1. Vyberte si ventil pre kryogénne použitie
VýberKryogénny ventilpre kryogénne aplikácie môže byť veľmi komplikované. Kupujúci musia zvážiť podmienky na palube a v továrni. Okrem toho špecifické vlastnosti kryogénnych kvapalín vyžadujú špecifický výkon ventilu. Správny výber zaisťuje spoľahlivosť zariadenia, ochranu zariadenia a bezpečnú prevádzku. Globálny trh s LNG používa dva hlavné dizajny ventilov.
Prevádzkovateľ musí zmenšiť veľkosť, aby nádrž na zemný plyn zostala čo najmenšia. Robí to prostredníctvom LNG (skvapalnený zemný plyn, liquided natural gas). Ochladením na približne -165 °C sa zemný plyn stáva kvapalným. Pri tejto teplote musí hlavný uzatvárací ventil stále fungovať.
2. Čo ovplyvňuje konštrukciu kryogénnych ventilov
Teplota má dôležitý vplyv na konštrukciu ventilu. Napríklad, používatelia ho môžu potrebovať pre bežné prostredia, ako je Blízky východ. Alebo môže byť vhodný pre chladné prostredie, ako sú polárne oceány. Obe prostredia môžu ovplyvniť tesnosť a odolnosť ventilu. Medzi súčasti týchto ventilov patrí teleso ventilu, kryt, vreteno, tesnenie vretena, guľový ventil a sedlo ventilu. Vzhľadom na rôzne zloženie materiálu sa tieto časti rozťahujú a sťahujú pri rôznych teplotách.
2.1. Možnosti kryogénnej aplikácie
• Prevádzkovatelia používajú ventily v chladnom prostredí, ako sú napríklad ropné plošiny v polárnych moriach.
• Prevádzkovatelia používajú ventily na riadenie kvapalín, ktoré sú hlboko pod bodom mrazu.
V prípade vysoko horľavých plynov, ako je zemný plyn alebo kyslík, musí ventil správne fungovať aj v prípade požiaru.
2.2. Tlak kryogénneho ventilu
Počas bežnej manipulácie s chladivom dochádza k nárastu tlaku. Je to spôsobené zvýšenou teplotou prostredia a následnou tvorbou pary. Pri navrhovaní ventilového/potrubného systému je potrebná osobitná pozornosť. To umožňuje nárast tlaku.
2.3. Teplota kryogénneho ventilu
Rýchle zmeny teploty môžu ovplyvniť bezpečnosť pracovníkov a tovární. Vzhľadom na rôzne zloženie materiálov a dobu, počas ktorej sú vystavené chladivu, sa každá zložka kryogénneho ventilu rozťahuje a sťahuje rôznou rýchlosťou.
Ďalším veľkým problémom pri manipulácii s chladivami je nárast tepla z okolitého prostredia. Tento nárast tepla núti výrobcov izolovať ventily a potrubia.
Okrem vysokého teplotného rozsahu musí ventil spĺňať aj značné výzvy. V prípade skvapalneného hélia klesá teplota skvapalneného plynu na -270 °C.
2.4. Funkcia kryogénneho ventilu
Naopak, ak teplota klesne na absolútnu nulu, funkcia ventilu sa stáva veľmi náročnou. Kryogénne ventily spájajú potrubia s kvapalnými plynmi s prostredím. Robia to pri okolitej teplote. Výsledkom môže byť teplotný rozdiel až 300 °C medzi potrubím a prostredím.
2.5. Účinnosť kryogénneho ventilu
Teplotný rozdiel vytvára tepelný tok z teplej zóny do studenej zóny. To poškodí normálnu funkciu ventilu. V extrémnych prípadoch to tiež znižuje účinnosť systému. Toto je obzvlášť znepokojujúce, ak sa na teplom konci tvorí ľad.
Avšak pri nízkoteplotných aplikáciách je tento proces pasívneho ohrevu tiež zámerný. Tento proces sa používa na utesnenie drieku ventilu. Driek ventilu je zvyčajne utesnený plastom. Tieto materiály neodolávajú nízkym teplotám, ale vysokovýkonné kovové tesnenia oboch častí, ktoré sa pohybujú v opačných smeroch, sú jednoducho veľmi drahé a takmer nemožné.
2.6. Kryogénne tesnenie ventilov
Na tento problém existuje veľmi jednoduché riešenie! Plast použitý na utesnenie drieku ventilu prenesiete na miesto s relatívne normálnou teplotou. To znamená, že tesniaci materiál na drieku ventilu musí byť udržiavaný v bezpečnej vzdialenosti od kvapaliny.
2.7. Trojposunutý rotačný tesný uzatvárací ventil
Tieto posuny umožňujú otváranie a zatváranie ventilu. Počas prevádzky majú veľmi malé trenie a trenie. Taktiež využíva krútiaci moment vretena na zvýšenie tesnosti ventilu. Jednou z výziev skladovania LNG sú zachytené dutiny. V týchto dutinách môže kvapalina explozívne napučať viac ako 600-krát. Trojrotačný tesný uzatvárací ventil tento problém eliminuje.
2.8. Jednoduché a dvojité prepážkové spätné ventily
Tieto ventily sú kľúčovou súčasťou zariadení na skvapalňovanie, pretože zabraňujú poškodeniu spôsobenému spätným tokom. Materiál a veľkosť sú dôležitými faktormi, pretože kryogénne ventily sú drahé. Použitie nesprávnych ventilov môže byť škodlivé.
3. Ako inžinieri zabezpečujú tesnosť kryogénnych ventilov
Úniky sú veľmi drahé, keď vezmeme do úvahy náklady na prvotnú premenu plynu na chladivo. Je to tiež nebezpečné.
Veľkým problémom kryogénnej technológie je možnosť úniku sedla ventilu. Kupujúci často podceňujú radiálny a lineárny rast drieku vzhľadom na telo. Ak si kupujúci vyberú správny ventil, môžu sa vyššie uvedeným problémom vyhnúť.
Naša spoločnosť odporúča používať nízkoteplotné ventily vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Počas prevádzky so skvapalneným plynom materiál dobre reaguje na teplotné gradienty.Kryogénne ventilymali by sa používať vhodné tesniace materiály s tesnosťou do 100 barov. Okrem toho je predĺženie krytu veľmi dôležitým prvkom, pretože určuje tesnosť tesnenia vretena.
Čas uverejnenia: 13. mája 2020