Дотепер у сценаріях кріогенних застосувань, які вимагають ущільнення двоходового клапана, в основному використовувалися два типи клапанів, а саме: прохідні клапани та фіксовані кульові крани/фіксовані кульові крани, встановлені зверху.Однак завдяки успішній розробці двоходового кріогенного кульового крана розробники системи отримали більш привабливий варіант, ніж традиційні кульові крани.плаваючі кульові крани.Він має вищу швидкість потоку, не має обмежень щодо напрямку потоку та напрямку ущільнення середовища та може безпечно працювати в кріогенних умовах.І розмір менше, і вага легша, і структура простіше.
Сценарії кріогенного застосування, які потребують клапанів, включають вхід/вихід резервуарів для наповнення та розвантаження, створення тиску в закритих порожніх трубопроводах, газифікацію та зрідження, багатоцільові трубопроводи для різних систем на термінальних станціях СПГ, транспортних системах і танкерах, розподільних системах, перекачуванні станції та заправні станції СПГ, а також комплекти клапанів природного газу (GVU), пов’язані з двопаливними двигунами на суднах.
У вищезазначених сценаріях застосування двоходові запірні клапани зазвичай використовуються для контролю та перекриття середовища.У порівнянні з альтернативними типами, такими яккульові крани, у них є кілька проблем:
Коефіцієнт потоку (Cv) низький – це вплине на вибір усіх відповідних розмірів труб і стане потенційним вузьким місцем, що обмежує пропускну здатність системи.
· Потрібно налаштувати лінійні приводи для виконання функцій закриття та керування. У порівнянні з прямокутними поворотними приводами, які використовуються для керування та керування кульовими кранами та іншими прямокутними поворотними клапанами, цей тип обладнання має більш складну структуру та є дорогим.Вартість і конструктивна складність повного набору обладнання для клапанів і приводів є дуже помітними.
· Якщо запірний клапан використовується для реалізації функції аварійного відключення, необхідної багатьом системам СПГ, складність буде ще більшою.
Для малих установок СПГ (SSLNG) вищевказані проблеми будуть більш очевидними, оскільки ці системи повинні бути меншими, економічно ефективнішими та мати найбільшу пропускну здатність, щоб скоротити цикл завантаження та розвантаження.
Коефіцієнт потоку кульового крана вище, ніж у прохідного крана того ж розміру.Іншими словами, вони менші за розміром, не впливаючи на швидкість потоку.Це означає, що розмір, вага та вартість усієї системи трубопроводів і навіть усієї системи значно зменшуються.У той же час це може значно підвищити рентабельність інвестицій (ROI) суміжних систем.
Звичайно, стандартні кріогенні поплавкові кульові крани є односторонніми, що не підходить для згаданих вище сценаріїв, які вимагають ущільнення двостороннього клапана.
Односторонній проти двостороннього
Як показано на малюнку 1, стандартний плаваючий кульовий кран для кріогенних умов має отвір для скидання тиску на верхній стороні кульки клапана, щоб запобігти накопиченню та зростанню тиску, коли середовище зазнає зміни фази.Коли клапан знаходиться в закритому положенні, скраплений природний газ, що міститься в порожнині корпусу клапана, почне випаровуватися та розширюватися, а об’єм може сягати 600 разів більше початкового об’єму після повного розширення, що може призвести до розриву клапана. .Для того, щоб запобігти цій ситуації, більшість стандартних поплавкових кульових кранів оснащено механізмом скидання тиску перед відкриттям.Через це традиційні кульові крани не можна використовувати в ситуаціях, які потребують двостороннього ущільнення.
І це етап, на якому двосторонній кріогенний поплавковий кульовий кран може проявити свої таланти.Різниця між цим клапаном і стандартним одностороннім кріогенним клапаном:
· На кулі клапана немає отвору для скидання тиску
· Він може закривати рідину в обох напрямках
· На кулі клапана немає отвору для скидання тиску
· Він може закривати рідину в обох напрямках
У двоходовому кріогенному поплавковому кульовому крані двостороннє підпружинене сідло клапана замінює механізм скидання тиску, що відкривається перед відкриттям.Підпружинене сідло клапана може скинути надмірний тиск, створюваний зрідженим природним газом, що міститься в порожнині корпусу клапана, тим самим запобігаючи розриву клапана, як показано на малюнку 2.
Крім того, підпружинене сідло клапана допомагає підтримувати нижчий крутний момент клапана та досягати більш плавної роботи в кріогенних умовах.
Двоходовий кріогенний поплавковий кульовий кран оснащений графітовим ущільнювальним кільцем другого ступеня, завдяки чому клапан має функцію пожежної безпеки.Якщо катастрофічна аварія не спричинить горіння полімерних частин клапана, вторинне ущільнення не контактуватиме із середовищем.У разі аварії ущільнення другого рівня виконує функцію протипожежного захисту.
Переваги двоходових клапанів
Порівняно з кульовими клапанами, фіксованими та встановленими зверху фіксованими кульовими кранами, двоходовий кріогенний поплавковий кульовий кран має всі переваги кульового крана з високим коефіцієнтом потоку, і немає обмежень щодо рідини та напрямку ущільнення.Його можна безпечно використовувати в кріогенних умовах;розмір відносно невеликий, а структура відносно проста.Відповідний привод також відносно простий (обертання під прямим кутом) і мініатюрний.Ці переваги означають, що вся система менша, легша та економічніша.
Порівняно з кульовими клапанами, фіксованими та встановленими зверху фіксованими кульовими кранами, двоходовий кріогенний поплавковий кульовий кран має всі переваги кульового крана з високим коефіцієнтом потоку, і немає обмежень щодо рідини та напрямку ущільнення.Його можна безпечно використовувати в кріогенних умовах;розмір відносно невеликий, а структура відносно проста.Відповідний привод також відносно простий (обертання під прямим кутом) і мініатюрний.Ці переваги означають, що вся система менша, легша та економічніша.
У таблиці 1 порівнюється двосторонній кріогенний плаваючий кульовий кран з іншими клапанами з подібними функціями з точки зору обслуговування, розміру, ваги, рівня крутного моменту, труднощів керування та загальної вартості, а також вичерпно підсумовуються його переваги та недоліки.
Якщо невелике підприємство з виробництва СПГ порушить конвенцію та запровадить двоходовий кріогенний кульовий кран, воно може повною мірою використовувати унікальні переваги кульового крана, тобто повний діаметр, високу швидкість потоку та високу швидкість випуску з трубопроводу.Відносно кажучи, він може підтримувати труби меншого розміру, зберігаючи ту саму швидкість потоку, тому він може зменшити загальний об’єм, вагу та складність системи, а також може зменшити вартість системи трубопроводів.
У попередній статті було описано переваги використання в якості запірної арматури.Якщо використовувати як регулюючий клапан, то переваги будуть більш очевидними.При використанні прямокутового поворотного кульового крана складність комплекту автоматизації клапана значно зменшиться, тому він став додатковим елементом для кріогенної системи.
Найосновнішим вмістом вищезгаданого комплекту автоматизації є простий і практичний двоходовий кріогенний поплавковий кульовий кран і прямокутний поворотний привід із простою структурою та високою економічною ефективністю.
Коротше кажучи, двосторонній кріогенний поплавковий кульовий кран має «підривне» позитивне значення для системи кріогенних трубопроводів.На невеликих заводах СПГ він може повністю реалізувати свої переваги.
За останні кілька років цей новий продукт був перевірений на практиці, довівши, що він має позитивне значення для вартості проекту та тривалої надійної роботи системи.
Час публікації: 17 червня 2021 р