Течният водород има определени предимства при съхранение и транспортиране. В сравнение с водорода, течният водород (LH2) има по -висока плътност и изисква по -ниско налягане за съхранение. Водородът обаче трябва да бъде -253 ° C, за да стане течност, което означава, че е доста трудно. Екстремните ниски температури и рискове за запалимост правят течният водород в опасна среда. Поради тази причина строгите мерки за безопасност и високата надеждност са безкомпромисни изисквания при проектиране на клапани за съответните приложения.
От Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Велен клапан (Велан)
Приложения на течен водород (LH2).
Понастоящем течният водород се използва и се опитва да се използва в различни специални поводи. В аерокосмическото пространство може да се използва като ракетно изстрелване на гориво и също така може да генерира ударни вълни в трансонични вятърни тунели. Подкрепен от „Голямата наука“, течният водород се превърна в ключов материал в свръхпроводящите системи, ускорителите на частиците и устройствата за ядрено синтез. С нарастването на желанието на хората за устойчиво развитие, течният водород се използва като гориво от все повече и повече камиони и кораби през последните години. В горните сценарии на приложение значението на клапаните е много очевидно. Безопасната и надеждна работа на клапаните е неразделна част от екосистемата на веригата за доставка на течен водород (производство, транспортиране, съхранение и разпределение). Операциите, свързани с течния водород, са предизвикателни. С повече от 30 години практически опит и опит в областта на високоефективните клапани до -272 ° C Велан отдавна участва в различни иновативни проекти и е ясно, че е спечелил техническите предизвикателства на течната водородна услуга със своята сила.
Предизвикателства във фазата на проектиране
Налягането, температурата и концентрацията на водород са всички основни фактори, изследвани при оценка на риска от дизайна на клапана. За да се оптимизира производителността на клапана, дизайнът и избора на материали играят решителна роля. Клапите, използвани в течните водородни приложения, са изправени пред допълнителни предизвикателства, включително неблагоприятните ефекти на водорода върху металите. При много ниски температури, клапанните материали трябва не само да издържат на атаката на водородни молекули (някои от свързаните с тях механизми за влошаване все още се обсъждат в академичните среди), но и трябва да поддържат нормална работа за дълго време през жизнения си цикъл. По отношение на текущото ниво на технологично развитие, индустрията има ограничени познания за приложимостта на неметалните материали в приложенията на водород. При избора на уплътнителен материал е необходимо да се вземат предвид този фактор. Ефективното запечатване също е ключов критерий за производителност на дизайна. Има разлика в температурата от почти 300 ° С между течния водород и температурата на околната среда (стайна температура), което води до температурен градиент. Всеки компонент на клапана ще претърпи различни степени на термично разширяване и свиване. Това разминаване може да доведе до опасно изтичане на критични уплътнителни повърхности. Уплътнителната стегнатост на стъблото на клапана също е в центъра на дизайна. Преходът от студ към гореща създава топлинен поток. Горещите части на зоната на кухината на капака могат да замръзнат, което може да наруши работата на ствола и да повлияе на операцията на клапана. В допълнение, изключително ниската температура от -253 ° C означава, че е необходима най -добрата изолационна технология, за да се гарантира, че клапанът може да поддържа течен водород при тази температура, като същевременно свежда до минимум загубите, причинени от кипене. Докато се прехвърля топлина в течен водород, той ще се изпари и изтича. Не само това, кондензацията на кислорода се осъществява в точката на счупване на изолацията. След като кислородът влезе в контакт с водород или други горими материали, рискът от пожар се увеличава. Следователно, като се има предвид рискът от пожар, с който клапаните могат да се сблъскат, клапаните трябва да бъдат проектирани с устойчиви на експлозия материали, както и с пожароустойчиви задвижващи механизми, инструменти и кабели, всички с най-строгите сертификати. Това гарантира, че клапанът работи правилно в случай на пожар. Повишеното налягане също е потенциален риск, който може да направи неработещите клапани. Ако течният водород е хванат в капан в кухината на тялото на клапана и топлопредаването и течният водород се появяват едновременно, това ще доведе до увеличаване на налягането. Ако има голяма разлика в налягането, възниква кавитация (кавитация)/шум. Тези явления могат да доведат до преждевременния край на експлоатационния живот на клапана и дори да претърпят огромни загуби поради дефекти на процеса. Независимо от специфичните работни условия, ако горните фактори могат да бъдат разгледани напълно и в процеса на проектиране могат да се вземат напълно обмислени, той може да гарантира безопасната и надеждна работа на клапана. Освен това има дизайнерски предизвикателства, свързани с екологичните проблеми, като изтичане на беглец. Водородът е уникален: малки молекули, безцветни, без мирис и експлозивни. Тези характеристики определят абсолютната необходимост от нулев изтичане.
В северната станция за втечняване на водородите в Северен Лас Вегас,
Инженерите на Wieland Valve предоставят технически услуги
Решения на клапаните
Независимо от специфичната функция и тип, клапаните за всички приложения на течен водород трябва да отговарят на някои общи изисквания. Тези изисквания включват: материалът на структурната част трябва да гарантира, че структурната цялост се поддържа при изключително ниски температури; Всички материали трябва да имат естествени свойства на пожарна безопасност. По същата причина уплътняващите елементи и опаковането на течни водородни клапани също трябва да отговарят на основните изисквания, споменати по -горе. Аустенитната неръждаема стомана е идеален материал за течни водородни клапани. Той има отлична сила на удара, минимална загуба на топлина и може да издържи на големи температурни градиенти. Има и други материали, които също са подходящи за условия на течен водород, но са ограничени до специфични условия на процеса. В допълнение към избора на материали, някои детайли на дизайна не трябва да се пренебрегват, като например разширяване на стъблото на клапана и използване на въздушна колона за защита на уплътняването от екстремни ниски температури. В допълнение, удължаването на стъблото на клапана може да бъде оборудвано с изолационен пръстен, за да се избегне кондензация. Проектирането на клапани съгласно специфични условия на приложение помага да се даде по -разумни решения на различни технически предизвикателства. Vellan предлага клапани на пеперуди в два различни дизайна: двойни ексцентрични и тройни ексцентрични метални седалки пеперуди. И двата дизайна имат двупосочен поток. Чрез проектиране на формата на диска и траекторията на въртене може да се постигне плътно уплътнение. В тялото на клапата няма кухина, където няма остатъчна среда. В случая на двойния ексцентричен вентил на пеперудата на Велан, той приема дизайна на дисковата ексцентрична въртене, комбиниран с отличителната система за уплътняване на Velflex, за да постигне отлична характеристика на уплътняването на клапана. Този патентован дизайн може да издържи дори на големи температурни колебания в клапана. Тройният ексцентричен диск Torqseal също има специално проектирана въртяща се траектория, която помага да се гарантира, че повърхността за запечатване на дискове докосва само седалката в момента на достигане до положението на затворения клапан и не се надраска. Следователно, затварящият въртящ момент на клапана може да задвижва диска за постигане на съвместими места за сядане и да доведе до достатъчен ефект на клин в затворената позиция на клапана, като същевременно прави диска равномерно контакт с цялата обиколка на повърхността за уплътняване на седалката. Спазването на седалката на клапана позволява на тялото на клапана и диска да имат „самонастройваща се“ функция, като по този начин се избягва изземването на диска по време на температурните колебания. Подсиленият вал на клапана от неръждаема стомана е способен на високи работни цикли и работи гладко при много ниски температури. Двойният ексцентричен дизайн на Velflex позволява на клапана бързо и лесно да се обслужва онлайн. Благодарение на страничния корпус, седалката и дискът могат да бъдат инспектирани или обслужвани директно, без да е необходимо да се разглобява задвижването или специалните инструменти.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltdподдържат висококачествени технологични устойчиви седнали клапани, включително устойчиви седналиКлапан на пеперуда на вафла, Вентила за пеперуди, Двоен фланец концентрична пеперуда клапан, Двоен фланец ексцентричен клапан за пеперуди,Y-стремене, Балансиращ клапан,Двойна проверка на плаката за вафли, и т.н.
Време за публикация: август-11-2023
