Flytande väte har vissa fördelar inom lagring och transport. Jämfört med väte har flytande väte (LH2) en högre densitet och kräver lägre tryck för lagring. Väte måste emellertid vara -253 ° C för att bli flytande, vilket innebär att det är ganska svårt. Extreme låga temperaturer och brandfarlighetsrisker gör flytande väte till ett farligt medium. Av denna anledning är strikta säkerhetsåtgärder och hög tillförlitlighet kompromisslösa krav vid utformning av ventiler för relevanta tillämpningar.
Av Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan Valve (Velan)
Tillämpningar av flytande väte (LH2).
För närvarande används flytande väte och försökte användas vid olika speciella tillfällen. I flyg- och rymd kan det användas som ett raketstartbränsle och kan också generera chockvågor i transoniska vindtunnlar. Med stöd av "Big Science" har flytande väte blivit ett viktigt material i superledande system, partikelacceleratorer och kärnfusionsanordningar. När människors önskan om hållbar utveckling växer har flytande väte använts som bränsle av fler och fler lastbilar och fartyg under de senaste åren. I ovanstående applikationsscenarier är ventilernas betydelse mycket uppenbar. Den säkra och pålitliga driften av ventiler är en integrerad del av ekosystemet för flytande väteförsörjningskedja (produktion, transport, lagring och distribution). Operationer relaterade till flytande väte är utmanande. Med mer än 30 års praktisk erfarenhet och expertis inom området högpresterande ventiler ner till -272 ° C har Velan varit involverad i olika innovativa projekt under lång tid, och det är uppenbart att det har vunnit de tekniska utmaningarna med flytande vätetjänst med sin styrka.
Utmaningar i designfasen
Tryck, temperatur och vätekoncentration är alla viktiga faktorer som undersöks i en riskbedömning av ventiler. För att optimera ventilprestanda spelar design och materialval en avgörande roll. Ventiler som används i flytande väteapplikationer står inför ytterligare utmaningar, inklusive de negativa effekterna av väte på metaller. Vid mycket låga temperaturer måste ventilmaterial inte bara tåla attacken av vätemolekyler (några av de tillhörande försämringsmekanismerna diskuteras fortfarande i akademin), utan måste också upprätthålla normal drift under lång tid under deras livscykel. När det gäller den nuvarande nivåen av teknisk utveckling har branschen begränsad kunskap om tillämpningen av icke-metalliska material i väteapplikationer. När du väljer ett tätningsmaterial är det nödvändigt att ta hänsyn till denna faktor. Effektiv tätning är också ett viktigt kriterium för designprestanda. Det finns en temperaturskillnad på nästan 300 ° C mellan flytande väte och omgivningstemperatur (rumstemperatur), vilket resulterar i en temperaturgradient. Varje komponent i ventilen kommer att genomgå olika grader av termisk expansion och sammandragning. Denna skillnad kan leda till farligt läckage av kritiska tätningsytor. Ventilstamens tätning täthet är också designens fokus. Övergången från kallt till varmt skapar värmeflöde. Varma delar av motorhuven kan frysa, vilket kan störa stamförseglingsprestanda och påverka ventilens drift. Dessutom innebär den extremt låga temperaturen på -253 ° C att den bästa isoleringstekniken krävs för att säkerställa att ventilen kan upprätthålla flytande väte vid denna temperatur och minimera förluster orsakade av kokning. Så länge det överförs värme till flytande väte kommer det att avdunsta och läcka. Inte bara det, syre kondensation inträffar vid isoleringsbrytningspunkten. När syre kommer i kontakt med väte eller andra brännbara ämnen ökar risken för brand. Med tanke på den brandrisk som ventilerna kan möta måste ventilerna vara utformade med explosionssäkra material i åtanke, såväl som brandbeständiga ställdon, instrumentering och kablar, alla med de striktaste certifieringarna. Detta säkerställer att ventilen fungerar korrekt vid brand. Ökat tryck är också en potentiell risk som kan göra ventiler inoperabla. Om flytande väte fångas i hålrummet i ventilkroppen och värmeöverföring och vätskeväteindunstning inträffar samtidigt kommer det att orsaka en ökning av trycket. Om det finns en stor tryckskillnad inträffar kavitation (kavitation)/brus. Dessa fenomen kan leda till den för tidiga änden av ventilens livslängd och till och med drabbas av enorma förluster på grund av processfel. Oavsett de specifika driftsförhållandena, om ovanstående faktorer kan övervägas fullt ut och motsvarande motåtgärder kan vidtas i konstruktionsprocessen, kan det säkerställa en säker och pålitlig drift av ventilen. Dessutom finns det designutmaningar relaterade till miljöfrågor, till exempel flyktande läckage. Väte är unikt: små molekyler, färglösa, luktfria och explosiva. Dessa egenskaper bestämmer den absoluta nödvändigheten av nollläckage.
Vid norra Las Vegas West Coast väte -kondensationsstation,
Wieland Valve Engineers tillhandahåller tekniska tjänster
Ventillösningar
Oavsett den specifika funktionen och typen måste ventiler för alla flytande väteapplikationer uppfylla vissa vanliga krav. Dessa krav inkluderar: Materialet i den strukturella delen måste se till att den strukturella integriteten upprätthålls vid extremt låga temperaturer; Allt material måste ha naturliga brandsäkerhetsegenskaper. Av samma anledning måste tätningselementen och förpackningen av flytande väteventiler också uppfylla de grundläggande kraven som nämns ovan. Austenitic rostfritt stål är ett idealiskt material för flytande väteventiler. Det har utmärkt påverkningsstyrka, minimal värmeförlust och tål stora temperaturgradienter. Det finns andra material som också är lämpliga för flytande väteförhållanden, men är begränsade till specifika processförhållanden. Förutom valet av material, bör vissa designdetaljer inte förbises, till exempel att utöka ventilstammen och använda en luftkolonn för att skydda tätningsförpackningen från extrema låga temperaturer. Dessutom kan förlängningen av ventilstammen utrustas med en isoleringsring för att undvika kondens. Att utforma ventiler enligt specifika applikationsvillkor hjälper till att ge mer rimliga lösningar på olika tekniska utmaningar. Vellan erbjuder fjärilsventiler i två olika mönster: dubbel excentrisk och trippel excentrisk metallstolsventiler. Båda mönster har dubbelriktad flödesförmåga. Genom att utforma skivformen och rotationsbanan kan en tät tätning uppnås. Det finns inget hålrum i ventilkroppen där det inte finns något restmedium. När det gäller Velan -dubbel excentriska fjärilsventil, antar den skivekcentrisk rotationsdesign, i kombination med det distinkta Velflex -tätningssystemet, för att uppnå utmärkt ventiltätningsprestanda. Denna patenterade design tål till och med stora temperaturfluktuationer i ventilen. Torqseal trippel excentrisk skiva har också en speciellt utformad rotationsbana som hjälper till att säkerställa att skivtätningsytan bara rör vid sätet i ögonblicket för att nå den stängda ventilpositionen och inte repa. Därför kan ventilens stängningsmoment driva skivan för att uppnå kompatibla sittplatser och producera en tillräcklig kileffekt i den stängda ventilpositionen, samtidigt som skivan kan kontakta hela omkretsen av sätesförseglingsytan. Överensstämmelse av ventilsätet gör det möjligt för ventilkroppen och skivan att ha en "självjusterande" funktion, vilket undviker anfall av skivan under temperaturfluktuationer. Den armerade ventilaxeln i rostfritt stål kan hög driftscykler och fungerar smidigt vid mycket låga temperaturer. Velflex dubbel excentrisk design gör att ventilen kan servas online snabbt och enkelt. Tack vare sidohuset kan sätet och skivan inspekteras eller servas direkt utan att behöva demontera ställdon eller specialverktyg.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdstöder högavancerad teknik motståndskraftig sittande ventiler, inklusive motståndskraftig sittandeskivfjärilsventil, Luggfjärilventil, Dubbel fläns koncentrisk fjärilsventil, Dubbel fläns excentrisk fjärilsventil,Y-stainer, balansera ventilen,Wafer dubbelplattkontrollventilosv.
Inläggstid: augusti-2023
