EN
Řada bezpečnostních redukčních ventilů TOXD pro kryogenní provoz od firmy Shanghai Xiazhao (-196 °C až +80 °C, třída 150 až 2500)
Mechanika utěsnovací síly: tlak v kupoli versus uvolnění pružiny
U běžného přetlakového ventilu se zatlačovací síla na sedlo poskytuje výhradně stlačená mechanická pružina: F_net = F_spring – (P_in × A_seat). Když se provozní tlak blíží nastavenému tlaku, klesá kontaktní napětí pod mez plastické deformace. Při 88 % až 92 % nastaveného tlaku začíná mikroúnik (tzv. šumění), což způsobuje erozi sedla a ztráty plynu z varu.
U pilotního ventilu řady TOXD se vstupní tlak přenáší do horní komory kupole nad hlavním pístem. Protože plocha pístu v kupoli A_piston je 1,28 až 1,35krát větší než plocha tryskového sedla A_seat, platí: F_net,pilot = P_in × (A_piston – A_seat). S rostoucím tlakem v systému se zatlačovací síla na sedlo zvyšuje úměrně, čímž je zaručena nulová netěsnost podle normy API 527 až do 98 % nastaveného tlaku.
Princip vyrovnávání tlaku v průřezu: vyrovnání tlaku v kupoli pod nastaveným tlakem vs. ovládání pilotním ventilem
2. Inženýrská srovnávací matice
Inženýrský parametr |
Přímo pružinově zatížený kryogenní pojistný ventil |
Kryogenní pilotně ovládaný pojistný ventil (model TOXD) |
Minimální provozní teplota |
–196 °C (vyžaduje těžký prodloužený uzávěr) |
–196 °C (architektura tepelného oddělení) |
Maximální provozní tlakový poměr |
Max. 85 % až 90 % nastaveného tlaku |
Až 95 % až 98 % nastaveného tlaku |
Rychlost úniku z těsnění sedla (API 527) |
Únik při mírném otevření začíná nad 88 % nastaveného tlaku |
0 bublin za minutu až do 98 % nastaveného tlaku |
Rozdíl tlaků při opětovném uzavření (ΔP) |
10 až 15 % (hystereze pružiny) |
≤ 7 % (rychlé, ostré opětovné uzavření, minimální ztráta BOG) |
Povolený protitlak |
≤ 10 % (konvenční); ≤ 30 % (bellowsový) |
Až 70 % nastaveného tlaku (vyvážený píst) |
Citlivost na protitlak |
Posun nastavené hodnoty při změně tlaku v hlavici |
Nastavená hodnota zůstává 100 % konstantní |
Konstrukční obálka |
Těžké (velké kované pružiny a kryty) |
Kompaktní: o 40 až 50 % lehčí než pružinový pojistný ventil |
Externí tepelná dekouplující smyčka a vyvážený řídící blok u řady TOXD
3. Ekonomická analýza plynu z odpařování (BOG)
U zásobníku LNG o objemu 160 000 m³ s nastaveným tlakem uvolnění 1,0 MPa (10,0 baru) a požadovaným průtokem při uvolnění 25 000 kg/h:
• Konvenční pružinový ventil (proudová ztráta 12 %): znovuzavře se při tlaku 0,88 MPa; trvání 480 s; vypustí 3 333 kg LNG = ztráta 2 166 USD za jednu událost.
• Pilotní ventil Xiazhao (proudová ztráta 6 %): znovuzavře se při tlaku 0,94 MPa; trvání 220 s; vypustí 1 527 kg LNG = ztráta 992 USD za jednu událost.
• Přímé úspory: 1 174 USD ušetřeno za každý cyklus odlehčení; více než 9 300 USD ročních úspor, eliminace unikajících emisí při vypařování.
