Seni on krüogeensetes rakendustes, mis nõuavad kahesuunalist ventiilide tihendamist, kasutatud peamiselt kahte tüüpi ventiile, nimelt kerakujulisi ventiile ja fikseeritud kuulventiile/pealt paigaldatavaid fikseeritud kuulventiile. Kahesuunalise krüogeense kuulventiili eduka väljatöötamisega on süsteemidisainerid aga leidnud traditsioonilistest kuulventiilidest atraktiivsema variandi -ujuvad kuulventiilidSellel on suurem voolukiirus, voolusuuna ja keskkonna tihendussuuna piirangud puuduvad ning see võib krüogeensetes tingimustes ohutult töötada. Lisaks on see väiksem, kergem ja lihtsama konstruktsiooniga.
Krüogeensed rakendusstsenaariumid, mis nõuavad ventiile, hõlmavad mahutite sisse- ja väljalaskeavasid täitmiseks ja tühjendamiseks, suletud tühjade torujuhtmete survestamiseks, gaasistamiseks ja veeldamiseks, mitmeotstarbelisi torujuhtmeid erinevatele süsteemidele veeldatud maagaasi terminalides, laevandussüsteemides ja tankerites, jaotussüsteemides, pumplates ja veeldatud maagaasi kütusetanklates, samuti laevade kahekütuseliste mootoritega seotud maagaasiventiilide komplekte (GVU-sid).
Ülalmainitud rakendusstsenaariumides kasutatakse keskkonnavedeliku juhtimiseks ja sulgemiseks üldiselt kahesuunalisi sulgeventiile. Võrreldes alternatiivsete tüüpidega, näitekskuulventiilid, neil on mitu probleemi:
Voolutegur (Cv) on madal – see mõjutab kõigi asjakohaste torusuuruste valikut ja võib potentsiaalselt piirata süsteemi vooluhulka.
· Lineaarajamite konfigureerimise vajadus sulgemis- ja juhtimisfunktsioonide täitmiseks – võrreldes kuulventiilide ja muude ristkülikukujuliste pöördventiilide juhtimiseks ja käitamiseks kasutatavate ristkülikukujuliste pöördajamitega on seda tüüpi seadmetel keerukam konstruktsioon ja need on kallimad. Ventiili- ja ajamiseadmete komplekti maksumus ja konstruktsiooniline keerukus on väga olulised.
· Kui sulgeventiili kasutatakse paljude LNG-süsteemide jaoks vajaliku avariiväljalülitusfunktsiooni realiseerimiseks, on keerukus veelgi suurem.
Väikeste veeldatud maagaasi (LNG) rajatiste (SSLNG) puhul on ülaltoodud probleemid ilmsemad, kuna need süsteemid peavad olema väiksemad, kulutõhusamad ja suurima vooluvõimsusega, et lühendada laadimis- ja mahalaadimistsüklit.
Kuulventiili voolutegur on suurem kui sama suurusega globe-ventiilil. Teisisõnu, need on väiksemad, mõjutamata voolukiirust. See tähendab, et kogu torustikusüsteemi ja isegi kogu süsteemi suurus, kaal ja maksumus vähenevad märkimisväärselt. Samal ajal võib see oluliselt suurendada seotud süsteemide investeeringutasuvust (ROI).
Muidugi on tavalised krüogeensed ujukventiilid ühesuunalised, mis ei sobi eespool nimetatud stsenaariumide jaoks, mis nõuavad kahesuunalist ventiili tihendamist.
Ühesuunaline vs kahesuunaline
Nagu joonisel 1 näidatud, on krüogeensetes tingimustes kasutataval standardsel ujuvkuulventiilil ventiilikuuli ülesvoolu küljel rõhu alandamise auk, et vältida rõhu kogunemist ja tõusu keskkonna faasimuutuse ajal. Kui ventiil on suletud asendis, hakkab ventiili korpuse õõnsuses olev veeldatud maagaas aurustuma ja paisuma ning maht võib pärast täielikku paisumist ulatuda 600-kordseni algsest mahust, mis võib põhjustada ventiili lõhkemise. Selle olukorra vältimiseks on enamikul standardsetel ujuvkuulventiilidel vastu võetud ülesvoolu avamise rõhu alandamise mehhanism. Seetõttu ei saa traditsioonilisi kuulventiile kasutada olukordades, mis nõuavad kahesuunalist tihendust.
Ja just selles etapis saab kahesuunaline krüogeenne ujukventiil oma andeid näidata. Selle ventiili ja tavalise ühesuunalise krüogeense ventiili erinevus on järgmine:
· Ventiilil puudub ava rõhu alandamiseks
· See suudab vedelikku mõlemas suunas sulgeda
· Ventiilil puudub ava rõhu alandamiseks
· See suudab vedelikku mõlemas suunas sulgeda
Kahesuunalises krüogeenses ujukventiilis asendab kahesuunaline vedruga klapipesa ülesvoolu avanevat rõhu alandamise mehhanismi. Vedruga klapipesa vabastab klapi korpuse õõnsuses oleva veeldatud maagaasi tekitatud liigse rõhu, takistades seeläbi klapi lõhkemist, nagu on näidatud joonisel 2.
Lisaks aitab vedruga koormatud klapipesa hoida klapi madalamal pöördemomendil ja saavutada sujuvama töö krüogeensetes tingimustes.
Kahesuunaline krüogeenne ujukkuulventiil on varustatud teise astme grafiidist tihendusrõngaga, nii et ventiilil on tuleohutusfunktsioon. Kui katastroofiline õnnetus ei põhjusta ventiili polümeersete osade põlemist, ei puutu teise astme tihend keskkonnaga kokku. Õnnetuse korral täidab teise astme tihend tuleohutuskaitse funktsiooni.
Kahesuunaliste ventiilide eelised
Võrreldes ventiilide, fikseeritud ja pealt paigaldatud kuulventiilidega on kahesuunalisel krüogeensel ujukkuulventiilil kõik suure vooluteguriga kuulventiili eelised ning vedeliku ja tihendussuuna osas pole piiranguid. Seda saab ohutult kasutada krüogeensetes tingimustes; suurus on suhteliselt väike ja konstruktsioon suhteliselt lihtne. Sobiv ajam on samuti suhteliselt lihtne (täisnurkne pöörlemine) ja miniatuurne. Need eelised tähendavad, et kogu süsteem on väiksem, kergem ja kulutõhusam.
Võrreldes ventiilide, fikseeritud ja pealt paigaldatud kuulventiilidega on kahesuunalisel krüogeensel ujukkuulventiilil kõik suure vooluteguriga kuulventiili eelised ning vedeliku ja tihendussuuna osas pole piiranguid. Seda saab ohutult kasutada krüogeensetes tingimustes; suurus on suhteliselt väike ja konstruktsioon suhteliselt lihtne. Sobiv ajam on samuti suhteliselt lihtne (täisnurkne pöörlemine) ja miniatuurne. Need eelised tähendavad, et kogu süsteem on väiksem, kergem ja kulutõhusam.
Tabel 1 võrdleb kahesuunalist krüogeenset ujuvkuulventiili teiste sarnaste funktsioonidega ventiilidega hoolduse, suuruse, kaalu, pöördemomendi taseme, juhtimisraskuste ja üldkulude seisukohast ning võtab põhjalikult kokku selle eelised ja puudused.
Kui väike veeldatud maagaasi rajatis rikub tava ja võtab kasutusele kahesuunalise krüogeense kuulventiili, saab see täielikult ära kasutada kuulventiili ainulaadseid eeliseid, nimelt täisläbimõõtu, suurt voolukiirust ja suurt torujuhtme tühjenduskiirust. Suhteliselt öeldes suudab see toetada väiksemaid torusid, säilitades samal ajal sama voolukiiruse, vähendades seega süsteemi kogumahtu, kaalu ja keerukust ning vähendades ka torustiku maksumust.
Eelmises artiklis tutvustati sulgeventiilina kasutamise eeliseid. Juhtventiilina kasutamisel on eelised ilmsemad. Täisnurkse pöördkuulventiili kasutamisel väheneb ventiili automatiseerimiskomplekti keerukus oluliselt, mistõttu on sellest saanud krüogeense süsteemi valikuline ese.
Ülalmainitud automatiseerimiskomplekti kõige põhilisemaks sisuks on lihtne ja praktiline kahesuunaline krüogeenne ujukkuulventiil ning lihtsa konstruktsiooni ja kuluefektiivsusega ristkülikukujuline pöördajam.
Lühidalt öeldes on kahesuunalisel krüogeensel ujukventiilil krüogeense torustiku süsteemi jaoks „õõnestav“ positiivne tähendus. Väikestes veeldatud maagaasi rajatistes saab see oma eeliseid täielikult ära kasutada.
Viimastel aastatel on see uus toode praktilistes rakendustes testitud, mis tõestab selle positiivset tähtsust projekti maksumuse ja süsteemi pikaajalise töökindluse seisukohast.
Postituse aeg: 17. juuni 2021