これまで、二方バルブのシールが必要な極低温用途のシナリオでは、主にグローブ バルブと固定ボール バルブ/トップ マウント固定ボール バルブの 2 種類のバルブが使用されてきました。しかし、双方向極低温ボールバルブの開発が成功したことで、システム設計者は従来のボールバルブよりも魅力的な選択肢を手に入れることができました。フローティングボールバルブ。流量が高く、媒体の流れ方向やシール方向に制限がなく、極低温条件でも安全に動作できます。また、小型化、軽量化、構造の簡素化が図られています。
バルブを必要とする極低温用途のシナリオには、充填と排出のための貯蔵タンクの入口/出口、閉じた空のパイプラインの加圧、ガス化と液化、LNG 基地局のさまざまなシステムの多目的パイプライン、輸送システム、タンカー、配電システム、ポンプが含まれます。ステーションや LNG 燃料充填ステーション、船舶の二元燃料エンジンに関連する天然ガス バルブ セット (GVU) などです。
前述の用途シナリオでは、媒体流体の制御と遮断に二方遮断バルブが一般的に使用されます。などの代替タイプと比較して、ボールバルブ、彼らにはいくつかの問題があります。
流量係数 (Cv) が低いため、関連するすべてのパイプ サイズの選択に影響があり、システムの流量容量を制限する潜在的なボトルネックになります。
・閉鎖および制御機能を実行するにはリニアアクチュエータを構成する必要があります。ボールバルブやその他の角形ロータリーバルブの制御および操作に使用される角形ロータリーアクチュエータと比較して、このタイプの装置は構造が複雑で高価です。バルブとアクチュエータ装置の完全なセットのコストと構造の複雑さは非常に顕著です。
· 多くの LNG システムで必要とされる緊急停止機能を実現するために遮断弁が使用される場合、複雑さはさらに高くなります。
小型 LNG 施設 (SSLNG) の場合、これらのシステムはより小型で、よりコスト効率が高く、積み込みと積み下ろしのサイクルを短縮するために最大の流量能力を備えている必要があるため、上記の問題はより顕著になります。
ボールバルブは同サイズのグローブバルブに比べて流量係数が高くなります。言い換えれば、流量に影響を与えることなくサイズが小さくなります。これは、配管システム全体、さらにはシステム全体のサイズ、重量、コストが大幅に削減されることを意味します。同時に、関連システムの投資収益率 (ROI) を大幅に向上させることができます。
もちろん、標準的な極低温フロート ボール バルブは一方向であり、二方向バルブのシールが必要な上記のシナリオには適していません。
一方向と双方向
図1に示すように、標準的な極低温用フローティングボールバルブは、媒体の相変化時に圧力が蓄積して上昇するのを防ぐために、バルブボールの上流側に圧力逃がし穴を備えています。バルブが閉位置にあるとき、バルブ本体の空洞に封入された液化天然ガスは蒸発して膨張し始め、完全に膨張した後の体積は元の体積の600倍に達し、バルブが破裂する可能性があります。 。この状況を防ぐために、ほとんどの標準的なフロートボールバルブは上流側開口部圧力リリーフ機構を採用しています。このため、従来のボールバルブは双方向シールが必要な状況では使用できません。
そして、これは双方向極低温フロートボールバルブがその才能を発揮できる段階です。このバルブと標準の一方向極低温バルブの違いは次のとおりです。
・バルブボールには圧力を逃がすための開口部がありません。
・両方向から流体をシールできます。
・バルブボールには圧力を逃がすための開口部がありません。
・両方向から流体をシールできます。
双方向極低温フロート ボール バルブでは、双方向バネ式バルブ シートが上流側開口部圧力リリーフ機構の代わりになります。図 2 に示すように、バネ仕掛けのバルブ シートは、バルブ本体のキャビティ内に封入された液化天然ガスによって生成される過剰な圧力を解放し、バルブの破裂を防止します。
さらに、スプリング式バルブ シートにより、バルブのトルクを低く保ち、極低温条件下でのよりスムーズな動作を実現します。
双方向極低温フロートボールバルブには第2段階のグラファイトシールリングが装備されており、バルブに火災安全機能が備わっています。致命的な事故によってバルブのポリマー部分が燃えない限り、二次シールは媒体と接触しません。事故が発生した場合、第 2 レベルのシールが防火機能を果たします。
二方弁のメリット
グローブバルブ、固定式およびトップマウント固定式ボールバルブと比較して、二方極低温フロートボールバルブは、高流量係数ボールバルブのすべての利点を備えており、流体とシールの方向に制限がありません。極低温条件でも安全に使用できます。サイズは比較的小さく、構造は比較的単純です。対応するアクチュエータも比較的シンプル（直角回転）で小型化されています。これらの利点は、システム全体がより小さく、より軽く、よりコスト効率が高いことを意味します。
グローブバルブ、固定式およびトップマウント固定式ボールバルブと比較して、二方極低温フロートボールバルブは、高流量係数ボールバルブのすべての利点を備えており、流体とシールの方向に制限がありません。極低温条件でも安全に使用できます。サイズは比較的小さく、構造は比較的単純です。対応するアクチュエータも比較的シンプル（直角回転）で小型化されています。これらの利点は、システム全体がより小さく、より軽く、よりコスト効率が高いことを意味します。
表1は、二方極低温フローティングボールバルブと同様の機能を持つ他のバルブをメンテナンス、サイズ、重量、トルクレベル、制御難易度、総合コストの観点から比較し、その長所と短所を包括的にまとめたものです。
小型LNG施設が従来の常識を打ち破り、二方極低温ボールバルブを採用すれば、ボールバルブの特長である全口径、高流量、高パイプライン吐出量を最大限に発揮することができます。比較的に、同じ流量を維持しながらより小さなサイズの配管をサポートできるため、システムの総容積、重量、複雑さを軽減でき、配管システムのコストも削減できます。
前回の記事では遮断弁として使用するメリットを紹介しました。制御弁として使用すると、その利点はより顕著になります。直角ロータリーボールバルブを使用するとバルブ自動化キットの複雑さが大幅に軽減されるため、極低温システムのオプション品となっています。
上記自動化キットの最も基本的な内容は、シンプルで実用的な双方向極低温フロートボールバルブと、シンプルな構造でコスト効率の高い角形ロータリーアクチュエータです。
つまり、双方向極低温フロートボールバルブは、極低温パイプラインシステムにとって「破壊的な」積極的な重要性を持っています。小規模なLNG設備ではその利点を最大限に発揮できます。
過去数年間、この新製品は実際のアプリケーションで検証され、プロジェクトのコストとシステムの長期信頼性の高い動作にとって積極的な重要性を証明しました。
投稿時間: 2021 年 6 月 17 日