EN
Katup Pengaman dan Pelepas Tekanan Beroperasi Pilot Seri TOXD Xiazhao Shanghai (-196°C hingga +80°C, Kelas 150 hingga 2500)
1. Mekanika Gaya Segel: Tekanan Kubah versus Relaksasi Pegas
Pada katup pelepas tekanan yang dimuat pegas konvensional, gaya penutupan ke bawah disediakan secara eksklusif oleh pegas mekanis terkompresi: F_net = F_spring - (P_in × A_seat). Saat tekanan operasi mendekati tekanan pengaturan, tegangan kontak turun di bawah ambang deformasi plastis. Pada 88%–92% tekanan pengaturan, kebocoran mikro (simmering) dimulai, menyebabkan erosi dudukan katup dan kehilangan gas boil-off.
Pada katup pilot Seri TOXD, tekanan masuk dipindahkan ke ruang kubah atas piston utama. Karena luas permukaan piston kubah A_piston 1,28–1,35 kali lebih besar daripada luas permukaan dudukan nosel A_seat: F_net,pilot = P_in × (A_piston - A_seat). Saat tekanan sistem meningkat, gaya penutupan ke bawah meningkat secara proporsional, menjamin ketat nol-gelembung sesuai API 527 hingga 98% tekanan pengaturan.
Prinsip Kerja Potongan Melintang: Penyeimbangan Tekanan Kubah di Bawah Tekanan Pengaturan versus Pengaktifan Pilot
2. Matriks Perbandingan Teknis
Parameter Teknis |
PRV Kriogenik Langsung dengan Pegas |
PRV Kriogenik yang Dikendalikan oleh Pilot (Model TOXD) |
Suhu Operasional Minimum |
-196°C (Memerlukan bonnet memanjang berat) |
-196°C (Arsitektur pemisahan termal) |
Rasio Tekanan Operasi Maksimum |
Maksimal 85% hingga 90% dari tekanan pengaturan |
Hingga 95% hingga 98% dari tekanan pengaturan |
Laju Kebocoran Kursi (API 527) |
Kebocoran mulai terjadi di atas 88% tekanan pengaturan |
0 gelembung/menit hingga 98% tekanan pengaturan |
Penurunan Tekanan Saat Penutupan Kembali (ΔP) |
10% hingga 15% (kehilangan histereisis pegas) |
≤ 7% (penutupan kembali cepat dan tajam, kehilangan BOG minimal) |
Tekanan Balik yang Diizinkan |
≤ 10% (konvensional); ≤ 30% (bellow) |
Hingga 70% dari tekanan pengaturan (piston seimbang) |
Sensitivitas terhadap Tekanan Balik |
Titik pengaturan bergeser seiring perubahan tekanan header |
Titik set tetap 100% konstan |
Selubung Struktural |
Berat (Pegas dan tutup besar yang ditempa) |
Ringkas: 40% hingga 50% lebih ringan daripada katup pengaman pegas |
Lingkaran Pelarasan Termal Eksternal dan Blok Pilot Seimbang pada Seri TOXD
3. Analisis Ekonomi Gas Penguapan (BOG)
Pada tangki penyimpanan LNG berkapasitas 160.000 m³ dengan tekanan set pelepasan 1,0 MPa (10,0 bar) dan laju pelepasan yang dibutuhkan sebesar 25.000 kg/jam:
• Katup Konvensional Berpegas (Blowdown 12%): Duduk kembali pada tekanan 0,88 MPa; durasi 480 detik; melepaskan 3.333 kg LNG = kerugian $2.166 USD per kejadian.
• Katup Pilot Xiazhao (Blowdown 6%): Duduk kembali pada tekanan 0,94 MPa; durasi 220 detik; melepaskan 1.527 kg LNG = kerugian $992 USD per kejadian.
• Penghematan Langsung: $1.174 USD dihemat per siklus pelepasan; penghematan tahunan lebih dari $9.300 USD, serta menghilangkan emisi gas penguapan tak disengaja.
