До сих пор в сценариях криогенного применения, требующих двустороннего уплотнения клапана, в основном использовались два типа клапанов, а именно шаровые клапаны и фиксированные шаровые краны/фиксированные шаровые краны верхнего монтажа.Однако благодаря успешной разработке двухходового криогенного шарового крана разработчики систем получили более привлекательный вариант, чем традиционные шаровые краны.плавающие шаровые краны.Он имеет более высокую скорость потока, не имеет ограничений по направлению потока и направлению уплотнения среды и может безопасно работать в криогенных условиях.И размер меньше, вес легче, а конструкция проще.
Сценарии криогенного применения, для которых требуются клапаны, включают впуск/выпуск резервуаров для хранения для наполнения и разгрузки, создание давления в закрытых пустых трубопроводах, газификацию и сжижение, многоцелевые трубопроводы для различных систем на терминалах СПГ, системы транспортировки и танкеры, системы распределения, перекачивание. станциях и заправочных станциях СПГ, а также газораспределительных узлах (ГВУ), относящихся к двухтопливным двигателям на судах.
В вышеупомянутых сценариях применения обычно используются двухходовые запорные клапаны для управления и перекрытия рабочей среды.По сравнению с альтернативными типами, такими какшаровые краны, у них есть несколько проблем:
Коэффициент расхода (Cv) низкий – это повлияет на выбор всех соответствующих размеров труб и станет потенциальным узким местом, ограничивающим пропускную способность системы.
· Необходимость настройки линейных приводов для выполнения функций закрытия и управления – по сравнению с прямоугольными поворотными приводами, используемыми для управления и эксплуатации шаровых кранов и других прямоугольных поворотных клапанов, этот тип оборудования имеет более сложную конструкцию и стоит дорого.Стоимость и конструктивная сложность полного комплекта клапанного и приводного оборудования очень важны.
· Если запорный клапан используется для реализации функции аварийного отключения, необходимой во многих системах СПГ, сложность будет еще выше.
Для малых заводов СПГ (SSLNG) вышеуказанные проблемы будут более очевидными, поскольку эти системы должны быть меньше по размеру, более экономичны и иметь наибольшую пропускную способность, чтобы сократить цикл погрузки и разгрузки.
Коэффициент расхода шарового крана выше, чем у шарового клапана того же размера.Другими словами, они меньше по размеру, не влияя на скорость потока.Это означает, что размеры, вес и стоимость всей трубопроводной системы и даже всей системы значительно уменьшаются.В то же время это может значительно повысить окупаемость инвестиций (ROI) связанных систем.
Конечно, стандартные криогенные поплавковые шаровые краны являются односторонними, что не подходит для вышеупомянутых сценариев, требующих двустороннего уплотнения клапана.
Односторонний против двустороннего
Как показано на рисунке 1, стандартный плавающий шаровой клапан для криогенных условий имеет отверстие для сброса давления на входной стороне шара клапана, чтобы предотвратить накопление и повышение давления, когда среда подвергается фазовому изменению.Когда клапан находится в закрытом положении, сжиженный природный газ, заключенный в полости корпуса клапана, начнет испаряться и расширяться, а объем может достигать 600-кратного первоначального объема после полного расширения, что может привести к взрыву клапана. .Чтобы предотвратить эту ситуацию, большинство стандартных поплавковых шаровых кранов оснащены механизмом сброса давления открытия перед клапаном.По этой причине традиционные шаровые краны нельзя использовать в ситуациях, требующих двустороннего уплотнения.
И именно на этом этапе двухходовой криогенный поплавковый шаровой клапан может проявить свои таланты.Разница между этим клапаном и стандартным односторонним криогенным клапаном заключается в следующем:
· На шаре клапана нет отверстия для сброса давления.
· Он может герметизировать жидкость в обоих направлениях
· На шаре клапана нет отверстия для сброса давления.
· Он может герметизировать жидкость в обоих направлениях
В двухходовом криогенном поплавковом шаровом клапане двухходовое подпружиненное седло клапана заменяет механизм сброса давления открытия, расположенный выше по потоку.Подпружиненное седло клапана может сбросить избыточное давление, создаваемое сжиженным природным газом, находящимся в полости корпуса клапана, тем самым предотвращая взрыв клапана, как показано на рисунке 2.
Кроме того, подпружиненное седло клапана помогает поддерживать меньший крутящий момент клапана и обеспечивать более плавную работу в криогенных условиях.
Двухходовой криогенный поплавковый шаровой кран оснащен графитовым уплотнительным кольцом второй ступени, благодаря чему клапан имеет функцию пожарной безопасности.Если в результате катастрофической аварии полимерные части клапана не возгорятся, вторичное уплотнение не будет контактировать со средой.В случае аварии уплотнение второго уровня выполнит функцию противопожарной защиты.
Преимущества двухходовых клапанов
По сравнению с проходными клапанами, фиксированными шаровыми кранами и фиксированными шаровыми кранами верхнего монтажа, двухходовой криогенный поплавковый шаровой клапан обладает всеми преимуществами шарового клапана с высоким коэффициентом расхода, и нет никаких ограничений на жидкость и направление уплотнения.Его можно безопасно использовать в криогенных условиях;размер относительно небольшой, а структура относительно простая.Соответствующий привод также относительно прост (вращение под прямым углом) и миниатюрен.Эти преимущества означают, что вся система меньше, легче и экономичнее.
По сравнению с проходными клапанами, фиксированными шаровыми кранами и фиксированными шаровыми кранами верхнего монтажа, двухходовой криогенный поплавковый шаровой клапан обладает всеми преимуществами шарового клапана с высоким коэффициентом расхода, и нет никаких ограничений на жидкость и направление уплотнения.Его можно безопасно использовать в криогенных условиях;размер относительно небольшой, а структура относительно простая.Соответствующий привод также относительно прост (вращение под прямым углом) и миниатюрен.Эти преимущества означают, что вся система меньше, легче и экономичнее.
В таблице 1 сравнивается двухходовой криогенный плавающий шаровой клапан с другими клапанами с аналогичными функциями с точки зрения обслуживания, размера, веса, уровня крутящего момента, сложности управления и общей стоимости, а также подробно суммируются его преимущества и недостатки.
Если небольшой завод СПГ нарушит соглашение и примет двухходовой криогенный шаровой кран, он сможет в полной мере реализовать уникальные преимущества шарового крана, а именно полный диаметр, высокую скорость потока и высокую скорость выпуска из трубопровода.Условно говоря, он может поддерживать трубы меньшего размера, сохраняя при этом ту же скорость потока, что позволяет уменьшить общий объем, вес и сложность системы, а также снизить стоимость системы трубопроводов.
В предыдущей статье были представлены преимущества использования в качестве запорного клапана.Если использовать его в качестве регулирующего клапана, преимущества будут более очевидными.При использовании прямоугольного поворотного шарового крана сложность комплекта автоматики клапана существенно снижается, поэтому он становится необязательным элементом криогенной системы.
Основным содержимым вышеупомянутого комплекта автоматизации является простой и практичный двухходовой криогенный поплавковый шаровой клапан и прямоугольный поворотный привод с простой конструкцией и высокой экономической эффективностью.
Короче говоря, двухходовой криогенный поплавковый шаровой кран имеет «подрывное» положительное значение для криогенной трубопроводной системы.На небольших предприятиях по производству СПГ он может полностью раскрыть свои преимущества.
За последние несколько лет этот новый продукт был проверен на практике, доказав, что он имеет положительное значение для стоимости проекта и долгосрочной надежной работы системы.
Время публикации: 17 июня 2021 г.