Осы уақытқа дейін екі жақты клапанды тығыздауды қажет ететін криогендік қолдану сценарийлерінде негізінен екі түрлі клапандар қолданылды, атап айтқанда шар клапандары және бекітілген шар клапандары/үстіңгі жағына орнатылған бекітілген шар клапандары. Дегенмен, екі жақты криогендік шар клапанының сәтті дамуымен жүйе дизайнерлері дәстүрлі шар клапандарына қарағанда тартымдырақ нұсқаға қол жеткізді-қалқымалы шар клапандарыОның ағын жылдамдығы жоғары, ортаның ағын бағыты мен тығыздау бағытына шектеу қойылмайды және криогендік жағдайларда қауіпсіз жұмыс істей алады. Ал өлшемі кішірек, салмағы жеңіл және құрылымы қарапайым.
Клапандарды қажет ететін криогендік қолдану сценарийлеріне толтыру және босату үшін сақтау цистерналарының кіріс/шығысы, жабық бос құбырларды қысыммен өңдеу, газдандыру және сұйылту, сұйытылған табиғи газ терминал станцияларындағы, тасымалдау жүйелеріндегі және танкерлердегі әртүрлі жүйелерге арналған көп мақсатты құбырлар, тарату жүйелері, сорғы станциялары және сұйытылған табиғи газ отынын толтыру станциялары, сондай-ақ кемелердегі қос отынды қозғалтқыштарға қатысты табиғи газ клапандары (GVU) кіреді.
Жоғарыда аталған қолдану сценарийлерінде орта сұйықтығын басқару және жабу үшін екі жақты өшіру клапандары әдетте қолданылады. Балама түрлерімен салыстырғанда, мысалышар клапандары, оларда бірнеше мәселе бар:
Ағын коэффициенті (Cv) төмен - бұл барлық тиісті құбыр өлшемдерін таңдауға әсер етеді және жүйенің ағын өткізу қабілетін шектейтін ықтимал кедергіге айналады.
· Жабу және басқару функцияларын орындау үшін сызықтық жетектерді конфигурациялау қажет - шар клапандарын және басқа тікбұрышты айналмалы клапандарды басқару және пайдалану үшін қолданылатын тікбұрышты айналмалы жетектерге қарағанда, бұл жабдықтың құрылымы күрделірек және қымбат. Клапан мен жетек жабдықтарының толық жиынтығының құны мен құрылымдық күрделілігі өте маңызды.
· Егер көптеген сұйытылған табиғи газ жүйелері талап ететін апаттық өшіру функциясын жүзеге асыру үшін өшіру клапаны пайдаланылса, күрделілік одан да жоғары болады.
Шағын сұйытылған табиғи газ қондырғылары (СКТҚ) үшін жоғарыда аталған мәселелер айқынырақ болады, себебі бұл жүйелер тиеу-түсіру циклін қысқарту үшін кішірек, үнемді және ең үлкен ағын сыйымдылығына ие болуы керек.
Шар клапанының ағын коэффициенті сол өлшемдегі шар тәрізді клапанға қарағанда жоғары. Басқаша айтқанда, олар ағын жылдамдығына әсер етпестен өлшемі бойынша кішірек. Бұл бүкіл құбыр жүйесінің, тіпті бүкіл жүйенің өлшемі, салмағы және құны айтарлықтай төмендейтінін білдіреді. Сонымен қатар, бұл байланысты жүйелердің инвестициялық кірістілігін (ROI) айтарлықтай арттыра алады.
Әрине, стандартты криогенді қалқымалы шар клапандары бір жақты, бұл жоғарыда аталған екі жақты клапанды тығыздауды қажет ететін жағдайларға жарамайды.
Бір жақты және екі жақты
1-суретте көрсетілгендей, криогендік жағдайларға арналған стандартты қалқымалы шар клапанында орта фазалық өзгеріске ұшыраған кезде қысымның жиналып, көтерілуіне жол бермеу үшін клапан шарының жоғарғы жағында қысымды төмендететін тесік бар. Клапан жабық күйде болған кезде, клапан корпусының қуысында орналасқан сұйытылған табиғи газ буланып, кеңейе бастайды, ал көлемі толық кеңейтілгеннен кейін бастапқы көлемнен 600 есеге жетуі мүмкін, бұл клапанның жарылуына әкелуі мүмкін. Бұл жағдайдың алдын алу үшін көптеген стандартты қалқымалы шар клапандары жоғары ағынды ашу қысымын төмендету механизмін қабылдады. Осыған байланысты дәстүрлі шар клапандарын екі жақты тығыздауды қажет ететін жағдайларда пайдалану мүмкін емес.
Бұл екі жақты криогенді қалтқылы шар клапаны өзінің талантын көрсете алатын кезең. Бұл клапан мен стандартты бір жақты криогенді клапанның айырмашылығы:
· Клапан шарында қысымды түсіру үшін тесік жоқ
· Ол сұйықтықты екі бағытта да тығыздай алады
· Клапан шарында қысымды түсіру үшін тесік жоқ
· Ол сұйықтықты екі бағытта да тығыздай алады
Екі жақты криогенді қалтқылы шар клапанында екі жақты серіппелі клапан орындығы жоғары ағынды ашу қысымын төмендету механизмін ауыстырады. Серіппелі клапан орындығы клапан корпусының қуысында орналасқан сұйытылған табиғи газ тудыратын шамадан тыс қысымды босата алады, осылайша клапанның жарылуына жол бермейді, бұл 2-суретте көрсетілген.
Сонымен қатар, серіппелі клапан орындығы клапанды төмен айналу моментінде ұстауға және криогендік жағдайларда тегіс жұмыс істеуге көмектеседі.
Екі жақты криогенді қалтқы шар клапаны екінші сатылы графит тығыздағыш сақинасымен жабдықталған, сондықтан клапан өрт қауіпсіздігі функциясына ие. Егер апат клапанның полимер бөліктерінің жануына әкелмесе, екінші деңгейлі тығыздағыш ортамен жанаспайды. Апат болған жағдайда, екінші деңгейлі тығыздағыш өрт қауіпсіздігін қорғау функциясын орындайды.
Екі жақты клапандардың артықшылықтары
Шар тәрізді клапандармен, бекітілген және үстіне орнатылған бекітілген шар тәрізді клапандармен салыстырғанда, екі жақты криогенді қалтқылы шар тәрізді клапан жоғары ағын коэффициенті бар шар тәрізді клапанның барлық артықшылықтарына ие және сұйықтық пен тығыздау бағытына ешқандай шектеулер жоқ. Оны криогенді жағдайларда қауіпсіз пайдалануға болады; өлшемі салыстырмалы түрде кішкентай және құрылымы салыстырмалы түрде қарапайым. Сәйкес келетін жетек те салыстырмалы түрде қарапайым (тік бұрышты айналу) және миниатюралық. Бұл артықшылықтар бүкіл жүйенің кішірек, жеңіл және үнемді екенін білдіреді.
Шар тәрізді клапандармен, бекітілген және үстіне орнатылған бекітілген шар тәрізді клапандармен салыстырғанда, екі жақты криогенді қалтқылы шар тәрізді клапан жоғары ағын коэффициенті бар шар тәрізді клапанның барлық артықшылықтарына ие және сұйықтық пен тығыздау бағытына ешқандай шектеулер жоқ. Оны криогенді жағдайларда қауіпсіз пайдалануға болады; өлшемі салыстырмалы түрде кішкентай және құрылымы салыстырмалы түрде қарапайым. Сәйкес келетін жетек те салыстырмалы түрде қарапайым (тік бұрышты айналу) және миниатюралық. Бұл артықшылықтар бүкіл жүйенің кішірек, жеңіл және үнемді екенін білдіреді.
1-кестеде екі жақты криогенді қалқымалы шар клапаны техникалық қызмет көрсету, өлшем, салмақ, айналу моменті деңгейі, басқару қиындығы және жалпы құны тұрғысынан ұқсас функциялары бар басқа клапандармен салыстырылады және оның артықшылықтары мен кемшіліктері жан-жақты қорытындыланады.
Егер шағын сұйытылған табиғи газ қондырғысы конвенцияны бұзып, екі жақты криогенді шар клапанын қабылдаса, ол шар клапанының бірегей артықшылықтарын, яғни толық диаметрді, жоғары ағын жылдамдығын және жоғары құбыр разряд жылдамдығын толық пайдалана алады. Салыстырмалы түрде айтқанда, ол кішірек өлшемді құбырларды бірдей ағын жылдамдығын сақтай отырып, қолдай алады, сондықтан жүйенің жалпы көлемін, салмағын және күрделілігін азайта алады, сондай-ақ құбыр жүйесінің құнын төмендете алады.
Алдыңғы мақалада өшіру клапаны ретінде пайдаланудың артықшылықтары таныстырылды. Егер басқару клапаны ретінде пайдаланылса, артықшылықтары айқынырақ болады. Егер тік бұрышты айналмалы шар клапаны қолданылса, клапанды автоматтандыру жинағының күрделілігі айтарлықтай азаяды, сондықтан ол криогендік жүйе үшін қосымша элементке айналды.
Жоғарыда аталған автоматтандыру жинағының ең негізгі мазмұны - қарапайым және практикалық екі жақты криогенді қалқымалы шар клапаны және қарапайым құрылымы мен жоғары үнемділігі бар тікбұрышты айналмалы жетек.
Қысқасы, екі жақты криогенді қалтқы шар клапаны криогенді құбыр жүйесі үшін «бұзушы» оң мәнге ие. Шағын сұйытылған табиғи газ қондырғыларында ол өзінің артықшылықтарын толық пайдалана алады.
Соңғы бірнеше жылда бұл жаңа өнім практикалық қолданыстарда тексерілді, бұл оның жоба құны мен жүйенің ұзақ мерзімді сенімді жұмысы үшін оң маңызы бар екенін дәлелдейді.
Жарияланған уақыты: 17 маусым 2021 ж.