Až dosud kryogenní aplikace vyžadující těsnění dvoucestných ventilů používaly hlavně dva typy ventilů, jmenovitě kulové ventily a pevné kulové ventily/nahoře namontované pevné kulové ventily.S úspěšným vývojem dvoucestného kryogenního kulového ventilu však návrháři systému získali atraktivnější možnost než tradiční kulové ventily –plovoucí kulové ventily.Má vyšší průtok, nemá žádné omezení směru toku a směru těsnění média a může pracovat bezpečně v kryogenních podmínkách.A velikost je menší, hmotnost je lehčí a struktura je jednodušší.
Scénáře kryogenních aplikací, které vyžadují ventily, zahrnují vstup/výstup skladovacích nádrží pro plnění a vypouštění, tlakování uzavřených prázdných potrubí, zplyňování a zkapalňování, víceúčelová potrubí pro různé systémy v koncových stanicích LNG, přepravní systémy a tankery, distribuční systémy, čerpání čerpacích stanic a čerpacích stanic LNG, jakož i ventilových sad zemního plynu (GVU) souvisejících s dvoupalivovými motory na lodích.
Ve výše uvedených aplikačních scénářích se obecně používají dvoucestné uzavírací ventily k ovládání a uzavírání média média.Ve srovnání s alternativními typy jako napřkulové ventily, mají několik problémů:
Průtokový koeficient (Cv) je nízký – to ovlivní výběr všech relevantních velikostí potrubí a stane se potenciálním úzkým hrdlem omezujícím průtokovou kapacitu systému.
· Potřeba konfigurovat lineární pohony pro provádění uzavíracích a ovládacích funkcí – ve srovnání s obdélníkovými rotačními pohony používanými k ovládání a ovládání kulových ventilů a jiných obdélníkových rotačních ventilů má tento typ zařízení složitější konstrukci a je drahý.Náklady a konstrukční složitost kompletní sady ventilových a ovládacích zařízení jsou velmi významné.
· Pokud je uzavírací ventil použit k realizaci funkce nouzového vypnutí, kterou vyžaduje mnoho systémů LNG, bude složitost ještě vyšší.
U malých zařízení LNG (SSLNG) budou výše uvedené problémy zjevnější, protože tyto systémy musí být menší, nákladově efektivnější a mít největší průtokovou kapacitu, aby se zkrátil cyklus nakládky a vykládky.
Průtokový koeficient kulového ventilu je vyšší než u kulového ventilu stejné velikosti.Jinými slovy, jsou menší, aniž by to ovlivnilo průtok.To znamená, že velikost, hmotnost a náklady na celý potrubní systém a dokonce i celý systém jsou výrazně sníženy.Zároveň může výrazně zvýšit návratnost investic (ROI) souvisejících systémů.
Standardní kryogenní plovákové kulové ventily jsou samozřejmě jednocestné, což není vhodné pro výše uvedené scénáře, které vyžadují těsnění dvoucestných ventilů.
Jednosměrná vs obousměrná
Jak je znázorněno na obrázku 1, standardní plovoucí kulový ventil pro kryogenní podmínky má na vstupní straně koule ventilu otvor pro uvolnění tlaku, aby se zabránilo hromadění a nárůstu tlaku, když médium prochází fázovou změnou.Když je ventil v uzavřené poloze, zkapalněný zemní plyn uzavřený v dutině těla ventilu se začne odpařovat a expandovat a objem může po úplném roztažení dosáhnout 600násobku původního objemu, což může způsobit prasknutí ventilu .Aby se této situaci zabránilo, většina standardních plovákových kulových ventilů přijala proti proudu otevírací mechanismus pro uvolnění tlaku.Z tohoto důvodu nelze tradiční kulové ventily použít v situacích, které vyžadují obousměrné těsnění.
A toto je fáze, ve které může dvoucestný kryogenní plovákový kulový ventil ukázat svůj talent.Rozdíl mezi tímto ventilem a standardním jednocestným kryogenním ventilem je:
· Na kouli ventilu není žádný otvor pro uvolnění tlaku
· Může utěsnit kapalinu v obou směrech
· Na kouli ventilu není žádný otvor pro uvolnění tlaku
· Může utěsnit kapalinu v obou směrech
U dvoucestného kryogenního plovákového kulového ventilu nahrazuje sedlo dvoucestného pružinového ventilu mechanismus pro uvolnění tlaku při otevírání proti proudu.Sedlo ventilu s pružinou může uvolnit nadměrný tlak generovaný zkapalněným zemním plynem uzavřeným v dutině tělesa ventilu, a tím zabránit prasknutí ventilu, jak je znázorněno na obrázku 2.
Kromě toho pružinové sedlo ventilu pomáhá udržovat ventil na nižším točivém momentu a dosáhnout hladšího provozu v kryogenních podmínkách.
Dvoucestný kryogenní plovákový kulový ventil je vybaven grafitovým těsnícím kroužkem druhého stupně, takže ventil má protipožární funkci.Pokud nezpůsobí katastrofální nehoda spálení polymerních částí ventilu, sekundární těsnění se nedostane do kontaktu s médiem.V případě havárie bude těsnění druhého stupně dosahovat funkce požárně bezpečnostní ochrany.
Výhody dvoucestných ventilů
Ve srovnání s kulovými ventily, pevnými a nahoře namontovanými pevnými kulovými ventily má dvoucestný kryogenní plovákový kulový ventil všechny výhody kulového ventilu s vysokým koeficientem průtoku a neexistuje žádné omezení směru kapaliny a těsnění.Může být bezpečně použit v kryogenních podmínkách;velikost je relativně malá a struktura je relativně jednoduchá.Odpovídající aktuátor je také relativně jednoduchý (pravoúhlé otáčení) a miniaturizovaný.Tyto výhody znamenají, že celý systém je menší, lehčí a cenově výhodnější.
Ve srovnání s kulovými ventily, pevnými a nahoře namontovanými pevnými kulovými ventily má dvoucestný kryogenní plovákový kulový ventil všechny výhody kulového ventilu s vysokým koeficientem průtoku a neexistuje žádné omezení směru kapaliny a těsnění.Může být bezpečně použit v kryogenních podmínkách;velikost je relativně malá a struktura je relativně jednoduchá.Odpovídající aktuátor je také relativně jednoduchý (pravoúhlé otáčení) a miniaturizovaný.Tyto výhody znamenají, že celý systém je menší, lehčí a cenově výhodnější.
Tabulka 1 porovnává dvoucestný kryogenní plovoucí kulový ventil s jinými ventily s podobnými funkcemi z hlediska údržby, velikosti, hmotnosti, úrovně krouticího momentu, obtížnosti ovládání a celkových nákladů a komplexně shrnuje jeho výhody a nevýhody.
Pokud malé zařízení LNG poruší konvenci a přijme dvoucestný kryogenní kulový ventil, může plně využít jedinečné výhody kulového ventilu, tj. plný průměr, vysoký průtok a vysokou rychlost vypouštění potrubí.Relativně řečeno, může podporovat potrubí menších rozměrů při zachování stejného průtoku, takže může snížit celkový objem, hmotnost a složitost systému a může také snížit náklady na potrubní systém.
Předchozí článek představil výhody použití jako uzavírací ventil.Pokud se použije jako regulační ventil, výhody budou zřejmější.Pokud se použije pravoúhlý rotační kulový ventil, složitost sady pro automatizaci ventilů se výrazně sníží, takže se stala volitelnou položkou pro kryogenní systém.
Nejzákladnějším obsahem výše zmíněné automatizační sady je jednoduchý a praktický dvoucestný kryogenní plovákový kulový ventil a obdélníkový rotační pohon s jednoduchou konstrukcí a vysokou nákladovou efektivitou.
Stručně řečeno, dvoucestný kryogenní plovákový kulový ventil má „podvratný“ pozitivní význam pro kryogenní potrubní systém.V malých zařízeních na LNG může plně využít své výhody.
Tento nový produkt byl v posledních letech ověřen v praktických aplikacích, což dokazuje, že má pozitivní význam z hlediska projektové ceny a dlouhodobého spolehlivého provozu systému.
Čas odeslání: 17. června 2021