液化天然氣應用的低溫閥門設計


LNG:全球能源轉型的關鍵角色
液化天然氣(LNG)的需求預計將持續增長,因為它在全球能源安全中扮演著關鍵角色,并作為一種更清潔的過渡化石燃料,在實現凈零排放的過程中發揮著重要作用。這推動了具有更大產能、在更高壓力下運行的液化裝置的建設,以實現更高的產出。

為了滿足未來的LNG需求,生產商必須展現出強有力的可持續發展能力,而閥門技術正是提升可持續性能的關鍵領域。作為工廠中逃逸排放的主要來源,閥門將面臨更嚴格的審查。了解先進閥門技術如何克服這一挑戰,提高工藝效率,確保合規與安全,并降低運營成本。
LNG的工藝流程

天然氣在約-162°C下液化,體積縮小約600倍,使其更易于安全儲存和跨海運輸,而天然氣本身則需要龐大的管道基礎設施。LNG通過卡車或LNG運輸船在隔熱罐中運輸至接收終端,暫時儲存后再氣化。再氣化后的天然氣可用于家庭供氣、船舶燃料及道路運輸。
LNG的生產過程包括水和冷凝液的去除、酸性氣體(H?S、CO?)去除、脫水以去除其他雜質,以及汞的去除。凈化后的天然氣將進行預冷以去除重烴,然后液化并儲存,準備運輸。
LNG行業面臨的挑戰
LNG行業面臨的挑戰包括低溫工況的嚴苛性以及工廠調試期間可能出現的問題。在這種條件下,閥門可能會出現密封性差、逸散性排放、可操作性差以及安裝和維護成本高等問題。

01、傳統的提升桿式開關閥在控制逸散方面存在問題,其線性升桿運動容易擠壓填料并帶入雜質。溫度波動也可能影響嚴密關閉并增加卡澀風險。
02、傳統球閥在此類應用中存在設計局限。浮動球閥的球體被兩個閥座夾持并壓緊,性能和可靠性極為有限。固定球閥的球體由固定軸承支撐(而非閥座),可承受更高的壓力和溫度,但依賴聚合物唇形密封,無法滿足本質防火要求。聚合物材料在低溫下會顯著收縮,影響密封性能。
03、傳統球閥和閘閥的安裝成本高(因體積大、重量重、需要高扭矩驅動),維護成本也高。閘閥填料與執行機構之間需要更大的空間,并在閥門開啟時在閥體內預留楔形閥板的空間。大口徑時,其成本、重量和體積均高于三偏心閥。
Vanessa?三偏心閥:技術突破

Vanessa三偏心閥(TOV)是首個實現雙向零泄漏性能的閥門,開創了一個全新類別,采用了其他四分之一回轉閥門未曾具備的技術。它配備通用低溫內件,適用于多種管道連接,采用Nitronic? 50實心密封環和Stellite? 21堆焊的整體閥座。無摩擦旋轉和金屬對金屬扭矩密封確保其在低溫下的可操作性和密封性不受影響
Vanessa 30,000系列三偏心閥滿足LNG生產商的需求,包括:
? 更高的安全性
? 更低的產品損耗
? 更高的系統可靠性
? 更低的安裝和維護成本
為什么選擇Vanessa TOV?
1、與球閥不同,Vanessa 30,000系列TOV無閥腔,消除了與閥腔相關的風險和限制。
2、傳統閥門在低溫下因材料收縮差異而難以密封,而Vanessa TOV憑借整體閥座、無摩擦設計和金屬對金屬扭矩密封,在低溫下仍能實現持久嚴密關閉。
3、從低逸散角度看,升桿閥的泄漏可通過采用四分之一回轉設計顯著減少。閥門的管道連接也是逸散的重要來源,可通過指定對焊閥體設計來消除。
4、Vanessa 30,000系列TOV通過四分之一回轉和雙件式填料壓蓋設計,最大限度降低外部逸散風險。
5、LNG行業越來越多地采用三偏心設計用于SIL 3及以上等級的應用,因其非對稱幾何結構帶來的固有優勢及其長期快速、簡便的操作。TOV的非對稱設計在不同安裝方式下表現不同,提高了執行器失效時的可靠性。TOV也越來越多地被用于緊急系統中的多種功能。
安裝與維護優勢
從安裝和維護角度看,中大口徑TOV比球閥和閘閥輕得多,因其材料使用更少。其閥體更緊湊,有利于整體工廠設計。它不受管道載荷影響,無需外部支撐。無摩擦旋轉、金屬對金屬和扭矩密封減少了對執行器的需求,使Vanessa 30,000系列TOV幾乎無需維護,適用于低溫LNG應用。

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