Do zdaj so scenariji kriogene uporabe, ki zahtevajo tesnjenje dvosmernega ventila, v glavnem uporabljali dve vrsti ventilov, in sicer krogelne ventile in fiksne krogelne ventile/zgoraj nameščene fiksne krogelne ventile.Vendar pa so z uspešnim razvojem dvosmernega kriogenega krogelnega ventila oblikovalci sistemov pridobili privlačnejšo možnost od tradicionalnih krogelnih ventilov-plavajoči krogelni ventili.Ima večji pretok, nima omejitev glede smeri pretoka in smeri tesnjenja medija in lahko varno deluje v kriogenih pogojih.In velikost je manjša, teža je lažja in struktura je preprostejša.
Scenariji kriogene uporabe, ki zahtevajo ventile, vključujejo dovod/izstop skladiščnih rezervoarjev za polnjenje in praznjenje, ustvarjanje tlaka v zaprtih praznih cevovodih, uplinjanje in utekočinjenje, večnamenske cevovode za različne sisteme na terminalskih postajah LNG, ladijske sisteme in tankerje, distribucijske sisteme, črpanje postaje in bencinske črpalke za utekočinjeni zemeljski plin ter kompleti ventilov za zemeljski plin (GVU), povezani z motorji na dvojno gorivo na ladjah.
V zgoraj omenjenih scenarijih uporabe se dvosmerni zaporni ventili običajno uporabljajo za krmiljenje in zapiranje srednje tekočine.V primerjavi z alternativnimi vrstami, kot je nprkrogelni ventili, imajo več težav:
Koeficient pretoka (Cv) je nizek – to bo vplivalo na izbiro vseh ustreznih velikosti cevi in bo postalo potencialno ozko grlo, ki omejuje pretočno zmogljivost sistema.
· Potreba po konfiguraciji linearnih aktuatorjev za izvajanje funkcij zapiranja in krmiljenja – v primerjavi s pravokotnimi rotacijskimi aktuatorji, ki se uporabljajo za krmiljenje in upravljanje krogelnih ventilov in drugih pravokotnih rotacijskih ventilov, ima ta vrsta opreme bolj zapleteno strukturo in je draga.Stroški in strukturna zapletenost celotnega sklopa opreme za ventile in aktuatorje so zelo pomembni.
· Če se zaporni ventil uporablja za izvedbo funkcije zaustavitve v sili, ki jo zahtevajo številni sistemi LNG, bo kompleksnost še večja.
Pri malih obratih za utekočinjeni zemeljski plin (SSLNG) bodo zgornje težave bolj očitne, saj morajo biti ti sistemi manjši, stroškovno učinkovitejši in imeti največjo pretočno zmogljivost, da se skrajša cikel nakladanja in razkladanja.
Koeficient pretoka krogelnega ventila je višji kot pri krogelnem ventilu enake velikosti.Z drugimi besedami, manjše so, ne da bi vplivale na pretok.To pomeni, da so velikost, teža in stroški celotnega cevnega sistema in celo celotnega sistema znatno zmanjšani.Hkrati lahko znatno poveča donosnost naložbe (ROI) povezanih sistemov.
Seveda so standardni kriogeni krogelni ventili s plovcem enosmerni, kar ni primerno za zgoraj omenjene scenarije, ki zahtevajo dvosmerno tesnjenje ventila.
Enosmerni proti dvosmernemu
Kot je prikazano na sliki 1, ima standardni plavajoči krogelni ventil za kriogene razmere luknjo za razbremenitev tlaka na zgornji strani krogle ventila, ki preprečuje kopičenje in naraščanje tlaka, ko je medij podvržen fazni spremembi.Ko je ventil v zaprtem položaju, bo utekočinjeni zemeljski plin, zaprt v votlini telesa ventila, začel izhlapevati in se širiti, prostornina pa lahko po popolni razširitvi doseže 600-kratno prvotno prostornino, kar lahko povzroči, da ventil poči .Da bi preprečili to situacijo, je večina standardnih krogelnih ventilov s plovcem sprejela mehanizem za razbremenitev tlaka pred odpiranjem.Zaradi tega tradicionalnih krogelnih ventilov ni mogoče uporabiti v situacijah, ki zahtevajo dvosmerno tesnjenje.
In to je faza, kjer lahko dvosmerni kriogeni krogelni ventil s plovcem pokaže svoje talente.Razlika med tem ventilom in standardnim enosmernim kriogenim ventilom je:
· Na krogli ventila ni odprtine za razbremenitev tlaka
· Lahko zapre tekočino v obe smeri
· Na krogli ventila ni odprtine za razbremenitev tlaka
· Lahko zapre tekočino v obe smeri
V dvosmernem kriogenem krogelnem ventilu s plovcem dvosmerni vzmetni sedež ventila nadomešča zgornji mehanizem za razbremenitev tlaka odpiranja.Vzmeten sedež ventila lahko sprosti čezmerni tlak, ki ga ustvarja utekočinjeni zemeljski plin, zaprt v votlini telesa ventila, in tako prepreči, da bi ventil počil, kot je prikazano na sliki 2.
Poleg tega vzmetno obremenjen sedež ventila pomaga ohranjati ventil pri nižjem navoru in dosegati bolj gladko delovanje v kriogenih pogojih.
Dvosmerni kriogeni krogelni ventil s plovcem je opremljen z drugostopenjskim grafitnim tesnilnim obročem, tako da ima ventil funkcijo požarne varnosti.Razen če katastrofalna nesreča povzroči vžig polimernih delov ventila, sekundarno tesnilo ne bo prišlo v stik z medijem.V primeru nesreče bo tesnilo druge stopnje doseglo funkcijo požarne zaščite.
Prednosti dvosmernih ventilov
V primerjavi s krožnimi ventili, fiksnimi in zgoraj nameščenimi fiksnimi krogelnimi ventili ima dvosmerni kriogeni krogelni ventil s plovcem vse prednosti krogelnega ventila z visokim koeficientom pretoka in ni omejitev glede tekočine in smeri tesnjenja.Lahko se varno uporablja v kriogenih pogojih;velikost je relativno majhna in struktura je relativno preprosta.Ustrezni aktuator je tudi razmeroma preprost (pravokotno vrtenje) in miniaturiziran.Te prednosti pomenijo, da je celoten sistem manjši, lažji in stroškovno učinkovitejši.
V primerjavi s krožnimi ventili, fiksnimi in zgoraj nameščenimi fiksnimi krogelnimi ventili ima dvosmerni kriogeni krogelni ventil s plovcem vse prednosti krogelnega ventila z visokim koeficientom pretoka in ni omejitev glede tekočine in smeri tesnjenja.Lahko se varno uporablja v kriogenih pogojih;velikost je relativno majhna in struktura je relativno preprosta.Ustrezni aktuator je tudi razmeroma preprost (pravokotno vrtenje) in miniaturiziran.Te prednosti pomenijo, da je celoten sistem manjši, lažji in stroškovno učinkovitejši.
Tabela 1 primerja dvosmerni kriogeni plavajoči krogelni ventil z drugimi ventili s podobnimi funkcijami z vidika vzdrževanja, velikosti, teže, stopnje navora, težave pri krmiljenju in skupnih stroškov ter izčrpno povzema njegove prednosti in slabosti.
Če majhen obrat za utekočinjeni zemeljski plin prekrši konvencijo in sprejme dvosmerni kriogeni krogelni ventil, lahko v celoti izkoristi edinstvene prednosti krogelnega ventila, to je polni premer, visok pretok in visoko stopnjo praznjenja v cevovodu.Relativno gledano lahko podpira cevi manjše velikosti, medtem ko ohranja enako stopnjo pretoka, tako da lahko zmanjša skupno prostornino, težo in kompleksnost sistema ter lahko tudi zmanjša stroške cevnega sistema.
Prejšnji članek je predstavil prednosti uporabe kot zapornega ventila.Če se uporablja kot regulacijski ventil, bodo prednosti očitnejše.Če se uporabi pravokotni rotacijski krogelni ventil, bo kompleksnost kompleta za avtomatizacijo ventila znatno zmanjšana, zato je postal izbirni element za kriogeni sistem.
Najosnovnejša vsebina zgoraj omenjenega kompleta za avtomatizacijo je preprost in praktičen dvosmerni kriogeni krogelni ventil s plovcem in pravokotni rotacijski aktuator s preprosto strukturo in visoko stroškovno učinkovitostjo.
Skratka, dvosmerni kriogeni krogelni ventil ima "subverzivni" pozitiven pomen za kriogeni cevovodni sistem.V majhnih obratih za UZP lahko v celoti izkoristi svoje prednosti.
V zadnjih nekaj letih je bil ta novi izdelek preverjen v praksi in je dokazal, da ima pozitiven pomen za stroške projekta in dolgoročno zanesljivo delovanje sistema.
Čas objave: 17. junij 2021