1. Valitse kryogeeniseen käyttöön sopiva venttiili
ValitsemallaKryogeeninen venttiiliKryogeenisten sovellusten suunnittelu voi olla hyvin monimutkaista. Ostajien on otettava huomioon olosuhteet aluksella ja tehtaalla. Lisäksi kryogeenisten nesteiden erityisominaisuudet edellyttävät erityistä venttiilien suorituskykyä. Oikea valinta varmistaa laitoksen luotettavuuden, laitteiden suojauksen ja turvallisen käytön. Maailmanlaajuisilla LNG-markkinoilla käytetään kahta pääasiallista venttiilirakennetta.
Käyttäjän on pienennettävä maakaasusäiliön kokoa pitääkseen sen mahdollisimman pienenä. He tekevät tämän LNG:n (nesteytetty maakaasu, liquidated natural gas) avulla. Jäähtymällä noin -165 °C:een maakaasu muuttuu nestemäiseksi. Tässä lämpötilassa pääsulkuventtiilin on edelleen toimittava.
2. Mikä vaikuttaa kryogeenisten venttiilien suunnitteluun
Lämpötilalla on tärkeä vaikutus venttiilin suunnitteluun. Käyttäjät voivat esimerkiksi tarvita sitä suosituissa ympäristöissä, kuten Lähi-idässä. Tai se voi soveltua kylmiin ympäristöihin, kuten napa-alueille. Molemmat ympäristöt voivat vaikuttaa venttiilin tiiviyteen ja kestävyyteen. Näiden venttiilien komponentteja ovat venttiilin runko, kansi, kara, karan tiiviste, kuulaventtiili ja venttiilin istukka. Erilaisten materiaalikoostumusten vuoksi nämä osat laajenevat ja supistuvat eri lämpötiloissa.
2.1. Kryogeeniset sovellusvaihtoehdot
• Käyttäjät käyttävät venttiilejä kylmissä ympäristöissä, kuten öljynporauslautoilla napa-alueilla.
• Käyttäjät käyttävät venttiilejä hallitakseen nesteitä, jotka ovat selvästi jäätymispisteen alapuolella.
Helposti syttyvien kaasujen, kuten maakaasun tai hapen, tapauksessa venttiilin on toimittava oikein myös tulipalon sattuessa.
2.2. Kryogeenisen venttiilin paine
Kylmäaineen normaalin käsittelyn aikana painetta kertyy. Tämä johtuu ympäristön lisääntyneestä lämmöstä ja siitä johtuvasta höyrynmuodostuksesta. Venttiili-/putkistojärjestelmän suunnittelussa on oltava erityisen huolellinen. Tämä mahdollistaa paineen kertymisen.
2.3. Kryogeenisen venttiilin lämpötila
Nopeat lämpötilan muutokset voivat vaikuttaa työntekijöiden ja tehtaiden turvallisuuteen. Erilaisten materiaalikoostumusten ja kylmäaineelle altistumisajan vuoksi kryogeenisen venttiilin jokainen komponentti laajenee ja supistuu eri nopeuksilla.
Toinen suuri ongelma kylmäaineiden käsittelyssä on ympäröivän ympäristön lämmönnousu. Tämä lämmönnousu saa valmistajat eristämään venttiilit ja putket.
Korkean lämpötila-alueen lisäksi venttiilin on täytettävä myös huomattavia haasteita. Nesteytetyn heliumin tapauksessa nesteytetyn kaasun lämpötila laskee -270 °C:seen.
2.4. Kryogeenisen venttiilin toiminta
Käänteisesti, jos lämpötila laskee absoluuttiseen nollapisteeseen, venttiilin toiminnasta tulee erittäin haastavaa. Kryogeeniset venttiilit yhdistävät nestemäisiä kaasuja sisältävät putket ympäristöön. Ne tekevät tämän huoneenlämmössä. Tuloksena voi olla jopa 300 °C:n lämpötilaero putken ja ympäristön välillä.
2.5. Kryogeenisen venttiilin hyötysuhde
Lämpötilaero luo lämpövirtauksen lämpimästä vyöhykkeestä kylmään vyöhykkeeseen. Se vahingoittaa venttiilin normaalia toimintaa. Se myös heikentää järjestelmän tehokkuutta äärimmäisissä tapauksissa. Tämä on erityisen huolestuttavaa, jos lämpimään päähän muodostuu jäätä.
Matalien lämpötilojen sovelluksissa tämä passiivinen lämmitysprosessi on kuitenkin myös tarkoituksellinen. Tätä prosessia käytetään venttiilin varren tiivistämiseen. Yleensä venttiilin varsi tiivistetään muovilla. Nämä materiaalit eivät kestä matalia lämpötiloja, mutta kahden osan tehokkaat metallitiivisteet, jotka liikkuvat paljon vastakkaisiin suuntiin, ovat yksinkertaisesti erittäin kalliita ja lähes mahdottomia valmistaa.
2.6. Kryogeenisten venttiilien tiivistys
Tähän ongelmaan on hyvin yksinkertainen ratkaisu! Venttiilinvarren tiivistämiseen käytetty muovi viedään tilaan, jossa lämpötila on suhteellisen normaali. Tämä tarkoittaa, että venttiilinvarren tiivisteaine on pidettävä etäällä nesteestä.
2.7. Kolmiportainen kiertoventtiili, jossa tiivis eristys
Nämä siirtymät mahdollistavat venttiilin avautumisen ja sulkeutumisen. Niillä on hyvin vähän kitkaa ja hankausta käytön aikana. Se käyttää myös karan vääntömomenttia venttiilin tiiviyden parantamiseksi. Yksi LNG-varastoinnin haasteista on loukkuun jääneet ontelot. Näissä onteloissa neste voi turvota räjähdysmäisesti yli 600 kertaa. Kolmen kierroksen tiivis eristysventtiili poistaa tämän haasteen.
2.8. Yksi- ja kaksisuuntaiset takaiskuventtiilit
Nämä venttiilit ovat nesteytyslaitteiden avainkomponentteja, koska ne estävät vastavirtauksen aiheuttamat vauriot. Materiaali ja koko ovat tärkeitä huomioitavia seikkoja, koska kryogeeniset venttiilit ovat kalliita. Väärien venttiilien seuraukset voivat olla haitallisia.
3. Miten insinöörit varmistavat kryogeenisten venttiilien tiiviyden
Vuodot ovat erittäin kalliita, kun otetaan huomioon kaasun kylmäaineen valmistuksen kustannukset. Se on myös vaarallista.
Kryogeenisen teknologian suuri ongelma on venttiilin istukan vuotamisen mahdollisuus. Ostajat usein aliarvioivat karan säteittäisen ja lineaarisen kasvun suhteessa runkoon. Jos ostajat valitsevat oikean venttiilin, he voivat välttää edellä mainitut ongelmat.
Yrityksemme suosittelee ruostumattomasta teräksestä valmistettujen matalan lämpötilan venttiilien käyttöä. Nesteytetyn kaasun kanssa käytettäessä materiaali reagoi hyvin lämpötilagradientteihin.Kryogeeniset venttiilittulisi käyttää sopivia tiivistysmateriaaleja, joiden tiiviys on jopa 100 baaria. Lisäksi kannen pidennys on erittäin tärkeä ominaisuus, koska se määrää karan tiivisteen tiiviyden.
Julkaisun aika: 13. toukokuuta 2020