Până în prezent, scenariile de aplicare criogenică care necesită etanșarea supapelor cu două căi au folosit în principal două tipuri de supape, și anume supape cu glob și supape cu bilă fixe/supape cu bilă fixe montate în partea de sus.Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea cu succes a supapei cu bilă criogenică cu două căi, proiectanții de sisteme au obținut o opțiune mai atractivă decât supapele cu bilă tradiționale -supape cu bilă plutitoare.Are un debit mai mare, nu are nicio restricție asupra direcției de curgere și a direcției de etanșare a mediului și poate funcționa în siguranță în condiții criogenice.Și dimensiunea este mai mică, greutatea este mai ușoară, iar structura este mai simplă.
Scenariile de aplicații criogenice care necesită supape includ intrarea/ieșirea rezervoarelor de stocare pentru umplere și descărcare, presurizarea conductelor goale închise, gazeificare și lichefiere, conducte multifuncționale pentru diverse sisteme din stațiile terminale GNL, sisteme de transport și cisterne, sisteme de distribuție, pompare stații și stații de alimentare cu GNL, precum și seturi de supape de gaz natural (GVU) legate de motoarele cu combustibil dublu de pe nave.
În scenariile de aplicare menționate mai sus, supapele de închidere cu două căi sunt în general utilizate pentru a controla și închide fluidul mediu.În comparație cu tipurile alternative, cum ar fisupape cu bilă, au mai multe probleme:
Coeficientul de curgere (Cv) este scăzut, acest lucru va afecta selecția tuturor dimensiunilor relevante de conducte și va deveni un potențial blocaj care limitează capacitatea de debit a sistemului.
· Necesitatea configurarii actuatoarelor liniare pentru a efectua functii de inchidere si control - in comparatie cu actuatoarele rotative dreptunghiulare utilizate pentru controlul si actionarea supapelor cu bila si a altor valve rotative dreptunghiulare, acest tip de echipament are o structura mai complexa si este costisitor.Costul și complexitatea structurală a unui set complet de echipamente de supapă și actuator sunt foarte proeminente.
· Dacă supapa de închidere este utilizată pentru a realiza funcția de oprire de urgență cerută de multe sisteme GNL, complexitatea va fi și mai mare.
Pentru instalațiile mici de GNL (SSLNG), problemele de mai sus vor fi mai evidente, deoarece aceste sisteme trebuie să fie mai mici, mai rentabile și să aibă cea mai mare capacitate de debit pentru a scurta ciclul de încărcare și descărcare.
Coeficientul de curgere al robinetului cu bilă este mai mare decât al robinetului cu glob de aceeași dimensiune.Cu alte cuvinte, au dimensiuni mai mici, fără a afecta debitul.Aceasta înseamnă că dimensiunea, greutatea și costul întregului sistem de conducte și chiar ale întregului sistem sunt reduse semnificativ.În același timp, poate crește semnificativ rentabilitatea investiției (ROI) a sistemelor aferente.
Desigur, supapele cu bilă plutitoare criogenice standard sunt cu un singur sens, ceea ce nu este potrivit pentru scenariile menționate mai sus care necesită etanșarea supapelor cu două căi.
Într-un singur sens Vs cu două sensuri
După cum se arată în Figura 1, supapa cu bilă plutitoare standard pentru condiții criogenice are o gaură de eliberare a presiunii pe partea din amonte a bilei supapei pentru a preveni acumularea și creșterea presiunii atunci când mediul suferă o schimbare de fază.Când supapa este în poziția închisă, gazul natural lichefiat închis în cavitatea corpului supapei va începe să se evapore și să se extindă, iar volumul poate atinge de 600 de ori volumul inițial după ce a fost complet extins, ceea ce poate provoca ruperea supapei. .Pentru a preveni această situație, majoritatea supapelor cu bilă cu plutitor standard au adoptat un mecanism de reducere a presiunii de deschidere în amonte.Din acest motiv, supapele tradiționale cu bilă nu pot fi utilizate în situații care necesită etanșare în două sensuri.
Și aceasta este etapa în care supapa cu bilă plutitoare criogenică cu două căi își poate arăta talentele.Diferența dintre această supapă și supapa criogenică standard unidirecțională este:
· Nu există nicio deschidere pe bila supapei pentru a elibera presiunea
· Poate etanșa fluidul în ambele direcții
· Nu există nicio deschidere pe bila supapei pentru a elibera presiunea
· Poate etanșa fluidul în ambele direcții
În supapa cu bilă cu plutitor criogenic cu două căi, scaunul supapei cu arc cu două căi înlocuiește mecanismul de reducere a presiunii de deschidere din amonte.Scaunul supapei cu arc poate elibera presiunea excesivă generată de gazul natural lichefiat închis în cavitatea corpului supapei, prevenind astfel spargerea supapei, așa cum se arată în Figura 2.
În plus, scaunul supapei cu arc ajută la menținerea supapei la un cuplu mai mic și la o funcționare mai lină în condiții criogenice.
Supapa cu bilă cu plutitor criogenic cu două căi este echipată cu un inel de etanșare din grafit din a doua etapă, astfel încât supapa să aibă o funcție de siguranță la incendiu.Cu excepția cazului în care un accident catastrofal provoacă arderea părților polimerice ale supapei, etanșarea secundară nu va intra în contact cu mediul.În cazul unui accident, sigiliul de al doilea nivel va îndeplini funcția de protecție împotriva incendiilor.
Avantajele supapelor cu două căi
În comparație cu supapele cu bilă, supapele cu bilă fixe și montate în partea de sus, supapa cu bilă cu plutitor criogenic cu două căi are toate avantajele unei supape cu bilă cu coeficient de debit ridicat și nu există nicio restricție asupra direcției fluidului și a etanșării.Poate fi folosit în siguranță în condiții criogenice;dimensiunea este relativ mică și structura relativ simplă.Actuatorul potrivit este, de asemenea, relativ simplu (rotire în unghi drept) și miniaturizat.Aceste avantaje înseamnă că întregul sistem este mai mic, mai ușor și mai rentabil.
În comparație cu supapele cu bilă, supapele cu bilă fixe și montate în partea de sus, supapa cu bilă cu plutitor criogenic cu două căi are toate avantajele unei supape cu bilă cu coeficient de debit ridicat și nu există nicio restricție asupra direcției fluidului și a etanșării.Poate fi folosit în siguranță în condiții criogenice;dimensiunea este relativ mică și structura relativ simplă.Actuatorul potrivit este, de asemenea, relativ simplu (rotire în unghi drept) și miniaturizat.Aceste avantaje înseamnă că întregul sistem este mai mic, mai ușor și mai rentabil.
Tabelul 1 compară supapa cu bilă plutitoare criogenică cu două căi cu alte supape cu funcții similare din perspectiva întreținerii, mărimii, greutății, nivelului de cuplu, dificultatea de control și costul total și rezumă cuprinzător avantajele și dezavantajele acesteia.
Dacă o mică instalație de GNL încalcă convenția și adoptă o supapă cu bilă criogenică cu două căi, aceasta poate oferi un joc complet avantajelor unice ale supapei cu bilă, adică diametrul complet, debitul mare și rata mare de descărcare a conductei.Relativ vorbind, poate suporta țevi de dimensiuni mai mici, menținând în același timp același debit, astfel încât poate reduce volumul total, greutatea și complexitatea sistemului și poate reduce, de asemenea, costul sistemului de țevi.
Articolul anterior a introdus avantajele utilizării ca supapă de închidere.Dacă este folosit ca supapă de control, avantajele vor fi mai evidente.Dacă se folosește supapa cu bilă rotativă în unghi drept, complexitatea trusei de automatizare a supapelor va fi redusă semnificativ, astfel încât acesta a devenit un element opțional pentru sistemul criogenic.
Conținutul cel mai de bază al kit-ului de automatizare menționat mai sus este supapa cu bilă cu plutitor criogenic cu două căi simplu și practic și actuatorul rotativ dreptunghiular cu structură simplă și eficiență ridicată a costurilor.
Pe scurt, supapa cu bilă plutitoare criogenică cu două căi are o semnificație pozitivă „subversivă” pentru sistemul de conducte criogenice.În instalațiile mici de GNL, acesta poate juca pe deplin avantajele sale.
În ultimii ani, acest nou produs a fost verificat în aplicații practice, dovedind că are o semnificație pozitivă pentru costul proiectului și funcționarea fiabilă pe termen lung a sistemului.
Ora postării: 17-jun-2021