شیرهای برودتی برای کاربردهای LNG: راهنمای انتخاب و طراحی

۱. یک شیر برای سرویس برودتی انتخاب کنید

انتخاب یکدریچه کرایوژنیکبرای کاربردهای کرایوژنیک می‌تواند بسیار پیچیده باشد. خریداران باید شرایط داخل کشتی و کارخانه را در نظر بگیرند. علاوه بر این، خواص خاص سیالات کرایوژنیک نیاز به عملکرد خاص شیر دارد. انتخاب مناسب، قابلیت اطمینان کارخانه، حفاظت از تجهیزات و عملکرد ایمن را تضمین می‌کند. بازار جهانی LNG از دو طرح اصلی شیر استفاده می‌کند.

اپراتور باید اندازه مخزن گاز طبیعی را تا حد امکان کوچک نگه دارد. آنها این کار را از طریق LNG (گاز طبیعی مایع، گاز طبیعی مایع) انجام می‌دهند. با خنک شدن تا جایی که تقریباً گاز طبیعی به مایع تبدیل شود. -165 درجه سانتیگراد. در این دما، شیر جداسازی اصلی هنوز باید کار کند.

 

۲. چه چیزی بر طراحی شیر برودتی تأثیر می‌گذارد؟

دما تأثیر مهمی در طراحی شیر دارد. به عنوان مثال، کاربران ممکن است برای محیط‌های محبوبی مانند خاورمیانه به آن نیاز داشته باشند. یا ممکن است برای محیط‌های سرد مانند اقیانوس‌های قطبی مناسب باشد. هر دو محیط می‌توانند بر سفتی و دوام شیر تأثیر بگذارند. اجزای این شیرها شامل بدنه شیر، کلاهک، ساقه، آب‌بند ساقه، شیر توپی و نشیمنگاه شیر است. به دلیل ترکیب مواد مختلف، این قطعات در دماهای مختلف منبسط و منقبض می‌شوند.

۲.۱ گزینه‌های کاربرد برودتی

• اپراتورها در محیط های سرد مانند سکوهای نفتی در دریاهای قطبی از شیرآلات استفاده می کنند.

• اپراتورها از شیرآلات برای مدیریت سیالاتی که دمای آنها بسیار زیر نقطه انجماد است، استفاده می‌کنند.

در مورد گازهای بسیار قابل اشتعال، مانند گاز طبیعی یا اکسیژن، شیر باید در صورت آتش سوزی نیز به درستی عمل کند.

شیرهای برودتی برای کاربردهای LNG: راهنمای انتخاب و طراحی

۲.۲ فشار شیر برودتی

در حین کار عادی با مبرد، افزایش فشار وجود دارد. این به دلیل افزایش گرمای محیط و تشکیل بخار متعاقب آن است. هنگام طراحی سیستم شیر/لوله‌کشی باید دقت ویژه‌ای به عمل آید. این امر باعث افزایش فشار می‌شود.

۲.۳ دمای شیر برودتی

تغییرات سریع دما می‌تواند بر ایمنی کارگران و کارخانه‌ها تأثیر بگذارد. با توجه به ترکیب متفاوت مواد و مدت زمانی که در معرض مبرد قرار می‌گیرند، هر جزء از شیر برودتی با سرعت‌های متفاوتی منبسط و منقبض می‌شود.

یکی دیگر از مشکلات بزرگ هنگام کار با مبردها، افزایش گرما از محیط اطراف است. این افزایش گرما همان چیزی است که باعث می‌شود تولیدکنندگان شیرها و لوله‌ها را ایزوله کنند.

علاوه بر محدوده دمایی بالا، این شیر باید با چالش‌های قابل توجهی نیز روبرو شود. برای هلیوم مایع، دمای گاز مایع تا -270 درجه سانتیگراد کاهش می‌یابد.

۲.۴ عملکرد دریچه برودتی

برعکس، اگر دما به صفر مطلق کاهش یابد، عملکرد شیر بسیار چالش برانگیز می‌شود. شیرهای برودتی لوله‌هایی را که حاوی گازهای مایع هستند به محیط متصل می‌کنند. این کار را در دمای محیط انجام می‌دهند. نتیجه می‌تواند اختلاف دمایی تا 300 درجه سانتیگراد بین لوله و محیط باشد.

۲.۵ راندمان شیر برودتی

اختلاف دما باعث ایجاد جریان گرما از ناحیه گرم به ناحیه سرد می‌شود. این امر به عملکرد طبیعی شیر آسیب می‌رساند. همچنین در موارد شدید، راندمان سیستم را کاهش می‌دهد. این امر به ویژه در صورت تشکیل یخ در انتهای گرم، نگران‌کننده است.

با این حال، در کاربردهای دمای پایین، این فرآیند گرمایش غیرفعال نیز عمدی است. این فرآیند برای آب‌بندی ساقه سوپاپ استفاده می‌شود. معمولاً ساقه سوپاپ با پلاستیک آب‌بندی می‌شود. این مواد نمی‌توانند در برابر دماهای پایین مقاومت کنند، اما آب‌بندی‌های فلزی با کارایی بالا برای دو قسمت که در جهت مخالف زیادی حرکت می‌کنند، بسیار گران و تقریباً غیرممکن هستند.

۲.۶ آب‌بندی دریچه برودتی

یک راه حل بسیار ساده برای این مشکل وجود دارد! شما پلاستیک مورد استفاده برای آب بندی ساق سوپاپ را به محلی که دمای آن نسبتاً طبیعی است، می برید. این بدان معناست که درزگیر ساق سوپاپ باید با فاصله از سیال نگه داشته شود.

۲.۷ شیر ایزولاسیون محکم دوار سه فاز

این آفست‌ها به شیر اجازه می‌دهند که باز و بسته شود. آنها در حین کار اصطکاک و اصطحکاک بسیار کمی دارند. همچنین از گشتاور ساقه برای سفت‌تر کردن شیر استفاده می‌کند. یکی از چالش‌های ذخیره‌سازی LNG، حفره‌های محبوس شده است. در این حفره‌ها، مایع می‌تواند بیش از ۶۰۰ بار به صورت انفجاری متورم شود. شیر ایزوله محکم سه چرخشی این چالش را از بین می‌برد.

۲.۸ شیرهای یکطرفه بافل تکی و دوتایی

این شیرها جزء کلیدی در تجهیزات مایع‌سازی هستند زیرا از آسیب‌های ناشی از جریان معکوس جلوگیری می‌کنند. جنس و اندازه از ملاحظات مهم هستند زیرا شیرهای برودتی گران هستند. نتایج شیرهای نادرست می‌تواند مضر باشد.

 

۳. مهندسان چگونه از محکم بودن شیرهای کرایوژنیک اطمینان حاصل می‌کنند؟

وقتی هزینه اولیه تبدیل گاز به مبرد را در نظر بگیریم، نشتی بسیار پرهزینه و همچنین خطرناک است.

یک مشکل بزرگ در فناوری کرایوژنیک، احتمال نشتی نشیمنگاه سوپاپ است. خریداران اغلب رشد شعاعی و خطی ساقه را نسبت به بدنه دست کم می‌گیرند. اگر خریداران سوپاپ مناسبی را انتخاب کنند، می‌توانند از مشکلات فوق جلوگیری کنند.

شرکت ما استفاده از شیرهای دمای پایین ساخته شده از فولاد ضد زنگ را توصیه می‌کند. در حین کار با گاز مایع، این ماده به گرادیان‌های دما به خوبی پاسخ می‌دهد.شیرهای برودتیباید از مواد آب‌بندی مناسب با قابلیت تحمل فشار تا ۱۰۰ بار استفاده شود. علاوه بر این، افزایش طول درپوش موتور (بونت) یک ویژگی بسیار مهم است زیرا میزان سفتی درزگیر ساقه موتور را تعیین می‌کند.


زمان ارسال: ۱۳ مه ۲۰۲۰