EN
Van an toàn xả điều khiển bằng van dẫn hướng loạt TOXD của Thượng Hải Xiazhao (nhiệt độ làm việc từ -196°C đến +80°C, cấp áp lực từ Class 150 đến 2500)
1. Cơ học lực kín: Áp suất buồng vòm so với sự giãn nở lò xo
Ở van xả thông thường loại lò xo tải, lực ép xuống để kín ghế van chỉ do lò xo cơ học nén tạo ra: F_net = F_spring - (P_in × A_seat). Khi áp suất vận hành tiến gần đến áp suất cài đặt, ứng suất tiếp xúc giảm xuống dưới ngưỡng biến dạng dẻo. Tại khoảng 88%–92% áp suất cài đặt, rò rỉ vi mô (hiện tượng sôi nhẹ) bắt đầu xảy ra, gây xói mòn ghế van và thất thoát khí bốc hơi.
Ở van dẫn hướng loạt TOXD, áp suất đầu vào được truyền vào buồng vòm phía trên piston chính. Vì diện tích piston vòm A_piston lớn hơn diện tích ghế vòi phun A_seat từ 1,28 đến 1,35 lần: F_net,pilot = P_in × (A_piston - A_seat). Khi áp suất hệ thống tăng lên, lực ép xuống để kín ghế tăng tỷ lệ thuận, đảm bảo độ kín không bọt (zero-bubble tightness) theo tiêu chuẩn API 527 cho đến 98% áp suất cài đặt.
Nguyên lý hoạt động mặt cắt ngang: Cân bằng áp suất vòm ở mức thấp hơn áp suất cài đặt so với việc điều khiển bằng bộ điều khiển phụ
2. Ma trận so sánh kỹ thuật
Thông số kỹ thuật |
Van xả áp cryogenic loại lò xo trực tiếp |
Van xả áp cryogenic loại điều khiển bằng bộ điều khiển phụ (mô hình TOXD) |
Nhiệt độ vận hành tối thiểu |
-196°C (yêu cầu thân van mở rộng nặng) |
-196°C (kiến trúc cách ly nhiệt) |
Tỷ lệ áp suất vận hành tối đa |
Tối đa 85% ~ 90% áp suất cài đặt |
Lên đến 95% ~ 98% áp suất cài đặt |
Tỷ lệ rò rỉ của van (API 527) |
Rò rỉ bắt đầu khi áp suất vượt quá 88% áp suất đặt |
0 bọt/phút ở áp suất lên đến 98% áp suất đặt |
Độ chênh lệch áp suất khi đóng lại (ΔP) |
10% đến 15% (mất độ trễ đàn hồi lò xo) |
≤ 7% (đóng lại nhanh và dứt khoát, tổn thất BOG tối thiểu) |
Áp suất ngược cho phép |
≤ 10% (loại thông thường); ≤ 30% (loại dùng ống co giãn) |
Lên đến 70% áp suất đặt (loại piston cân bằng) |
Độ nhạy với áp suất ngược |
Điểm đặt thay đổi khi áp suất đầu vào trôi lệch |
Điểm đặt giữ nguyên ở mức 100% không đổi |
Vỏ cấu trúc |
Nặng (lò xo và nắp đậy lớn được rèn) |
Gọn nhẹ: nhẹ hơn van an toàn lò xo từ 40% đến 50% |
Vòng tách nhiệt bên ngoài và khối điều khiển cân bằng trên dòng TOXD
3. Phân tích kinh tế khí bay hơi (BOG)
Trên bồn chứa LNG dung tích 160.000 m³ với áp suất xả quy định là 1,0 MPa (10,0 bar) và lưu lượng xả yêu cầu là 25.000 kg/h:
• Van lò xo thông thường (độ chênh áp xả 12%): đóng lại tại 0,88 MPa; thời gian xả 480 s; xả 3.333 kg LNG = tổn thất 2.166 USD mỗi lần sự cố.
• Van điều khiển Xiazhao (độ chênh áp xả 6%): đóng lại tại 0,94 MPa; thời gian xả 220 s; xả 1.527 kg LNG = tổn thất 992 USD mỗi lần sự cố.
• Tiết kiệm trực tiếp: Tiết kiệm 1.174 USD mỗi chu kỳ xử lý; tiết kiệm hàng năm hơn 9.300 USD, loại bỏ hoàn toàn khí thải bay hơi thất thoát.
