Tot dusver het kriogeniese toepassingscenario's wat tweerigtingklep-verseëling vereis, hoofsaaklik twee tipes kleppe gebruik, naamlik wêreldkleppe en vaste kogelkleppe/bo-gemonteerde vaste kogelkleppe. Met die suksesvolle ontwikkeling van die tweerigting-kriogeniese kogelklep het stelselontwerpers egter 'n aantrekliker opsie as tradisionele kogelkleppe verkry-drywende kogelkleppeDit het 'n hoër vloeitempo, geen beperking op die vloeirigting en seëlrigting van die medium nie, en kan veilig in kriogeniese toestande werk. En die grootte is kleiner, die gewig is ligter, en die struktuur is eenvoudiger.
Kriogeniese toepassingscenario's wat kleppe benodig, sluit in die inlaat/uitlaat van stoortenks vir vulling en ontlading, druk van geslote leë pypleidings, vergassing en vloeibaarmaking, veeldoelige pypleidings vir verskeie stelsels in LNG-terminale stasies, verskepingstelsels en tenkwaens, verspreidingstelsels, pompstasies en LNG-brandstofvulstasies, sowel as natuurlike gasklepstelle (GVU's) wat verband hou met dubbelbrandstofenjins op skepe.
In die bogenoemde toepassingscenario's word tweerigting-afsluitkleppe oor die algemeen gebruik om die mediumvloeistof te beheer en af te sluit. In vergelyking met alternatiewe tipes soosbalkleppe, hulle het verskeie probleme:
Die vloeikoëffisiënt (Cv) is laag – dit sal die keuse van alle relevante pypgroottes beïnvloed en sal 'n potensiële knelpunt word wat die stelsel se vloeikapasiteit beperk.
· Die behoefte om lineêre aktuators te konfigureer om sluit- en beheerfunksies uit te voer - in vergelyking met die reghoekige roterende aktuators wat gebruik word om kogelkleppe en ander reghoekige roterende kleppe te beheer en te bedryf, het hierdie tipe toerusting 'n meer komplekse struktuur en is duur. Die koste en strukturele kompleksiteit van 'n volledige stel klep- en aktuatortoerusting is baie prominent.
· Indien die afsluitklep gebruik word om die noodafsluitfunksie wat deur baie LNG-stelsels vereis word, te verwesenlik, sal die kompleksiteit selfs hoër wees.
Vir klein LNG-fasiliteite (SSLNG) sal die bogenoemde probleme meer voor die hand liggend wees, want hierdie stelsels moet kleiner, meer koste-effektief wees en die grootste vloeikapasiteit hê om die laai- en aflaaisiklus te verkort.
Die vloeikoëffisiënt van die kogelklep is hoër as dié van die aardklep van dieselfde grootte. Met ander woorde, hulle is kleiner in grootte sonder om die vloeitempo te beïnvloed. Dit beteken dat die grootte, gewig en koste van die hele pypstelsel en selfs die hele stelsel aansienlik verminder word. Terselfdertyd kan dit die opbrengs op belegging (ROI) van verwante stelsels aansienlik verhoog.
Natuurlik is standaard kriogeniese vlotterbalkleppe eenrigting, wat nie geskik is vir die bogenoemde scenario's wat tweerigtingklepverseëling vereis nie.
Eenrigting teenoor tweerigting
Soos getoon in Figuur 1, het die standaard drywende balklep vir kriogeniese toestande 'n drukverligtingsgat aan die stroomopkant van die klepbal om te verhoed dat die druk ophoop en styg wanneer die medium 'n faseverandering ondergaan. Wanneer die klep in die geslote posisie is, sal die vloeibare natuurlike gas wat in die holte van die klepliggaam ingesluit is, begin verdamp en uitsit, en die volume kan 600 keer die oorspronklike volume bereik nadat dit volledig uitgesit is, wat kan veroorsaak dat die klep bars. Om hierdie situasie te voorkom, het die meeste standaard drywende balkleppe 'n stroomop-openende drukverligtingsmeganisme aangeneem. As gevolg hiervan kan tradisionele balkleppe nie gebruik word in situasies wat tweerigting-verseëling vereis nie.
En dit is die stadium waar die tweerigting-kriogeniese vlotterbalklep sy talente kan wys. Die verskil tussen hierdie klep en die standaard eenrigting-kriogeniese klep is:
· Daar is geen opening op die klepbal om druk te verlig nie
· Dit kan vloeistof in beide rigtings verseël
· Daar is geen opening op die klepbal om druk te verlig nie
· Dit kan vloeistof in beide rigtings verseël
In die tweerigting-kriogeniese vlotterbalklep vervang die tweerigting-veerbelaaide klepsitplek die stroomop-openende drukverligtingsmeganisme. Die veerbelaaide klepsitplek kan die oormatige druk wat gegenereer word deur die vloeibare natuurlike gas wat in die holte van die klepliggaam ingesluit is, vrystel, waardeur die klep nie bars nie, soos getoon in Figuur 2.
Daarbenewens help die veerbelaaide klepsitplek om die klep teen 'n laer wringkrag te hou en gladder werking in kriogeniese toestande te verkry.
Die tweerigting-kriogeniese vlotterbalklep is toegerus met 'n tweede-stadium grafietseëlring, sodat die klep 'n brandveiligheidsfunksie het. Tensy 'n katastrofiese ongeluk veroorsaak dat die polimeerdele van die klep brand, sal die sekondêre seël nie met die medium in aanraking kom nie. In die geval van 'n ongeluk sal die tweede-vlak seël die funksie van brandveiligheidsbeskerming vervul.
Voordele van tweerigtingkleppe
In vergelyking met wêreldkleppe, vaste en bo-gemonteerde vaste kogelkleppe, het die tweerigting-kriogeniese vlotterkogelklep al die voordele van 'n hoëvloeikoëffisiënt-kogelklep, en daar is geen beperking op die vloeistof- en seëlrigting nie. Dit kan veilig in kriogeniese toestande gebruik word; die grootte is relatief klein en die struktuur is relatief eenvoudig. Die bypassende aktuator is ook relatief eenvoudig (reghoekige rotasie) en geminiaturiseer. Hierdie voordele beteken dat die hele stelsel kleiner, ligter en meer koste-effektief is.
In vergelyking met wêreldkleppe, vaste en bo-gemonteerde vaste kogelkleppe, het die tweerigting-kriogeniese vlotterkogelklep al die voordele van 'n hoëvloeikoëffisiënt-kogelklep, en daar is geen beperking op die vloeistof- en seëlrigting nie. Dit kan veilig in kriogeniese toestande gebruik word; die grootte is relatief klein en die struktuur is relatief eenvoudig. Die bypassende aktuator is ook relatief eenvoudig (reghoekige rotasie) en geminiaturiseer. Hierdie voordele beteken dat die hele stelsel kleiner, ligter en meer koste-effektief is.
Tabel 1 vergelyk die tweerigting-kriogeniese drywende kogelklep met ander kleppe met soortgelyke funksies vanuit die perspektiewe van onderhoud, grootte, gewig, wringkragvlak, beheermoeilikheidsgraad en algehele koste, en som die voor- en nadele daarvan omvattend op.
As 'n klein LNG-aanleg die konvensie verbreek en 'n tweerigting-kriogeniese kogelklep aanneem, kan dit die unieke voordele van die kogelklep ten volle benut, dit wil sê volle deursnee, hoë vloeitempo en hoë pyplyn-ontladingstempo. Relatief gesproke kan dit kleiner pype ondersteun terwyl dieselfde vloeitempo gehandhaaf word, sodat dit die totale volume, gewig en kompleksiteit van die stelsel kan verminder, en ook die koste van die pypstelsel kan verminder.
Die vorige artikel het die voordele van die gebruik as 'n afsluitklep bekendgestel. Indien dit as 'n beheerklep gebruik word, sal die voordele meer voor die hand liggend wees. Indien die reghoekige roterende kogelklep gebruik word, sal die kompleksiteit van die klep-outomatiseringstel aansienlik verminder word, dus het dit 'n opsionele item vir die kriogeniese stelsel geword.
Die mees basiese inhoud van die bogenoemde outomatiseringskit is die eenvoudige en praktiese tweerigting-kriogeniese vlotterkogelklep, en die reghoekige roterende aandrywer met eenvoudige struktuur en hoë koste-effektiwiteit.
Kortliks, die tweerigting-kriogeniese vlotterbalklep het 'n "subversiewe" positiewe betekenis vir die kriogeniese pyplynstelsel. In klein LNG-fasiliteite kan dit sy voordele ten volle benut.
In die afgelope paar jaar is hierdie nuwe produk in praktiese toepassings geverifieer, wat bewys dat dit van positiewe betekenis is vir die projekkoste en die langtermyn betroubare werking van die stelsel.
Plasingstyd: 17 Junie 2021