Hidrogenul lichid are anumite avantaje în depozitare și transport. În comparație cu hidrogenul, hidrogenul lichid (LH2) are o densitate mai mare și necesită o presiune mai mică pentru depozitare. Cu toate acestea, hidrogenul trebuie să fie -253 ° C pentru a deveni lichid, ceea ce înseamnă că este destul de dificil. Temperaturile extreme scăzute și riscurile de inflamabilitate fac ca hidrogenul lichid să fie un mediu periculos. Din acest motiv, măsuri stricte de siguranță și fiabilitate ridicată sunt cerințe fără compromisuri atunci când proiectăm supape pentru aplicațiile relevante.
De Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan Valve (Velan)
Aplicații de hidrogen lichid (LH2).
În prezent, hidrogenul lichid este utilizat și a încercat să fie utilizat în diferite ocazii speciale. În aerospațial, poate fi folosit ca combustibil de lansare a rachetelor și poate genera, de asemenea, unde de șoc în tunelurile transonice ale vântului. Susținut de „Big Science”, hidrogenul lichid a devenit un material cheie în sistemele de superconductor, acceleratoarele de particule și dispozitive de fuziune nucleară. Pe măsură ce dorința oamenilor de dezvoltare durabilă crește, hidrogenul lichid a fost folosit ca combustibil de către tot mai multe camioane și nave în ultimii ani. În scenariile de aplicare de mai sus, importanța supapelor este foarte evidentă. Funcționarea sigură și fiabilă a supapelor este o parte integrantă a ecosistemului lanțului de alimentare cu hidrogen lichid (producție, transport, depozitare și distribuție). Operațiunile legate de hidrogenul lichid sunt dificile. Cu mai mult de 30 de ani de experiență practică și expertiză în domeniul supapelor de înaltă performanță până la -272 ° C, Velan a fost implicat în diverse proiecte inovatoare de mult timp și este clar că a câștigat provocările tehnice ale Serviciul de hidrogen lichid cu puterea sa.
Provocări în faza de proiectare
Presiunea, temperatura și concentrația de hidrogen sunt toți factori majori examinați într -o evaluare a riscului de proiectare a valvei. Pentru a optimiza performanța valvei, proiectarea și selecția materialelor joacă un rol decisiv. Supapele utilizate în aplicațiile cu hidrogen lichid se confruntă cu provocări suplimentare, inclusiv efectele adverse ale hidrogenului asupra metalelor. La temperaturi foarte scăzute, materialele de supapă nu trebuie să reziste doar la atacul moleculelor de hidrogen (unele dintre mecanismele de deteriorare asociate sunt încă dezbătute în mediul academic), dar trebuie să mențină, de asemenea, o funcționare normală pentru o lungă perioadă de timp pe parcursul ciclului de viață. În ceea ce privește nivelul actual de dezvoltare tehnologică, industria are cunoștințe limitate despre aplicabilitatea materialelor nemetalice în aplicațiile de hidrogen. Atunci când alegeți un material de etanșare, este necesar să țineți cont de acest factor. Sigilarea eficientă este, de asemenea, un criteriu cheie de performanță a proiectării. Există o diferență de temperatură de aproape 300 ° C între hidrogenul lichid și temperatura ambiantă (temperatura camerei), rezultând un gradient de temperatură. Fiecare componentă a supapei va suferi grade diferite de expansiune termică și contracție. Această discrepanță poate duce la scurgeri periculoase a suprafețelor critice de etanșare. Etanșeitatea de etanșare a tulpinii valvei este, de asemenea, punctul central al designului. Trecerea de la frig la fierbinte creează un flux de căldură. Părțile fierbinți ale zonei cavității castelului pot îngheța, ceea ce poate perturba performanța de etanșare a tulpinilor și poate afecta operabilitatea valvei. În plus, temperatura extrem de scăzută de -253 ° C înseamnă că cea mai bună tehnologie de izolare este necesară pentru a se asigura că supapa poate menține hidrogenul lichid la această temperatură, reducând în același timp pierderile cauzate de fierbere. Atâta timp cât există căldură transferată la hidrogen lichid, se va evapora și se va scurge. Nu numai că, condensarea oxigenului are loc la punctul de rupere al izolației. Odată ce oxigenul intră în contact cu hidrogenul sau alte combustibili, riscul de incendiu crește. Prin urmare, având în vedere riscul de incendiu cu care se pot confrunta valvele, supapele trebuie să fie proiectate cu materiale rezistente la explozie, precum și actuatoare, instrumente și cabluri rezistente la foc, toate cu cele mai stricte certificări. Acest lucru asigură că supapa funcționează corect în caz de incendiu. Presiunea crescută este, de asemenea, un risc potențial care poate face valvele nefuncționale. Dacă hidrogenul lichid este prins în cavitatea corpului valvei și transferul de căldură și evaporarea hidrogenului lichid are loc în același timp, va provoca o creștere a presiunii. Dacă există o diferență mare de presiune, are loc cavitație (cavitație)/zgomot. Aceste fenomene pot duce la sfârșitul prematur al duratei de viață a valvei și chiar pot suferi pierderi uriașe din cauza defectelor procesului. Indiferent de condițiile specifice de operare, dacă factorii de mai sus pot fi luați în considerare pe deplin și pot fi luate contramăsuri corespunzătoare în procesul de proiectare, acesta poate asigura funcționarea sigură și fiabilă a supapei. În plus, există provocări de proiectare legate de problemele de mediu, cum ar fi scurgerile fugitive. Hidrogenul este unic: molecule mici, incolore, inodor și explozive. Aceste caracteristici determină necesitatea absolută a scurgerii zero.
La stația de lichefiere a hidrogenului din North Las Vegas West Coast,
Inginerii Wieland Valve oferă servicii tehnice
Soluții de supapă
Indiferent de funcția și tipul specific, supapele pentru toate aplicațiile cu hidrogen lichid trebuie să îndeplinească unele cerințe comune. Aceste cerințe includ: materialul părții structurale trebuie să se asigure că integritatea structurală este menținută la temperaturi extrem de scăzute; Toate materialele trebuie să aibă proprietăți naturale de siguranță a incendiilor. Din același motiv, elementele de etanșare și ambalarea valvelor de hidrogen lichid trebuie să îndeplinească, de asemenea, cerințele de bază menționate mai sus. Oțelul inoxidabil austenitic este un material ideal pentru supapele cu hidrogen lichid. Are o rezistență excelentă la impact, pierderi minime de căldură și poate rezista la gradienți mari de temperatură. Există și alte materiale care sunt adecvate și pentru condițiile de hidrogen lichid, dar sunt limitate la condiții de proces specifice. În plus față de alegerea materialelor, unele detalii de proiectare nu trebuie trecute cu vederea, cum ar fi extinderea tulpinii de supapă și utilizarea unei coloane de aer pentru a proteja ambalajul de etanșare de temperaturi extreme scăzute. În plus, extensia tulpinii supapei poate fi echipată cu un inel de izolare pentru a evita condensul. Proiectarea supapelor în funcție de condiții specifice de aplicare ajută la oferirea de soluții mai rezonabile diferitelor provocări tehnice. Vellan oferă supape de fluturi în două modele diferite: dublu excentric și triplu valve de fluturi din metal excentric. Ambele modele au capacitate de flux bidirecțional. Prin proiectarea formei discului și a traiectoriei de rotație, se poate obține o etanșare strânsă. Nu există cavitate în corpul valvei unde nu există un mediu rezidual. În cazul valvei de fluturi excentrice Velan dublu, acesta adoptă designul de rotație excentric al discului, combinat cu sistemul distinctiv de etanșare velflex, pentru a obține performanțe excelente de etanșare a valvei. Acest design brevetat poate rezista chiar și la fluctuații mari ale temperaturii în supapă. Discul TorqSeal Triple Excentric are, de asemenea, o traiectorie de rotație special concepută, care ajută la asigurarea faptului că suprafața de etanșare a discului atinge doar scaunul în momentul atingerii poziției valvei închise și nu se zgârie. Prin urmare, cuplul de închidere a supapei poate conduce discul pentru a obține scaune conforme și poate produce un efect suficient de pană în poziția valvei închise, făcând în același timp discul să contacteze uniform cu întreaga circumferință a suprafeței de etanșare a scaunului. Respectarea scaunului supapei permite corpului și discului supapei să aibă o funcție „auto-ajustătoare”, evitând astfel confiscarea discului în timpul fluctuațiilor de temperatură. Arborele de supapă din oțel inoxidabil armat este capabil de cicluri de funcționare ridicate și funcționează fără probleme la temperaturi foarte scăzute. Designul dublu excentric Velflex permite ca supapa să fie deservită online rapid și ușor. Datorită carcasei laterale, scaunul și discul pot fi inspectate sau deservite direct, fără a fi nevoie să dezasamblați actuatorul sau instrumentele speciale.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdsusțin supapele așezate de tehnologie extrem de avansată, inclusiv așezate rezistenteValvă fluture de placă, Valva de fluture Lug, Supapă de fluture concentrică cu flanșă dublă, Supapă de fluture excentrică cu flanșă dublă,Y-STRAINER, valve de echilibrare,Robinet de verificare a plăcii duale de placă de placă, etc.
Timpul post: 11-2023 august
