Do sada su scenariji kriogene primjene koji zahtijevaju dvosmjerno zaptivanje ventila uglavnom koristili dvije vrste ventila, odnosno kuglični ventili i fiksni kuglični ventili/fiksirani kuglični ventili na vrhu.Međutim, uspješnim razvojem dvosmjernog kriogenog kugličnog ventila, dizajneri sistema su dobili atraktivniju opciju od tradicionalnih kugličnih ventila -plutajući kuglični ventili.Ima veću brzinu protoka, nema ograničenja u smjeru protoka i smjera zaptivanja medija i može bezbedno da radi u kriogenim uslovima.I veličina je manja, težina je lakša, a struktura je jednostavnija.
Kriogenski scenariji primjene koji zahtijevaju ventile uključuju ulaz/izlaz rezervoara za skladištenje za punjenje i pražnjenje, stavljanje pod tlak zatvorenih praznih cjevovoda, gasifikaciju i ukapljivanje, višenamjenske cjevovode za različite sisteme u LNG terminalnim stanicama, transportnim sistemima i tankerima, distributivni sistemi, pumpanje stanice i stanice za punjenje LNG goriva, kao i setovi ventila za prirodni plin (GVU) koji se odnose na motore na dva goriva na brodovima.
U gore navedenim scenarijima primjene, dvosmjerni zaporni ventili se općenito koriste za kontrolu i zatvaranje srednjeg fluida.U poređenju sa alternativnim tipovima kao što sukuglični ventili, imaju nekoliko problema:
Koeficijent protoka (Cv) je nizak – to će uticati na odabir svih relevantnih veličina cijevi i postaće potencijalno usko grlo koje ograničava kapacitet protoka sistema.
· Potreba za konfigurisanjem linearnih aktuatora za obavljanje funkcija zatvaranja i upravljanja - u poređenju sa pravougaonim rotacionim aktuatorima koji se koriste za kontrolu i rad kuglastih ventila i drugih pravougaonih rotacionih ventila, ova vrsta opreme ima složeniju strukturu i skupa je.Cena i strukturalna složenost kompletnog seta opreme ventila i aktuatora su veoma istaknuti.
· Ako se zaporni ventil koristi za realizaciju funkcije isključivanja u nuždi koju zahtijevaju mnogi LNG sistemi, složenost će biti još veća.
Za mala LNG postrojenja (SSLNG) gore navedeni problemi će biti očigledniji, jer ovi sistemi moraju biti manji, isplativiji i imati najveći kapacitet protoka kako bi se skratio ciklus utovara i istovara.
Koeficijent protoka kuglastog ventila je veći od koeficijenta sfernog ventila iste veličine.Drugim riječima, one su manje veličine bez utjecaja na brzinu protoka.To znači da su veličina, težina i cijena cijelog cijevnog sistema, pa čak i cijelog sistema, značajno smanjeni.Istovremeno, može značajno povećati povrat ulaganja (ROI) povezanih sistema.
Naravno, standardni kriogeni plutajući kuglični ventili su jednosmjerni, što nije prikladno za gore navedene scenarije koji zahtijevaju dvosmjerno zaptivanje ventila.
Jednosmjerni vs dvosmjerni
Kao što je prikazano na slici 1, standardni plutajući kuglasti ventil za kriogene uslove ima otvor za rasterećenje pritiska na uzvodnoj strani kugle ventila kako bi se spriječilo akumuliranje i porast pritiska kada medij prođe faznu promjenu.Kada je ventil u zatvorenom položaju, ukapljeni prirodni plin zatvoren u šupljini tijela ventila počet će isparavati i širiti se, a volumen može doseći 600 puta veći od prvobitne zapremine nakon što se potpuno proširi, što može uzrokovati pucanje ventila .Kako bi se spriječila ova situacija, većina standardnih kugličnih ventila s plovkom usvojila je mehanizam za smanjenje pritiska uzvodnog otvaranja.Zbog toga se tradicionalni kuglični ventili ne mogu koristiti u situacijama koje zahtijevaju dvosmjerno zaptivanje.
I ovo je faza u kojoj dvosmjerni kriogeni kuglični ventil može pokazati svoje talente.Razlika između ovog ventila i standardnog jednosmjernog kriogenog ventila je:
· Na kugli ventila nema otvora za smanjenje pritiska
· Može zatvoriti tekućinu u oba smjera
· Na kugli ventila nema otvora za smanjenje pritiska
· Može zatvoriti tekućinu u oba smjera
U dvosmjernom kriogenom kugličnom ventilu s plovkom, dvosmjerno sjedište ventila s oprugom zamjenjuje mehanizam za smanjenje pritiska uzvodno otvaranja.Sjedalo ventila s oprugom može osloboditi prekomjerni pritisak koji stvara tečni prirodni plin zatvoren u šupljini tijela ventila, čime se sprječava da ventil pukne, kao što je prikazano na slici 2.
Osim toga, sjedište ventila s oprugom pomaže u održavanju ventila na nižem momentu i postizanju glatkijeg rada u kriogenim uvjetima.
Dvosmjerni kriogeni kuglični ventil s plovkom opremljen je zaptivnim prstenom od grafita drugog stupnja, tako da ventil ima protupožarnu funkciju.Osim ako katastrofalna nesreća ne dovede do izgaranja polimernih dijelova ventila, sekundarna zaptivka neće doći u kontakt s medijem.U slučaju nesreće, pečat drugog nivoa će ostvariti funkciju zaštite od požara.
Prednosti dvosmjernih ventila
U poređenju sa kugličnim ventilima, fiksnim i gornjim fiksnim kuglastim ventilima, dvosmjerni kriogeni kuglični ventil s plovkom ima sve prednosti kugličnog ventila s visokim koeficijentom protoka i nema ograničenja u smjeru fluida i zaptivanja.Može se bezbedno koristiti u kriogenim uslovima;veličina je relativno mala, a struktura relativno jednostavna.Odgovarajući aktuator je takođe relativno jednostavan (rotacija pod pravim uglom) i minijaturizovan.Ove prednosti znače da je cijeli sistem manji, lakši i isplativiji.
U poređenju sa kugličnim ventilima, fiksnim i gornjim fiksnim kuglastim ventilima, dvosmjerni kriogeni kuglični ventil s plovkom ima sve prednosti kugličnog ventila s visokim koeficijentom protoka i nema ograničenja u smjeru fluida i zaptivanja.Može se bezbedno koristiti u kriogenim uslovima;veličina je relativno mala, a struktura relativno jednostavna.Odgovarajući aktuator je takođe relativno jednostavan (rotacija pod pravim uglom) i minijaturizovan.Ove prednosti znače da je cijeli sistem manji, lakši i isplativiji.
Tabela 1 uspoređuje dvosmjerni kriogeni plutajući kuglasti ventil sa drugim ventilima sa sličnim funkcijama iz perspektive održavanja, veličine, težine, nivoa obrtnog momenta, poteškoće u kontroli i ukupne cijene, i sveobuhvatno sumira njegove prednosti i nedostatke.
Ako malo postrojenje za LNG prekrši konvenciju i usvoji dvosmjerni kriogeni kuglasti ventil, može u potpunosti dati prednost jedinstvenim prednostima kugličnog ventila, to jest punom promjeru, velikom protoku i visokoj brzini pražnjenja iz cjevovoda.Relativno govoreći, može podržati cijevi manjih dimenzija uz održavanje iste brzine protoka, tako da može smanjiti ukupnu zapreminu, težinu i složenost sistema, a također može smanjiti troškove cijevnog sistema.
U prethodnom članku predstavljene su prednosti korištenja kao zapornog ventila.Ako se koristi kao kontrolni ventil, prednosti će biti očiglednije.Ako se koristi pravougaoni rotacioni kuglasti ventil, složenost kompleta za automatizaciju ventila će biti značajno smanjena, pa je postao opciona stavka za kriogeni sistem.
Najosnovniji sadržaj gore navedenog kompleta za automatizaciju je jednostavan i praktičan dvosmjerni kriogeni kuglični ventil i pravokutni rotacioni aktuator jednostavne strukture i visoke isplativosti.
Ukratko, dvosmjerni kriogeni plutajući kuglasti ventil ima "subverzivni" pozitivan značaj za kriogeni sistem cjevovoda.U malim LNG postrojenjima, može u potpunosti iskoristiti svoje prednosti.
U proteklih nekoliko godina, ovaj novi proizvod je proveren u praktičnim primenama, što je dokazalo da ima pozitivan značaj za cenu projekta i dugotrajan pouzdan rad sistema.
Vrijeme objave: Jun-17-2021