Eddig a kétutas szeleptömítést igénylő kriogén alkalmazási forgatókönyvek főként kétféle szelepet használtak, nevezetesen gömbszelepeket és rögzített golyóscsapokat/felülre szerelt rögzített golyóscsapokat.A kétutas kriogén golyóscsap sikeres fejlesztésével azonban a rendszertervezők a hagyományos golyóscsapoknál vonzóbb lehetőséget kaptak.úszó golyóscsapok.Nagyobb áramlási sebességgel rendelkezik, nincs korlátozása a közeg áramlási irányában és tömítési irányában, és biztonságosan működik kriogén körülmények között.És a méret kisebb, a súly könnyebb, és a szerkezet egyszerűbb.
A szelepeket igénylő kriogén alkalmazási forgatókönyvek közé tartozik a tárolótartályok be- és kimenete feltöltéshez és ürítéshez, zárt üres csővezetékek nyomás alá helyezése, elgázosítás és cseppfolyósítás, többcélú csővezetékek különféle rendszerekhez LNG-terminálállomásokon, hajózási rendszerek és tartályhajók, elosztórendszerek, szivattyúzás állomások és LNG-tüzelőanyag-töltőállomások, valamint földgázszelep-készletek (GVU-k), amelyek a hajók vegyes üzemű motorjaihoz kapcsolódnak.
A fent említett alkalmazási forgatókönyvekben általában kétirányú elzárószelepeket használnak a közegfolyadék szabályozására és elzárására.Összehasonlítva az alternatív típusokkal, mint plgolyóscsapok, több problémájuk van:
Az áramlási együttható (Cv) alacsony – ez befolyásolja az összes releváns csőméret kiválasztását, és potenciális szűk keresztmetszet lesz, amely korlátozza a rendszer áramlási kapacitását.
· A lineáris működtetőket úgy kell konfigurálni, hogy záró- és vezérlési funkciókat hajtsanak végre – a golyóscsapok és más négyszögletes forgószelepek vezérlésére és működtetésére használt négyszögletes forgóaktorokhoz képest az ilyen típusú berendezések bonyolultabb szerkezetűek és drágák.A komplett szelep- és működtetőberendezés-készlet költsége és szerkezeti összetettsége nagyon szembetűnő.
· Ha az elzárószelepet a sok LNG-rendszer által megkövetelt vészleállítási funkció megvalósítására használják, a bonyolultság még nagyobb lesz.
Kis LNG-létesítmények (SSLNG) esetében a fenti problémák nyilvánvalóbbak lesznek, mivel ezeknek a rendszereknek kisebbeknek, költséghatékonyabbaknak és a legnagyobb áramlási kapacitással kell rendelkezniük, hogy lerövidítsék a be- és kirakodási ciklust.
A gömbcsap áramlási együtthatója nagyobb, mint az azonos méretű gömbcsapé.Más szavakkal, kisebb méretűek anélkül, hogy befolyásolnák az áramlási sebességet.Ez azt jelenti, hogy a teljes csőrendszer, sőt a teljes rendszer mérete, súlya és költsége jelentősen csökken.Ugyanakkor jelentősen növelheti a kapcsolódó rendszerek beruházási megtérülését (ROI).
Természetesen a standard kriogén úszógolyós szelepek egyirányúak, ami nem alkalmas a fent említett, kétirányú szeleptömítést igénylő forgatókönyvekre.
Egyirányú vs kétirányú
Amint az 1. ábrán látható, a kriogén körülményekhez készült szabványos lebegő golyósszelepnek van egy nyomáscsökkentő nyílása a szelepgolyó felső oldalán, hogy megakadályozza a nyomás felhalmozódását és növekedését, amikor a közeg fázisváltozáson megy keresztül.Amikor a szelep zárt helyzetben van, a szeleptest üregébe zárt cseppfolyósított földgáz elkezd elpárologni és tágulni, és a térfogat a teljes kitágulás után elérheti az eredeti térfogat 600-szorosát, ami a szelep szétrepedését okozhatja. .Ennek a helyzetnek a megelőzése érdekében a legtöbb szabványos úszógolyós szelep felfelé nyitó nyomáscsökkentő mechanizmust alkalmaz.Emiatt a hagyományos gömbcsapok nem használhatók olyan helyzetekben, amelyek kétirányú tömítést igényelnek.
És ez az a szakasz, ahol a kétirányú kriogén úszógolyós szelep megmutathatja tehetségét.A különbség ez a szelep és a szabványos egyirányú kriogén szelep között a következő:
· A szelepgolyón nincs nyílás a nyomás csökkentésére
· Mindkét irányban képes lezárni a folyadékot
· A szelepgolyón nincs nyílás a nyomás csökkentésére
· Mindkét irányban képes lezárni a folyadékot
A kétirányú kriogén úszógolyós szelepben a kétirányú, rugós szelepülés helyettesíti a felfelé nyíló nyomáscsökkentő mechanizmust.A rugóterhelésű szelepülék ki tudja engedni a szeleptest üregébe zárt cseppfolyósított földgáz által keltett túlzott nyomást, ezáltal megakadályozza a szelep szétrepedését, ahogy az a 2. ábrán látható.
Ezenkívül a rugós szelepülés segít a szelepet alacsonyabb nyomatékon tartani, és simább működést ér el kriogén körülmények között.
A kétirányú kriogén úszógolyós szelep egy második fokozatú grafit tömítőgyűrűvel van felszerelve, így a szelep tűzvédelmi funkcióval rendelkezik.Hacsak egy katasztrofális baleset nem égeti meg a szelep polimer részeit, a másodlagos tömítés nem érintkezik a közeggel.Baleset esetén a második szintű tömítés teljesíti a tűzvédelmi funkciót.
A kétutas szelepek előnyei
Összehasonlítva a gömbszelepekkel, a fix és a tetejére szerelt rögzített gömbcsapokkal, a kétirányú kriogén úszógolyós szelep rendelkezik a nagy áramlási együtthatójú golyóscsap összes előnyével, és nincs korlátozás a folyadék és a tömítés irányában.Kriogén körülmények között biztonságosan használható;a méret viszonylag kicsi és a szerkezet viszonylag egyszerű.A hozzáillő aktuátor is viszonylag egyszerű (derékszögű elforgatás) és miniatürizált.Ezek az előnyök azt jelentik, hogy az egész rendszer kisebb, könnyebb és költséghatékonyabb.
Összehasonlítva a gömbszelepekkel, a fix és a tetejére szerelt rögzített gömbcsapokkal, a kétirányú kriogén úszógolyós szelep rendelkezik a nagy áramlási együtthatójú golyóscsap összes előnyével, és nincs korlátozás a folyadék és a tömítés irányában.Kriogén körülmények között biztonságosan használható;a méret viszonylag kicsi és a szerkezet viszonylag egyszerű.A hozzáillő aktuátor is viszonylag egyszerű (derékszögű elforgatás) és miniatürizált.Ezek az előnyök azt jelentik, hogy az egész rendszer kisebb, könnyebb és költséghatékonyabb.
Az 1. táblázat összehasonlítja a kétirányú kriogén úszógolyós szelepet más hasonló funkciójú szelepekkel a karbantartás, a méret, a tömeg, a nyomaték szint, a szabályozás nehézsége és az összköltség szempontjából, és átfogóan összefoglalja előnyeit és hátrányait.
Ha egy kis LNG-létesítmény megszegi az egyezményt, és kétirányú kriogén golyóscsapot alkalmaz, az teljes mértékben kihasználhatja a golyósszelep egyedülálló előnyeit, azaz a teljes átmérőt, a nagy áramlási sebességet és a nagy csővezeték-ürítési sebességet.Viszonylagosan kisebb méretű csöveket képes támogatni, miközben ugyanazt az áramlási sebességet tartja fenn, így csökkentheti a rendszer teljes térfogatát, tömegét és összetettségét, valamint csökkentheti a csőrendszer költségeit is.
Az előző cikk bemutatta az elzárószelepként való használat előnyeit.Ha vezérlőszelepként használják, az előnyök nyilvánvalóbbak lesznek.A derékszögű forgó golyóscsap használata esetén a szelep automatizálási készlet összetettsége jelentősen csökken, így a kriogén rendszer opcionális elemévé vált.
A fent említett automatizálási készlet legalapvetőbb tartalma az egyszerű és praktikus kétirányú kriogén úszógolyós szelep, valamint az egyszerű szerkezetű, nagy költséghatékonyságú négyszögletes forgómozgató.
Röviden, a kétirányú kriogén úszógolyós szelep „felforgató” pozitív jelentőséggel bír a kriogén csővezetékrendszer számára.Kis LNG-létesítményekben teljes mértékben kihasználhatja előnyeit.
Az elmúlt években ezt az új terméket a gyakorlatban is igazolták, bizonyítva, hogy pozitív jelentőséggel bír a projekt költsége és a rendszer hosszú távú megbízható működése szempontjából.
Feladás időpontja: 2021. június 17