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閥門專業(yè)知識(shí)-液化天然氣槽車用緊急切斷閥

1、閥門專業(yè)知識(shí)-液化天然氣槽車用緊急切斷閥概述  液化天然氣(LNG) 作為管道天然氣的有益補(bǔ)充,在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展,實(shí)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(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的多元化,從而促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著LNG產(chǎn)業(yè)鏈的延伸,國內(nèi)大量LNG衛(wèi)星站和加氣站建成投運(yùn),在LNG從接收站和液化廠到達(dá)LNG衛(wèi)星站、加氣站等中小型用戶環(huán)節(jié)中,LNG槽車運(yùn)輸是目前最廣泛且唯

1、閥門專業(yè)知識(shí)-液化天然氣槽車用緊急切斷閥概述

  液化天然氣(LNG) 作為管道天然氣的有益補(bǔ)充,在優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展,實(shí)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(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的多元化,從而促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。隨著LNG產(chǎn)業(yè)鏈的延伸,國內(nèi)大量LNG衛(wèi)星站和加氣站建成投運(yùn),在LNG從接收站和液化廠到達(dá)LNG衛(wèi)星站、加氣站等中小型用戶環(huán)節(jié)中,LNG槽車運(yùn)輸是目前最廣泛且唯一的陸運(yùn)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(hù)元件,浙江滄海閥門(http://www.schcjc.cn/)認(rèn)為其功能影響到LNG槽車的安全。

2、閥門專業(yè)知識(shí)-液化天然氣槽車用緊急切斷閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

  LNG 槽車用緊急切斷閥主要由截止閥和氣動(dòng)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(jìn)行緊急切斷,為保證閥門密封良好,徹底將介質(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(shí)現(xiàn)迷宮功能,確保該部位的密封。

  (2) 閥瓣導(dǎo)向

  閥瓣的外圓和閥體的中腔均進(jìn)行機(jī)加工,并采用基孔制H11/d11 配合,以利于閥瓣導(dǎo)向,確保閥瓣在運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)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(dǎo)向

  緊急切斷閥的閥桿加長,以使填料遠(yuǎn)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(xì)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(dǎo)向套,導(dǎo)向套壓入后在導(dǎo)向套與閥蓋接合線靠近閥蓋的一側(cè)打沖眼,以利于導(dǎo)向套限位,防止導(dǎo)向套軸向竄動(dòng)。導(dǎo)向套既可以起到對(duì)閥桿的導(dǎo)向作用,又可以起到對(duì)閥桿的支撐作用,避免在極端條件下,造成閥桿彎曲。此外,導(dǎo)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(yùn)輸過程中不可避免發(fā)生振動(dòng),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(jìn)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(shí)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。

LNG槽車緊急切斷閥

                                                                                       圖1 LNG槽車緊急切斷閥

  (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(shè)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(dāng)填料體積發(fā)生損失,如摩擦、壓實(shí)等損耗,以及填料松弛、振動(dòng)、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(bǔ)填料應(yīng)力的松弛,使填料在閥門運(yùn)行期間保護(hù)密封,從而延長填料的使用壽命。

  (7) 易熔塞

  氣缸上設(shè)有易熔塞(圖2) ,當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到易熔塞的設(shè)定溫度時(shí)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(dòng)閥桿及閥瓣將閥門關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)緊急切斷功能。易熔塞是一種熱啟動(dòng)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(shè)計(jì)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(shí),可實(shí)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(yīng)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%。

液化天然氣槽車用緊急切斷閥

                                                                                                圖2 易熔塞

表1 易熔合金Wt%

液化天然氣槽車用緊急切斷閥

表2 鉍中雜質(zhì)含量Wt%

液化天然氣槽車用緊急切斷閥

  (8) 手動(dòng)功能

  氣缸設(shè)有手動(dòng)操作機(jī)構(gòu),在沒有氣源的情況下,可手動(dòng)實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉。

3、工作原理

  氣缸充入0.4 ~0.7MPa 氣壓時(shí),活塞上升帶動(dòng)閥桿開啟閥門。關(guān)閉閥門時(shí),將氣缸內(nèi)的氣體排空,活塞在彈簧力作用下帶動(dòng)閥桿與閥瓣向下運(yùn)動(dòng),密封件壓緊閥座,閥門關(guān)閉。氣動(dòng)操作時(shí),當(dāng)閥門的周圍環(huán)境溫度達(dá)到易熔合金熔化溫度( 70 ± 5℃) 時(shí),易熔塞內(nèi)部的易熔合金就會(huì)熔化,氣缸內(nèi)的空氣會(huì)自動(dòng)排空,活塞在復(fù)位彈簧力及閥桿、閥瓣組件重力的作用下,帶動(dòng)閥桿及閥瓣將閥門關(guān)閉。當(dāng)沒有氣源時(shí),逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪帶動(dòng)閥桿及閥瓣向上運(yùn)動(dòng),可手動(dòng)開啟閥門,反之操作,則實(shí)現(xiàn)手動(dòng)關(guān)閉閥門。

4、動(dòng)作特征

  (1) 超溫關(guān)閉

  當(dāng)易熔塞在設(shè)定溫度下熔化時(shí),緊急切斷閥實(shí)現(xiàn)超溫關(guān)閉、緊急切斷的特性。

  現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定易熔塞在環(huán)境溫度達(dá)到70 ± 5℃時(shí),應(yīng)能熔化,該數(shù)據(jù)來源于日本JLPA NO.6:1977 最后草案的規(guī)定,該標(biāo)準(zhǔn)已被JLPA 206:2000 代替。在JLPA 206 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,易熔合金的熔化溫度應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于LNG 槽車的技術(shù)要求則規(guī)定按照NFPA 58 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定易熔合金的熔化溫度應(yīng)不超過121℃。建議國內(nèi)各相關(guān)制造企業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)化管理部門應(yīng)研究我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是否按照J(rèn)LPA 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(shí)間

  由于氣動(dòng)裝置的活塞上設(shè)有彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)緊急關(guān)閉閥門、切斷介質(zhì)流道的特性,其切斷時(shí)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(yùn)行48h,此時(shí)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(jìn)行裝卸時(shí)不能自然關(guān)閉,以保證LNG槽車的正常裝卸料。

  (4) 耐振動(dòng)

  LNG 槽車在公路上運(yùn)輸,由于公路路線長,路況復(fù)雜,LNG槽車在行駛過程中必然會(huì)受到振動(dòng),因此要求緊急切斷閥必須具有耐振動(dòng)功能。閥門應(yīng)按GB/T 22653-2008 的規(guī)定通過振動(dòng)型式試驗(yàn)。

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(shí),閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。在裝卸料時(shí),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(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到易熔合金設(shè)定切斷溫度范圍內(nèi)時(shí),緊急切斷閥應(yīng)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(shè)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(yīng)研究是否參照國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。

產(chǎn)品訂購須知:

1.用戶已確定閥門類型和型號(hào)(尤其是非標(biāo)準(zhǔn)型號(hào))時(shí),用戶應(yīng)正確說明其型號(hào)的含義和要求。


2.用戶應(yīng)根據(jù)樣本所列產(chǎn)品型號(hào)進(jìn)行訂貨,如對(duì)產(chǎn)品項(xiàng)目有特別要求,請(qǐng)?jiān)谟唵沃姓f明:


1)結(jié)構(gòu)長度2)法蘭標(biāo)準(zhǔn)3)閥門的結(jié)構(gòu)形式:如通道全通徑或縮徑、體蓋連接形式4)閥門內(nèi)件及對(duì)材料的其他要求5)壓力試驗(yàn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識(shí)及其他要求


3、當(dāng)閥門使用的場(chǎng)合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時(shí),請(qǐng)您盡量提供設(shè)計(jì)圖紙和詳細(xì)參數(shù),由我們的專家為您審核把關(guān)


4.本公司可以根據(jù)用戶的特定要求配置電動(dòng)裝置,氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。


5.本公司生產(chǎn)的各類閥門可以滿足訂單規(guī)定的各項(xiàng)要求,產(chǎn)品出廠前均逐一按要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和試驗(yàn)。


6.滄海閥門所有產(chǎn)品質(zhì)保時(shí)間為:客戶正式安裝使用12個(gè)月之內(nèi)或產(chǎn)品出廠18個(gè)月之內(nèi)。


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