Hydrogen lỏng có những ưu điểm nhất định trong việc lưu trữ và vận chuyển. So với hydro, hydro lỏng (LH2) có mật độ cao hơn và đòi hỏi áp suất thấp hơn để lưu trữ. Tuy nhiên, hydro phải là -253 ° C để trở thành chất lỏng, điều đó có nghĩa là nó khá khó khăn. Nhiệt độ cực thấp và rủi ro dễ cháy làm cho hydro lỏng trở thành một môi trường nguy hiểm. Vì lý do này, các biện pháp an toàn nghiêm ngặt và độ tin cậy cao là các yêu cầu không khoan nhượng khi thiết kế van cho các ứng dụng liên quan.
Bởi fadila khelfaoui, frédéric blanquet
Velan Valve (Velan)
Ứng dụng của hydro lỏng (LH2).
Hiện tại, hydro lỏng được sử dụng và cố gắng sử dụng trong các dịp đặc biệt khác nhau. Trong không gian vũ trụ, nó có thể được sử dụng như một loại nhiên liệu phóng tên lửa và cũng có thể tạo ra sóng xung kích trong các đường hầm gió transonic. Được hỗ trợ bởi khoa học lớn, chất lỏng hydro đã trở thành vật liệu chính trong các hệ thống siêu dẫn, máy gia tốc hạt và thiết bị hợp nhất hạt nhân. Khi mong muốn của mọi người về sự phát triển bền vững phát triển, hydro lỏng đã được sử dụng làm nhiên liệu bởi ngày càng nhiều xe tải và tàu trong những năm gần đây. Trong các kịch bản ứng dụng trên, tầm quan trọng của các van là rất rõ ràng. Hoạt động an toàn và đáng tin cậy của các van là một phần không thể thiếu của hệ sinh thái chuỗi cung ứng hydro lỏng (sản xuất, vận chuyển, lưu trữ và phân phối). Hoạt động liên quan đến hydro lỏng là một thách thức. Với hơn 30 năm kinh nghiệm thực tế và chuyên môn trong lĩnh vực van hiệu suất cao xuống -272 ° C, Velan đã tham gia vào các dự án sáng tạo khác nhau trong một thời gian dài và rõ ràng là họ đã giành được những thách thức kỹ thuật của dịch vụ hydro lỏng với sức mạnh của nó.
Những thách thức trong giai đoạn thiết kế
Áp suất, nhiệt độ và nồng độ hydro là tất cả các yếu tố chính được kiểm tra trong đánh giá rủi ro thiết kế van. Để tối ưu hóa hiệu suất của van, thiết kế và lựa chọn vật liệu đóng vai trò quyết định. Các van được sử dụng trong các ứng dụng hydro lỏng phải đối mặt với những thách thức bổ sung, bao gồm các tác dụng phụ của hydro trên kim loại. Ở nhiệt độ rất thấp, vật liệu van không chỉ chịu được sự tấn công của các phân tử hydro (một số cơ chế suy giảm liên quan vẫn còn được tranh luận trong học viện), mà cũng phải duy trì hoạt động bình thường trong một thời gian dài trong vòng đời của chúng. Về mức độ phát triển công nghệ hiện tại, ngành công nghiệp có kiến thức hạn chế về khả năng ứng dụng của các vật liệu phi kim loại trong các ứng dụng hydro. Khi chọn một vật liệu niêm phong, cần phải tính đến yếu tố này. Niêm phong hiệu quả cũng là một tiêu chí hiệu suất thiết kế quan trọng. Có chênh lệch nhiệt độ gần 300 ° C giữa hydro lỏng và nhiệt độ môi trường xung quanh (nhiệt độ phòng), dẫn đến độ dốc nhiệt độ. Mỗi thành phần của van sẽ trải qua các mức độ mở rộng và co lại khác nhau. Sự khác biệt này có thể dẫn đến rò rỉ nguy hiểm của các bề mặt niêm phong quan trọng. Độ kín kín của thân van cũng là trọng tâm của thiết kế. Sự chuyển đổi từ lạnh sang nóng tạo ra dòng nhiệt. Các phần nóng của khu vực khoang nắp ca -pô có thể đóng băng, có thể phá vỡ hiệu suất niêm phong thân và ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của van. Ngoài ra, nhiệt độ cực thấp của -253 ° C có nghĩa là cần thiết rằng công nghệ cách nhiệt tốt nhất là cần thiết để đảm bảo rằng van có thể duy trì hydro lỏng ở nhiệt độ này trong khi giảm thiểu tổn thất do sôi. Miễn là có nhiệt truyền vào hydro lỏng, nó sẽ bay hơi và rò rỉ. Không chỉ vậy, sự ngưng tụ oxy xảy ra tại điểm phá vỡ của lớp cách nhiệt. Một khi oxy tiếp xúc với hydro hoặc các loại cháy khác, nguy cơ lửa tăng lên. Do đó, xem xét rủi ro hỏa hoạn mà các van có thể phải đối mặt, các van phải được thiết kế với các vật liệu chống nổ, cũng như các bộ truyền động, dụng cụ và dây cáp chống cháy, tất cả đều có chứng nhận nghiêm ngặt nhất. Điều này đảm bảo rằng van hoạt động đúng trong trường hợp hỏa hoạn. Áp lực tăng cũng là một rủi ro tiềm ẩn có thể khiến các van không thể hoạt động. Nếu hydro lỏng bị mắc kẹt trong khoang của thân van và truyền nhiệt và sự bay hơi hydro lỏng xảy ra cùng một lúc, nó sẽ gây ra sự gia tăng áp suất. Nếu có sự chênh lệch áp suất lớn, xảy ra sự thay đổi áp suất (xâm thực)/tiếng ồn. Những hiện tượng này có thể dẫn đến sự kết thúc sớm của tuổi thọ của van, và thậm chí còn phải chịu những tổn thất lớn do các khiếm khuyết quá trình. Bất kể các điều kiện hoạt động cụ thể, nếu các yếu tố trên có thể được xem xét đầy đủ và các biện pháp đối phó tương ứng có thể được thực hiện trong quá trình thiết kế, nó có thể đảm bảo hoạt động an toàn và đáng tin cậy của van. Ngoài ra, có những thách thức thiết kế liên quan đến các vấn đề môi trường, chẳng hạn như rò rỉ chạy trốn. Hydrogen là duy nhất: các phân tử nhỏ, không màu, không mùi và nổ. Những đặc điểm này xác định sự cần thiết tuyệt đối của rò rỉ bằng không.
Tại trạm hóa lỏng hydro Bờ Tây Bắc Las Vegas,
Kỹ sư Valve Wieland đang cung cấp dịch vụ kỹ thuật
Dung dịch van
Bất kể chức năng và loại cụ thể, van cho tất cả các ứng dụng hydro lỏng phải đáp ứng một số yêu cầu chung. Những yêu cầu này bao gồm: vật liệu của phần cấu trúc phải đảm bảo rằng tính toàn vẹn cấu trúc được duy trì ở nhiệt độ cực thấp; Tất cả các vật liệu phải có đặc tính an toàn hỏa hoạn tự nhiên. Vì lý do tương tự, các yếu tố niêm phong và đóng gói các van hydro lỏng cũng phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản được đề cập ở trên. Thép không gỉ Austenit là một vật liệu lý tưởng cho các van hydro lỏng. Nó có cường độ tác động tuyệt vời, mất nhiệt tối thiểu và có thể chịu được độ dốc nhiệt độ lớn. Có những vật liệu khác cũng phù hợp với điều kiện hydro lỏng, nhưng được giới hạn trong các điều kiện quy trình cụ thể. Ngoài việc lựa chọn vật liệu, không nên bỏ qua một số chi tiết thiết kế, chẳng hạn như mở rộng thân van và sử dụng cột không khí để bảo vệ đóng gói niêm phong khỏi nhiệt độ cực thấp. Ngoài ra, phần mở rộng của thân van có thể được trang bị vòng cách nhiệt để tránh ngưng tụ. Thiết kế van theo các điều kiện ứng dụng cụ thể giúp đưa ra các giải pháp hợp lý hơn cho các thách thức kỹ thuật khác nhau. Vellan cung cấp van bướm trong hai thiết kế khác nhau: van bướm ghế kim loại lập dị và ba lần lập dị. Cả hai thiết kế đều có khả năng dòng chảy hai chiều. Bằng cách thiết kế hình dạng đĩa và quỹ đạo xoay, có thể đạt được một con dấu chặt chẽ. Không có khoang trong thân van nơi không có môi trường dư. Trong trường hợp van bướm đôi Velan đôi, nó áp dụng thiết kế xoay vòng lệch tâm, kết hợp với hệ thống niêm phong Velflex đặc biệt, để đạt được hiệu suất niêm phong van tuyệt vời. Thiết kế được cấp bằng sáng chế này có thể chịu được sự dao động nhiệt độ lớn trong van. Đĩa ba lệch tâm Torqseal cũng có quỹ đạo xoay được thiết kế đặc biệt giúp đảm bảo rằng bề mặt niêm phong đĩa chỉ chạm vào chỗ ngồi tại thời điểm đến vị trí van kín và không bị trầy xước. Do đó, mô -men xoắn đóng của van có thể điều khiển đĩa để đạt được chỗ ngồi tuân thủ và tạo ra hiệu ứng nêm đủ ở vị trí van kín, trong khi làm cho đĩa tiếp xúc đều với toàn bộ chu vi của bề mặt niêm phong ghế. Sự tuân thủ của ghế van cho phép thân van và đĩa có chức năng tự điều chỉnh trên mạng, do đó tránh được việc bắt giữ đĩa trong quá trình dao động nhiệt độ. Trục van bằng thép không gỉ gia cố có khả năng hoạt động cao và hoạt động trơn tru ở nhiệt độ rất thấp. Thiết kế lập dị đôi Velflex cho phép van được bảo dưỡng trực tuyến nhanh chóng và dễ dàng. Nhờ nhà ở bên, chỗ ngồi và đĩa có thể được kiểm tra hoặc bảo dưỡng trực tiếp, mà không cần phải tháo rời bộ truyền động hoặc công cụ đặc biệt.
Công ty TNHH Tanggu, Van Seal Valve, Ltdđang hỗ trợ các van ngồi có khả năng phục hồi công nghệ cao, bao gồm cả ngồi có khả năng phục hồivan bướm wafer, Van bướm lug, Van bướm đồng tâm hai mặt bích, Van bướm lập dị mặt bích,Y-Strainer, Van cân bằng,Van kiểm tra tấm kép wafer, vân vân.
Thời gian đăng: Tháng 8-11-2023
