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特定的泵和阀特性为液化天然气应用服务

发布时间2019-10-21人气:36

特定的泵和阀特性为液化天然气应用服务

液化天然气(LNG)是澄清,无色,无味,无腐蚀和无毒的液态天然气。当天然气通过称为液化的过程冷却至负259 F(-161.66 C)时产生。

在此过程中,主要是甲烷的天然气被冷却到其沸点以下,并且某些浓度的碳氢化合物,水,二氧化碳,氧气和一些硫化合物被还原或去除。

LNG的重量不到水的一半。如果洒在水上,它将在大气压力下漂浮并立即蒸发。

液化天然气用途

数十年来,液化天然气已被用作发电厂和数千辆汽车的清洁燃烧替代品。随着全球LNG燃料行业的大幅增长,在运输车队和重型马力设备中将LNG用作清洁和低成本汽车燃料的机会不断增长。

液化天然气的好处

与其他化石燃料相比,液化天然气具有许多优势。它更便宜,排放更少,更安全且点燃的可能性更低.


液化天然气工艺液化天然气工艺

成本

平均而言,液化天然气的成本比汽油或柴油低约50%,并且具有相同的功率和性能。根据美联储经济数据库的数据,2010年,美国仅在石油上就花费了5,520亿美元,其中61%是进口的。节省50%可以带来很多好处。

排放物

天然气是最清洁的燃烧化石燃料,其二氧化碳排放量比第二最佳选择低50%。LNG几乎完全燃烧,仅留下少量的二氧化碳和水(CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O)。

液化天然气的排放量比汽油或柴油低90%。LNG减少的温室气体排放量使其成为我们环境中最清洁的内部可燃燃料。它还会燃烧发动机内部的清洁剂,从而减少换油量和减少维护。通过将一台18轮摩托车的传统柴油发动机替换为LNG发动机,其碳足迹的减少相当于从道路上拆除了324辆汽车。

安全

LNG比空气轻。发生泄漏时,LNG会迅速扩散,这与石油基燃料会堆积在地面上并造成火灾危险不同。它还具有较高的着火温度,比汽油或柴油更不易燃。此外,液化天然气是无毒,无腐蚀的,不会污染地下水。

丰富

加拿大和美国位于大型天然气藏上方。一些分析家认为,这些油藏所含能量是沙特阿拉伯油田的四倍。在过去的五年中,页岩储层揭示了天然气沉积,使先前的可采储量翻了一番。


液化天然气的其他好处包括:

  • 范围— LNG是需要行驶200英里以上的卡车的唯一选择。压缩天然气(CNG)卡车必须添加多个储罐,这会增加车辆的重量和成本,以达到与LNG卡车相同的续航里程。

  • 压力 -LNG系统的压力低于CNG [LNG为25至200磅/平方英寸(psi),而CNG为3,600 psi]。

  • 储存 -在与传统CNG系统相同的空间中,可以储存多达2.5倍的LNG,从而提高了燃油效率和续航里程。

  • 马力— LNG提供的发动机功率超过400马力。

  • 燃油经济性 -LNG提供更好的燃油经济性。从历史上看,压缩天然气的效率要低12%至18%。

  • 重量 -LNG比CNG浓,因此更多的燃料可以存储在更小,更轻的油箱中,从而提高了效率。

  • 加油速度— LNG的加油速度与柴油一样快,为每分钟40加仑。CNG缓慢填充需要6到8个小时,快速填充需要30到45分钟。另外,由于热量和压力的增加,只能填充一半的水箱。如果一个车队进行多班换班,则CNG并不是可行的燃料,因为车辆将花费很长时间来加油。

LNG应用中的泵的设计特点

LNG服务中使用的泵与电动机整体安装在同一轴上,该轴浸没在LNG液体中而没有耦合或机械密封。对于可伸缩的罐内应用,可以将泵安装在LNG储罐内的垂直泵列中,底部装有脚踏阀。这样就消除了由于管道系统或其他外部问题而导致储罐泄漏的可能性。泵抽回系统允许将设备安全地从工作罐中取出,而无需将气体蒸气排放到大气中。

通过将整个单元封闭在按照适当压力容器规范建造的吸水容器中,例如美国机械工程师协会标准VIII,该系统变得安全而简单。泵出厂时已对齐。它没有接头,也没有辅助管道用于密封件吹扫,轴承冷却或润滑。这使其轻巧,简单。

LNG应用泵要考虑的关键因素是:


  • 润滑和冷却系统

  • 推力均衡机制

  • 轴承配置

  • 接线盒组装和电气渗透

  • 低温动力诱导器设计

  • 振动监控系统

LNG应用中的阀门设计特征

LNG服务中使用的阀设计有加长阀盖,以避免在工作温度下冻结填料。这样可以根据需要对阀门进行循环操作。为低温应用而制造的阀门应符合经英国标准6364或同等标准测试的类型。非金属材料应仅限于聚四氟乙烯(PTFE)和石墨。

通过使用在工厂火灾期间不会分解或变质的弹性密封材料,可实现防止内部泄漏的防火设计。由阀座弹簧预加载的金属阀座固定器的边缘与球(在球阀中)接触,以切断管路流体,以最大程度地减少通过阀孔的内部泄漏。座椅固定器也会压缩。柔性石墨固定器填料可防止流体在阀体和阀座固定器之间泄漏。

采用双向流动密封机构,使阀的上游和下游阀座中的每一个都通过阀座弹簧充分接触球。管路压力进一步保持了这种接触方式。腔体泄压口的设计避免了捕获的挥发性液体释放到下游流中。

LNG应用中阀门要考虑的关键因素是:

  • 延伸阀帽 —在提供冷却效果的同时,应将来自低温流体的热传导和热传递抑制到最小。填料不暴露在低温液体中,并且可以实现牢固的密封。

  • 表面硬化处理 —建议使用司太立合金进行处理以获得更好的性能。

  • 腔泄压 —此功能应包括在内。

  • 阀座搭接—进行阀座搭接可在关闭阀门时实现气密性零泄漏。在对座椅进行加工以达到镜面光洁度之后,将座椅研磨在研磨机上。

  • 防止阀杆粘结 —这是通过在PTFE + PFA(含氟聚合物形式)结构衬套中安装后座来实现的。

  • 低排放型填料 -这有助于避免用填料填料阀杆时引起的压缩蠕变应力。

  • 设计 -设计需要适应防止腔体内异常压力的设计。还应设计成压力损失很小甚至没有,并且防火。


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