Да гэтага часу ў крыягенных умовах, якія патрабуюць герметызацыі двуххадовых клапанаў, у асноўным выкарыстоўваліся два тыпы клапанаў, а менавіта шаравыя клапаны і фіксаваныя шаравыя клапаны/фіксаваныя шаравыя клапаны, якія мацуюцца зверху. Аднак з паспяховай распрацоўкай двуххадовых крыягенных шаравых клапанаў распрацоўшчыкі сістэм атрымалі больш прывабны варыянт, чым традыцыйныя шаравыя клапаны.плаваючыя шаравыя краныЁн мае больш высокую хуткасць патоку, не мае абмежаванняў на кірунак патоку і кірунак ушчыльнення асяроддзя і можа бяспечна працаваць у крыягенных умовах. Акрамя таго, ён мае меншы памер, лягчэйшую вагу і прасцейшую канструкцыю.
Крыягенныя сцэнарыі прымянення, якія патрабуюць клапанаў, ўключаюць уваход/выход рэзервуараў для напаўнення і разліву, ціск у закрытых пустых трубаправодах, газіфікацыю і звадкаванне, шматмэтавыя трубаправоды для розных сістэм у тэрмінальных станцыях СПГ, суднаходных сістэмах і танкерах, размеркавальныя сістэмы, помпавыя станцыі і запраўкі СПГ, а таксама камплекты клапанаў прыроднага газу (ГКГ), звязаныя з двухпаліўнымі рухавікамі на суднах.
У вышэйзгаданых сцэнарах прымянення двуххадовыя запорныя клапаны звычайна выкарыстоўваюцца для кіравання і перакрыцця вадкасці-асяроддзя. У параўнанні з альтэрнатыўнымі тыпамі, такімі якшаравыя краны, у іх ёсць некалькі праблем:
Каэфіцыент патоку (Cv) нізкі — гэта паўплывае на выбар усіх адпаведных памераў труб і стане патэнцыйным вузкім месцам, якое абмяжоўвае прапускную здольнасць сістэмы.
· Неабходнасць канфігурацыі лінейных прывадаў для выканання функцый закрыцця і кіравання - у параўнанні з прамавугольнымі паваротнымі прывадамі, якія выкарыстоўваюцца для кіравання і эксплуатацыі шаравых клапанаў і іншых прамавугольных паваротных клапанаў, гэты тып абсталявання мае больш складаную канструкцыю і з'яўляецца дарагім. Кошт і структурная складанасць поўнага камплекта клапана і прывада вельмі прыкметныя.
· Калі запорны клапан выкарыстоўваецца для рэалізацыі функцыі аварыйнага адключэння, неабходнай для многіх сістэм СПГ, складанасць будзе яшчэ вышэйшай.
Для малых СПГ-установак (SSLNG) вышэйзгаданыя праблемы будуць больш відавочнымі, бо гэтыя сістэмы павінны быць меншымі, больш эканамічна эфектыўнымі і мець найбольшую прапускную здольнасць, каб скараціць цыкл пагрузкі і разгрузкі.
Каэфіцыент патоку шаровага клапана вышэйшы, чым у шаравога клапана такога ж памеру. Іншымі словамі, яны меншыя па памеры, але гэта не ўплывае на хуткасць патоку. Гэта азначае, што памер, вага і кошт усёй трубаправоднай сістэмы і нават усёй сістэмы значна зніжаюцца. У той жа час гэта можа значна павялічыць прыбытковасць інвестыцый (ROI) звязаных сістэм.
Вядома, стандартныя крыягенныя шаравыя клапаны з паплаўком з'яўляюцца аднабаковымі, што не падыходзіць для вышэйзгаданых сцэнарыяў, якія патрабуюць двухбаковага ўшчыльнення клапана.
Аднабаковы рух супраць двухбаковага руху
Як паказана на малюнку 1, стандартны шаравы кран з плаваючай паверхняй для крыягенных умоў мае адтуліну для зняцця ціску на баку шара клапана, каб прадухіліць назапашванне і павышэнне ціску пры змене фазы асяроддзя. Калі клапан знаходзіцца ў закрытым становішчы, звадкаваны прыродны газ, які знаходзіцца ў поласці корпуса клапана, пачынае выпарацца і пашырацца, і аб'ём можа дасягаць 600 разоў першапачатковага аб'ёму пасля поўнага пашырэння, што можа прывесці да разрыву клапана. Каб прадухіліць гэтую сітуацыю, большасць стандартных шаравых кранаў з плаваючай паверхняй маюць механізм зняцця ціску пры адкрыцці вышэй па плыні. З-за гэтага традыцыйныя шаравыя клапаны нельга выкарыстоўваць у сітуацыях, якія патрабуюць двухбаковага ўшчыльнення.
І гэта той этап, на якім двухбаковы крыягенны шарыкавы клапан з паплаўком можа прадэманстраваць свае таленты. Розніца паміж гэтым клапанам і стандартным аднабаковым крыягенным клапанам заключаецца ў наступным:
· На шарыку клапана няма адтуліны для зняцця ціску
· Можа герметызаваць вадкасць у абодвух напрамках
· На шарыку клапана няма адтуліны для зняцця ціску
· Можа герметызаваць вадкасць у абодвух напрамках
У двуххадовым крыягенным шаравым клапане з паплаўком двуххадовыя спружынныя сядлы клапана замяняюць механізм скіду ціску пры адкрыцці вышэй па плыні. Спружынныя сядлы клапана могуць скідаць залішні ціск, які ствараецца звадкаваным прыродным газам, які знаходзіцца ў поласці корпуса клапана, тым самым прадухіляючы разрыў клапана, як паказана на малюнку 2.
Акрамя таго, спружыністае сядло клапана дапамагае падтрымліваць клапан пры меншым крутоўным моманце і дасягаць больш плаўнай працы ў крыягенных умовах.
Двуххадавы крыягенны шаравы клапан з паплаўком абсталяваны ўшчыльняльным кольцам другой ступені з графіту, таму клапан выконвае функцыю пажарнай бяспекі. Калі ў выпадку катастрафічнай аварыі палімерныя часткі клапана не ўзгараюць, другаснае ўшчыльненне не будзе кантактаваць з асяроддзем. У выпадку аварыі ўшчыльненне другой ступені будзе выконваць функцыю пажарнай абароны.
Перавагі двуххадовых клапанаў
У параўнанні з шаравымі клапанамі, стацыянарнымі і верхнімі шаравымі кранамі, двуххадавы крыягенны шаравы клапан з паплаўком мае ўсе перавагі шаровага клапана з высокім каэфіцыентам патоку, і няма абмежаванняў на вадкасць і кірунак ушчыльнення. Яго можна бяспечна выкарыстоўваць у крыягенных умовах; памер адносна невялікі, а канструкцыя адносна простая. Адпаведны прывад таксама адносна просты (паварот пад прамым вуглом) і мініяцюрны. Гэтыя перавагі азначаюць, што ўся сістэма меншая, лягчэйшая і больш эканамічна эфектыўная.
У параўнанні з шаравымі клапанамі, стацыянарнымі і верхнімі шаравымі кранамі, двуххадавы крыягенны шаравы клапан з паплаўком мае ўсе перавагі шаровага клапана з высокім каэфіцыентам патоку, і няма абмежаванняў на вадкасць і кірунак ушчыльнення. Яго можна бяспечна выкарыстоўваць у крыягенных умовах; памер адносна невялікі, а канструкцыя адносна простая. Адпаведны прывад таксама адносна просты (паварот пад прамым вуглом) і мініяцюрны. Гэтыя перавагі азначаюць, што ўся сістэма меншая, лягчэйшая і больш эканамічна эфектыўная.
У табліцы 1 параўноўваецца двуххадавы крыягенны шаравы кран з плаваючым рухавіком і іншымі клапанамі з падобнымі функцыямі з пункту гледжання абслугоўвання, памеру, вагі, узроўню крутоўнага моманту, складанасці кіравання і агульнага кошту, а таксама падрабязна апісаны яго перавагі і недахопы.
Калі невялікі завод па вытворчасці СПГ парушыць гэтую традыцыю і ўкараніць двухбаковы крыягенны шаравы кран, ён зможа ў поўнай меры рэалізаваць унікальныя перавагі шаравога крана, гэта значыць поўны дыяметр, высокую хуткасць патоку і высокую хуткасць спуску трубаправода. Адносна кажучы, ён можа падтрымліваць трубы меншага памеру, захоўваючы пры гэтым тую ж хуткасць патоку, таму можа паменшыць агульны аб'ём, вагу і складанасць сістэмы, а таксама знізіць кошт трубаправоднай сістэмы.
У папярэднім артыкуле былі прадстаўлены перавагі выкарыстання ў якасці запорнага клапана. Пры выкарыстанні ў якасці рэгулюючага клапана перавагі будуць больш відавочнымі. Калі выкарыстоўваецца прамавугольны паваротны шаравы кран, складанасць камплекта аўтаматызацыі клапана значна зніжаецца, таму ён стаў дадатковым элементам для крыягеннай сістэмы.
Найбольш базавым змесцівам вышэйзгаданага камплекта аўтаматызацыі з'яўляецца просты і практычны двуххадавы крыягенны шаравы клапан з паплаўком і прастакутны паваротны прывад з простай канструкцыяй і высокай эканамічнай эфектыўнасцю.
Карацей кажучы, двуххадавы крыягенны шаравы клапан з паплаўком мае «падрыўное» станоўчае значэнне для крыягеннай трубаправоднай сістэмы. На невялікіх аб'ектах СПГ ён можа ў поўнай меры праявіць свае перавагі.
За апошнія некалькі гадоў гэты новы прадукт быў правераны на практыцы, што даказвае яго станоўчае значэнне для кошту праекта і доўгатэрміновай надзейнай працы сістэмы.
Час публікацыі: 17 чэрвеня 2021 г.