Hittills har kryogena applikationsscenarier som kräver tvåvägsventiltätning huvudsakligen använt två typer av ventiler, nämligen klotventiler och fasta kulventiler/toppmonterade fasta kulventiler.Men med den framgångsrika utvecklingen av den tvåvägs kryogena kulventilen har systemdesigners fått ett mer attraktivt alternativ än traditionella kulventiler-flytande kulventiler.Den har en högre flödeshastighet, har ingen begränsning av mediets flödesriktning och tätningsriktning och kan fungera säkert under kryogena förhållanden.Och storleken är mindre, vikten är lättare och strukturen är enklare.
Kryogena tillämpningsscenarier som kräver ventiler inkluderar inlopp/utlopp av lagringstankar för fyllning och tömning, trycksättning av slutna tomma rörledningar, förgasning och kondensering, multifunktionsrörledningar för olika system i LNG-terminalstationer, fraktsystem och tankfartyg, distributionssystem, pumpning stationer och tankstationer för LNG-bränsle, samt naturgasventiluppsättningar (GVU) relaterade till dubbelbränslemotorer på fartyg.
I de ovan nämnda tillämpningsscenarierna används vanligtvis tvåvägsavstängningsventiler för att styra och stänga av mediumvätskan.Jämfört med alternativa typer som t.exkulventiler, de har flera problem:
Flödeskoefficienten (Cv) är låg - detta kommer att påverka valet av alla relevanta rörstorlekar och kommer att bli en potentiell flaskhals som begränsar systemets flödeskapacitet.
· Behov av att konfigurera linjära ställdon för att utföra stängnings- och styrfunktioner, jämfört med de rektangulära roterande ställdonen som används för att styra och driva kulventiler och andra rektangulära roterande ventiler, denna typ av utrustning har en mer komplex struktur och är dyr.Kostnaden och den strukturella komplexiteten för en komplett uppsättning ventil- och ställdonutrustning är mycket framträdande.
· Om avstängningsventilen används för att realisera den nödavstängningsfunktion som krävs av många LNG-system, blir komplexiteten ännu högre.
För små LNG-anläggningar (SSLNG) kommer ovanstående problem att vara mer uppenbara, eftersom dessa system måste vara mindre, mer kostnadseffektiva och ha den största flödeskapaciteten för att förkorta lastnings- och lossningscykeln.
Flödeskoefficienten för kulventilen är högre än den för klotventilen av samma storlek.Med andra ord är de mindre i storlek utan att påverka flödet.Detta innebär att storleken, vikten och kostnaden för hela rörsystemet och till och med hela systemet reduceras avsevärt.Samtidigt kan det avsevärt öka avkastningen på investeringen (ROI) för relaterade system.
Självklart är standardkryogena flottörkulventiler envägs, vilket inte är lämpligt för de ovan nämnda scenarierna som kräver tvåvägsventiltätning.
Enkelriktad vs tvåvägs
Som visas i figur 1 har den flytande kulventilen av standardtyp för kryogena förhållanden ett tryckavlastningshål på uppströmssidan av ventilkulan för att förhindra att trycket ackumuleras och stiger när mediet genomgår en fasförändring.När ventilen är i stängt läge kommer den flytande naturgasen som är innesluten i ventilkroppens hålighet att börja avdunsta och expandera, och volymen kan nå 600 gånger den ursprungliga volymen efter att ha expanderats helt, vilket kan få ventilen att spricka .För att förhindra denna situation har de flesta vanliga flottörkulventiler antagit en uppströms öppningstryckavlastningsmekanism.På grund av detta kan traditionella kulventiler inte användas i situationer som kräver tvåvägstätning.
Och detta är scenen där den tvåvägs kryogena flottörkulventilen kan visa sina talanger.Skillnaden mellan denna ventil och den vanliga envägskryogenventilen är:
· Det finns ingen öppning på ventilkulan för att avlasta trycket
· Den kan täta vätska i båda riktningarna
· Det finns ingen öppning på ventilkulan för att avlasta trycket
· Den kan täta vätska i båda riktningarna
I den tvåvägs kryogena flottörkulventilen ersätter det tvåvägs fjäderbelastade ventilsätet den uppströms öppna tryckavlastningsmekanismen.Det fjäderbelastade ventilsätet kan frigöra det överdrivna trycket som genereras av den flytande naturgasen som är innesluten i ventilhusets hålighet och därigenom förhindra att ventilen spricker, som visas i figur 2.
Dessutom hjälper det fjäderbelastade ventilsätet till att hålla ventilen vid ett lägre vridmoment och uppnå jämnare drift under kryogena förhållanden.
Den tvåvägs kryogena flottörkulventilen är utrustad med en andrastegs grafittätningsring, så att ventilen har en brandsäkerhetsfunktion.Om inte en katastrofal olycka gör att polymerdelarna i ventilen brinner, kommer den sekundära tätningen inte i kontakt med mediet.I händelse av en olycka kommer tätningen på andra nivån att uppnå brandsäkerhetsfunktionen.
Fördelar med tvåvägsventiler
Jämfört med klotventiler, fasta och toppmonterade fasta kulventiler, har den tvåvägs kryogena flottörkulventilen alla fördelarna med en kulventil med hög flödeskoefficient, och det finns ingen begränsning i vätske- och tätningsriktningen.Den kan användas säkert under kryogena förhållanden;storleken är relativt liten och strukturen är relativt enkel.Det matchande ställdonet är också relativt enkelt (rätvinkelrotation) och miniatyriserat.Dessa fördelar gör att hela systemet är mindre, lättare och mer kostnadseffektivt.
Jämfört med klotventiler, fasta och toppmonterade fasta kulventiler, har den tvåvägs kryogena flottörkulventilen alla fördelarna med en kulventil med hög flödeskoefficient, och det finns ingen begränsning i vätske- och tätningsriktningen.Den kan användas säkert under kryogena förhållanden;storleken är relativt liten och strukturen är relativt enkel.Det matchande ställdonet är också relativt enkelt (rätvinkelrotation) och miniatyriserat.Dessa fördelar gör att hela systemet är mindre, lättare och mer kostnadseffektivt.
Tabell 1 jämför den tvåvägs kryogena flytande kulventilen med andra ventiler med liknande funktioner ur perspektiven underhåll, storlek, vikt, vridmomentnivå, kontrollsvårigheter och total kostnad, och sammanfattar dess fördelar och nackdelar.
Om en liten LNG-anläggning bryter mot konventionen och antar en tvåvägs kryogen kulventil, kan den ge fullt spel åt kulventilens unika fördelar, det vill säga full diameter, hög flödeshastighet och hög rörledningsutsläppshastighet.Relativt sett kan den stödja rör av mindre storlek samtidigt som den bibehåller samma flödeshastighet, så det kan minska systemets totala volym, vikt och komplexitet, och kan också minska kostnaderna för rörsystemet.
Den tidigare artikeln introducerade fördelarna med att användas som avstängningsventil.Om den används som styrventil blir fördelarna mer uppenbara.Om den rätvinkliga kulventilen används, kommer komplexiteten i ventilautomatiseringssatsen att reduceras avsevärt, så det har blivit ett tillval för det kryogena systemet.
Det mest grundläggande innehållet i ovan nämnda automatiseringssats är den enkla och praktiska tvåvägs kryogena flottörkulventilen och det rektangulära roterande ställdonet med enkel struktur och hög kostnadseffektivitet.
Kort sagt, den tvåvägs kryogena flottörkulventilen har en "subversiv" positiv betydelse för det kryogena rörledningssystemet.I små LNG-anläggningar kan den ge sina fördelar fullt spel.
Under de senaste åren har denna nya produkt verifierats i praktiska tillämpningar, vilket bevisar att den är av positiv betydelse för projektkostnaden och den långsiktiga tillförlitliga driften av systemet.
Posttid: 2021-jun-17