Van cầu trong ứng dụng amoniac

Amoniac là nguyên liệu thô quan trọng để sản xuất axit nitric, muối amoni và amin. Amoniac là chất khí ở nhiệt độ phòng và có thể hóa lỏng dưới áp suất. Hầu hết các kim loại như Thép không gỉ, Nhôm, Chì, Magiê, Titan, v.v. đều có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với khí amoniac, amoniac lỏng và nước amoniac. Gang và thép cacbon cũng có khả năng chống ăn mòn tốt đối với khí amoniac hoặc amoniac lỏng, tốc độ ăn mòn thường nhỏ hơn 0,1mm/năm, do đó, xét về mặt chi phí, thiết bị sản xuất và lưu trữ amoniac thường được làm bằng thép.

Van một chiều, van cầu, van bi và các loại van khác có thể được sử dụng trong hệ thống đường ống amoniac và amoniac lỏng. Các van này đưa áp suất khí xuống mức an toàn và chuyển nó qua các van khác đến hệ thống dịch vụ. Trong số đó, được sử dụng phổ biến nhất là van cầu. Van cầu amoniac là một loại van bịt kín bằng lực, tức là khi đóng van thì phải tác dụng áp lực lên đĩa sao cho bề mặt bịt kín không bị rò rỉ.

Khi môi trường đi vào van từ bên dưới đĩa, cần phải thắng lực ma sát của thân và vòng đệm cũng như áp suất từ môi trường. Lực đóng van lớn hơn lực mở van nên đường kính thân van phải lớn hoặc thân uốn cong. Dòng chảy của van cầu khí amoniac tự hàn nói chung là từ trên xuống dưới, nghĩa là môi trường từ đỉnh đĩa đi vào khoang van, sau đó dưới áp suất của môi trường, lực đóng van nhỏ và độ mở van lớn thì đường kính thân cây có thể giảm đi tương ứng. Khi van cầu mở, khi chiều cao mở của đĩa là 25% ~ 30% của đường kính danh nghĩa, lưu lượng đã đạt cực đại, cho thấy van đã đạt đến vị trí mở hoàn toàn. Vì vậy, vị trí mở hoàn toàn của van cầu phải được xác định bằng hành trình của đĩa. Vậy đặc điểm của van cầu ứng dụng trong amoniac là gì?

  • Đồng phản ứng với khí amoniac và nước amoniac để tạo thành các phức chất hòa tan và tạo ra vết nứt ăn mòn do ứng suất nguy hiểm. Trong môi trường amoniac, ngay cả một lượng nhỏ amoniac cũng có thể gây ra sự ăn mòn do ứng suất trong khí quyển. Van làm bằng đồng và hợp kim đồng thường không thích hợp cho các ứng dụng amoniac.
  • Van cầu amoniac có thiết kế hình nón thân tăng so với van cầu thông thường. Bề mặt bịt kín của nó chủ yếu là hợp kim Babbitt và thân van được làm bằng thép không gỉ CF8 hoặc WCB bằng thép carbon chất lượng cao để sử dụng theo yêu cầu tối đa, có thể chống ăn mòn amoniac, chịu nhiệt độ thấp đến -40oC.
  • Thiết kế mặt lưỡi và rãnh của kết nối mặt bích đảm bảo hiệu suất bịt kín đáng tin cậy ngay cả khi áp suất đường ống dao động.
  • Vật liệu bịt kín bằng hợp kim PTFE (PTFE) hoặc Babbitt nhiều lớp và lớp đệm mềm tổng hợp làm bằng PTFE + butanol + lò xo) đảm bảo rằng hộp đóng van không bị rò rỉ trong suốt thời gian sử dụng.
  • Các miếng đệm trơn bằng PTFE, các miếng đệm bằng thép không gỉ + than chì, các miếng đệm bằng thép không gỉ + PTFE cũng được khuyên dùng cho van amoniac.

 

Tay quay của van cầu amoniac thường được sơn màu vàng để phân biệt với các loại van dùng cho các ứng dụng khác. Ngoài ra, van một chiều dọc và van một chiều nâng cũng có sẵn cho các ứng dụng amoniac. Đĩa của chúng tăng giảm tùy thuộc vào chênh lệch áp suất của chất lỏng và trọng lượng của chính chúng, tự động dừng môi trường chống lại dòng điện và bảo vệ thiết bị thượng nguồn, phù hợp với hầu hết các bể chứa amoniac trên đường ống nằm ngang.

 

Van chặn khẩn cấp (EBV) cho nhà máy lọc dầu

Van chặn khẩn cấp còn được gọi là van tắt khẩn cấp (ESDV) hoặc van cách ly khẩn cấp (EIV). API RP 553, thông số kỹ thuật của Van lọc và phụ kiện cho hệ thống thiết bị điều khiển và an toàn, van chặn khẩn cấp được xác định như sau: “Van chặn khẩn cấp được thiết kế để kiểm soát sự cố nguy hiểm. Đây là các van để cách ly khẩn cấp và được thiết kế để ngăn chặn việc giải phóng không kiểm soát các vật liệu dễ cháy hoặc độc hại. Bất kỳ van nào trong khu vực chữa cháy xử lý chất lỏng dễ cháy đều phải đảm bảo an toàn về cháy.

Nói chung, một van bi bọc kim loại, van cổng, van bướm có thể được sử dụng làm EBV để cắt hoặc cách ly. Nó thường được lắp đặt giữa nguồn áp suất đầu vào và bộ điều chỉnh. Khi áp suất của hệ thống được bảo vệ đạt đến giá trị quy định, van sẽ nhanh chóng được đóng, cắt hoặc cách ly để tránh xảy ra cháy nổ, rò rỉ và các tai nạn khác. Nó phù hợp cho khí đốt, khí tự nhiên và khí dầu mỏ hóa lỏng và các kho lưu trữ, vận chuyển khí dễ cháy khác, v.v.

Van chặn khẩn cấp được lắp đặt trên đường ống vào và ra của bể hình cầu hydrocarbon hóa lỏng. API 2510 “thiết kế và xây dựng các cơ sở khí hóa lỏng (LPG)” quy định rằng van chặn trên đường ống hydrocarbon hóa lỏng phải càng gần thân bể càng tốt, tốt nhất là gần mặt bích ống thoát của thành bể để dễ vận hành và bảo trì . Khi một bể chứa hydrocarbon hóa lỏng 38 m³ (10.000 gals) bốc cháy trong 15 phút, tất cả các van chặn nằm trong đường ống dưới mức chất lỏng cao nhất của bể phải có thể đóng tự động hoặc vận hành từ xa. Hệ thống điều khiển van chặn phải an toàn về cháy và vận hành bằng tay. API RP2001 “phòng chống cháy nhà máy lọc dầu” yêu cầu rõ ràng rằng “van chặn khẩn cấp phải được lắp đặt ở các vòi phun dưới mức chất lỏng của các thùng chứa chứa một lượng lớn chất lỏng dễ cháy.

API RP553 quy định các nguyên tắc cơ bản của việc thiết lập van chặn khẩn cấp cho máy nén, máy bơm, lò sưởi, thùng chứa, v.v. Nó liên quan chặt chẽ đến kích thước thể tích thiết bị, môi trường, nhiệt độ cũng như công suất và công suất bơm. Theo yêu cầu và trường hợp thiết kế, van ngắt khẩn cấp EBV phải được lắp đặt trên đường thoát (hoặc vào) liền kề với thiết bị có nguy cơ cháy cao và được cách ly hoàn toàn để ngăn chặn việc thoát ra các vật liệu dễ cháy hoặc độc hại. Van chặn khẩn cấp thường được yêu cầu cho các thiết bị chữa cháy cao và khu vực cháy.

 

Thiết bị chữa cháy cao bao gồm:

Một container lớn hơn 7,571m (2.000 gallon);

bể chứa LPG lớn hơn 15,5 m (4 000 gallon);

Một thùng chứa hoặc bộ trao đổi nhiệt có nhiệt độ bên trong của chất lỏng dễ cháy vượt quá 315oC hoặc có nhiệt độ vượt quá quá trình đốt cháy tự phát;

Năng suất vận chuyển chất lỏng dễ cháy như hydrocarbon vượt quá 45 m/h;

Công suất máy nén khí cháy lớn hơn 150 kW;

Lò sưởi trong đó chất lỏng dễ cháy được nung nóng qua ống lò;

Áp suất bên trong lớn hơn 3,45mpa và chế độ là lò phản ứng hydrocarbon tỏa nhiệt.

Khu lửa:

Khu vực cách thiết bị có nguy cơ cháy cao trong phạm vi 9 m theo chiều ngang hoặc 12 m theo chiều dọc;

Diện tích trong phạm vi 9 m tính từ thùng hình cầu chứa chất dễ cháy, v.v.

Mặt bích tự siết áp suất cao (Mặt bích Grayloc) là gì?

Mặt bích tự siết áp suất cao là đầu nối được kẹp cho áp suất cao (1500CL-4500CL), nhiệt độ cao, quá trình ăn mòn cao. Nó được bịt kín bởi tính đàn hồi của vòng kim loại có thể tái sử dụng. Nó nhẹ hơn mặt bích phổ thông nhưng có tác dụng bịt kín tốt hơn, tiết kiệm trọng lượng và không gian, thời gian và chi phí bảo trì. Nó được sử dụng rộng rãi trong hóa dầu, khai thác dầu khí, sản xuất khí công nghiệp, lọc dầu, chế biến thực phẩm, công nghiệp hóa chất, kỹ thuật môi trường, khoáng sản và năng lượng hạt nhân, hàng không vũ trụ, đóng tàu, xử lý nhiên liệu tổng hợp, oxy hóa và hóa lỏng than và các lĩnh vực khác. Đầu nối GRAYLOC được công nhận là tiêu chuẩn sản xuất cho các kết nối tàu và đường ống dịch vụ quan trọng.

Mặt bích tự siết áp suất cao bao gồm kẹp phân đoạn, trục hàn đối đầu, vòng đệm và bu lông. So với mặt bích bịt kín mềm thông thường, nghĩa là biến dạng dẻo của miếng đệm để đạt được con dấu, mặt bích tự siết chặt áp suất cao phụ thuộc vào biến dạng đàn hồi của vòng đệm (T-Arm) để bịt kín, nghĩa là, con dấu kim loại với kim loại. Sự kết hợp giữa mối nối, kẹp và vòng đệm làm cho độ bền của mối nối lớn hơn nhiều so với độ bền của vật liệu làm từ ống. Khi nhấn một lần, phần tử bịt kín được bịt kín không chỉ bởi lực tác động bởi kết nối bên ngoài mà còn bởi áp suất của chính môi trường. Áp suất trung bình càng cao thì lực nén tác dụng lên bộ phận bịt kín càng lớn.

Vòng đệm kim loại: Vòng đệm là bộ phận cốt lõi của mặt bích tự siết áp suất cao và mặt cắt ngang của nó gần giống hình chữ “T”. Vòng đệm được kẹp bởi mặt cuối của hai bộ trục để tạo thành một tổng thể với ống đế, giúp cải thiện đáng kể độ bền của các bộ phận kết nối. Hai cánh tay của phần hình chữ “T”, đó là môi bịt kín, tạo ra một bề mặt hình nón bên trong của khu vực bịt kín với ổ cắm, mở rộng tự do để tạo thành lớp bịt kín dưới tác dụng của ngoại lực (trong giới hạn chảy).

Hub: Sau khi hai khớp trục được kẹp, lực tác dụng lên vòng đệm và môi bịt kín lệch khỏi bề mặt bịt kín bên trong của trục. Độ đàn hồi lệch như vậy sẽ đưa tải trọng của bề mặt bịt kín bên trong trục quay trở lại mép của vòng đệm, tạo thành một vòng đệm đàn hồi tự tăng cường.

Kẹp: Kẹp có thể được điều chỉnh tự do theo hướng 360° để lắp đặt dễ dàng.

Đai ốc/bu lông mặt cầu: Nói chung, mỗi bộ mặt bích tự siết áp suất cao chỉ cần bốn bộ bu lông hình cầu áp suất cao để đạt được cường độ tổng thể.

 

Tính năng của mặt bích tự siết áp suất cao

  • Độ bền kéo tốt: Trong hầu hết các trường hợp, mặt bích tự siết áp suất cao trong mối nối có thể chịu được tải trọng kéo tốt hơn bản thân đường ống. Thử nghiệm phá hủy chứng minh rằng mặt bích vẫn còn nguyên vẹn và không bị rò rỉ sau khi đường ống bị hỏng dưới tải trọng kéo.
  • Khả năng chống ăn mòn tốt: Các vật liệu mặt bích khác nhau có thể đáp ứng các yêu cầu chống ăn mòn đặc biệt của các môi trường khác nhau.
  • Khả năng chống uốn tốt: Một số lượng lớn các thử nghiệm cho thấy mặt bích này sẽ không bị rò rỉ hoặc lỏng lẻo khi chịu tải trọng uốn lớn. Thử nghiệm thực tế cho thấy mặt bích tự siết áp suất cao DN15 đã trải qua nhiều lần uốn nguội trong đường ống, các khớp nối không bị rò rỉ cũng như không bị lỏng.
  • Khả năng chịu nén tốt: Mặt bích tự siết áp suất cao sẽ không chịu được lực nén quá tải trong đường ống thông thường; Tải trọng tối đa của mặt bích khi tải nén cao hơn được xác định bởi độ bền cuối cùng của đường ống.
  • Khả năng chống va đập tốt: Kích thước nhỏ, kết cấu nhỏ gọn, có thể chịu được tác động mà mặt bích cao áp truyền thống không thể chịu được; Con dấu kim loại với kim loại tăng cường đáng kể khả năng chống va đập của nó.

Để biết thêm thông tin, đừng ngần ngại liên hệ với Perfect-valve ngay bây giờ!

Tốc độ dòng chảy của môi trường chung qua van

Lưu lượng và tốc độ dòng chảy của van chủ yếu phụ thuộc vào kích thước van, cấu trúc, áp suất, nhiệt độ và nồng độ trung bình, điện trở và các yếu tố khác. Lưu lượng và tốc độ dòng chảy phụ thuộc lẫn nhau, trong điều kiện giá trị dòng chảy không đổi khi tốc độ dòng chảy tăng, diện tích cổng van nhỏ và điện trở của môi trường lớn, dẫn đến van dễ bị hỏng. Tốc độ dòng chảy lớn sẽ tạo ra tĩnh điện cho các chất dễ cháy nổ; Tuy nhiên, tốc độ dòng chảy thấp có nghĩa là hiệu quả sản xuất thấp. Nên chọn tốc độ dòng chảy thấp (0,1-2 m/s) tùy theo nồng độ đối với môi trường lớn và dễ nổ như dầu.

Mục đích của việc kiểm soát tốc độ dòng chảy trong van r chủ yếu là để ngăn chặn sự phát sinh tĩnh điện, điều này phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất tới hạn, mật độ, tính chất vật lý của môi trường. Nói chung, biết lưu lượng và tốc độ dòng chảy của van, bạn có thể tính được kích thước danh nghĩa của van. Kích thước van có cùng cấu trúc, sức cản của chất lỏng không giống nhau. Trong cùng điều kiện, hệ số cản của van càng lớn thì tốc độ dòng chảy qua van càng nhiều và tốc độ dòng chảy càng thấp; Hệ số cản càng nhỏ thì tốc độ dòng chảy qua van càng ít. Dưới đây là tốc độ dòng chảy của một số phương tiện thông thường qua van để bạn tham khảo.

Trung bình Kiểu Điều kiện Vận tốc dòng chảy, m/s
Hơi nước hơi bão hòa DN > 200 30~40
DN=200~100 25~35
DN < 100 15~30
Hơi nước quá nóng DN > 200 40~60
DN=200~100 30~50
DN < 100 20~40
Hơi nước áp suất thấp P<1.0(Áp suất tuyệt đối) 15~20
Hơi áp suất trung bình P=1,0~4,0 20~40
Hơi nước áp suất cao P=4,0~12,0 40~60
Khí ga Khí nén (Áp suất đo) Máy hút bụi 5~10
P 0,3 8~12
Ρ=0,3~0,6 10~20
Ρ=0,6~1,0 10~15
Ρ=1.0~2.0 8~12
Ρ=2.0~3.0 3~6
Ρ=3.0~30.0 0,5~3
Oxy(Áp suất đo) Ρ=0~0.05 5~10
Ρ=0,05~0,6 7~8
Ρ=0,6~1,0 4~6
Ρ=1.0~2.0 4~5
Ρ=2.0~3.0 3~4
Khí than   2,5~15
Khí Mond(Áp suất đo) Ρ=0,1~0,15 10~15
Khí tự nhiên   30
Khí nitơ (Áp suất tuyệt đối) Chân không/Ρ=5~10 15~25
Khí amoniac (Áp suất đo) Ρ<0,3 8~15
Ρ<0,6 10~20
Ρ2 3~8
Phương tiện khác Khí axetylen P<0,01 3~4
P<0,15 4~8
P<2.5 5
clorua Khí ga 10~25
Chất lỏng 1.6
 Clo hydrua Khí ga 20
Chất lỏng 1.5
amoniac lỏng (Áp suất đo) Máy hút bụi 0,05~0,3
Ρ 0,6 0,3~0,8
Ρ 2.0 0,8 ~ 1,5
Natri hydroxit (Nồng độ) 0~30% 2
30%~50% 1.5
50%~73% 1.2
Axit sunfuric 88%~100% 1.2
axit hydrochloric / 1.5
 

Nước

Nước có độ nhớt thấp (Áp suất đo) Ρ=0.1~0.3 0,5~2
Ρ 1.0 0,5~3
Ρ 8.0 2~3
Ρ20~30 2~3.5
Mạng lưới sưởi ấm nước tuần hoàn 0,3~1
Nước ngưng tụ Tự chảy 0,2 ~ 0,5
Nước biển, nước có tính kiềm nhẹ Ρ<0,6 1,5 ~ 2,5

 

Hệ số cản dòng chảy và tổn thất áp suất cho van

Sức cản của van và tổn thất áp suất là khác nhau nhưng chúng có mối liên hệ rất chặt chẽ với nhau, để hiểu được mối quan hệ của chúng, trước tiên bạn phải hiểu hệ số cản và hệ số tổn thất áp suất. Hệ số cản dòng chảy phụ thuộc vào cấu trúc dòng chảy khác nhau, độ mở van và tốc độ dòng chảy trung bình, là một giá trị thay đổi. Nói chung, cấu trúc cố định của van ở một mức độ mở nhất định là hệ số lưu lượng cố định, bạn có thể tính toán áp suất đầu vào và đầu ra của van theo hệ số lưu lượng, đây là tổn thất áp suất.

Hệ số lưu lượng (hệ số xả) là chỉ số quan trọng để đo lưu lượng của van. Nó biểu thị tốc độ dòng chảy khi chất lỏng bị mất trên một đơn vị áp suất qua van. Giá trị càng cao thì tổn thất áp suất khi chất lỏng chảy qua van càng nhỏ. Hầu hết các nhà sản xuất van bao gồm các giá trị hệ số dòng chảy của van thuộc các loại áp suất, loại và kích cỡ danh nghĩa khác nhau trong thông số kỹ thuật sản phẩm của họ để thiết kế và sử dụng. Giá trị của hệ số dòng chảy thay đổi theo kích thước, hình dạng và cấu trúc của van. Ngoài ra, hệ số lưu lượng của van còn bị ảnh hưởng bởi độ mở van. Theo các đơn vị khác nhau, hệ số dòng chảy có nhiều mã và giá trị định lượng khác nhau, trong đó phổ biến nhất là:

 

  • Hệ số dòng chảy Cv: Tốc độ dòng chảy ở mức giảm áp suất 1psi khi nước chảy qua van ở nhiệt độ 15,6°c (60°f).
  • Hệ số dòng chảy Kv: Tốc độ dòng thể tích khi nước chảy trong khoảng từ 5oC đến 40oC tạo ra độ giảm áp suất 1bar qua van.

Cv=1.167Kv

Giá trị Cv của mỗi van được xác định bởi mặt cắt ngang của dòng chất rắn.

Hệ số điện trở của van đề cập đến tổn thất điện trở của chất lỏng qua van, được biểu thị bằng độ giảm áp suất (Áp suất chênh lệch △P) trước và sau van. Hệ số cản của van phụ thuộc vào kích thước của van, kết cấu và hình dạng của khoang, phụ thuộc nhiều hơn vào kết cấu đĩa, mặt ngồi. Mỗi phần tử trong buồng thân van có thể được coi là một hệ thống các bộ phận (chất lỏng quay, giãn nở, co lại, hồi lưu, v.v.) tạo ra lực cản. Như vậy tổn thất áp suất trong van xấp xỉ bằng tổng tổn thất áp suất của các bộ phận trong van. Nói chung, các trường hợp sau đây có thể làm tăng hệ số cản của van.

  • Cổng van được mở rộng đột ngột. Khi cổng được mở rộng đột ngột, vận tốc của phần chất lỏng bị tiêu hao trong việc hình thành dòng điện xoáy, khuấy động và làm nóng chất lỏng, v.v.;
  • Sự mở rộng dần dần của cổng van: Khi Góc giãn nở nhỏ hơn 40 °, hệ số cản của ống tròn giãn nở dần nhỏ hơn hệ số giãn nở đột ngột, nhưng khi Góc giãn nở lớn hơn 50 °, hệ số cản tăng 15% ~ 20% so với sự giãn nở đột ngột.
  • Cổng van đột nhiên bị thu hẹp.
  • Cổng van trơn tru và xoay đều hoặc quay góc.
  • Kết nối côn đối xứng của cổng van.

 

Nhìn chung, van bi toàn lỗ và van cổng có khả năng cản chất lỏng ít nhất do không quay và giảm thiểu, gần giống như hệ thống đường ống, là loại van mang lại khả năng dòng chảy tuyệt vời nhất.

 

Van điều chỉnh tự động VS Van giảm áp

Cả van xả và bộ điều chỉnh tự vận hành đều được điều chỉnh bởi áp suất của chính môi trường. Các van cứu trợ được điều khiển bởi lò xo và vùng áp suất của lõi van tương ứng với áp suất tương đối ổn định, trên cơ sở lắp đặt ống áp suất thí điểm trong xi lanh đầu van có thể điều chỉnh chính xác áp suất trước và sau van, nghĩa là bộ điều chỉnh tự vận hành. Có sự khác biệt nào giữa bộ điều chỉnh tự kích hoạt và van xả không?

  1. Mục đích khác nhau. Bộ điều chỉnh tự vận hành nhằm mục đích điều chỉnh trong khi van xả chỉ dùng để giảm áp suất. Bộ điều chỉnh tự vận hành chủ yếu là để duy trì sự ổn định của áp suất và van giảm áp chủ yếu là giảm áp suất xuống giá trị an toàn;
  2. Van giảm áp có thể được điều chỉnh bằng tay. Nếu áp suất trước van thay đổi nhiều thì cần phải điều chỉnh thường xuyên. Van điều khiển tự vận hành tự động theo giá trị khách quan đã đặt, áp suất sau khi điều chỉnh có thể không đổi; Nếu áp suất trước và sau van thay đổi cùng lúc thì van giảm áp không thể tự động điều chỉnh theo áp suất cố định, trong khi bộ điều chỉnh tự vận hành có thể tự động duy trì áp suất ngược hoặc áp suất trước khi van ổn định;
  3. Van điều chỉnh tự vận hành không chỉ có thể điều chỉnh áp suất trước và sau van mà còn điều khiển chênh lệch áp suất, nhiệt độ, mức chất lỏng, tốc độ dòng chảy, v.v. Van giảm áp chỉ có thể giảm áp suất sau van, chức năng duy nhất;
  4. Độ chính xác điều chỉnh của van giảm áp cao hơn, thường là 0,5 và bộ điều chỉnh tự vận hành thường là 8-10%;
  5. Ứng dụng khác nhau. Bộ điều chỉnh tự vận hành được sử dụng rộng rãi trong ngành dầu khí, hóa chất và các ngành công nghiệp khác. Van giảm áp chủ yếu được sử dụng trong hệ thống cấp nước, chữa cháy, sưởi ấm và điều hòa không khí trung tâm.

Nói chung, bộ điều chỉnh tự vận hành chủ yếu được sử dụng trong đường ống bên dưới DN80 và van điều chỉnh khí nén lớn hơn đối với đường kính ống. Van giảm áp cần được trang bị một bộ van cố định vì dễ bị rò rỉ, nghĩa là van cầu và van kết nối được lắp đặt để bảo trì và gỡ lỗi ở cả hai đầu của van điều khiển, còn van giảm áp và đồng hồ đo áp suất phải được đặt sau khi giảm áp suất.