Flytende hydrogen har visse fordeler innen lagring og transport. Sammenlignet med hydrogen, har flytende hydrogen (LH2) en høyere tetthet og krever lavere trykk for lagring. Imidlertid må hydrogen være -253 ° C for å bli flytende, noe som betyr at det er ganske vanskelig. Ekstreme lave temperaturer og brennbarhetsrisiko gjør flytende hydrogen til et farlig medium. Av denne grunn er strenge sikkerhetstiltak og høy pålitelighet kompromissløse krav når du utformer ventiler for relevante applikasjoner.
Av Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan Valve (Velan)
Anvendelser av flytende hydrogen (LH2).
For tiden brukes flytende hydrogen og prøvd å brukes i forskjellige spesielle anledninger. I luftfart kan det brukes som rakettoppskytingsdrivstoff og kan også generere sjokkbølger i transoniske vindtunneler. Støttet av "Big Science", har flytende hydrogen blitt et nøkkelmateriale i superledende systemer, partikkelakseleratorer og atomfusjonsanordninger. Etter hvert som folks ønske om bærekraftig utvikling vokser, har flytende hydrogen blitt brukt som drivstoff av flere og flere lastebiler og skip de siste årene. I applikasjonsscenariene ovenfor er viktigheten av ventiler veldig åpenbar. Safe og pålitelig drift av ventiler er en integrert del av det flytende hydrogenforsyningskjeden økosystem (produksjon, transport, lagring og distribusjon). Operasjoner relatert til flytende hydrogen er utfordrende. Med mer enn 30 års praktisk erfaring og kompetanse innen høyytelsesventiler ned til -272 ° C, har Velan vært involvert i forskjellige innovative prosjekter i lang tid, og det er tydelig at det har vunnet de tekniske utfordringene med flytende hydrogentjeneste med sin styrke.
Utfordringer i designfasen
Trykk, temperatur og hydrogenkonsentrasjon er alle viktige faktorer som er undersøkt i en ventildesignrisikovurdering. For å optimalisere ventilytelse, spiller design og materialvalg en avgjørende rolle. Ventiler som brukes i flytende hydrogenapplikasjoner står overfor ytterligere utfordringer, inkludert bivirkningene av hydrogen på metaller. Ved svært lave temperaturer må ventilmaterialene ikke bare tåle angrepet av hydrogenmolekyler (noen av de tilhørende forverringsmekanismene er fremdeles diskutert i akademia), men må også opprettholde normal drift i lang tid over livssyklusen. Når det gjelder dagens teknologisk utvikling, har industrien begrenset kunnskap om anvendeligheten av ikke-metalliske materialer i hydrogenapplikasjoner. Når du velger et tetningsmateriale, er det nødvendig å ta hensyn til denne faktoren. Effektiv forsegling er også et viktig designprestasjonskriterium. Det er en temperaturforskjell på nesten 300 ° C mellom flytende hydrogen og omgivelsestemperatur (romtemperatur), noe som resulterer i en temperaturgradient. Hver komponent av ventilen vil gjennomgå forskjellige grader av termisk ekspansjon og sammentrekning. Dette avviket kan føre til farlig lekkasje av kritiske tetningsflater. Forseglingens tetthet i ventilstammen er også i fokus for designen. Overgangen fra kulde til varm skaper varmestrømning. Varme deler av panseret hulromsområdet kan fryse, noe som kan forstyrre STEM -tetningsytelsen og påvirke ventiloperabiliteten. I tillegg betyr den ekstremt lave temperaturen på -253 ° C at den beste isolasjonsteknologien er nødvendig for å sikre at ventilen kan opprettholde flytende hydrogen ved denne temperaturen, mens den minimerer tap forårsaket av koking. Så lenge det blir overført varme til flytende hydrogen, vil det fordampe og lekke. Ikke bare det, oksygenkondensasjon skjer ved isolasjonspunktet for isolasjonen. Når oksygen kommer i kontakt med hydrogen eller andre brennbare stoffer, øker risikoen for brann. Derfor, med tanke på brannrisikoen som ventiler kan møte, må ventiler utformes med eksplosjonssikre materialer i tankene, så vel som brannsikre aktuatorer, instrumentering og kabler, alt sammen med de strengeste sertifiseringene. Dette sikrer at ventilen fungerer ordentlig i tilfelle brann. Økt trykk er også en potensiell risiko som kan gjøre ventiler ubrukelige. Hvis flytende hydrogen er fanget i hulrommet til ventillegemet og varmeoverføring og væskehydrogenfordamping oppstår samtidig, vil det føre til en økning i trykk. Hvis det er en stor trykkforskjell, oppstår kavitasjon (kavitasjon)/støy. Disse fenomenene kan føre til den for tidlige slutten av ventilenes levetid, og til og med lide store tap på grunn av prosessfeil. Uansett de spesifikke driftsforholdene, hvis de ovennevnte faktorene kan vurderes fullt ut og tilsvarende mottiltak kan tas i designprosessen, kan det sikre sikker og pålitelig drift av ventilen. I tillegg er det designutfordringer relatert til miljøspørsmål, for eksempel flyktningslekkasje. Hydrogen er unikt: små molekyler, fargeløse, luktfrie og eksplosive. Disse egenskapene bestemmer den absolutte nødvendigheten av null lekkasje.
På North Las Vegas West Coast Hydrogen Liquifaction Station,
Wieland Valve Engineers leverer tekniske tjenester
Ventilløsninger
Uansett den spesifikke funksjonen og typen, må ventiler for alle flytende hydrogenapplikasjoner oppfylle noen vanlige krav. Disse kravene inkluderer: materialet i den strukturelle delen må sikre at den strukturelle integriteten opprettholdes ved ekstremt lave temperaturer; Alle materialer må ha naturlige brannsikkerhetsegenskaper. Av samme grunn må tetningselementene og pakking av flytende hydrogenventiler også oppfylle de grunnleggende kravene som er nevnt ovenfor. Austenittisk rustfritt stål er et ideelt materiale for flytende hydrogenventiler. Det har utmerket påvirkningsstyrke, minimalt varmetap og tåler store temperaturgradienter. Det er andre materialer som også er egnet for flytende hydrogenforhold, men er begrenset til spesifikke prosessforhold. I tillegg til valg av materialer, bør noen designdetaljer ikke overses, for eksempel å utvide ventilstammen og bruke en luftkolonne for å beskytte tetningspakningen mot ekstreme lave temperaturer. I tillegg kan forlengelsen av ventilstammen utstyres med en isolasjonsring for å unngå kondens. Å designe ventiler i henhold til spesifikke applikasjonsbetingelser hjelper til med å gi mer fornuftige løsninger på forskjellige tekniske utfordringer. Vellan tilbyr sommerfuglventiler i to forskjellige design: doble eksentriske og trippel eksentriske metall sete sommerfuglventiler. Begge designene har toveis strømningsevne. Ved å designe skiveform og rotasjonsbane, kan en tett tetning oppnås. Det er ikke noe hulrom i ventillegemet der det ikke er gjenværende medium. Når det gjelder Velan Double Excentric Butterfly Valve, vedtar den den skive eksentriske rotasjonsdesignen, kombinert med det særegne Helflex -tetningssystemet, for å oppnå utmerket ventilforseglingsytelse. Denne patenterte designen tåler selv store temperatursvingninger i ventilen. Torqseal Triple Excentric Disc har også en spesialdesignet rotasjonsbane som hjelper til med å sikre at plateforseglingsoverflaten bare berører setet i øyeblikket med å nå den lukkede ventilposisjonen og ikke skraper. Derfor kan ventilenes lukkende dreiemoment drive platen for å oppnå kompatible sitteplasser, og gi en tilstrekkelig kileffekt i den lukkede ventilposisjonen, samtidig som platen gjør kontakten jevnt med hele omkretsen av seteforseglingsoverflaten. Overholdelsen av ventilsetet lar ventilkroppen og platen ha en "selvjusterende" funksjon, og dermed unngå anfall av platen under temperatursvingninger. Den forsterkede ventilakselen for rustfritt stål er i stand til høye driftssykluser og fungerer jevnt ved veldig lave temperaturer. Velflex Double Excentric Design lar ventilen bli betjent på nettet raskt og enkelt. Takket være sidehuset kan setet og platen inspiseres eller betjenes direkte, uten å måtte demontere aktuatoren eller spesielle verktøy.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdstøtter svært avanserte teknologi spenstige sittende ventiler, inkludert spenstige sittendeWafer sommerfuglventil, Lug sommerfuglventil, Dobbel flens konsentrisk sommerfuglventil, Dobbel flensekentrisk sommerfuglventil,Y-lest, balanseringsventil,Skive dobbeltplate sjekkventil, etc.
Post Time: Aug11-11-2023
