Flydende brint har visse fordele ved opbevaring og transport. Sammenlignet med brint har flydende brint (LH2) en højere densitet og kræver lavere tryk for opbevaring. Brint skal dog være -253 ° C for at blive flydende, hvilket betyder, at det er ret vanskeligt. Ekstreme lave temperaturer og antændelighedsrisici gør flydende brint til et farligt medium. Af denne grund er strenge sikkerhedsforanstaltninger og høj pålidelighed kompromisløse krav, når man designer ventiler til de relevante applikationer.
Af Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan Valve (Velan)
Anvendelser af flydende brint (LH2).
På nuværende tidspunkt anvendes flydende brint og forsøges at blive brugt i forskellige specielle lejligheder. I rumfart kan det bruges som raketlanceringsbrændstof og kan også generere stødbølger i transoniske vindtunneler. Støttet af "Big Science" er flydende brint blevet et nøglemateriale i superledende systemer, partikelacceleratorer og nukleare fusionsanordninger. Efterhånden som folks ønske om bæredygtig udvikling vokser, er flydende brint blevet brugt som brændstof med flere og flere lastbiler og skibe i de senere år. I ovenstående applikationsscenarier er betydningen af ventiler meget åbenlyst. Den sikre og pålidelige drift af ventiler er en integreret del af det flydende brintforsyningskæde -økosystem (produktion, transport, opbevaring og distribution). Operationer relateret til flydende brint er udfordrende. Med mere end 30 års praktisk erfaring og ekspertise inden for højtydende ventiler ned til -272 ° C har Velan været involveret i forskellige innovative projekter i lang tid, og det er tydeligt, at det har vundet de tekniske udfordringer med flydende brintservice med sin styrke.
Udfordringer i designfasen
Tryk, temperatur og brintkoncentration er alle vigtige faktorer, der er undersøgt i en risiko for ventildesignrisiko. For at optimere ventilens ydeevne spiller design og materialevalg en afgørende rolle. Ventiler, der bruges i flydende brintapplikationer, står over for yderligere udfordringer, herunder de bivirkninger af brint på metaller. Ved meget lave temperaturer må ventilmaterialer ikke kun modstå angrebet af brintmolekyler (nogle af de tilknyttede forringelsesmekanismer diskuteres stadig i akademien), men skal også opretholde normal drift i lang tid i deres livscyklus. Med hensyn til det aktuelle niveau af teknologisk udvikling har industrien begrænset viden om anvendeligheden af ikke-metalliske materialer i brintapplikationer. Når du vælger et tætningsmateriale, er det nødvendigt at tage denne faktor i betragtning. Effektiv tætning er også et nøgledesignpræstationskriterium. Der er en temperaturforskel på næsten 300 ° C mellem flydende brint og omgivelsestemperatur (stuetemperatur), hvilket resulterer i en temperaturgradient. Hver komponent i ventilen gennemgår forskellige grader af termisk ekspansion og sammentrækning. Denne uoverensstemmelse kan føre til farlig lækage af kritiske tætningsoverflader. Ventilstammen tæthed er også i fokus for designet. Overgangen fra koldt til varm skaber varmestrøm. Varme dele af motorhjelmhulrumsområdet kan fryse, hvilket kan forstyrre STEM -forseglingsydelse og påvirke ventiloperabiliteten. Derudover betyder den ekstremt lave temperatur på -253 ° C, at den bedste isoleringsteknologi kræves for at sikre, at ventilen kan opretholde flydende brint ved denne temperatur, mens de minimerer tab forårsaget af kogning. Så længe der er overført varme til flydende brint, vil det fordampe og lække. Ikke kun det, iltkondensation forekommer ved brudspunktet for isoleringen. Når ilt kommer i kontakt med brint eller andre brændbare forhold, øges risikoen for brand. I betragtning af den brandrisiko, som ventiler kan stå over for, skal ventiler derfor designes med eksplosionssikre materialer i tankerne såvel som brandbestandige aktuatorer, instrumentering og kabler, alt sammen med de strengeste certificeringer. Dette sikrer, at ventilen fungerer korrekt i tilfælde af brand. Forøget tryk er også en potentiel risiko, der kan gøre ventiler inoperable. Hvis flydende brint er fanget i hulrummet i ventilkroppen og varmeoverførsel og flydende brintfordampning forekommer på samme tid, vil det forårsage en stigning i trykket. Hvis der er en stor trykforskel, forekommer kavitation (kavitation)/støj. Disse fænomener kan føre til den for tidlige slutning af ventilens levetid og endda lide store tab på grund af procesdefekter. Uanset de specifikke driftsbetingelser, hvis ovennævnte faktorer kan overvejes fuldt ud og tilsvarende modforanstaltninger kan tages i designprocessen, kan det sikre, at ventilens sikre og pålidelige drift. Derudover er der designudfordringer relateret til miljøspørgsmål, såsom flygtig lækage. Brint er unikt: små molekyler, farveløse, lugtfri og eksplosive. Disse egenskaber bestemmer den absolutte nødvendighed af nul lækage.
På North Las Vegas West Coast Hydrogen Liquefaction Station,
Wieland Valve Engineers leverer tekniske tjenester
Ventilopløsninger
Uanset den specifikke funktion og type, skal ventiler til alle flydende brintapplikationer opfylde nogle almindelige krav. Disse krav inkluderer: materialet i den strukturelle del skal sikre, at den strukturelle integritet opretholdes ved ekstremt lave temperaturer; Alle materialer skal have naturlige brandsikkerhedsegenskaber. Af samme grund skal forseglingselementerne og pakningen af flydende brintventiler også opfylde de ovennævnte grundlæggende krav. Austenitisk rustfrit stål er et ideelt materiale til flydende brintventiler. Det har fremragende påvirkningsstyrke, minimalt varmetab og kan modstå store temperaturgradienter. Der er andre materialer, der også er egnede til flydende brintforhold, men er begrænset til specifikke procesbetingelser. Ud over valget af materialer bør nogle designoplysninger ikke overses, såsom at udvide ventilstammen og bruge en luftsøjle til at beskytte tætningspakningen mod ekstreme lave temperaturer. Derudover kan udvidelsen af ventilstammen udstyres med en isoleringsring for at undgå kondens. At designe ventiler i henhold til specifikke applikationsbetingelser hjælper med at give mere rimelige løsninger på forskellige tekniske udfordringer. Vellan tilbyder sommerfuglventiler i to forskellige designs: dobbelt excentrisk og tredobbelt excentrisk metal sæde sommerfuglventiler. Begge design har tovejs strømningsevne. Ved at designe skiveformen og rotationsbanen kan der opnås en tæt tætning. Der er ikke noget hulrum i ventilkroppen, hvor der ikke er noget resterende medium. I tilfælde af Velan -dobbelt excentrisk sommerfuglventil vedtager den diskekscentrisk rotationsdesign kombineret med det karakteristiske Velflex -tætningssystem for at opnå fremragende ventilforseglingsydelse. Dette patenterede design kan modstå selv store temperatursvingninger i ventilen. Torqseal -tredobbelt excentrisk disk har også en specielt designet rotationsbane, der hjælper med at sikre, at skiveforseglingsoverfladen kun berører sædet i øjeblikket med at nå den lukkede ventilposition og ikke ridser. Derfor kan ventilens afsluttende drejningsmoment køre disken for at opnå kompatible siddepladser og frembringe en tilstrækkelig kileffekt i den lukkede ventilposition, mens disken får jævnt kontakt med hele omkredsen af sædeforseglingsoverfladen. Ventilsædets overholdelse gør det muligt for ventilkroppen og skiven at have en "selvjusterende" funktion, hvilket undgår anfald af disken under temperatursvingninger. Den forstærkede rustfri stålventilaksel er i stand til høje driftscyklusser og fungerer jævnt ved meget lave temperaturer. Det dobbelte excentriske design af Velflex gør det muligt at serviceres online hurtigt og nemt. Takket være sidehuset kan sædet og disken inspiceres eller serviceres direkte uden behov for at adskille aktuatoren eller specialværktøjerne.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdunderstøtter stærkt avanceret teknologi Resiliente siddende ventiler, inklusive elastiske siddendeWafer Butterfly Valve, Lug Butterfly Valve, Dobbelt flangekoncentrisk sommerfuglventil, Dobbelt flange excentrisk sommerfuglventil,Y-strainer, afbalanceringsventil,Wafer dobbeltpladekontrolventilosv.
Posttid: Aug-11-2023
