Van tuyến tính (Linear Control Valve) là thiết bị điều tiết lưu lượng theo dạng tuyến tính, vốn yêu cầu độ chính xác rất cao. Trong các hệ thống Steam – Oil – Water – HVAC, chỉ cần một bộ phận sai số nhỏ cũng làm toàn bộ quá trình điều khiển bị lệch.

Van tuyến tính là thiết bị quan trọng trong hệ thống điều khiển tự động, nhưng nếu không hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động, việc lựa chọn và vận hành dễ gặp lỗi. Bạn có thể tìm hiểu chi tiết về van tuyến tính, cấu tạo và phân loại kỹ thuật tại đây: Van tuyến tính là gì? Nguyên lý, cấu tạo và phân loại kỹ thuật.

Van tuyến tính bị hư

Dưới đây là 12 nguyên nhân phổ biến nhất khiến van tuyến tính bị hư hoặc hoạt động sai:

12 Nguyên nhân khiến van tuyến tính bị hư hoặc điều khiển sai lệch

1. Hơi nước quá ẩm (steam wet)

Hơi có nhiều nước ngưng làm mòn trục van, gây kẹt, rỉ sét và sai hành trình.

Khắc phục:

• Lắp bộ tách ẩm (steam separator).
• Lắp bẫy hơi đúng loại và đặt đúng hướng flow.
• Kiểm tra độ dốc ống hơi để tránh đọng nước.

Bộ tách ẩm steam separator

Báo giá van tuyến tính.

2. Đóng cặn bên trong thân van

Trong steam chứa tạp chất hoặc nước chưa xử lý → đóng cặn ở seat – plug → van không đóng kín hoặc mở không hết.

Khắc phục:

• Xử lý nước cấp lò hơi đạt chuẩn.
• Xả đáy nồi hơi đúng lịch.
• Bảo trì làm sạch seat – plug 6 tháng/lần.

Van xả đáy nồi hơi

3. Bộ truyền động (actuator) hoạt động sai

Actuator điện hoặc khí nén bị:

• Lão hóa motor
• Giảm lực lò xo
• Hở gioăng khí
  → Làm sai tín hiệu hành trình.

Khắc phục:

• Actuator khí nén: kiểm tra rò khí, thay seal.
• Actuator điện: đo dòng motor, kiểm tra overload.
• Đặt lại calibration hành trình.

Actuator

4. Sai hoặc trôi tín hiệu điều khiển (4–20 mA / 0–10 V)

Nguồn nhiễu điện, dây điều khiển dài, shield không tốt → tín hiệu về không đúng → van mở/đóng sai.

Khắc phục:

• Sử dụng cáp tín hiệu chống nhiễu (shielded cable).
• Nối đất đúng chuẩn.
• Không đi chung ống với dây động lực.

Chọn sai loại tín hiệu điều khiển khiến actuator không di chuyển đúng hành trình, dẫn đến van mở không tuyến tính. Để hiểu rõ cách van tuyến tính hoạt động và các loại van, xem thêm tại bài tổng quan van tuyến tính

5. Cảm biến đo áp suất bị lỗi

Sensor bám cặn, bị rung, hoặc quá nhiệt → gửi tín hiệu sai → bộ điều khiển PID điều khiển sai → van điều khiển lệch.

Khắc phục:

• Lắp snubber giảm xung áp.
• Dùng sensor chịu nhiệt đúng dãy áp suất.
• Hiệu chuẩn lại theo chu kỳ 12 tháng.

6. PID tuning không đúng

Tần số đáp ứng của hơi rất nhanh → nếu đặt sai P, I, D → van dao động, rung, hoặc phản ứng chậm.

Khắc phục:

• Giảm hệ số P khi van dao động.
• Tăng I nếu hệ thống đạt chậm.
• D dùng cho các hệ có dao động mạnh.
   

Bộ thông số PID chuẩn cho hơi (Steam Control – gợi ý tham khảo)

Trong hệ thống điều khiển hơi, van tuyến tính yêu cầu bộ thông số PID được tinh chỉnh cẩn thận để giữ ổn định nhiệt độ và áp suất. Thông số dưới đây là giá trị tham khảo ban đầu (initial tuning) để các kỹ sư hiệu chỉnh:

• P (Proportional Gain): 1.5 – 3.0
  Độ lợi vừa phải, tránh quá lớn vì hơi phản ứng nhanh dễ gây dao động.
• I (Integral Time): 12 – 25 giây
  Bù sai lệch chậm, phù hợp với hệ thống steam có độ trễ nhiệt.
• D (Derivative Time): 0 – 6 giây
  Giảm dao động khi tải thay đổi nhanh. Hệ thống nhỏ có thể để D = 0.
• Chu kỳ lấy mẫu (Sample Time): 200 – 500 ms
• Output Limit: 0–100% (giới hạn theo hành trình van thực tế)

Lưu ý quan trọng khi dùng PID cho hơi

1. Không có “PID chuẩn tuyệt đối” – mỗi hệ thống hơi có tải, đường ống, cột áp, nhiệt lượng khác nhau.
2. Các thông số trên là điểm bắt đầu (base tuning), cần tinh chỉnh bằng thực nghiệm:
   • Nếu nhiệt độ dao động → giảm P, tăng D
   • Nếu đạt nhiệt độ lâu → giảm I
   • Nếu van chạy giật cục → giảm P
3. Van tuyến tính cho hơi nên dùng Nhiệt độ/Pressure Feedback càng ổn định càng dễ tuning.

PID loop

7. Lắp van sai hướng dòng chảy

Lắp ngược chiều flow → lực chênh áp tác động lên plug van → hư seat hoặc lệch hành trình.

Khắc phục:

• Kiểm tra lại hướng flow, ký hiệu → trên thân van.
• Đảm bảo van lắp đúng chiều để tránh lực chênh áp làm kẹt plug.

8. Chọn sai Cv hoặc sai size van

Van quá nhỏ → luôn mở 100% → nhanh hư.
Van quá lớn → điều khiển không mượt → sai áp suất.

Khắc phục:

• Tính lại Cv theo lưu lượng hơi (kg/h).
• Chọn size van nhỏ hơn để điều khiển mượt (20–80%).

9. Môi trường quá nóng – quá rung

Rung từ lò hơi / bơm / đường ống → làm lỏng ốc, lệch stem, hư cảm biến.

Khắc phục:

• Lắp giảm rung (vibration damper).
• Gá đỡ đường ống chắc chắn.
• Tránh đặt van gần bơm hoặc điểm rung mạnh.

10. Không có bầu giảm rung (snubber) cho cảm biến áp suất

Sensor nhận áp suất xung → tín hiệu nhảy → van điều khiển liên tục → dẫn đến hư actuator.

Khắc phục:

• Lắp snubber ngay trước cảm biến.
• Chọn loại "High Frequency Protection" nếu hơi dao động mạnh.

11. Thiếu bảo trì định kỳ

• Không bôi trơn
• Không kiểm tra hành trình
• Không làm sạch condensate
  → Dẫn đến bó kẹt hoặc hư seal.

Khắc phục:

• Bôi trơn stem – actuator.
• Kiểm tra hành trình 0–100% bằng tay.
• Làm sạch condensate trong đường hơi.

12. Hơi quá nhiệt vượt quá nhiệt độ cho phép

Hơi > 220–350°C (tùy model) làm biến dạng seat – gasket → rò rỉ, sai tuyến tính.

Khắc phục:

• Kiểm tra lại thông số hơi đầu vào.
• Dùng van chịu nhiệt cao hơn (Inox 316 hoặc Graphite packing).
• Lắp thêm bộ trao đổi nhiệt giảm quá nhiệt.

Sau đây là Checklist bảo trì van tuyến tính 12 tháng

Hiệu chuẩn lại actuator

Hiệu chuẩn lại cảm biến áp suất/nhiệt độ

Mở van vệ sinh seat – plug

Kiểm tra độ mài mòn của seal

Kiểm tra tình trạng coil motor (đối với van điện)

Test lại bộ PID tuning

Kiểm tra lại toàn bộ hệ thống steam line

Kinh nghiệm thực tế từ kỹ sư lò hơi

Trong hơn 10 năm làm việc với hệ thống hơi công nghiệp, chúng tôi đã lắp đặt và vận hành hàng trăm van điều khiển tuyến tính cho lò hơi tại các nhà máy dệt, thực phẩm, đồ uống và hóa chất. Các lỗi hư hỏng thường gặp đều bắt nguồn từ hơi ẩm, cặn, sai tín hiệu điều khiển và hiệu chỉnh PID không đúng. Trong thực tế, van tuyến tính chất lượng cao kết hợp với cảm biến áp suất AFRISO và bộ điều khiển PID chuẩn sẽ giúp hệ thống hơi hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng 12–18% và tăng tuổi thọ thiết bị.

Cam kết độ tin cậy – Thiết bị chính hãng CHLB Đức

Phát Đạt Company là đơn vị phân phối chính thức thiết bị điều khiển AFRISO tại Việt Nam. Tất cả sản phẩm đều có CO/CQ, hiệu chuẩn nhà máy và hỗ trợ kỹ thuật trực tiếp từ Đức.

Hỗ trợ kỹ thuật 24/7

Chúng tôi sẵn sàng tư vấn lựa chọn van tuyến tính, tính Cv, thiết kế P&ID và hướng dẫn hiệu chỉnh PID theo từng hệ thống hơi.

Hiểu rõ van tuyến tính, cấu tạo và nguyên lý sẽ giúp bạn hạn chế tối đa lỗi vận hành. Tham khảo thêm bài tổng quan về van tuyến tính tại: Van tuyến tính là gì?.

Cảm ơn các bạn đã dành thời gian đọc bài viết. 

Xem thêm

Cảm biến áp suất chịu 300 độ C. Click.

G