóng được thải vào môi trường có áp suất thấp hơn, entanpy (tổng năng lượng) của nó vẫn giữ nguyên, nhưng điểm bão hòa của nó giảm xuống (nhiệt độ mà nước ngưng tụ có thể tồn tại ở cả trạng thái lỏng và khí). Để bù đắp phần năng lượng dư thừa, một phần phân tử nước sẽ hấp thụ phần năng lượng dư thừa dưới dạng ẩn nhiệt và bay hơi tạo thành hơi nước.

Ghi chú bổ sung
Một trong những điều đầu tiên bạn nghĩ đến khi hình dung hơi nước chớp nhoáng là những đám mây hơi nước có thể xuất hiện bên ngoài bẫy làm mát không phụ thoát ra khí quyển. Những đám mây hơi nước này thường có thể bị hiểu sai là rò rỉ hơi nước trực tiếp trong khi trên thực tế, chúng chỉ đơn giản bao gồm phần ngưng tụ lóe lên với những giọt nước mịn lơ lửng, gây ra bởi sự bùng nổ của phần ngưng tụ nóng được giải phóng vào khí quyển.

Để được giải thích chi tiết hơn, vui lòng đọc bài viết: Bẫy của tôi có bị rò rỉ hơi sống không?.

Tính % Flash Steam được tạo ra

% lượng hơi bốc nhanh được tạo ra (tỷ lệ hơi nhanh) có thể được tính từ:

Ở đâu:

hf1 = Entanpi riêng của nước bão hòa ở đầu vào*
hf2 = Entanpi riêng của nước bão hòa ở đầu ra
hfg2 = Ẩn nhiệt của hơi bão hòa ở cửa ra
* Trong các bẫy được thiết kế để có lượng làm mát phụ đáng kể của nước ngưng trước khi xả, nhiệt lượng của nước ngưng ở đầu vào bẫy có thể thấp hơn đáng kể so với khi ước tính sử dụng các giá trị hơi bão hòa áp suất đầu vào.

Như đã thấy trong các ví dụ dưới đây, % hơi chớp nhoáng được tạo ra khi nước ngưng tụ được xả vào khí quyển (ví dụ 1) cao hơn so với khi nó được thải vào hệ thống hồi lưu kín (ví dụ 2):

• SI Units

• Imperial Units

Mẹo
Sử dụng Máy tính kỹ thuật trực tuyến của TLV để tính toán nhanh chóng và chính xác lượng hơi chớp nhoáng được tạo ra bởi nước ngưng nóng.

Truy cập ngay

Khối lượng Flash Steam được tạo ra

Hơi nước có mật độ thấp hơn nhiều so với nước, điều đó có nghĩa là một sự gia tăng nhỏ về tỷ lệ hơi nước nhanh được tạo ra có thể xuất hiện khi thể tích hơi được tạo ra tăng lên đáng kể. Hình ảnh động bên dưới cho thấy sự khác biệt về tỷ lệ hơi nước và nước ngưng trong ví dụ 1 và 2 (xem ở trên) khi áp dụng cho đường ống hồi nước ngưng.

Để hiểu chi tiết hơn, thể tích riêng của nước ngưng ở 100 °C (212 °F) là 0,00104 m3/kg (0,0167 ft3/lb) và thể tích riêng của hơi nước trong khí quyển là 1,67 m3/kg (26,8 ft3/lb) . Khi nước ngưng ở nhiệt độ cao ở 1,0 MPaG (145 psig) được thải ra áp suất thấp hơn như khí quyển, 16,1% khối lượng của nước ngưng đó sẽ chuyển thành hơi nước. Tỷ lệ thể tích thu được có thể được đối chiếu như sau:

Tính tỷ lệ chớp cháy và ngưng tụ (số liệu)
Thể tích nước ngưng: (1 - 16,1%) x 0,00104 m3/kg = 0,000873 m3/kg
Thể tích hơi: 16,1% x 1,67 m3/kg = 0,269 m3/kg
Tỷ lệ chớp cháy và ngưng tụ: 0,269 m3/kg / 0,000873 m3/kg = 308:1
Tính tỷ lệ chớp cháy và ngưng tụ (Imperial)
Thể tích nước ngưng: (1 - 16,1%) x 0,0167 ft3/lb = 0,0140 ft3/lb
Thể tích hơi nước: 16,1% x 26,8 ft3/lb = 4,31 ft3/lb
Tỷ lệ chớp nhoáng và ngưng tụ: 4,31 ft3/lb / 0,0140 ft3/lb = 308:1

Phải làm gì với Flash Steam?

Đám mây hơi được hình thành bởi hơi nước nhanh là sản phẩm phụ tự nhiên của quá trình xả nước ngưng tụ. Vì hơi nước nhanh có chất lượng tương đương với hơi nước trực tiếp nên các cơ sở hiện đại thường cố gắng tái sử dụng một lượng đáng kể hơi nước nhanh bất cứ khi nào có thể.

Tái sử dụng hơi nhanh được tạo ra bởi hệ thống áp suất cao hơn để sử dụng trong hệ thống áp suất thấp hơn có thể giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể ngoài việc cải thiện môi trường làm việc của nhà máy bằng cách giảm các đám mây hơi. Khi cố gắng triển khai hệ thống quản lý nhiệt thải, hệ thống thu hồi nước ngưng và hệ thống thu hồi hơi nước nhanh thường được đánh giá cùng nhau như một cặp.