تا به حال، سناریوهای کاربرد برودتی که نیاز به آب بندی شیر دو طرفه دارند، عمدتاً از دو نوع شیر، یعنی شیرهای گلوب و شیرهای توپی ثابت / شیرهای توپی ثابت نصب شده در بالا استفاده می کردند.با این حال، با توسعه موفقیت آمیز شیر توپی دو طرفه برودتی، طراحان سیستم گزینه جذاب تری نسبت به شیرهای توپی سنتی به دست آورده اند.دریچه های توپی شناور.سرعت جریان بالاتری دارد، هیچ محدودیتی در جهت جریان و جهت آب بندی محیط ندارد و می تواند با خیال راحت در شرایط برودتی کار کند.و اندازه کوچکتر، وزن سبک تر و ساختار ساده تر است.
سناریوهای کاربرد برودتی که نیاز به شیرها دارند شامل ورودی/خروجی مخازن ذخیره برای پر کردن و تخلیه، تحت فشار قرار دادن خطوط لوله خالی بسته، گازی شدن و مایع سازی، خطوط لوله چند منظوره برای سیستم های مختلف در ایستگاه های پایانه LNG، سیستم های حمل و نقل و تانکرها، سیستم های توزیع، پمپاژ می باشد. ایستگاه‌ها و ایستگاه‌های سوخت LNG، و همچنین مجموعه‌های شیر گاز طبیعی (GVUs) مربوط به موتورهای دوگانه سوز در کشتی‌ها.
در سناریوهای کاربردی فوق، معمولاً از شیرهای قطع کننده دو طرفه برای کنترل و خاموش کردن سیال متوسط استفاده می شود.در مقایسه با انواع جایگزین ماننددریچه های توپی، آنها چندین مشکل دارند:
ضریب جریان (Cv) کم است، این بر انتخاب تمام اندازه‌های لوله مربوطه تأثیر می‌گذارد و به یک گلوگاه بالقوه تبدیل می‌شود که ظرفیت جریان سیستم را محدود می‌کند.
· نیاز به پیکربندی محرک های خطی برای انجام عملکردهای بسته شدن و کنترل - در مقایسه با محرک های دوار مستطیلی که برای کنترل و عملکرد شیرهای توپی و سایر شیرهای چرخشی مستطیلی استفاده می شوند، این نوع تجهیزات ساختار پیچیده تری دارند و گران هستند.هزینه و پیچیدگی ساختاری مجموعه کاملی از تجهیزات شیر و محرک بسیار برجسته است.
· اگر از شیر قطع برای تحقق عملکرد خاموش شدن اضطراری مورد نیاز بسیاری از سیستم های LNG استفاده شود، پیچیدگی حتی بیشتر خواهد شد.
برای تاسیسات کوچک LNG (SSLNG)، مشکلات فوق آشکارتر خواهد بود، زیرا این سیستم ها باید کوچکتر، مقرون به صرفه تر و دارای بیشترین ظرفیت جریان باشند تا چرخه بارگیری و تخلیه را کوتاه کنند.
ضریب جریان شیر توپی بالاتر از شیر گلوب با همان اندازه است.به عبارت دیگر، اندازه آنها کوچکتر است بدون اینکه بر سرعت جریان تأثیر بگذارد.این بدان معنی است که اندازه، وزن و هزینه کل سیستم لوله کشی و حتی کل سیستم به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.در عین حال می تواند بازده سرمایه گذاری (ROI) سیستم های مرتبط را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
البته شیرهای توپی شناور کرایوژنیک استاندارد یک طرفه هستند که برای سناریوهای فوق که نیاز به آب بندی شیر دو طرفه دارند مناسب نیستند.
یک طرفه در مقابل دو طرفه
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، شیر توپی شناور استاندارد برای شرایط برودتی دارای یک سوراخ کاهش فشار در سمت بالادست توپ شیر است تا از تجمع و افزایش فشار در هنگام تغییر فاز محیط جلوگیری کند.هنگامی که شیر در حالت بسته قرار می گیرد، گاز طبیعی مایع محصور شده در حفره بدنه شیر شروع به تبخیر و انبساط می کند و حجم پس از انبساط کامل می تواند به 600 برابر حجم اولیه برسد که ممکن است باعث ترکیدن شیر شود. .به منظور جلوگیری از این وضعیت، اکثر شیرهای توپی شناور استاندارد مکانیزم کاهش فشار بازشو در بالادست را اتخاذ کرده اند.به همین دلیل نمی توان از شیرهای توپی سنتی در شرایطی که نیاز به آب بندی دو طرفه دارد استفاده کرد.
و این مرحله ای است که شیر توپی شناور برودتی دو طرفه می تواند استعدادهای خود را نشان دهد.تفاوت این شیر با شیر برودتی یک طرفه استاندارد در این است:
· هیچ منفذی روی توپ سوپاپ برای کاهش فشار وجود ندارد
· می تواند سیال را در هر دو جهت آب بندی کند
· هیچ منفذی روی توپ سوپاپ برای کاهش فشار وجود ندارد
· می تواند سیال را در هر دو جهت آب بندی کند
در شیر توپی شناور برودتی دو طرفه، نشیمنگاه شیر فنری دو طرفه جایگزین مکانیسم کاهش فشار بازشوی بالادست می‌شود.سیت سوپاپ فنری می تواند فشار بیش از حد تولید شده توسط گاز طبیعی مایع محصور شده در حفره بدنه شیر را آزاد کند و در نتیجه از ترکیدن سوپاپ همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است جلوگیری می کند.
علاوه بر این، نشیمنگاه سوپاپ مجهز به فنر به نگه داشتن شیر در گشتاور کمتر و دستیابی به عملکرد نرم‌تر در شرایط برودتی کمک می‌کند.
شیر توپی شناور برودتی دو طرفه مجهز به حلقه آب بندی گرافیتی مرحله دوم است، به طوری که این شیر دارای عملکرد ایمنی در برابر آتش است.مگر اینکه یک حادثه فاجعه بار باعث سوختن قطعات پلیمری شیر شود، مهر و موم ثانویه با محیط تماس پیدا نمی کند.در صورت وقوع حادثه، مهر و موم سطح دوم عملکرد حفاظت ایمنی در برابر آتش را به دست می آورد.
مزایای شیرهای دو طرفه
در مقایسه با شیرهای گلوب، شیرهای توپی ثابت و ثابت در بالا، شیر توپی شناور برودتی دو طرفه دارای تمام مزایای یک شیر توپی با ضریب جریان بالا است و هیچ محدودیتی در جهت سیال و آب بندی وجود ندارد.می توان آن را با خیال راحت در شرایط برودتی استفاده کرد.اندازه نسبتا کوچک و ساختار نسبتا ساده است.محرک منطبق نیز نسبتاً ساده (چرخش با زاویه راست) و کوچک است.این مزایا به این معنی است که کل سیستم کوچکتر، سبک تر و مقرون به صرفه تر است.
در مقایسه با شیرهای گلوب، شیرهای توپی ثابت و ثابت در بالا، شیر توپی شناور برودتی دو طرفه دارای تمام مزایای یک شیر توپی با ضریب جریان بالا است و هیچ محدودیتی در جهت سیال و آب بندی وجود ندارد.می توان آن را با خیال راحت در شرایط برودتی استفاده کرد.اندازه نسبتا کوچک و ساختار نسبتا ساده است.محرک منطبق نیز نسبتاً ساده (چرخش با زاویه راست) و کوچک است.این مزایا به این معنی است که کل سیستم کوچکتر، سبک تر و مقرون به صرفه تر است.
جدول 1 شیر توپی شناور برودتی دو طرفه را با سایر شیرها با عملکرد مشابه از منظر تعمیر و نگهداری، اندازه، وزن، سطح گشتاور، سختی کنترل و هزینه کلی مقایسه کرده و مزایا و معایب آن را به طور جامع خلاصه می کند.
اگر یک تاسیسات کوچک LNG قرارداد را زیر پا بگذارد و یک شیر توپی برودتی دو طرفه را بپذیرد، می‌تواند به مزایای منحصر به فرد شیر توپی، یعنی قطر کامل، سرعت جریان بالا و سرعت تخلیه بالای خط لوله، بازی کامل بدهد.به طور نسبی، می تواند لوله های با اندازه کوچکتر را پشتیبانی کند و در عین حال سرعت جریان یکسانی را حفظ کند، بنابراین می تواند حجم کل، وزن و پیچیدگی سیستم را کاهش دهد و همچنین می تواند هزینه سیستم لوله کشی را کاهش دهد.
در مقاله قبلی مزایای استفاده به عنوان شیر قطع کننده معرفی شد.اگر به عنوان شیر کنترلی استفاده شود، مزایای آن آشکارتر خواهد بود.اگر از شیر توپی چرخشی با زاویه سمت راست استفاده شود، پیچیدگی کیت اتوماسیون سوپاپ به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، بنابراین به یک آیتم اختیاری برای سیستم برودتی تبدیل شده است.
ابتدایی ترین محتوای کیت اتوماسیون فوق الذکر، شیر توپی شناور برودتی دو طرفه ساده و کاربردی و محرک چرخشی مستطیلی با ساختار ساده و بازدهی بالا است.
به طور خلاصه، شیر توپی شناور برودتی دو طرفه برای سیستم خط لوله برودتی دارای اهمیت مثبت "براندازی" است.در تأسیسات کوچک LNG، می تواند مزایای خود را کامل کند.
در چند سال گذشته، این محصول جدید در کاربردهای عملی تأیید شده است و ثابت می کند که اهمیت مثبتی برای هزینه پروژه و عملکرد قابل اعتماد بلند مدت سیستم دارد.
زمان ارسال: ژوئن-17-2021