Μέχρι τώρα, τα σενάρια κρυογονικών εφαρμογών που απαιτούν αμφίδρομη σφράγιση βαλβίδων χρησιμοποιούν κυρίως δύο τύπους βαλβίδων, συγκεκριμένα βαλβίδες σφαιρών και σταθερές σφαιρικές βαλβίδες/σταθερές σφαιρικές βαλβίδες που τοποθετούνται στην κορυφή.Ωστόσο, με την επιτυχημένη ανάπτυξη της αμφίδρομης κρυογονικής σφαιρικής βαλβίδας, οι σχεδιαστές συστημάτων έχουν αποκτήσει μια πιο ελκυστική επιλογή από τις παραδοσιακές σφαιρικές βαλβίδες-πλωτές σφαιρικές βαλβίδες.Έχει υψηλότερο ρυθμό ροής, δεν έχει περιορισμό στην κατεύθυνση ροής και την κατεύθυνση στεγανοποίησης του μέσου και μπορεί να λειτουργήσει με ασφάλεια σε κρυογονικές συνθήκες.Και το μέγεθος είναι μικρότερο, το βάρος είναι ελαφρύτερο και η δομή είναι πιο απλή.
Τα σενάρια κρυογονικών εφαρμογών που απαιτούν βαλβίδες περιλαμβάνουν την είσοδο/έξοδο δεξαμενών αποθήκευσης για πλήρωση και εκφόρτιση, συμπίεση κλειστών κενών σωληνώσεων, αεριοποίηση και υγροποίηση, αγωγούς πολλαπλών χρήσεων για διάφορα συστήματα σε τερματικούς σταθμούς LNG, συστήματα ναυτιλίας και δεξαμενόπλοια, συστήματα διανομής, άντληση πρατήρια και σταθμοί πλήρωσης καυσίμου LNG, καθώς και σετ βαλβίδων φυσικού αερίου (GVU) που σχετίζονται με κινητήρες διπλού καυσίμου στα πλοία.
Στα προαναφερθέντα σενάρια εφαρμογής, οι βαλβίδες διακοπής διπλής κατεύθυνσης χρησιμοποιούνται γενικά για τον έλεγχο και την απενεργοποίηση του ρευστού μέσου.Σε σύγκριση με εναλλακτικούς τύπους όπωςσφαιρικές βαλβίδες, έχουν πολλά προβλήματα:
Ο συντελεστής ροής (Cv) είναι χαμηλός - αυτό θα επηρεάσει την επιλογή όλων των σχετικών μεγεθών σωλήνων και θα γίνει ένα πιθανό σημείο συμφόρησης που περιορίζει την ικανότητα ροής του συστήματος.
· Ανάγκη διαμόρφωσης γραμμικών ενεργοποιητών για την εκτέλεση λειτουργιών κλεισίματος και ελέγχου-σε σύγκριση με τους ορθογώνιους περιστροφικούς ενεργοποιητές που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο και τη λειτουργία σφαιρικών βαλβίδων και άλλων ορθογώνιων περιστροφικών βαλβίδων, αυτός ο τύπος εξοπλισμού έχει πιο σύνθετη δομή και είναι ακριβός.Το κόστος και η δομική πολυπλοκότητα ενός πλήρους συνόλου εξοπλισμού βαλβίδων και ενεργοποιητών είναι πολύ εμφανείς.
· Εάν η βαλβίδα διακοπής χρησιμοποιείται για την πραγματοποίηση της λειτουργίας έκτακτης διακοπής λειτουργίας που απαιτείται από πολλά συστήματα LNG, η πολυπλοκότητα θα είναι ακόμη μεγαλύτερη.
Για μικρές εγκαταστάσεις ΥΦΑ (SSLNG), τα παραπάνω προβλήματα θα είναι πιο εμφανή, επειδή αυτά τα συστήματα πρέπει να είναι μικρότερα, πιο οικονομικά και να έχουν τη μεγαλύτερη χωρητικότητα ροής προκειμένου να συντομεύσουν τον κύκλο φόρτωσης και εκφόρτωσης.
Ο συντελεστής ροής της σφαιρικής βαλβίδας είναι υψηλότερος από εκείνον της σφαιρικής βαλβίδας του ίδιου μεγέθους.Με άλλα λόγια, είναι μικρότερα σε μέγεθος χωρίς να επηρεάζουν τον ρυθμό ροής.Αυτό σημαίνει ότι το μέγεθος, το βάρος και το κόστος ολόκληρου του συστήματος σωληνώσεων και ακόμη και ολόκληρου του συστήματος μειώνονται σημαντικά.Ταυτόχρονα, μπορεί να αυξήσει σημαντικά την απόδοση επένδυσης (ROI) των σχετικών συστημάτων.
Φυσικά, οι τυπικές σφαιρικές βαλβίδες κρυογονικής πλωτήρα είναι μονόδρομες, κάτι που δεν είναι κατάλληλο για τα προαναφερθέντα σενάρια που απαιτούν αμφίδρομη στεγανοποίηση βαλβίδων.
Μονόδρομος εναντίον Διπλής κατεύθυνσης
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 1, η τυπική πλωτή σφαιρική βαλβίδα για κρυογονικές συνθήκες έχει μια οπή ανακούφισης πίεσης στην ανάντη πλευρά της σφαίρας βαλβίδας για να αποτρέψει τη συσσώρευση και την αύξηση της πίεσης όταν το μέσο υφίσταται αλλαγή φάσης.Όταν η βαλβίδα βρίσκεται στην κλειστή θέση, το υγροποιημένο φυσικό αέριο που περικλείεται στην κοιλότητα του σώματος της βαλβίδας θα αρχίσει να εξατμίζεται και να διαστέλλεται και ο όγκος μπορεί να φτάσει 600 φορές τον αρχικό όγκο μετά την πλήρη διαστολή, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει το σκάσιμο της βαλβίδας .Για να αποφευχθεί αυτή η κατάσταση, οι περισσότερες τυπικές σφαιρικές βαλβίδες πλωτήρα έχουν υιοθετήσει έναν μηχανισμό εκτόνωσης πίεσης ανοίγματος ανάντη.Εξαιτίας αυτού, οι παραδοσιακές σφαιρικές βαλβίδες δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε καταστάσεις που απαιτούν αμφίδρομη σφράγιση.
Και αυτό είναι το στάδιο όπου η αμφίδρομη κρυογονική σφαιρική βαλβίδα πλωτήρα μπορεί να δείξει τα ταλέντα της.Η διαφορά μεταξύ αυτής της βαλβίδας και της τυπικής κρυογονικής βαλβίδας μονής κατεύθυνσης είναι:
· Δεν υπάρχει άνοιγμα στη σφαίρα της βαλβίδας για την εκτόνωση της πίεσης
· Μπορεί να σφραγίσει το υγρό και προς τις δύο κατευθύνσεις
· Δεν υπάρχει άνοιγμα στη σφαίρα της βαλβίδας για την εκτόνωση της πίεσης
· Μπορεί να σφραγίσει το υγρό και προς τις δύο κατευθύνσεις
Στην αμφίδρομη κρυογονική σφαιρική βαλβίδα πλωτήρα, η έδρα βαλβίδας διπλής κατεύθυνσης με ελατήριο αντικαθιστά τον μηχανισμό εκτόνωσης πίεσης ανοίγματος ανάντη.Η έδρα της βαλβίδας με ελατήριο μπορεί να απελευθερώσει την υπερβολική πίεση που δημιουργείται από το υγροποιημένο φυσικό αέριο που περικλείεται στην κοιλότητα του σώματος της βαλβίδας, εμποδίζοντας έτσι τη διάρρηξη της βαλβίδας, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.
Επιπλέον, η έδρα βαλβίδας με ελατήριο βοηθά στη διατήρηση της βαλβίδας σε χαμηλότερη ροπή και στην επίτευξη ομαλότερης λειτουργίας σε κρυογονικές συνθήκες.
Η αμφίδρομη σφαιρική βαλβίδα κρυογονικής πλωτήρα είναι εξοπλισμένη με δακτύλιο στεγανοποίησης από γραφίτη δεύτερου σταδίου, έτσι ώστε η βαλβίδα να έχει λειτουργία πυρασφάλειας.Εκτός εάν ένα καταστροφικό ατύχημα προκαλέσει καύση των πολυμερών τμημάτων της βαλβίδας, η δευτερεύουσα σφράγιση δεν θα έρθει σε επαφή με το μέσο.Σε περίπτωση ατυχήματος, η σφράγιση δεύτερου επιπέδου θα επιτύχει τη λειτουργία της πυρασφάλειας.
Πλεονεκτήματα των αμφίδρομων βαλβίδων
Σε σύγκριση με τις σφαιρικές βαλβίδες, τις σταθερές και τις επάνω σταθερές σφαιρικές βαλβίδες, η αμφίδρομη κρυογονική σφαιρική βαλβίδα πλωτήρα έχει όλα τα πλεονεκτήματα μιας σφαιρικής βαλβίδας υψηλού συντελεστή ροής και δεν υπάρχει περιορισμός στην κατεύθυνση του υγρού και της στεγανοποίησης.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια σε κρυογονικές συνθήκες.το μέγεθος είναι σχετικά μικρό και η δομή είναι σχετικά απλή.Ο αντίστοιχος ενεργοποιητής είναι επίσης σχετικά απλός (περιστροφή ορθής γωνίας) και μικρογραφία.Αυτά τα πλεονεκτήματα σημαίνουν ότι ολόκληρο το σύστημα είναι μικρότερο, ελαφρύτερο και πιο οικονομικό.
Σε σύγκριση με τις σφαιρικές βαλβίδες, τις σταθερές και τις επάνω σταθερές σφαιρικές βαλβίδες, η αμφίδρομη κρυογονική σφαιρική βαλβίδα πλωτήρα έχει όλα τα πλεονεκτήματα μιας σφαιρικής βαλβίδας υψηλού συντελεστή ροής και δεν υπάρχει περιορισμός στην κατεύθυνση του υγρού και της στεγανοποίησης.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια σε κρυογονικές συνθήκες.το μέγεθος είναι σχετικά μικρό και η δομή είναι σχετικά απλή.Ο αντίστοιχος ενεργοποιητής είναι επίσης σχετικά απλός (περιστροφή ορθής γωνίας) και μικρογραφία.Αυτά τα πλεονεκτήματα σημαίνουν ότι ολόκληρο το σύστημα είναι μικρότερο, ελαφρύτερο και πιο οικονομικό.
Ο Πίνακας 1 συγκρίνει την αμφίδρομη κρυογονική πλωτή σφαιρική βαλβίδα με άλλες βαλβίδες με παρόμοιες λειτουργίες από την άποψη της συντήρησης, του μεγέθους, του βάρους, του επιπέδου ροπής, της δυσκολίας ελέγχου και του συνολικού κόστους, και συνοψίζει αναλυτικά τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της.
Εάν μια μικρή εγκατάσταση LNG παραβεί τη σύμβαση και υιοθετήσει μια αμφίδρομη κρυογονική σφαιρική βαλβίδα, μπορεί να δώσει πλήρη εφαρμογή στα μοναδικά πλεονεκτήματα της σφαιρικής βαλβίδας, δηλαδή πλήρη διάμετρο, υψηλή ταχύτητα ροής και υψηλή ταχύτητα εκφόρτισης αγωγού.Σχετικά μιλώντας, μπορεί να υποστηρίξει σωλήνες μικρότερου μεγέθους διατηρώντας τον ίδιο ρυθμό ροής, έτσι μπορεί να μειώσει τον συνολικό όγκο, το βάρος και την πολυπλοκότητα του συστήματος και μπορεί επίσης να μειώσει το κόστος του συστήματος σωληνώσεων.
Το προηγούμενο άρθρο παρουσίασε τα πλεονεκτήματα της χρήσης ως βαλβίδα διακοπής.Εάν χρησιμοποιηθεί ως βαλβίδα ελέγχου, τα πλεονεκτήματα θα είναι πιο προφανή.Εάν χρησιμοποιηθεί η περιστροφική σφαιρική βαλβίδα ορθής γωνίας, η πολυπλοκότητα του κιτ αυτοματισμού βαλβίδων θα μειωθεί σημαντικά, επομένως έχει γίνει ένα προαιρετικό στοιχείο για το κρυογονικό σύστημα.
Το πιο βασικό περιεχόμενο του παραπάνω κιτ αυτοματισμού είναι η απλή και πρακτική αμφίδρομη κρυογονική σφαιρική βαλβίδα πλωτήρα και ο ορθογώνιος περιστροφικός ενεργοποιητής με απλή δομή και υψηλή απόδοση κόστους.
Εν ολίγοις, η αμφίδρομη κρυογονική σφαιρική βαλβίδα πλωτήρα έχει μια «ανατρεπτική» θετική σημασία για το σύστημα κρυογονικών σωληνώσεων.Σε μικρές εγκαταστάσεις LNG, μπορεί να δώσει πλήρη απόδοση στα πλεονεκτήματά του.
Τα τελευταία χρόνια, το νέο αυτό προϊόν έχει επαληθευτεί σε πρακτικές εφαρμογές, αποδεικνύοντας ότι έχει θετική σημασία για το κόστος του έργου και τη μακροχρόνια αξιόπιστη λειτουργία του συστήματος.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-17-2021