Cho đến nay, các kịch bản ứng dụng đông lạnh yêu cầu bịt kín van hai chiều chủ yếu sử dụng hai loại van là van cầu và van bi cố định/van bi cố định gắn trên cùng.Tuy nhiên, với sự phát triển thành công của van bi đông lạnh hai chiều, các nhà thiết kế hệ thống đã có được một lựa chọn hấp dẫn hơn so với van bi truyền thống-van bi nổi.Nó có tốc độ dòng chảy cao hơn, không hạn chế hướng dòng chảy và hướng bịt kín của môi trường và có thể hoạt động an toàn trong điều kiện đông lạnh.Và kích thước nhỏ hơn, trọng lượng nhẹ hơn và cấu trúc đơn giản hơn.
Các kịch bản ứng dụng đông lạnh yêu cầu van bao gồm đầu vào/đầu ra của bể chứa để nạp và xả, điều áp các đường ống rỗng kín, khí hóa và hóa lỏng, đường ống đa năng cho các hệ thống khác nhau trong trạm đầu cuối LNG, hệ thống vận chuyển và tàu chở dầu, hệ thống phân phối, bơm trạm nạp nhiên liệu LNG và bộ van khí tự nhiên (GVU) liên quan đến động cơ sử dụng nhiên liệu kép trên tàu.
Trong các tình huống ứng dụng nêu trên, van ngắt hai chiều thường được sử dụng để kiểm soát và tắt chất lỏng trung bình.So với các loại thay thế nhưvan bi, họ có một số vấn đề:
Hệ số dòng chảy (Cv) thấp - điều này sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn tất cả các kích cỡ ống có liên quan và sẽ trở thành nút cổ chai tiềm ẩn hạn chế khả năng dòng chảy của hệ thống.
· Cần cấu hình bộ truyền động tuyến tính để thực hiện chức năng đóng và điều khiển - so với bộ truyền động quay hình chữ nhật dùng để điều khiển và vận hành van bi và các loại van quay hình chữ nhật khác, loại thiết bị này có kết cấu phức tạp hơn và đắt tiền.Chi phí và độ phức tạp về cấu trúc của một bộ thiết bị van và bộ truyền động hoàn chỉnh là rất nổi bật.
· Nếu sử dụng van ngắt để thực hiện chức năng tắt khẩn cấp mà nhiều hệ thống LNG yêu cầu thì độ phức tạp sẽ còn cao hơn.
Đối với các cơ sở LNG nhỏ (SSLNG), các vấn đề trên sẽ rõ ràng hơn, bởi các hệ thống này phải nhỏ hơn, tiết kiệm chi phí hơn và có lưu lượng lớn nhất để rút ngắn chu trình bốc dỡ.
Hệ số dòng chảy của van bi cao hơn van cầu có cùng kích thước.Nói cách khác, chúng có kích thước nhỏ hơn mà không ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy.Điều này có nghĩa là kích thước, trọng lượng và chi phí của toàn bộ hệ thống đường ống và thậm chí toàn bộ hệ thống đều giảm đáng kể.Đồng thời, nó có thể làm tăng đáng kể lợi tức đầu tư (ROI) của các hệ thống liên quan.
Tất nhiên, van bi phao đông lạnh tiêu chuẩn là van một chiều, không phù hợp với các tình huống yêu cầu bịt kín van hai chiều nêu trên.
Một chiều và hai chiều
Như được hiển thị trong Hình 1, van bi nổi tiêu chuẩn cho điều kiện đông lạnh có lỗ giảm áp ở phía thượng nguồn của bóng van để ngăn áp suất tích tụ và tăng lên khi môi trường trải qua sự thay đổi pha.Khi van ở vị trí đóng, khí tự nhiên hóa lỏng chứa trong khoang thân van sẽ bắt đầu bay hơi và giãn nở, thể tích sau khi giãn nở hoàn toàn có thể đạt gấp 600 lần thể tích ban đầu, có thể khiến van bị nổ. .Để ngăn chặn tình trạng này, hầu hết các van bi phao tiêu chuẩn đều áp dụng cơ chế giảm áp mở ngược dòng.Vì lý do này, van bi truyền thống không thể được sử dụng trong các tình huống cần bịt kín hai chiều.
Và đây chính là công đoạn mà van bi phao đông lạnh hai chiều có thể thể hiện tài năng của mình.Sự khác biệt giữa van này và van đông lạnh một chiều tiêu chuẩn là:
· Không có khe hở trên bi van để giảm áp
· Nó có thể bịt kín chất lỏng theo cả hai hướng
· Không có khe hở trên bi van để giảm áp
· Nó có thể bịt kín chất lỏng theo cả hai hướng
Trong van bi phao đông lạnh hai chiều, đế van lò xo hai chiều thay thế cơ cấu giảm áp mở ngược dòng.Đế van lò xo có thể giải phóng áp suất quá mức được tạo ra bởi khí tự nhiên hóa lỏng được bao bọc trong khoang của thân van, do đó ngăn chặn van bị nổ, như trong Hình 2.
Ngoài ra, đế van lò xo giúp giữ van ở mô-men xoắn thấp hơn và đạt được khả năng vận hành êm ái hơn trong điều kiện đông lạnh.
Van bi phao đông lạnh hai chiều được trang bị vòng đệm bằng than chì giai đoạn hai nên van có chức năng an toàn cháy nổ.Trừ khi một tai nạn nghiêm trọng làm cho các bộ phận polymer của van bị cháy, vòng đệm thứ cấp sẽ không tiếp xúc với môi trường.Trong trường hợp xảy ra tai nạn, con dấu cấp hai sẽ đạt được chức năng phòng cháy chữa cháy.
Ưu điểm của van hai chiều
So với van cầu, van bi cố định cố định và gắn trên, van bi phao đông lạnh hai chiều có tất cả các ưu điểm của van bi có hệ số dòng chảy cao và không bị hạn chế về chất lỏng và hướng bịt kín.Nó có thể được sử dụng an toàn trong điều kiện đông lạnh;kích thước tương đối nhỏ và cấu trúc tương đối đơn giản.Bộ truyền động phù hợp cũng tương đối đơn giản (xoay góc vuông) và được thu nhỏ.Những ưu điểm này có nghĩa là toàn bộ hệ thống nhỏ hơn, nhẹ hơn và tiết kiệm chi phí hơn.
So với van cầu, van bi cố định cố định và gắn trên, van bi phao đông lạnh hai chiều có tất cả các ưu điểm của van bi có hệ số dòng chảy cao và không bị hạn chế về chất lỏng và hướng bịt kín.Nó có thể được sử dụng an toàn trong điều kiện đông lạnh;kích thước tương đối nhỏ và cấu trúc tương đối đơn giản.Bộ truyền động phù hợp cũng tương đối đơn giản (xoay góc vuông) và được thu nhỏ.Những ưu điểm này có nghĩa là toàn bộ hệ thống nhỏ hơn, nhẹ hơn và tiết kiệm chi phí hơn.
Bảng 1 so sánh van bi nổi đông lạnh hai chiều với các van khác có chức năng tương tự từ các góc độ bảo trì, kích thước, trọng lượng, mức mô-men xoắn, độ khó điều khiển và chi phí tổng thể, đồng thời tóm tắt toàn diện các ưu điểm và nhược điểm của nó.
Nếu một cơ sở LNG nhỏ phá vỡ quy ước và sử dụng van bi đông lạnh hai chiều, nó có thể phát huy tối đa những ưu điểm độc đáo của van bi, đó là đường kính đầy đủ, tốc độ dòng chảy cao và tốc độ xả đường ống cao.Nói một cách tương đối, nó có thể hỗ trợ các đường ống có kích thước nhỏ hơn trong khi vẫn duy trì cùng tốc độ dòng chảy, do đó nó có thể giảm tổng khối lượng, trọng lượng và độ phức tạp của hệ thống, đồng thời cũng có thể giảm chi phí của hệ thống đường ống.
Bài viết trước đã giới thiệu những ưu điểm của việc sử dụng làm van ngắt.Nếu dùng làm van điều khiển thì ưu điểm sẽ rõ ràng hơn.Nếu sử dụng van bi quay góc vuông, độ phức tạp của bộ tự động hóa van sẽ giảm đi đáng kể, do đó nó trở thành một hạng mục tùy chọn cho hệ thống đông lạnh.
Nội dung cơ bản nhất của bộ công cụ tự động hóa nêu trên là van bi phao đông lạnh hai chiều đơn giản và thiết thực, cùng bộ truyền động quay hình chữ nhật có cấu trúc đơn giản và hiệu quả chi phí cao.
Tóm lại, van bi phao đông lạnh hai chiều có ý nghĩa tích cực “lật đổ” đối với hệ thống đường ống đông lạnh.Trong các cơ sở LNG nhỏ, nó có thể phát huy hết lợi thế của mình.
Trong vài năm qua, sản phẩm mới này đã được kiểm chứng trong ứng dụng thực tế, chứng tỏ nó có ý nghĩa tích cực đối với chi phí dự án và khả năng vận hành đáng tin cậy lâu dài của hệ thống.
Thời gian đăng: 17/06/2021