Hingað til hafa lághitakerfisnotkunaraðstæður sem krefjast þéttingar á tvíátta lokum aðallega notaðar tvær gerðir af lokum, þ.e. kúluloka og fasta kúluloka/fasta kúluloka sem festir eru að ofan. Hins vegar, með farsælli þróun á tvíátta lághitakerfislokum, hafa kerfishönnuðir fengið aðlaðandi valkost en hefðbundna kúluloka-fljótandi kúlulokarÞað hefur hærri rennslishraða, hefur engar takmarkanir á rennslisstefnu eða þéttingarstefnu miðilsins og getur starfað á öruggan hátt við lághitaaðstæður. Og stærðin er minni, þyngdin er léttari og uppbyggingin er einfaldari.
Meðal þeirra aðstæðna sem krefjast lághitageymsluloka eru inntak/úttak geymslutanka til fyllingar og losunar, þrýstijöfnun á lokuðum, tómum leiðslum, gasmyndun og fljótandi myndun, fjölnota leiðslur fyrir ýmis kerfi í LNG-endastöðvum, flutningakerfum og tankskipum, dreifikerfum, dælustöðvum og LNG-eldsneytisfyllistöðvum, sem og lokasett fyrir jarðgas (GVU) sem tengjast tvíbrennsluvélum á skipum.
Í ofangreindum notkunartilfellum eru tvíátta lokunarlokar almennt notaðir til að stjórna og loka fyrir miðilinn. Í samanburði við aðrar gerðir eins ogkúlulokar, þeir eiga við nokkur vandamál að stríða:
Rennslisstuðullinn (Cv) er lágur - þetta mun hafa áhrif á val á öllum viðeigandi pípustærðum og verður hugsanlegur flöskuháls sem takmarkar rennslisgetu kerfisins.
· Þarf að stilla línulega stýribúnað til að framkvæma lokunar- og stjórnunaraðgerðir - samanborið við rétthyrnda snúningsstýribúnað sem notaður er til að stjórna og reka kúluloka og aðra rétthyrnda snúningsloka, hefur þessi tegund búnaðar flóknari uppbyggingu og er dýrari. Kostnaður og flækjustig uppbyggingar á heildarbúnaði loka og stýribúnaðar er mjög áberandi.
· Ef lokunarlokinn er notaður til að framkvæma neyðarlokunaraðgerðina sem mörg LNG-kerfi krefjast, verður flækjustigið enn meiri.
Fyrir litlar LNG-mannvirki (SSLNG) verða ofangreind vandamál augljósari, því þessi kerfi verða að vera minni, hagkvæmari og hafa mesta flæðisgetu til að stytta lestun og affermingu.
Rennslisstuðull kúlulokans er hærri en hjá kúlulokum af sömu stærð. Með öðrum orðum, þeir eru minni að stærð án þess að það hafi áhrif á rennslishraðann. Þetta þýðir að stærð, þyngd og kostnaður alls pípulagnakerfisins og jafnvel alls kerfisins minnkar verulega. Á sama tíma getur það aukið arðsemi fjárfestingar (ROI) tengdra kerfa verulega.
Auðvitað eru venjulegir kryógenískir fljótandi kúlulokar einstefnu, sem hentar ekki í ofangreindum aðstæðum þar sem krafist er tvístefnulokaþéttingar.
Einátta vs. tvíátta
Eins og sést á mynd 1, þá er venjulegur fljótandi kúluloki fyrir lághita með þrýstiloka á uppstreymishlið kúlunnar til að koma í veg fyrir að þrýstingur safnist upp og hækki þegar miðillinn breytist í fasa. Þegar lokinn er í lokaðri stöðu byrjar fljótandi jarðgasið sem er innilokað í holrými lokans að gufa upp og þenjast út og rúmmálið getur náð 600 sinnum upprunalegu rúmmáli eftir að það hefur verið að fullu þanið út, sem getur valdið því að lokinn springi. Til að koma í veg fyrir þetta ástand hafa flestir venjulegir fljótandi kúlulokar tekið upp þrýstilokakerfi uppstreymisopnunar. Vegna þessa er ekki hægt að nota hefðbundna kúluloka í aðstæðum sem krefjast tvíhliða þéttingar.
Og þetta er stigið þar sem tvíátta kryógenísk fljótandi kúluloki getur sýnt hæfileika sína. Munurinn á þessum loka og hefðbundnum einátta kryógenískum loka er:
· Engin opnun er á ventilkúlunni til að létta á þrýstingi
· Það getur þéttað vökva í báðar áttir
· Engin opnun er á ventilkúlunni til að létta á þrýstingi
· Það getur þéttað vökva í báðar áttir
Í tvíátta lágþrýstingsflotakúluloka kemur tvíátta fjaðurhlaðinn lokasæti í staðinn fyrir þrýstingslækkunarbúnaðinn uppstreymis. Fjöðurhlaðinn lokasæti getur losað umframþrýstinginn sem myndast af fljótandi jarðgasinu sem er innilokað í holrými lokahússins og þannig komið í veg fyrir að lokinn springi, eins og sýnt er á mynd 2.
Að auki hjálpar fjaðurhlaðinn ventilsæti til við að halda ventilnum við lægra tog og ná mýkri virkni við lághitaaðstæður.
Tvíhliða kryógenískur flotkúluloki er búinn annars stigs grafítþéttihring, þannig að lokinn gegnir brunavarnahlutverki. Nema stórslys valdi því að fjölliðuhlutar lokans brenni, mun annars stigs þéttingin ekki komast í snertingu við miðilinn. Ef slys ber að höndum mun annars stigs þéttingin gegna brunavarnahlutverki.
Kostir tvíhliða loka
Í samanburði við kúluloka, fasta og toppfesta fasta kúluloka, hefur tvíátta lághitaflotakúluloki alla kosti kúluloka með háum flæðisstuðli og engar takmarkanir eru á vökva- og þéttistefnu. Hægt er að nota hann á öruggan hátt við lághitaaðstæður; stærðin er tiltölulega lítil og uppbyggingin tiltölulega einföld. Samsvarandi stýribúnaður er einnig tiltölulega einfaldur (rétt hornsnúningur) og smækkaður. Þessir kostir þýða að allt kerfið er minna, léttara og hagkvæmara.
Í samanburði við kúluloka, fasta og toppfesta fasta kúluloka, hefur tvíátta lághitaflotakúluloki alla kosti kúluloka með háum flæðisstuðli og engar takmarkanir eru á vökva- og þéttistefnu. Hægt er að nota hann á öruggan hátt við lághitaaðstæður; stærðin er tiltölulega lítil og uppbyggingin tiltölulega einföld. Samsvarandi stýribúnaður er einnig tiltölulega einfaldur (rétt hornsnúningur) og smækkaður. Þessir kostir þýða að allt kerfið er minna, léttara og hagkvæmara.
Tafla 1 ber saman tvíátta fljótandi kúluloka með lágum hita og aðra loka með svipaða virkni hvað varðar viðhald, stærð, þyngd, tog, stjórnunarerfiðleika og heildarkostnað, og lýsir ítarlega kostum og göllum hans.
Ef lítil LNG-aðstaða brýtur hefðina og tekur upp tvíátta lághita-kúluloka, getur hún nýtt sér einstaka kosti kúlulokans til fulls, þ.e. fullan þvermál, hátt rennslishraða og hátt rennslishraða leiðslna. Hlutfallslega séð getur hún stutt minni pípur en viðhaldið sama rennslishraða, þannig að hún getur dregið úr heildarrúmmáli, þyngd og flækjustigi kerfisins og getur einnig dregið úr kostnaði við pípulagnir.
Í fyrri greininni voru kynntir kostir þess að nota sem lokunarloka. Ef hann er notaður sem stjórnloki verða kostirnir augljósari. Ef rétthyrndur snúningsloki er notaður mun flækjustig sjálfvirkni lokabúnaðarins minnka verulega, þannig að hann er orðinn valfrjáls hlutur fyrir lághitakerfi.
Grunnatriði ofangreinds sjálfvirknisetts er einfaldur og hagnýtur tvíátta kryógenískur fljótandi kúluloki og rétthyrndur snúningsstýribúnaður með einfaldri uppbyggingu og mikilli hagkvæmni.
Í stuttu máli hefur tvíátta lághitaflæðiskúluloki „undirróðurs“ jákvæða þýðingu fyrir lághitaleiðslakerfi. Í litlum LNG-mannvirkjum getur hann nýtt kosti sína til fulls.
Á undanförnum árum hefur þessi nýja vara verið prófuð í reynd, sem sýnir að hún hefur jákvæða þýðingu fyrir verkefniskostnað og langtíma áreiðanlegan rekstur kerfisins.
Birtingartími: 17. júní 2021