Ciekawy wodór ma pewne zalety magazynowania i transportu. W porównaniu z wodorem, ciekawy wodór (LH2) ma większą gęstość i wymaga niższego ciśnienia do magazynowania. Jednak wodór musi wynosić -253 ° C, aby stać się cieczy, co oznacza, że jest to dość trudne. Ekstremalne niskie temperatury i ryzyko łatwości sprawiają, że ciekł wodór jest niebezpiecznym pożywką. Z tego powodu ścisłe środki bezpieczeństwa i wysoka niezawodność są wymaganiami bezkompromisowymi przy projektowaniu zaworów dla odpowiednich zastosowań.
Autor: Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan Valve (Velan)
Zastosowania ciekłego wodoru (LH2).
Obecnie stosuje się ciekawy wodór i próbuje być stosowany w różnych specjalnych okazjach. W lotnisku może być stosowany jako paliwo startowe rakietowe, a także może generować fale uderzeniowe w transonicznych tunelach aerodynamicznych. Wspierany przez „Big Science” Liquid Wodorogen stał się kluczowym materiałem w systemach nadprzewodzących, akceleratorach cząstek i urządzeniach do fuzji jądrowej. W miarę wzrostu pragnienia ludzi zrównoważonego rozwoju, ciekawy wodór był wykorzystywany jako paliwo przez coraz więcej ciężarówek i statków w ostatnich latach. W powyższych scenariuszach aplikacji znaczenie zaworów jest bardzo oczywiste. Bezpieczne i niezawodne działanie zaworów jest integralną częścią ekosystemu łańcucha dostaw ciekawego wodoru (produkcja, transport, magazyn i dystrybucja). Operacje związane z ciekłym wodorem są trudne. Dzięki ponad 30 -letniemu praktycznemu doświadczeniu i wiedzy specjalistycznej w dziedzinie zaworów o wysokiej wydajności do -272 ° C, Velan od dłuższego czasu jest zaangażowany w różne innowacyjne projekty i jasne jest, że wygrał techniczne wyzwania związane z obsługą płynnego wodoru z jego siłą.
Wyzwania w fazie projektowania
Ciśnienie, temperatura i stężenie wodoru są głównymi czynnikami badanymi w ocenie ryzyka projektowania zaworu. W celu zoptymalizowania wydajności zaworu, projektowanie i wybór materiałów odgrywają decydującą rolę. Zawory stosowane w zastosowaniach ciekłego wodoru stoją przed dodatkowymi wyzwaniami, w tym niekorzystny wpływ wodoru na metale. W bardzo niskich temperaturach materiały zastawkowe muszą nie tylko wytrzymać atak cząsteczek wodoru (niektóre z powiązanych mechanizmów pogorszenia są nadal dyskutowane w środowisku akademickim), ale także muszą utrzymywać normalne działanie przez długi czas w cyklu życiowym. Pod względem obecnego poziomu rozwoju technologicznego przemysł ma ograniczoną wiedzę na temat zastosowania materiałów niemetalicznych w zastosowaniach wodoru. Wybierając materiał uszczelniający, należy wziąć pod uwagę ten czynnik. Efektywne uszczelnienie jest również kluczowym kryterium wydajności projektowej. Istnieje różnica temperatury prawie 300 ° C między temperaturą ciekłego wodoru a temperaturą otoczenia (temperatura pokojowa), co powoduje gradient temperatury. Każdy element zaworu ulegnie różnym stopniu rozszerzalności cieplnej i skurczu. Ta rozbieżność może prowadzić do niebezpiecznego wycieku krytycznych powierzchni uszczelnienia. Obok uszczelnienia łodygi zaworu jest również przedmiotem projektu. Przejście od zimna na gorąca powoduje przepływ ciepła. Gorące części obszaru jamy maski mogą zamarznąć, co może zakłócić wydajność uszczelnienia STEM i wpłynąć na działanie zaworu. Ponadto wyjątkowo niska temperatura -253 ° C oznacza, że wymagana jest najlepsza technologia izolacji, aby zawór może utrzymać ciekł wodór w tej temperaturze, jednocześnie minimalizując straty spowodowane gotowaniem. Dopóki jest przenoszone ciepło do ciekłego wodoru, będzie odparowywać i wyciek. Nie tylko to kondensacja tlenu występuje w punkcie zerwania izolacji. Gdy tlen zetknie się z wodorem lub innymi spalinami, ryzyko pożaru wzrasta. Dlatego, biorąc pod uwagę ryzyko pożaru, jakie mogą napotkać zawory, zawory muszą być zaprojektowane z myślą o materiałach odpornych na eksplozję, a także z odpornymi na ogniem siłowników, oprzyrządowaniem i kablami, wszystkie z najściślejszymi certyfikatami. Zapewnia to, że zawór działa poprawnie w przypadku pożaru. Zwiększone ciśnienie jest również potencjalnym ryzykiem, które może sprawić, że zawory nie są możliwe. Jeśli ciekawy wodór zostanie uwięziony w jamie ciała zaworu, a przenoszenie ciepła i odparowanie ciekłego wodoru występują jednocześnie, spowoduje wzrost ciśnienia. Jeśli istnieje duża różnica ciśnienia, występuje kawitacja (kawitacja)/hałas. Zjawiska te mogą prowadzić do przedwczesnego końca życia zastawki, a nawet poniosły ogromne straty z powodu wad procesu. Niezależnie od konkretnych warunków pracy, jeśli powyższe czynniki można w pełni wziąć pod uwagę i można je przyjąć odpowiednie środki zaradcze, może zapewnić bezpieczne i niezawodne działanie zaworu. Ponadto istnieją wyzwania projektowe związane z problemami środowiskowymi, takimi jak wyciek zbiegów. Wodór jest wyjątkowy: małe cząsteczki, bezbarwne, bezwonne i wybuchowe. Te cechy określają bezwzględną konieczność zerowego wycieku.
Na North Las Vegas West Coast Wodorowe stacja upłynnienia,
Inżynierowie zastawek Wieland świadczą usługi techniczne
Rozwiązania zaworów
Niezależnie od konkretnej funkcji i rodzaju zawory dla wszystkich zastosowań ciekłego wodoru muszą spełniać niektóre wspólne wymagania. Wymagania te obejmują: Materiał części strukturalnej musi zapewnić utrzymanie integralności strukturalnej w bardzo niskich temperaturach; Wszystkie materiały muszą mieć naturalne właściwości bezpieczeństwa pożarowego. Z tego samego powodu elementy uszczelniające i pakowanie ciekłych zaworów wodorowych muszą również spełniać podstawowe wymagania wspomniane powyżej. Austenityczna stal nierdzewna jest idealnym materiałem do ciekłych zaworów wodorowych. Ma doskonałą wytrzymałość uderzenia, minimalną utratę ciepła i może wytrzymać duże gradienty temperatury. Istnieją inne materiały, które są również odpowiednie do ciekłego warunków wodorowych, ale są ograniczone do określonych warunków procesu. Oprócz wyboru materiałów nie należy pomijać niektórych szczegółów projektu, takich jak rozszerzenie łodygi zaworu i użycie kolumny powietrznej w celu ochrony pakowania uszczelnienia przed ekstremalnymi niskimi temperaturami. Ponadto rozszerzenie łodygi zaworu można wyposażyć w pierścień izolacyjny, aby uniknąć kondensacji. Projektowanie zaworów zgodnie z określonymi warunkami zastosowania pomaga podać bardziej rozsądne rozwiązania różnych wyzwań technicznych. Vellan oferuje zawory motyli w dwóch różnych wzorach: podwójnie ekscentryczne i potrójne metalowe zawory motylowe. Oba projekty mają funkcję dwukierunkowego przepływu. Projektując kształt dysku i trajektorię obrotu, można osiągnąć ciasne uszczelnienie. W ciele zaworów nie ma wnęki, w której nie ma resztkowego pożywki. W przypadku Velan podwójnego mimościennego zaworu motyla przyjmuje konstrukcję obrotu ekscentrycznego dysku, w połączeniu z charakterystycznym systemem uszczelniania Velflex, aby osiągnąć doskonałą wydajność uszczelnienia zaworu. Ta opatentowana konstrukcja może wytrzymać nawet duże wahania temperatury zaworu. Potrójny ekscentryczny dysk TorqSeal ma również specjalnie zaprojektowaną trajektorię obrotu, która pomaga zapewnić, że powierzchnia uszczelniająca dysk dotyka tylko siedzenia w momencie osiągnięcia pozycji zaworu zamkniętego i nie zarysowuje. Dlatego moment zamykający zaworu może napędzać dysk, aby osiągnąć zgodne siedzenia i wytwarzać wystarczający efekt klina w pozycji zaworu zamkniętego, jednocześnie powodując równomierne kontakt z całym obwodem powierzchni uszczelnienia siedzenia. Zgodność siedziska zaworu pozwala korpusowi zaworu i dysku na funkcję „samoregulującej”, unikając w ten sposób zajęcia dysku podczas fluktuacji temperatury. Wzmocniony wał zaworu ze stali nierdzewnej jest zdolny do wysokiej zawartości cykli roboczych i działa płynnie w bardzo niskich temperaturach. Podwójna ekscentryczna konstrukcja Velflex umożliwia szybką i łatwą obsługę zaworu. Dzięki obudowie bocznej foteliki i dysku mogą być bezpośrednio sprawdzane lub serwisowane, bez konieczności demontażu siłownika lub specjalnych narzędzi.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdobsługują wysoce zaawansowane zawory z siedzą, w tym odporne siedząceZawór motyla opłat, Załóż zawór motyla, Podwójny kołnierz koncentryczny zawór motyla, Podwójny kołnierz Motylowy zawór motyla,Y-STRAINER, Balansujący zawór,Podwójny zawór zwrotny płytkiitd.
Czas postu: 11-2023
