LNG液化天然氣低溫氣動切斷閥產(chǎn)品簡介:
液化天然氣(LNG) 作為管道天然氣的有益補充,在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),促進經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展,實現(xiàn)節(jié)能減排和治理環(huán)境方面都發(fā)揮著重要作用,并有助于我國實現(xiàn)能源供應的多元化,從而促進國民經(jīng)濟的發(fā)展。隨著LNG產(chǎn)業(yè)鏈的延伸,加氣站建成投運,在LNG從接收站和液化廠、加氣站等中小型用戶環(huán)節(jié)中,LNG槽車運輸是目前泛且的陸運方式。緊急切斷閥作為LNG 槽車裝卸料過程中的重要安全保護元件,認為其功能影響到LNG槽車的安全。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點,提供一種在長時間高溫狀態(tài)下不失效的耐火型低溫緊急切斷閥。本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):耐火型低溫緊急切斷閥,包括閥體、閥蓋、閥桿和執(zhí)行器,閥體內(nèi)設置有閥座,閥座將閥體分隔成介質(zhì)入口室和介質(zhì)出口室,閥座上設置有連通介質(zhì)入口室和介質(zhì)出口室的錐面結(jié)構(gòu),閥蓋為長頸式閥蓋,閥蓋的下端固定在閥體上方,閥桿套裝于閥蓋內(nèi),閥桿的下端伸入閥體內(nèi),閥桿的下端端部固定有閥頂,閥頂?shù)南露嗣嫔瞎潭ㄓ心z塞體,閥門閉合時,膠塞體與錐面結(jié)構(gòu)緊密貼合,所述執(zhí)行器固定在閥蓋的上端,閥桿的上端穿過閥蓋并與執(zhí)行器的傳動部相連,閥蓋的上端內(nèi)側(cè)壁與閥桿之間開設有環(huán)形凹槽,所述環(huán)形凹槽內(nèi)設置有填料層,填料層由填料壓蓋壓緊于環(huán)形凹槽內(nèi)。
所述的填料層為石墨耐高溫填料層。所述的執(zhí)行器的傳動部包括氣動傳動部和手動傳動部。所述的閥蓋的下端與閥桿之間設置有復合軸承。介紹了液化天然氣槽車用緊急切斷閥的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和動作特性,探討了易熔合金熔化溫度的選擇。
產(chǎn)品規(guī)范
公稱壓力:1.6MPa
公稱通徑:20mm~200mm
適用介質(zhì):LO2、LN2、LAr、LNG、LC2H4等
適用溫度:-196~+75℃
連接方式:法蘭
介質(zhì)流向:由閥瓣上面向下流
氣源壓力:0.3~0.6MPa
緊急切斷溫度:70±5℃
低溫氣動緊急切斷閥
主要零部件材料
閥體、閥蓋、閥瓣、閥桿:不銹鋼
填料:PTFE
密封圈:PTFE或PCTFE
氣缸、支架:鑄鋁
2、結(jié)構(gòu)特點
LNG 槽車用緊急切斷閥主要由截止閥和氣動裝置兩部分組成( 圖1) 。
(1) 非金屬密封結(jié)構(gòu)
由于緊急切斷閥在事故狀態(tài)下進行緊急切斷,為保證閥門密封良好,*將介質(zhì)隔離,閥瓣上鑲有PCTFE 非金屬密封圈,通過壓板及ISO 7042 型全金屬自鎖螺母緊固。閥瓣與PCTFE 非金屬密封圈接觸的表面車有同心圓的溝槽,實現(xiàn)迷宮功能,確保該部位的密封。
(2) 閥瓣導向
閥瓣的外圓和閥體的中腔均進行機加工,并采用基孔制H11/d11 配合,以利于閥瓣導向,確保閥瓣在運動時不會傾斜或翹起,從而避免由于閥座不均勻磨損而引起的泄漏。
(3) 閥桿導向
緊急切斷閥的閥桿加長,以使填料遠離低溫冷媒介質(zhì),保證填料處于0℃ 以上,確保填料密封可靠。加長后的閥桿屬于細長軸,因此閥桿下端需要徑向支撐。在閥蓋內(nèi)壓入與閥蓋過盈配合用HPb59 -1材料制成的導向套,導向套壓入后在導向套與閥蓋接合線靠近閥蓋的一側(cè)打沖眼,以利于導向套限位,防止導向套軸向竄動。導向套既可以起到對閥桿的導向作用,又可以起到對閥桿的支撐作用,避免在條件下,造成閥桿彎曲。此外,導向套也防止在閥桿上產(chǎn)生側(cè)面推力。
(4) 中法蘭連接螺栓防松
由于LNG槽車在運輸過程中不可避免發(fā)生振動,并且在裝卸料過程中閥門要承受交變溫度變化,從而引起螺栓的松弛,進而影響中法蘭墊片的密封。為避免螺栓松弛,在螺栓與中法蘭接觸面位置配置了JB/ZQ 4342 型雙面滾花碟形墊圈,有效防止了螺栓產(chǎn)生松弛現(xiàn)象,確保中法蘭墊片密封可靠。
(5) 閥桿雙重密封
閥桿密封的填料函中裝有PTFE 填料,填料壓套外圓及內(nèi)孔各加工兩道溝槽,溝槽中分別裝有O形圈,使之與填料函孔及閥桿外圓相密封,從而實現(xiàn)PTFE + 橡膠O形圈的雙重填料密封效果,確保填料部位不發(fā)生外漏。
(6) 活載荷填料
由于閥門頻繁啟閉,填料在閥門啟閉過程中不可避免的產(chǎn)生磨損,影響填料的密封性能,為避免這一情況的發(fā)生,填料壓套上設有螺旋圓柱彈簧。通過壓蓋螺母壓緊彈簧,使彈簧貯存彈性能,當填料體積發(fā)生損失,如摩擦、壓實等損耗,以及填料松弛、振動、不同熱膨脹等引起的填料與閥桿接觸力的跌落,彈性能可以彌補填料應力的松弛,使填料在閥門運行期間保護密封,從而延長填料的使用壽命。
(7) 易熔塞
氣缸上設有易熔塞(圖2) ,當環(huán)境溫度達到易熔塞的設定溫度時易熔塞熔化,放出氣缸中氣體。在彈簧力的作用下,氣缸活塞帶動閥桿及閥瓣將閥門關(guān)閉,實現(xiàn)緊急切斷功能。易熔塞是一種熱啟動的卸壓裝置,能防止由于過高的熱量而引起的超壓。易熔塞由塞體和易熔合金( 伍德合金,表1) 組成。為防止在空氣壓力作用下易熔合金被擠出,將塞體內(nèi)孔設計為從受壓端開始一系列孔徑逐漸減小的階梯形孔。易熔合金由鉍、鉛、錫、鎘4 種金屬組成。按不同質(zhì)量百分比組成時,可實現(xiàn)不同的熔化溫度(表1) 。易熔合金組成的4 種金屬純度要求較高,其中鉍的純度不小于99.95%,鉍中雜質(zhì)含量應符合表2 的規(guī)定,鉛的純度不低于99. 94%,錫的純度不低于99.90%,鎘的純度不低于99.95%。
(8) 手動功能
氣缸設有手動操作機構(gòu),在沒有氣源的情況下,可手動實現(xiàn)閥門的啟閉。
3、工作原理
氣缸充入0.4 ~0.7MPa 氣壓時,活塞上升帶動閥桿開啟閥門。關(guān)閉閥門時,將氣缸內(nèi)的氣體排空,活塞在彈簧力作用下帶動閥桿與閥瓣向下運動,密封件壓緊閥座,閥門關(guān)閉。氣動操作時,當閥門的周圍環(huán)境溫度達到易熔合金熔化溫度( 70 ± 5℃) 時,易熔塞內(nèi)部的易熔合金就會熔化,氣缸內(nèi)的空氣會自動排空,活塞在復位彈簧力及閥桿、閥瓣組件重力的作用下,帶動閥桿及閥瓣將閥門關(guān)閉。當沒有氣源時,逆時針旋轉(zhuǎn)手輪帶動閥桿及閥瓣向上運動,可手動開啟閥門,反之操作,則實現(xiàn)手動關(guān)閉閥門。
適用于介質(zhì)溫度-40℃~-196℃的閥門稱之為低溫閥門,而這類閥門一般都采用長頸閥蓋。 采用長頸閥蓋規(guī)定低溫閥門包括低溫緊急切斷閥、低溫截止閥、低溫止回閥,LNG低溫閥,NG低溫閥等,主要用于三十萬噸乙烯,液化天然氣等化工裝置上。輸出的液態(tài)低溫介質(zhì)如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產(chǎn)品等,不但易燃易爆,而且在升溫時要氣化,氣化時,體積膨脹數(shù)百倍。利用壓力活塞的上部彈簧將活塞向下推動,然后向下驅(qū)動活塞桿和閥桿,從而使閥頂部的密封面和閥座的密封面緊密貼合,從而實現(xiàn)閥的關(guān)系;當氣缸受壓時,活塞壓縮彈簧向上移動,向上驅(qū)動活塞桿和閥桿,抬高閥頂并打開閥。 緊急情況下的工作原理是,當閥門處于打開位置并處于正常操作狀態(tài)時,如果環(huán)境溫度升至70±5°C(即65-75°C之間),則可熔塞位于安裝缸將融化,缸釋放壓力后,彈簧將活塞推下,將閥桿和閥頂向下推動,迅速關(guān)閉閥,防止介質(zhì)繼續(xù)流動,并防止
?規(guī)定采用長頸閥蓋是因為:
(1)長頸閥蓋具有保護低溫閥門填料函的功能,因為填料函的密封性是低溫閥的關(guān)鍵之一。該填料函處如果泄漏,將降低保冷效果,導致液化氣體氣化。在低溫狀態(tài)下隨著溫度的降低,填料彈性逐漸消失,防漏性能隨之下降,由于介質(zhì)滲漏造成填料與閥桿處結(jié)冰,影響閥桿正常操作同時也會因閥桿上下移動而漿填料劃傷,引起嚴重泄漏。因此要保證填料臬部位的溫度在8℃以上。
(2)長頸閥蓋結(jié)構(gòu)便于纏繞保冷材料,防止低溫閥門冷能損失。
(3)低溫閥長頸結(jié)構(gòu)便于閥門主件通過閥蓋拆下進行快速更換。由于設備冷段中的工藝管道和閥門經(jīng)常裝設在更換閥門主件時,只需通過閥蓋進行拆換,而不需拆卸閥體。閥體與管道焊接成一體,盡可能地減小了冷箱的滲漏,保證了閥門的密封性。
LNG液化天然氣低溫氣動切斷閥外型尺寸與連接尺寸
產(chǎn)品型號 | 低溫緊急切斷閥 | 重量 (kg) | ||||||||||
產(chǎn)品代號 | 通徑 DN(mm) | 尺寸(mm) | ||||||||||
A | H | h | D | D1 | D2 | Z-Ф | b | f | D0 | |||
222E20AB2A3P | 20 | 150 | 400 | 200 | 105 | 75 | 55 | 4-14 | 16 | 2 | 100 | 7.9 |
222E25AB2A3P | 25 | 160 | 400 | 200 | 115 | 85 | 65 | 4-14 | 16 | 2 | 100 | 8.8 |
222E32AB2A3P | 32 | 190 | 468 | 204 | 135 | 100 | 78 | 4-18 | 18 | 2 | 120 | 14.5 |
222E40AB2A3P | 40 | 200 | 523 | 230 | 145 | 110 | 85 | 4-18 | 18 | 2 | 120 | 15.4 |
222E50AB2A3P | 50 | 230 | 523 | 230 | 160 | 125 | 100 | 4-18 | 18 | 3 | 120 | 23.8 |
222E65AB2A3P | 65 | 290 | 651 | 250 | 180 | 145 | 120 | 4-18 | 18 | 3 | 120 | 28.5 |
222E80AB2A3P | 80 | 310 | 736 | 320 | 195 | 160 | 135 | 8-18 | 20 | 3 | 160 | 42.1 |
222E100AB2A3P | 100 | 350 | 736 | 320 | 215 | 180 | 155 | 8-18 | 20 | 3 | 160 | 64.4 |
222E125AB2A3P | 125 | 400 | 1020 | 470 | 245 | 210 | 185 | 8-18 | 22 | 3 | 300 | 88.6 |
222E150AB2A3P | 150 | 480 | 1050 | 500 | 280 | 240 | 210 | 8-23 | 24 | 3 | 300 | 125.4 |
222E200AB2A3P | 200 | 600 | 1150 | 600 | 335 | 295 | 265 | 12-23 | 26 | 3 | 300 | 191.1 |
4、動作特征
(1) 超溫關(guān)閉
當易熔塞在設定溫度下熔化時,緊急切斷閥實現(xiàn)超溫關(guān)閉、緊急切斷的特性?,F(xiàn)有的國家標準和行業(yè)標準均規(guī)定易熔塞在環(huán)境溫度達到70 ± 5℃時,應能熔化,該數(shù)據(jù)來源于日本JLPA NO.6:1977 后草案的規(guī)定,該標準已被JLPA 206:2000 代替。在JLPA 206 標準中規(guī)定,易熔合金的熔化溫度應不超過110℃,并且JLPANO.6 及JLPA 206 規(guī)定僅適用于LPG 裝置。美國NFPA 59A 標準中關(guān)于LNG 槽車的技術(shù)要求則規(guī)定按照NFPA 58 標準執(zhí)行,該標準規(guī)定易熔合金的熔化溫度應不超過121℃。建議國內(nèi)各相關(guān)制造企業(yè)及標準化管理部門應研究我國的相關(guān)標準是否按照JLPA 206 或NFPA 58 提高切斷溫度的可行性,從而確保LNG 槽車裝卸料過程的安全可靠。
(2) 緊急切斷時間
由于氣動裝置的活塞上設有彈簧復位機構(gòu),可以實現(xiàn)緊急關(guān)閉閥門、切斷介質(zhì)流道的特性,其切斷時間小于10s。
(3) 防自然關(guān)閉
LNG 槽車在裝卸料過程中,需連續(xù)運行48h,此時緊急切斷閥處于全開位置。非事故狀態(tài)下,閥門不允許自然關(guān)閉。因此閥門在全開狀態(tài)下進行裝卸時不能自然關(guān)閉,以保證LNG槽車的正常裝卸料。
(4) 耐振動
LNG 槽車在公路上運輸,由于公路路線長,路況復雜,LNG槽車在行駛過程中必然會受到振動,因此要求緊急切斷閥必須具有耐振動功能。閥門應按GB/T 22653-2008 的規(guī)定通過振動型式試驗。
5、結(jié)語
緊急切斷閥是LNG 槽車裝卸料過程中的重要安全附件。在非裝卸料時,閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。在裝卸料時,閥門開啟。裝卸料過程中,非事故狀態(tài)下,閥門不能自然關(guān)閉。當環(huán)境溫度達到易熔合金設定切斷溫度范圍內(nèi)時,緊急切斷閥應迅速關(guān)閉,切斷介質(zhì),確保LNG 槽車在裝卸料過程中的安全。由于易熔合金的設定切斷溫度與閥門性能相關(guān),建議國內(nèi)相關(guān)企業(yè)及有關(guān)技術(shù)監(jiān)督部門應研究是否參照國外相關(guān)標準進行修訂。
訂貨須知:
一、①產(chǎn)品名稱與型號②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④使用壓力⑤使用介質(zhì)的溫度。
二、若已經(jīng)由設計單位選定公司的型號,請型號直接向我司銷售部訂購。
三、當使用的場合非常重要或環(huán)境比較復雜時,請您盡量提供設計圖紙和詳細參數(shù),由我們的閥門公司專家為您審核把關(guān)。如有疑問:請:我們一定會盡心盡力為您提供優(yōu)質(zhì)的服務。提供全面、專業(yè)的“閥門系統(tǒng)解決方案”,也十分愿意幫助用戶解決生產(chǎn)中所遇到的難題。
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