До сада, сценарији криогене примене који захтевају двосмерно заптивање вентила углавном су користили две врсте вентила, односно куглични вентили и фиксни куглични вентили/фиксирани куглични вентили на врху.Међутим, са успешним развојем двосмерног криогеног кугличног вентила, дизајнери система су добили атрактивнију опцију од традиционалних кугличних вентила -плутајући куглични вентили.Има већи проток, нема ограничења у смеру протока и смеру заптивања медијума и може безбедно да ради у криогеним условима.И величина је мања, тежина је лакша, а структура је једноставнија.
Криогенски сценарији примене који захтевају вентиле укључују улаз/излаз резервоара за складиштење за пуњење и пражњење, притисак затворених празних цевовода, гасификацију и течност, вишенаменске цевоводе за различите системе у ЛНГ терминалним станицама, системе за отпрему и танкере, дистрибутивне системе, пумпање станице и станице за пуњење ЛНГ горива, као и сетови вентила за природни гас (ГВУ) који се односе на моторе са два горива на бродовима.
У горе наведеним сценаријима примене, двосмерни запорни вентили се генерално користе за контролу и затварање течности за медијум.У поређењу са алтернативним типовима као што сулоптасте славине, имају неколико проблема:
Коефицијент протока (Цв) је низак – то ће утицати на избор свих релевантних величина цеви и постаће потенцијално уско грло које ограничава капацитет протока система.
· Потреба за конфигурисањем линеарних актуатора за обављање функција затварања и контроле – у поређењу са правоугаоним ротационим актуаторима који се користе за контролу и рад кугличних вентила и других правоугаоних ротационих вентила, ова врста опреме има сложенију структуру и скупа је.Цена и структурна сложеност комплетног сета опреме вентила и актуатора су веома истакнути.
· Ако се запорни вентил користи за реализацију функције искључивања у нужди коју захтевају многи ЛНГ системи, сложеност ће бити још већа.
За мала ЛНГ постројења (ССЛНГ) 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 него код кугличног вентила исте величине.Другим речима, оне су мање величине без утицаја на брзину протока.То значи да су величина, тежина и цена целог система цевовода, па чак и целог система, значајно смањени.Истовремено, може значајно повећати повраћај улагања (РОИ) повезаних система.
Наравно, стандардни криогени куглични вентили са пловком су једносмерни, што није погодно за горе наведене сценарије који захтевају двосмерно заптивање вентила.
Једносмерни вс двосмерни
Као што је приказано на слици 1, стандардни плутајући кугласти вентил за криогене услове има отвор за смањење притиска на узводној страни кугле вентила како би се спречило акумулирање и пораст притиска када се медијум подвргне промени фазе.Када је вентил у затвореном положају, течни природни гас затворен у шупљини тела вентила ће почети да испарава и шири се, а запремина може да достигне 600 пута првобитну запремину након што се потпуно прошири, што може довести до пуцања вентила .Да би се спречила ова ситуација, већина стандардних кугличних вентила са пловком има механизам за смањење притиска узводно отварања.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 може показати своје таленте.Разлика између овог вентила и стандардног једносмерног криогеног вентила је:
· На кугли вентила нема отвора за смањење притиска
· Може да затвори течност у оба смера
· На кугли вентила нема отвора за смањење притиска
· Може да затвори течност у оба смера
У двосмерном криогеном кугличном вентилу са пловком, двосмерно седиште вентила са опругом замењује механизам за смањење притиска узводног отварања.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 нижем обртном моменту и постизању глаткијег рада у криогеним условима.
Двосмерни криогени плутајући куглични вентил је опремљен са заптивним прстеном од графита другог степена, тако да вентил има функцију заштите од пожара.Осим ако катастрофална несрећа не изазове сагоревање полимерних делова вентила, секундарна заптивка неће доћи у контакт са медијумом.У случају удеса, печат другог нивоа ће остварити функцију заштите од пожара.
Предности двосмерних вентила
У поређењу са глобусним вентилима, фиксним и горњим фиксним кугличним вентилима, двосмерни криогени куглични вентил са пловком има све предности кугличног вентила са високим коефицијентом протока и нема ограничења у смеру течности и заптивања.Може се безбедно користити у криогеним условима;величина је релативно мала и структура је 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 глобусним вентилима, фиксним и горњим фиксним кугличним вентилима, двосмерни криогени куглични вентил са пловком има све предности кугличног вентила са високим коефицијентом протока и нема ограничења у смеру течности и заптивања.Може се безбедно користити у криогеним условима;величина је релативно мала и структура је 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 са сличним функцијама из перспективе одржавања, величине, тежине, нивоа обртног момента, потешкоћа у контроли и укупне цене, и свеобухватно сумира његове предности и недостатке.
Ако мало постројење за ЛНГ прекрши конвенцију и усвоји двосмерни криогени кугласти вентил, то може дати пуну улогу јединственим предностима кугличног вентила, то јест пуном пречнику, великом протоку и великој брзини пражњења цевовода.Релативно говорећи, може да подржи цеви мањих димензија уз одржавање исте брзине протока, тако да може да смањи укупну запремину, тежину и сложеност система, а такође може да смањи трошкове система цевовода.
Претходни чланак је представио предности коришћења као запорног вентила.Ако се користи као контролни вентил, предности ће бити очигледније.Ако се користи правоугаони ротациони кугласти вентил, сложеност комплета за аутоматизацију вентила ће бити значајно смањена, тако да је постао опциона ставка за криогени систем.
Најосновнији садржај горе поменутог комплета за аутоматизацију је једноставан и практичан двосмерни криогени плутајући куглични вентил и правоугаони ротациони актуатор са једноставном структуром и високом економичношћу.
Укратко, двосмерни криогени плутајући куглични вентил има „субверзивни“ позитиван значај за криогени систем цевовода.У малим ЛНГ постројењима, може у потпуности да искористи своје предности.
У последњих неколико година, овај нови производ је проверен у практичној примени, што је доказало да има позитиван значај за цену пројекта и дугорочан поуздан рад система.
Време поста: 17.06.2021