低溫閥門在LNG領域應用

1、低溫閥門在低溫閥門在LNG領域的應用領域的應用1、LNG產(chǎn)業(yè)鏈概況2、LNG領域應用低溫閥門種類天然氣液化工廠LNG接收站3、LNG領域閥門常用標準4、LNG領域低溫閥門選型要求5、特殊閥門選型要求2低溫閥門在LNG領域應用uLNG簡介LNG是氣田開采出來的天然氣，經(jīng)過脫酸氣，脫水和重烴，然后壓縮、膨脹、液化而成LNG為-160 超低溫液體液化后的LNG，其體積只有液化前的1/6003低溫閥門在LNG領域應用uLNG是一種高效清潔能源利用效率高：天然氣發(fā)電熱能利用效率可達55%，高于原油和煤安全能源：自燃溫度高，不會引起CO中毒，比空氣輕，泄漏易于擴散價格穩(wěn)定：受油價波動影響較小，與輕柴油、液

2、化石油氣相比，價格便宜了20%-30%使用方便：液化天然氣點火方便，火焰穩(wěn)定，易于控制，而且氣化后通過管道供氣，和燃料油，罐裝液化石油氣相比，無需儲藏、搬運4低溫閥門在LNG領域應用uLNG產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展布局5低溫閥門在LNG領域應用1、LNG產(chǎn)業(yè)鏈概況2、LNG領域應用閥門種類天然氣液化工廠LNG接收站3、LNG領域閥門常用標準4、LNG領域低溫閥門選型要求5、特殊閥門選型要求6低溫閥門在LNG領域應用u按使用用途分類截斷閥：閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、蝶閥、球閥調(diào)節(jié)閥呼吸閥u按工作溫度分類：常溫閥門低溫閥門低溫閥門超低溫閥門超低溫閥門7低溫閥門在LNG領域應用1、LNG產(chǎn)業(yè)鏈概況2、LNG領

3、域應用低溫閥門種類天然氣液化工廠LNG接收站3、LNG領域閥門常用標準4、LNG領域低溫閥門選型要求5、特殊閥門選型要求8低溫閥門在LNG領域應用u國內(nèi)天然氣液化工廠規(guī)模國內(nèi)天然氣液化工廠以小型為主截止2010年，我國已經(jīng)運營的小型LNG裝置有30多座在建和擬建的LNG液化項目還有30座左右，近一兩年將陸續(xù)投入運行，而且單座容量都有增大的趨勢9低溫閥門在LNG領域應用10低溫閥門在LNG領域應用u工況條件主要低溫介質(zhì)：天然氣、LNG、混合制冷劑（混合烴）、重烴、乙烯等介質(zhì)溫度范圍：-165 -39 介質(zhì)最高壓力：4.2MPaGu常用的低溫閥門種類調(diào)節(jié)閥（單座直通閥、多級降壓調(diào)節(jié)閥）、球閥、截止

4、閥、止回閥、呼吸閥等11低溫閥門在LNG領域應用用途用途名稱名稱尺寸尺寸壓力等級范圍壓力等級范圍操作方式操作方式調(diào)節(jié)閥單座直通閥DN25 DN150CL300/CL600手動/自動多級降壓閥DN50 DN100截斷閥球閥DN40DN250CL150/CL300自動、手動截止閥DN25 DN150CL300/CL600手動止回閥DN25 DN150手動呼吸閥安全閥DN20DN100CL150/CL300/CL600真空閥DN100CL15012低溫閥門在LNG領域應用1、LNG產(chǎn)業(yè)鏈概況2、LNG領域應用低溫閥門種類天然氣液化工廠LNG接收站3、LNG領域閥門常用標準4、LNG領域低溫閥門選型要

5、求5、特殊閥門選型要求13低溫閥門在LNG領域應用14低溫閥門在LNG領域應用u中海油目前建成投產(chǎn)的接收站及接收能力廣東大鵬：680萬噸/年福建LNG：一期260萬噸/年，二期500萬噸/年上海LNG：300萬噸/年u“十二五” 期間建成或計劃建設9-12個大型接收站（寧波、珠海等），3-4個浮式接收站，4-5個小型接收站（中小儲備站）LNG年接收能力將超過6000萬噸/年15低溫閥門在LNG領域應用u工況條件主要低溫介質(zhì)：天然氣、LNG介質(zhì)溫度范圍：-165 -130 介質(zhì)最高壓力：10 MPaGuLNG接收站常用低溫閥門種類調(diào)節(jié)閥（單座直通閥）、球閥、截止閥、止回閥、呼吸閥等16低溫閥門在

6、LNG領域應用用途用途名稱名稱尺寸尺寸壓力等級范圍壓力等級范圍操作操作方式方式調(diào)節(jié)閥單座直通閥DN25 DN150CL150CL900自動蝶閥DN250DN800CL150自動截斷閥蝶閥DN15DN1050CL150/CL800/CL1500手動球閥DN15DN650CL150/CL800/CL1500手動截止閥DN15DN150CL150/CL800/CL1500手動止回閥DN15DN600CL150/CL800/CL1500呼吸閥安全閥DN25DN300CL150/CL900真空閥DN300CL150熱釋放閥入口DN25出口DN50CL15017低溫閥門在LNG領域應用1、LNG產(chǎn)業(yè)鏈概況

7、2、LNG領域應用低溫閥門種類天然氣液化工廠LNG接收站3、LNG領域閥門常用標準4、LNG領域低溫閥門選型要求5、特殊閥門選型要求18低溫閥門在LNG領域應用uLNG領域閥門常用標準領域閥門常用標準美國石油學會 （API）美國機械工程師學會（ASME） 美國閥門與管件工業(yè)制造商標準化學會（MSS） 英國國家標準（BS）19低溫閥門在LNG領域應用u美國石油學會 （API） API 594 法蘭、凸耳式、對夾式以及對焊式止回閥 API 598 閥門檢驗及試驗 API 600法蘭和對焊連接鋼制閘閥 API 602緊湊型鋼制閘閥 API 607 軟閥座閥門防火試驗API 608 法蘭端、螺紋端和焊

8、接端金屬球閥 API 609 雙法蘭式、凸耳式和對夾式蝶閥 API 6D 管線閥門API6FA 閥門耐火試驗規(guī)范20低溫閥門在LNG領域應用u美國機械工程師學會（美國機械工程師學會（ASME） ASME B16.5 管法蘭與法蘭管件ASME B16.10 閥門面至面和端面至端面尺寸ASME B16.11承插焊和螺紋鍛造管件ASME B16.25 對焊端 ASME B16.34法蘭、螺紋及對焊連接閥門ASME 16.47大直徑管鋼制法蘭ASME B31.1 動力管道 ASME B31.3 工藝管道ASME B31.5 制冷管道和傳熱部件 21低溫閥門在LNG領域應用u美國閥門與管件工業(yè)制造商標準

9、化學會（美國閥門與管件工業(yè)制造商標準化學會（MSS） MSS SP-67蝶閥MSS SP-80 青銅閘閥、截止閥、角閥和止回閥MSS SP-134 低溫閥門及其閥體、閥蓋加長體的要求u英國國家標準（英國國家標準（BS）BS 1868 石油化工法蘭和對焊鋼制止回閥BS 1873 石油化工法蘭和對焊鋼制截止閥和截止止回閥BS 6364 低溫閥門BS 6755 閥門試驗 22低溫閥門在LNG領域應用1、LNG產(chǎn)業(yè)鏈概況2、LNG領域應用低溫閥門種類天然氣液化工廠LNG接收站3、LNG領域閥門常用標準4、LNG領域低溫閥門選型要求5、特殊閥門選型要求23低溫閥門在LNG領域應用uLNG低溫閥門常用結(jié)構(gòu)

10、型式u應用閥門主要供應商uLNG低溫閥門通用選型要求u密封性能要求u材料設計要求u材料檢驗要求u生產(chǎn)檢驗及測試24低溫閥門在LNG領域應用用途用途閥門種類閥門種類結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型標準標準調(diào)節(jié)閥單座直通閥柱塞型單座直通閥（閥芯可選導向型、抗氣蝕、降噪型）FCI 70-2、ISA 75-1、BS6364等多級降壓調(diào)節(jié)閥多級鉆孔套筒閥、多級迷宮套筒閥蝶閥API 609、BS6364截斷閥蝶閥高性能三偏心彈性密封蝶閥球閥整體式閥體設計，上裝式樞軸固定（3”以上）或浮動球閥API 6D、BS6364、截止閥錐型閥芯，明桿支架（OS&Y）BS 1873、API 600、BS6364止回閥升降式和旋起式BS

11、 1868、API 600、BS6364呼吸閥安全閥普通彈簧閥、先導式安全閥API 520/521、API 526、API2000、ASME VIII真空閥重錘式安全閥熱釋放閥普通彈簧閥25低溫閥門在LNG領域應用u調(diào)節(jié)閥：Fisher、Flowserve、Samson、Masoneilanu蝶閥：Orton、Tycou球閥：Poyam、Perar、Tycou截止閥： Poyam 、Mascot、ADAMS、Tyco等u止回閥： Poyamu安全閥： TAI MILANO、Tyco、Faris 26低溫閥門在LNG領域應用u長頸型閥蓋設計u閥蓋通常采用螺栓連接u閥內(nèi)件配置應易于拆卸，尤其是閥座

12、易于更換，內(nèi)件和密封能夠快速從閥頂部拆卸，可在線維修u對焊閥門和用于低溫的閥門應便于整體組裝u上閥蓋和閥體不應有焊接或螺紋連接的部件u關閉時需要的回轉(zhuǎn)力超過245N時需提供齒輪驅(qū)動裝置27低溫閥門在LNG領域應用u采用防火設計，廠家具有API 607測試認證u采用防超壓結(jié)構(gòu)設計，球閥、截止閥需設置泄壓孔，避免中腔壓力在溫度變化時升高u采用防吹出閥桿設計（anti-blow out）uLNG介質(zhì)具有易燃易爆性，需采取防靜電設計，考慮設置導通裝置，對于金屬密封閥門，閥桿閥體、關閉件與閥體之間電阻值滿足規(guī)范要求28低溫閥門在LNG領域應用uLNG用超低溫閥門介質(zhì)分子量小，粘度低，浸透性強，容易泄漏，

13、具有易燃易爆的特性內(nèi)漏要求：希望通過閥板泄漏（即內(nèi)漏）越少越好，甚至閥門介質(zhì)的泄漏要求為零外漏要求：指閥桿填料和閥蓋墊片處的介質(zhì)外泄漏，直接泄入大氣，會直接引起事故或造成人身傷害，對于這種情況，有時需采用波紋管密封閥泄漏等級一般要求:調(diào)節(jié)閥要求ANSI IV，關斷閥要求ANSI VI評判標準：API598、BS6364、 ANSI B16.104、 ZBJ16006， JB/T 9092- 99等29低溫閥門在LNG領域應用u材料質(zhì)量是衡量閥門強度可靠性和使用壽命的一個重要指標30低溫閥門在LNG領域應用u材料設計要求承壓零部件（閥體、閥蓋、閥瓣）材料選擇奧氏體不銹鋼具體牌號閥體： A351

14、Gr.CF3M、 A182 Gr.F316L、 A182 Gr.F304L閥瓣： A351 Gr.CF8M 、 A182 Gr.F316 、A182 Gr.F30431低溫閥門在LNG領域應用u材料設計要求密封面材料選擇一般采用硬密封，球閥、蝶閥采用彈性軟密封對不銹鋼閥，一般閥內(nèi)件與閥體材料相同。CL300以下的閥門，在閥座上堆焊STL合金，或閥板、閥座上均堆焊 STL合金；CL600以上閥門，閥板和閥座上均堆焊STL合金軟密封采用聚三氟氯乙烯PTFCE、聚氯代三氟乙烯（ PCTFE ）+唇式密封具體確定應根據(jù)工藝介質(zhì)條件來確定，API及BS標準都規(guī)定了內(nèi)件號(Trim No.),可以按照相應

15、的標準執(zhí)行32低溫閥門在LNG領域應用u材料設計要求填料選擇填料是閥桿滑動密封的填充材料一般采用柔性石墨、聚四氟乙烯u材料設計要求墊片材料選擇用于中法蘭密封和法蘭連接式閥門的外部連接保證彈性及足夠強度，根據(jù)不同介質(zhì)、壓力等因素選取閥門等級墊片材料CL150,BB石棉平墊、纏繞式墊片CL300,BB石棉纏繞式，石墨纏繞式墊片（石墨與不銹鋼繞制）600,BB環(huán)形金屬墊片（RTJ-316）、石墨纏繞式墊片33低溫閥門在LNG領域應用u材料設計要求緊固件材料選擇一般采用奧氏體不銹鋼，要求回彈性能好，線膨脹系數(shù)小，需進行硬化，防止咬死參考標準：ASTM A320/ASTM A 194( 螺栓Gr. B8

16、M 2、螺母Gr. 8M）34低溫閥門在LNG領域應用u射線或超聲波無損探傷試驗u表面著色無損探傷試驗u焊接結(jié)構(gòu)處要進行無損探傷u鑄件要進行低溫韌性沖擊試驗u各零部件在加工過程中必須進行低溫深冷處理，使材料相變充分我國材料標準通常情況下要求比較低，國內(nèi)產(chǎn)品應要求做好相關試驗檢測項目35低溫閥門在LNG領域應用u主要試驗項目 外殼測試：所有壓力部件均應在1.5倍于ASME B16.34規(guī)定的壓力下測試，測試持續(xù)時間應符合API 598，并不小于60秒 高壓關閉和緊固泄漏測試：所有關閉部件和密封部件應符合ASME B16.34規(guī)定在周圍環(huán)境溫度下1.1倍的壓力等級進行測試，測試持續(xù)時間應符合API

17、 598，并不小于60秒，接受的標準為“無泄漏” 低溫泄漏測試：參考BS6364或認可的相應標準規(guī)范。閥體溫度-196，浸泡在液氮里。測試內(nèi)容包括：逐步增大到額定壓力的低溫泄露試驗、低溫啟閉試驗（扭矩測試）、密封處的泄漏試驗、閥座低溫性能試驗等36低溫閥門在LNG領域應用1、LNG產(chǎn)業(yè)鏈概況2、LNG領域應用低溫閥門種類天然氣液化工廠LNG接收站3、LNG領域閥門常用標準4、LNG領域低溫閥門選型要求5、特殊閥門選型要求37低溫閥門在LNG領域應用38低溫閥門在LNG領域應用pJ-TJ-T閥是天然氣液化工廠用的調(diào)節(jié)閥閥是天然氣液化工廠用的調(diào)節(jié)閥p利用焦耳利用焦耳- -湯姆遜效應實現(xiàn)節(jié)流降溫湯姆

18、遜效應實現(xiàn)節(jié)流降溫p最苛刻工況之一：超低溫、高壓差最苛刻工況之一：超低溫、高壓差p介質(zhì)溫度：介質(zhì)溫度：-150 -150 -155 -155 p入口壓力：入口壓力：4.2MPaG4.2MPaGp壓差：壓差：3 34MPa4MPa低溫閥門在LNG領域應用u易產(chǎn)生氣蝕：閃蒸產(chǎn)生的氣泡迅速破裂，沖撞在閥芯、閥座和閥體上，損害表面u閥芯受損關不嚴，閥門在全關位置會出現(xiàn)泄漏、結(jié)霜現(xiàn)象u產(chǎn)生噪聲和振動u介質(zhì)高流速影響使用壽命40低溫閥門在LNG領域應用p需保證閥兩端壓差，以達到制冷效果需保證閥兩端壓差，以達到制冷效果p裝置變負荷時需進行精確調(diào)節(jié)裝置變負荷時需進行精確調(diào)節(jié)p閥差壓、出口溫度等參數(shù)要求性能穩(wěn)定

19、閥差壓、出口溫度等參數(shù)要求性能穩(wěn)定p具有較長使用壽命具有較長使用壽命低溫閥門在LNG領域應用u結(jié)構(gòu)要求多級降壓結(jié)構(gòu) 多級減壓：曲折通道或多孔，擴大流動區(qū)域，使高速流體在通過閥芯、閥座時每一點的壓力都高于在該溫度下的飽和蒸汽壓，減小氣蝕 兩種結(jié)構(gòu)：多孔套筒式和迷宮式 多孔套筒縱截面迷宮閥橫截面通過節(jié)流孔，使液體在平通過節(jié)流孔，使液體在平衡室內(nèi)相互沖擊，消耗靜衡室內(nèi)相互沖擊，消耗靜壓能量，降低噪聲，避免壓能量，降低噪聲，避免運動運動由盤片疊加而成，每個盤片由盤片疊加而成，每個盤片都有一定量的通道，每個通都有一定量的通道，每個通道有一定量的轉(zhuǎn)彎數(shù)。介質(zhì)道有一定量的轉(zhuǎn)彎數(shù)。介質(zhì)通過曲折流道降壓、降流速

20、通過曲折流道降壓、降流速低溫閥門在LNG領域應用u流速控制 閥內(nèi)件應盡量使高速流體撞擊，造成動能的消耗，進而減小氣蝕、振動對閥門的磨損 按照ISA調(diào)節(jié)閥標準要求，單相介質(zhì)流速 30m/s、多相介質(zhì)流速 23m/s低溫閥門在LNG領域應用u防止堵塞冰堵：介質(zhì)中存在水蒸氣和CO2導致冰堵臟堵：管線吹掃不干凈殘留焊渣、銅屑等雜質(zhì)盡量選擇光滑平穩(wěn)的流路，流道逐漸放大p工藝介質(zhì)為兩相流時工藝介質(zhì)為兩相流時，流體流態(tài)良好，不，流體流態(tài)良好，不產(chǎn)生紊流和阻塞流產(chǎn)生紊流和阻塞流p不會在閥內(nèi)件內(nèi)產(chǎn)生不會在閥內(nèi)件內(nèi)產(chǎn)生堵塞堵塞低溫閥門在LNG領域應用u苛刻工況調(diào)節(jié)閥國外知名供貨商：美國生產(chǎn)廠商生產(chǎn)廠商多級減壓閥芯多級減壓閥芯結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點類別類別FisherWhisperI閥籠鉆孔鉆孔套筒Whisper III閥籠鉆孔Whisper Flo鉆孔疊片式Flowsever(Valtek)CavControl鉆孔套筒ChannelStream鉆孔套筒（密封氣缸）TigerTooth同心齒槽套筒CCIDrag閥內(nèi)件迷宮盤片堆焊套筒迷宮式套筒MASONEILANV-LOG迷宮式套筒Copes VulcanRaven迷宮式套筒u同類產(chǎn)品只是在流道設計上略有差別低溫閥門在LNG領域應用Flowsever：左：左tigerteeth;右右ChannelStreamFisher:WhisperFlo