Tähän asti kaksisuuntaisen venttiilin tiivistystä vaativissa kryogeenisissa sovelluksissa on käytetty pääasiassa kahden tyyppisiä venttiileitä, nimittäin palloventtiilejä ja kiinteitä palloventtiilejä/ylhäällä asennettuja kiinteitä palloventtiilejä.Kaksisuuntaisen kryogeenisen palloventtiilin onnistuneen kehityksen myötä järjestelmän suunnittelijat ovat kuitenkin saaneet houkuttelevamman vaihtoehdon kuin perinteiset palloventtiilit.kelluvat palloventtiilit.Sillä on suurempi virtausnopeus, se ei rajoita väliaineen virtaussuuntaa ja tiivistyssuuntaa, ja se voi toimia turvallisesti kryogeenisissa olosuhteissa.Ja koko on pienempi, paino on kevyempi ja rakenne on yksinkertaisempi.
Venttiilejä vaativat kryogeeniset sovellusskenaariot sisältävät varastosäiliöiden sisääntulon/poiston täyttöä ja tyhjennystä varten, suljettujen tyhjien putkistojen paineistaminen, kaasutus ja nesteyttäminen, monikäyttöiset putkistot LNG-terminaaliasemien eri järjestelmiin, laivausjärjestelmät ja säiliöalukset, jakelujärjestelmät, pumppaus asemat ja nesteytetyn maakaasun polttoaineen täyttöasemat sekä maakaasuventtiilisarjat (GVU), jotka liittyvät laivojen monipolttoainemoottoreihin.
Yllä mainituissa sovellusskenaarioissa kaksisuuntaisia sulkuventtiilejä käytetään yleensä väliaineen ohjaamiseen ja sulkemiseen.Verrattuna vaihtoehtoisiin tyyppeihin, kutenPalloventtiilit, heillä on useita ongelmia:
Virtauskerroin (Cv) on alhainen – tämä vaikuttaa kaikkien asiaankuuluvien putkikokojen valintaan ja muodostuu mahdolliseksi pullonkaulaksi, joka rajoittaa järjestelmän virtauskapasiteettia.
· Lineaariset toimilaitteet on konfiguroitava suorittamaan sulkemis- ja ohjaustoimintoja - verrattuna palloventtiileiden ja muiden suorakaiteen muotoisten pyörivien venttiilien ohjaamiseen ja käyttämiseen käytettäviin suorakulmaisiin pyöriviin toimilaitteisiin, tämäntyyppisillä laitteilla on monimutkaisempi rakenne ja ne ovat kalliita.Täydellisen venttiili- ja toimilaitesarjan kustannukset ja rakenteellinen monimutkaisuus ovat erittäin merkittäviä.
· Jos sulkuventtiiliä käytetään monien LNG-järjestelmien vaatiman hätäpysäytystoiminnon toteuttamiseen, monimutkaisuus on vieläkin suurempi.
Pienissä LNG-laitoksissa (SSLNG) yllä mainitut ongelmat ovat ilmeisempiä, koska näiden järjestelmien on oltava pienempiä, kustannustehokkaampia ja niillä on oltava suurin virtauskapasiteetti lastaus- ja purkusyklin lyhentämiseksi.
Palloventtiilin virtauskerroin on suurempi kuin samankokoisen palloventtiilin.Toisin sanoen ne ovat kooltaan pienempiä vaikuttamatta virtausnopeuteen.Tämä tarkoittaa, että koko putkiston ja jopa koko järjestelmän koko, paino ja kustannukset pienenevät merkittävästi.Samalla se voi merkittävästi lisätä liittyvien järjestelmien sijoitetun pääoman tuottoprosenttia (ROI).
Tavalliset kryogeeniset kellukepalloventtiilit ovat tietysti yksisuuntaisia, mikä ei sovellu edellä mainittuihin skenaarioihin, jotka vaativat kaksisuuntaisen venttiilin tiivistyksen.
Yksisuuntainen vs kaksisuuntainen
Kuten kuvasta 1 näkyy, kryogeenisiin olosuhteisiin tarkoitetussa standardissa kelluvassa palloventtiilissä on paineenalennusreikä venttiilipallon ylävirran puolella estämään painetta kerääntymästä ja nousemasta väliaineen vaiheen muuttuessa.Kun venttiili on kiinni-asennossa, venttiilin rungon onteloon suljettu nesteytetty maakaasu alkaa haihtua ja laajentua, ja tilavuus voi nousta 600-kertaiseksi alkuperäiseen tilavuuteen verrattuna täysin laajennettaessa, mikä saattaa aiheuttaa venttiilin räjähtämisen. .Tämän tilanteen estämiseksi useimmat standardi kelluva palloventtiili on omaksunut ylävirtaan avautuvan paineenalennusmekanismin.Tästä johtuen perinteisiä palloventtiileitä ei voida käyttää tilanteissa, joissa tarvitaan kaksisuuntaista tiivistystä.
Ja tämä on vaihe, jossa kaksisuuntainen kryogeeninen kelluva palloventtiili voi näyttää kykynsä.Ero tämän venttiilin ja tavallisen yksisuuntaisen kryogeenisen venttiilin välillä on:
· Venttiilin pallossa ei ole aukkoa painetta poistamaan
· Se voi tiivistää nestettä molempiin suuntiin
· Venttiilin pallossa ei ole aukkoa painetta poistamaan
· Se voi tiivistää nestettä molempiin suuntiin
Kaksisuuntaisessa kryogeenisessa uimuripalloventtiilissä kaksisuuntainen jousikuormitettu venttiilin istukka korvaa ylävirtaan avautuvan paineenalennusmekanismin.Jousikuormitteinen venttiilin istukka voi vapauttaa venttiilin rungon onteloon suljetun nesteytetyn maakaasun synnyttämän liiallisen paineen, mikä estää venttiiliä räjähtämästä, kuten kuvassa 2 näkyy.
Lisäksi jousikuormitteinen venttiilin istukka auttaa pitämään venttiilin pienemmällä vääntömomentilla ja saavuttamaan tasaisemman toiminnan kryogeenisissa olosuhteissa.
Kaksisuuntainen kryogeeninen uimuripalloventtiili on varustettu toisen vaiheen grafiittitiivisterenkaalla, joten venttiilillä on paloturvallisuustoiminto.Ellei katastrofaalinen onnettomuus aiheuta venttiilin polymeeriosien palamista, toissijainen tiiviste ei joudu kosketuksiin väliaineen kanssa.Onnettomuuden sattuessa toisen tason tiiviste saavuttaa paloturvallisuuden toiminnon.
Kaksitieventtiilien edut
Verrattuna palloventtiileihin, kiinteisiin ja päälle asennettuihin kiinteisiin palloventtiileihin, kaksisuuntaisessa kryogeenisessä kelluvassa palloventtiilissä on kaikki korkean virtauskertoimen palloventtiilin edut, eikä nesteen ja tiivistyksen suunnassa ole rajoituksia.Sitä voidaan käyttää turvallisesti kryogeenisissa olosuhteissa;koko on suhteellisen pieni ja rakenne suhteellisen yksinkertainen.Sopiva toimilaite on myös suhteellisen yksinkertainen (suorakulmainen kierto) ja pienikokoinen.Nämä edut tarkoittavat, että koko järjestelmä on pienempi, kevyempi ja kustannustehokkaampi.
Verrattuna palloventtiileihin, kiinteisiin ja päälle asennettuihin kiinteisiin palloventtiileihin, kaksisuuntaisessa kryogeenisessä kelluvassa palloventtiilissä on kaikki korkean virtauskertoimen palloventtiilin edut, eikä nesteen ja tiivistyksen suunnassa ole rajoituksia.Sitä voidaan käyttää turvallisesti kryogeenisissa olosuhteissa;koko on suhteellisen pieni ja rakenne suhteellisen yksinkertainen.Sopiva toimilaite on myös suhteellisen yksinkertainen (suorakulmainen kierto) ja pienikokoinen.Nämä edut tarkoittavat, että koko järjestelmä on pienempi, kevyempi ja kustannustehokkaampi.
Taulukossa 1 verrataan kaksisuuntaista kryogeenistä kelluvaa palloventtiiliä muihin venttiileihin, joilla on samanlaiset toiminnot kunnossapidon, koon, painon, vääntömomenttitason, säätövaikeuden ja kokonaiskustannusten näkökulmasta ja esitetään kattava yhteenveto sen eduista ja haitoista.
Jos pieni LNG-laitos rikkoo sopimusta ja ottaa käyttöön kaksisuuntaisen kryogeenisen palloventtiilin, se voi antaa täyden pelin palloventtiilin ainutlaatuisille eduille, toisin sanoen täyshalkaisijalle, suurelle virtausnopeudelle ja korkealle putkilinjan tyhjennysnopeudelle.Suhteellisesti se voi tukea pienempiä putkia säilyttäen samalla virtausnopeuden, joten se voi vähentää järjestelmän kokonaistilavuutta, painoa ja monimutkaisuutta sekä vähentää putkiston kustannuksia.
Edellisessä artikkelissa esiteltiin sulkuventtiilinä käytön edut.Jos sitä käytetään säätöventtiilinä, edut ovat ilmeisempiä.Jos käytetään suorakulmaista pyörivää palloventtiiliä, venttiiliautomaatiosarjan monimutkaisuus vähenee huomattavasti, joten siitä on tullut valinnainen osa kryogeeniseen järjestelmään.
Edellä mainitun automaatiosarjan perussisältönä on yksinkertainen ja käytännöllinen kaksisuuntainen kryogeeninen kelluva palloventtiili sekä suorakaiteen muotoinen pyörivä toimilaite, jossa on yksinkertainen rakenne ja korkea kustannustehokkuus.
Lyhyesti sanottuna kaksisuuntaisella kryogeenisellä kellupalloventtiilillä on "kumouksellinen" positiivinen merkitys kryogeeniselle putkistojärjestelmälle.Pienissä nesteytetyn maakaasun tuotantolaitoksissa se voi antaa täyden pelin eduilleen.
Viime vuosina tämä uusi tuote on testattu käytännön sovelluksissa, mikä on osoittanut, että sillä on positiivinen merkitys projektin kustannuksille ja järjestelmän pitkäaikaiselle luotettavalle toiminnalle.
Postitusaika: 17.6.2021