До сада су се у криогеним сценаријима примене који захтевају двосмерно заптивање вентила углавном користиле две врсте вентила, наиме кугласти вентили и фиксни куглични вентили/фиксни куглични вентили монтирани одозго. Међутим, успешним развојем двосмерног криогеног кугличног вентила, пројектанти система су добили атрактивнију опцију од традиционалних кугличних вентила -пливајући куглични вентилиИма већи проток, нема ограничења у правцу протока и правцу заптивања медијума и може безбедно да ради у криогеним условима. Такође је мањи, тежина је лакша, а структура једноставнија.
Криогени сценарији примене који захтевају вентиле укључују улаз/излаз резервоара за складиштење за пуњење и пражњење, притискање затворених празних цевовода, гасификацију и утечњавање, вишенаменске цевоводе за различите системе у терминалним станицама за течни природни гас (LNG), бродским системима и танкерима, дистрибутивне системе, пумпне станице и станице за пуњење LNG горива, као и комплете вентила за природни гас (GVU) повезане са двогоривним моторима на бродовима.
У горе поменутим сценаријима примене, двосмерни запорни вентили се генерално користе за контролу и затварање медијума. У поређењу са алтернативним типовима као што сукуглични вентили, имају неколико проблема:
Коефицијент протока (Cv) је низак - то ће утицати на избор свих релевантних величина цеви и постаће потенцијално уско грло које ограничава проток система.
· Потреба за конфигурисањем линеарних актуатора за обављање функција затварања и управљања - у поређењу са правоугаоним ротационим актуаторима који се користе за управљање и рад кугличних вентила и других правоугаоних ротационих вентила, ова врста опреме има сложенију структуру и скупља је. Трошкови и структурна сложеност комплетног сета вентила и актуатора су веома изражени.
· Ако се запорни вентил користи за реализацију функције хитног искључивања коју захтевају многи ЛНГ системи, сложеност ће бити још већа.
За мала постројења за течни природни гас (ТПГ), горе наведени проблеми ће бити очигледнији, јер ови системи морају бити мањи, исплативији и имати највећи капацитет протока како би се скратио циклус утовара и истовара.
Коефицијент протока кугличног вентила је већи од коефицијента протока кугличног вентила исте величине. Другим речима, мање су величине без утицаја на брзину протока. То значи да су величина, тежина и трошкови целог система цеви, па чак и целог система, значајно смањени. Истовремено, може значајно повећати повраћај инвестиције (ROI) повезаних система.
Наравно, стандардни криогени куглични вентили са пловком су једносмерни, што није погодно за горе поменуте сценарије који захтевају двосмерно заптивање вентила.
Једносмеран саобраћај у односу на двосмеран саобраћај
Као што је приказано на слици 1, стандардни куглични вентил са пловком за криогене услове има отвор за растерећење притиска на узводној страни кугле вентила како би се спречило акумулирање и пораст притиска када медијум прође кроз промену фазе. Када је вентил у затвореном положају, течни природни гас затворен у шупљини тела вентила почеће да испарава и шири се, а запремина може достићи 600 пута већу запремину од првобитне након потпуног проширења, што може проузроковати пуцање вентила. Да би се спречила ова ситуација, већина стандардних кугличних вентила са пловком усвојила је механизам за растерећење притиска узводно. Због тога се традиционални куглични вентили не могу користити у ситуацијама које захтевају двосмерно заптивање.
И ово је фаза у којој двосмерни криогени куглични вентил са пловком може показати своје таленте. Разлика између овог вентила и стандардног једносмерног криогеног вентила је:
· Нема отвора на кугли вентила за смањење притиска
· Може да заптива течност у оба смера
· Нема отвора на кугли вентила за смањење притиска
· Може да заптива течност у оба смера
Код двосмерног криогеног кугличног вентила са пловком, двосмерно седиште вентила са опругом замењује механизам за растерећење притиска узводно. Седиште вентила са опругом може да ослободи прекомерни притисак који ствара течни природни гас затворен у шупљини тела вентила, чиме се спречава пуцање вентила, као што је приказано на слици 2.
Поред тога, седиште вентила са опругом помаже у одржавању вентила на мањем обртном моменту и постизању глађег рада у криогеним условима.
Двосмерни криогени куглични вентил са пловком опремљен је заптивним прстеном од графита другог степена, тако да вентил има функцију противпожарне заштите. Осим ако катастрофална несрећа не изазове сагоревање полимерних делова вентила, секундарна заптивка неће доћи у контакт са медијумом. У случају несреће, заптивка другог нивоа ће постићи функцију противпожарне заштите.
Предности двосмерних вентила
У поређењу са кугластим вентилима, фиксним и горње монтираним фиксним кугличним вентилима, двосмерни криогени куглични вентил са пловком има све предности кугличног вентила са високим коефицијентом протока, и нема ограничења у погледу флуида и смера заптивања. Може се безбедно користити у криогеним условима; величина је релативно мала, а структура релативно једноставна. Одговарајући актуатор је такође релативно једноставан (ротација под правим углом) и минијатуризован. Ове предности значе да је цео систем мањи, лакши и исплативији.
У поређењу са кугластим вентилима, фиксним и горње монтираним фиксним кугличним вентилима, двосмерни криогени куглични вентил са пловком има све предности кугличног вентила са високим коефицијентом протока, и нема ограничења у погледу флуида и смера заптивања. Може се безбедно користити у криогеним условима; величина је релативно мала, а структура релативно једноставна. Одговарајући актуатор је такође релативно једноставан (ротација под правим углом) и минијатуризован. Ове предности значе да је цео систем мањи, лакши и исплативији.
Табела 1 упоређује двосмерни криогени плутајући куглични вентил са другим вентилима сличних функција са становишта одржавања, величине, тежине, нивоа обртног момента, тешкоће управљања и укупних трошкова, и свеобухватно сумира његове предности и мане.
Ако мало постројење за течни природни гас (LNG) прекрши конвенцију и усвоји двосмерни криогени куглични вентил, може у потпуности искористити јединствене предности кугличног вентила, односно пуни пречник, велику брзину протока и велику брзину испуштања цевовода. Релативно говорећи, може подржати цеви мањег пречника уз одржавање исте брзине протока, тако да може смањити укупну запремину, тежину и сложеност система, а такође може смањити трошкове цевоводног система.
У претходном чланку су представљене предности употребе као запорног вентила. Ако се користи као контролни вентил, предности ће бити очигледније. Ако се користи ротациони куглични вентил под правим углом, сложеност комплета за аутоматизацију вентила ће бити значајно смањена, па је постао опциона ставка за криогени систем.
Најосновнији садржај горе поменутог комплета за аутоматизацију је једноставан и практичан двосмерни криогени куглични вентил са пловком и правоугаони ротациони актуатор једноставне структуре и високе исплативости.
Укратко, двосмерни криогени куглични вентил са пловком има „субверзивни“ позитиван значај за криогени систем цевовода. У малим постројењима за течни природни гас (LNG), може у потпуности искористити своје предности.
У протеклих неколико година, овај нови производ је верификован у практичним применама, доказујући да је од позитивног значаја за трошкове пројекта и дугорочни поуздан рад система.
Време објаве: 17. јун 2021.