Досега сценариите на криогенно приложение, изискващи уплътнение на двупосочен клапан, използваха главно два вида вентили, а именно сферични вентили и фиксирани сферични кранове/горно монтирани фиксирани сферични кранове.Въпреки това, с успешното разработване на двупосочен криогенен сферичен кран, дизайнерите на системата са получили по-привлекателна опция от традиционните сферични кранове-плаващи сферични кранове.Той има по-висок дебит, няма ограничение за посоката на потока и посоката на запечатване на средата и може да работи безопасно в криогенни условия.И размерът е по-малък, теглото е по-леко и структурата е по-проста.
Сценариите за криогенно приложение, които изискват клапани, включват вход/изход на резервоари за съхранение за пълнене и изпразване, херметизиране на затворени празни тръбопроводи, газификация и втечняване, многофункционални тръбопроводи за различни системи в терминални станции за LNG, системи за корабоплаване и танкери, разпределителни системи, изпомпване станции и станции за зареждане с LNG гориво, както и комплекти клапани за природен газ (GVU), свързани с двигатели с двойно гориво на кораби.
В гореспоменатите сценарии на приложение обикновено се използват двупосочни спирателни вентили за управление и изключване на средния флуид.В сравнение с алтернативни типове катосферични кранове, те имат няколко проблема:
Коефициентът на потока (Cv) е нисък - това ще повлияе на избора на всички подходящи размери на тръбите и ще се превърне в потенциално тясно място, ограничаващо капацитета на потока на системата.
· Необходимост от конфигуриране на линейни задвижващи механизми за извършване на функции за затваряне и управление - в сравнение с правоъгълните въртящи се задвижващи механизми, използвани за управление и управление на сферични кранове и други правоъгълни въртящи се вентили, този тип оборудване има по-сложна структура и е скъпо.Цената и структурната сложност на пълен комплект оборудване за клапани и задвижки са много важни.
· Ако спирателният вентил се използва за реализиране на функцията за аварийно изключване, изисквана от много LNG системи, сложността ще бъде още по-висока.
За малки съоръжения за втечнен природен газ (SSLNG) горните проблеми ще бъдат по-очевидни, тъй като тези системи трябва да бъдат по-малки, по-рентабилни и да имат най-голям капацитет на потока, за да съкратят цикъла на товарене и разтоварване.
Коефициентът на дебит на сферичния кран е по-висок от този на вентила със същия размер.С други думи, те са по-малки по размер, без да се отразява на дебита.Това означава, че размерът, теглото и цената на цялата тръбопроводна система и дори цялата система са значително намалени.В същото време може значително да увеличи възвръщаемостта на инвестициите (ROI) на свързаните системи.
Разбира се, стандартните криогенни поплавъчни сферични кранове са еднопосочни, което не е подходящо за гореспоменатите сценарии, които изискват уплътнение на двупосочен клапан.
Еднопосочен срещу двупосочен
Както е показано на фигура 1, стандартният плаващ сферичен кран за криогенни условия има отвор за освобождаване на налягането от страната нагоре по течението на топката на клапана, за да се предотврати натрупването и повишаването на налягането, когато средата претърпи фазова промяна.Когато вентилът е в затворено положение, втечненият природен газ, затворен в кухината на тялото на клапана, ще започне да се изпарява и разширява и обемът може да достигне 600 пъти първоначалния обем след пълно разширяване, което може да доведе до спукване на клапана .За да се предотврати тази ситуация, повечето стандартни поплавъчни сферични кранове са приели механизъм за освобождаване на налягането при отваряне нагоре по веригата.Поради това традиционните сферични кранове не могат да се използват в ситуации, които изискват двупосочно уплътнение.
И това е етапът, в който двупосочната криогенна сферична клапа може да покаже своите таланти.Разликата между този клапан и стандартния еднопосочен криогенен вентил е:
· Няма отвор на топката на клапана за освобождаване на налягането
· Може да запечатва течност и в двете посоки
· Няма отвор на топката на клапана за освобождаване на налягането
· Може да запечатва течност и в двете посоки
В двупосочния криогенен поплавъчен сферичен кран двупосочното пружинно седло на клапана замества предпазния механизъм за освобождаване на налягането при отваряне.Пружинното седло на клапана може да освободи прекомерното налягане, генерирано от втечнения природен газ, затворен в кухината на тялото на клапана, като по този начин предотвратява спукването на клапана, както е показано на фигура 2.
В допълнение, пружинното седло на клапана помага да се поддържа клапана при по-нисък въртящ момент и да се постигне по-плавна работа в криогенни условия.
Двупътният криогенен поплавъчен сферичен кран е оборудван с графитен уплътнителен пръстен за втора степен, така че вентилът да има функция за пожарна безопасност.Освен ако катастрофална авария не причини изгаряне на полимерните части на вентила, вторичното уплътнение няма да влезе в контакт със средата.В случай на авария уплътнението от второ ниво ще постигне функцията за защита от пожар.
Предимства на двупътните вентили
В сравнение със сферичните кранове, фиксираните и монтираните отгоре сферични кранове, двупосочната криогенна поплавъчна сферична клапа има всички предимства на сферичната крана с висок коефициент на потока и няма ограничение за течността и посоката на уплътняване.Може да се използва безопасно в криогенни условия;размерът е сравнително малък и структурата е сравнително проста.Съвпадащият задвижващ механизъм също е относително прост (въртене под прав ъгъл) и миниатюризиран.Тези предимства означават, че цялата система е по-малка, по-лека и по-рентабилна.
В сравнение със сферичните кранове, фиксираните и монтираните отгоре сферични кранове, двупосочната криогенна поплавъчна сферична клапа има всички предимства на сферичната крана с висок коефициент на потока и няма ограничение за течността и посоката на уплътняване.Може да се използва безопасно в криогенни условия;размерът е сравнително малък и структурата е сравнително проста.Съвпадащият задвижващ механизъм също е относително прост (въртене под прав ъгъл) и миниатюризиран.Тези предимства означават, че цялата система е по-малка, по-лека и по-рентабилна.
Таблица 1 сравнява двупосочния криогенен плаващ сферичен кран с други клапани с подобни функции от гледна точка на поддръжка, размер, тегло, ниво на въртящ момент, трудност при управление и цялостна цена и изчерпателно обобщава неговите предимства и недостатъци.
Ако малко съоръжение за LNG наруши конвенцията и приеме двупосочен криогенен сферичен кран, то може да даде пълноценно използване на уникалните предимства на сферичния кран, тоест пълен диаметър, висок дебит и висок дебит на тръбопровода.Относително казано, той може да поддържа тръби с по-малък размер, като същевременно поддържа същия дебит, така че може да намали общия обем, тегло и сложността на системата и може също да намали цената на тръбопроводната система.
Предишната статия представи предимствата на използването като спирателен вентил.Ако се използва като контролен вентил, предимствата ще бъдат по-очевидни.Ако се използва въртящ се сферичен кран под прав ъгъл, сложността на комплекта за автоматизация на клапана ще бъде значително намалена, така че той се превърна в незадължителен елемент за криогенната система.
Най-основното съдържание на гореспоменатия комплект за автоматизация е простият и практичен двупосочен криогенен поплавъчен сферичен кран и правоъгълният въртящ се задвижващ механизъм с проста структура и висока ефективност на разходите.
Накратко, двупътният криогенен поплавъчен сферичен кран има „подривно“ положително значение за криогенната тръбопроводна система.В малките съоръжения за втечнен природен газ той може да разгърне напълно своите предимства.
През последните няколко години този нов продукт беше проверен в практически приложения, доказвайки, че е от положително значение за цената на проекта и дългосрочната надеждна работа на системата.
Време на публикуване: 17 юни 2021 г