1. Vyberte ventil pro kryogenní provoz
VýběrKryogenní ventilPro kryogenní aplikace může být velmi komplikované. Kupující musí zvážit podmínky na palubě a v továrně. Specifické vlastnosti kryogenních kapalin navíc vyžadují specifický výkon ventilu. Správný výběr zajišťuje spolehlivost zařízení, ochranu zařízení a bezpečný provoz. Globální trh s LNG používá dva hlavní typy ventilů.
Provozovatel musí zmenšit velikost nádrže na zemní plyn, aby byla co nejmenší. Dělá to pomocí LNG (zkapalněný zemní plyn, liquified natural gas). Ochlazením na teplotu přibližně -165 °C se zemní plyn stává kapalinou. Při této teplotě musí hlavní uzavírací ventil stále fungovat.
2. Co ovlivňuje konstrukci kryogenních ventilů
Teplota má důležitý vliv na konstrukci ventilu. Uživatelé jej mohou například potřebovat pro oblíbená prostředí, jako je Blízký východ. Nebo může být vhodný pro chladná prostředí, jako jsou polární oceány. Obě prostředí mohou ovlivnit těsnost a trvanlivost ventilu. Mezi součásti těchto ventilů patří těleso ventilu, víko, vřeteno, těsnění vřetene, kulový ventil a sedlo ventilu. Vzhledem k odlišnému složení materiálu se tyto části roztahují a smršťují při různých teplotách.
2.1. Možnosti kryogenního použití
• Provozovatelé používají ventily v chladném prostředí, například na ropných plošinách v polárních mořích.
• Operátoři používají ventily k řízení kapalin, které jsou hluboko pod bodem mrazu.
V případě vysoce hořlavých plynů, jako je zemní plyn nebo kyslík, musí ventil správně fungovat i v případě požáru.
2.2. Tlak kryogenního ventilu
Při běžné manipulaci s chladivem dochází k nárůstu tlaku. To je způsobeno zvýšeným zahříváním prostředí a následnou tvorbou páry. Při návrhu ventilového/potrubního systému je třeba věnovat zvláštní pozornost. To umožňuje nárůst tlaku.
2.3. Teplota kryogenního ventilu
Rychlé změny teploty mohou ovlivnit bezpečnost pracovníků a továren. Vzhledem k odlišnému složení materiálů a délce doby, po kterou jsou vystaveny chladivu, se každá součást kryogenního ventilu roztahuje a smršťuje různou rychlostí.
Dalším velkým problémem při manipulaci s chladivy je nárůst tepla z okolního prostředí. Tento nárůst tepla vede výrobce k izolaci ventilů a potrubí.
Kromě vysokého teplotního rozsahu musí ventil splňovat i značné nároky. U zkapalněného hélia klesá teplota zkapalněného plynu až na -270 °C.
2.4. Funkce kryogenního ventilu
Naopak, pokud teplota klesne na absolutní nulu, funkce ventilu se stává velmi náročnou. Kryogenní ventily spojují potrubí s kapalnými plyny s okolím. Děje se tak při okolní teplotě. Výsledkem může být teplotní rozdíl až 300 °C mezi potrubím a okolím.
2.5. Účinnost kryogenního ventilu
Teplotní rozdíl vytváří tepelný tok z teplé zóny do studené zóny. To poškozuje normální funkci ventilu. V extrémních případech to také snižuje účinnost systému. To je obzvláště znepokojivé, pokud se na teplém konci tvoří led.
V nízkoteplotních aplikacích je však tento proces pasivního ohřevu také záměrný. Tento proces se používá k utěsnění dříku ventilu. Dřík ventilu je obvykle utěsněn plastem. Tyto materiály sice nízkým teplotám neodolávají, ale vysoce výkonná kovová těsnění obou částí, které se pohybují v opačných směrech, jsou velmi drahá a téměř nemožná.
2.6. Kryogenní těsnění ventilů
Na tento problém existuje velmi jednoduché řešení! Plast použitý k utěsnění dříku ventilu se přenese do oblasti s relativně normální teplotou. To znamená, že těsnicí materiál na dříku ventilu musí být udržován v dostatečné vzdálenosti od kapaliny.
2.7. Třípolohový rotační těsný uzavírací ventil
Díky těmto odsazením se ventil otevírá a zavírá. Během provozu mají velmi malé tření. Také využívají krouticí moment vřetene k zajištění větší těsnosti ventilu. Jednou z výzev skladování LNG jsou uzavřené dutiny. V těchto dutinách může kapalina explozivně nabobtnat více než 600krát. Těsný uzavírací ventil s možností tří otočení tento problém eliminuje.
2.8. Zpětné ventily s jednou a dvěma přepážkami
Tyto ventily jsou klíčovou součástí zkapalňovacích zařízení, protože zabraňují poškození způsobenému zpětným tokem. Materiál a velikost jsou důležitými faktory, protože kryogenní ventily jsou drahé. Důsledky použití nesprávných ventilů mohou být škodlivé.
3. Jak inženýři zajišťují těsnost kryogenních ventilů
Úniky jsou velmi drahé, vezmeme-li v úvahu náklady na první přeměnu plynu na chladivo. Jsou také nebezpečné.
Velkým problémem kryogenní technologie je možnost netěsnosti sedla ventilu. Kupující často podceňují radiální a lineární růst vřetene vzhledem k tělesu. Pokud si kupující vyberou správný ventil, mohou se výše uvedeným problémům vyhnout.
Naše společnost doporučuje používat nízkoteplotní ventily vyrobené z nerezové oceli. Během provozu se zkapalněným plynem materiál dobře reaguje na teplotní gradienty.Kryogenní ventilyMěly by se používat vhodné těsnicí materiály s těsností až 100 barů. Kromě toho je prodloužení víka velmi důležitým prvkem, protože určuje těsnost těsnění vřetene.
Čas zveřejnění: 13. května 2020