液化天然氣（LNG）閥門

                          上海申弘閥門有限公司

  天然氣是一種非常有發(fā)展前景的清潔能源。隨著天然氣開采量的不斷豐富和用量的不斷擴(kuò)大，天然氣的集、輸將占重要的地位。         
     由于液化天然氣是可燃的（在大氣壓下為-162℃的低溫），其供給源基地的規(guī)模很大，加之各種機(jī)器和設(shè)備是大型的，管路也是大口徑的。故，閥門從接收管路等大口徑閥到送出管路等小口徑閥，其口徑、壓力等種類均是多種多樣的。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。企業(yè)研制、開發(fā)液化天然氣閥門，應(yīng)遵循三條原則：一是了解液化天然氣的特征；二是了解液化天然氣用閥門的特征及材料要求；三是了解液化天然氣閥門的發(fā)展方向(決策開發(fā)、研制的具體產(chǎn)品)。 

     為了更加方便的集、輸天然氣，人們用降溫和壓縮的方法將氣態(tài)天然氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)天然氣，即液化天然氣。液化天然氣（LNG）作為無公害能源，被當(dāng)作燃料廣泛應(yīng)用在火力發(fā)電站和城市煤氣等建設(shè)上。目前，液化天然氣除了采用車載液化天然氣和車載壓縮天然氣兩種比較靈活的輸送方式外，更多的將是采用輸送管路，把從液化天然氣基地輸送來的液化天然氣，通過接受管道儲藏在液化天然氣罐（有地上式和地下式兩種）中，然后通過泵升壓到規(guī)定壓力，送入汽化器，在汽化器中液化天然氣被強(qiáng)制汽化，再由送氣設(shè)備送入用戶（發(fā)電站、工廠及家庭）。   作為燃料，液化天然氣在火電站、城鎮(zhèn)燃?xì)饨ㄔO(shè)中所占比例加重，隨之液化天然氣閥門的需求量也加大。作為閥門生產(chǎn)企業(yè)，抓住時(shí)機(jī)，審時(shí)度勢，研制、開發(fā)液化天然氣閥門，其前景大有可為。  

     1．液化天然氣的特征：  
    ① 液化天然氣在常溫、常壓下是無色無味的氣體，如果液化的話，成為在大氣壓下有-162℃沸點(diǎn)的無色透明液體；  
    ② 液化天然氣的主要成分是甲烷，其臨界溫度和臨界壓力分別為-82.1℃及45.5kg/cm2，壓力隨著溫度的上升而增高；   
    ③ 液化天然氣氣化，約是原來的600倍；   
    ④ 液化天然氣由于分子量小、粘度低，因而浸透性強(qiáng)，容易泄漏；  
    ⑤ 液化天然氣產(chǎn)生的水分會凍結(jié)并形成激凌狀的硬塊。
    2．液化天然氣用閥門的特征及材料要求:
    1） 由于液化天然氣在大氣壓下為-162℃的低溫，故，所用閥門的共同特征是"低溫"。其次：  
     ①由于液化天然氣閥門的閥體承受介質(zhì)溫度反復(fù)變化產(chǎn)生的溫變應(yīng)力和連接管道引起的附加應(yīng)力的總載荷，其強(qiáng)度要求要高； 
     ②液化天然氣閘閥、截止閥、球閥、蝶閥的閥蓋要求根據(jù)不同的使用溫度設(shè)計(jì)成便于保冷的長頸閥蓋結(jié)構(gòu)，以保證填料函底部的溫度保持在0℃以上；（注：長頸閥蓋的長頸部分應(yīng)有足夠的厚度；閘閥、截止閥等低溫閥門要求設(shè)置上密封；閥體和閥蓋接頭要求采用螺栓、焊接或管接頭，不允許采用螺紋連接。）   
     ③對進(jìn)出兩端均能密封的液化天然氣閥門，要求設(shè)置防止中腔異常升壓的降壓孔、降壓通道（或采取其它泄壓方式），降壓孔要求設(shè)置在進(jìn)口端； 
     ④液化天然氣閥門的密封副要求設(shè)計(jì)成金屬對金屬或金屬對軟密封面。如采用軟密封面則要求由金屬閥座支承，以避免軟密封閥座產(chǎn)生冷流變形； 
     ⑤液化天然氣閥門，在閥瓣（截止閥的閥瓣要求設(shè)計(jì)成錐面或球面密封結(jié)構(gòu)）和閥體的密封面上堆焊硬質(zhì)合金要求符合JB/T6438標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。使用溫度低于-100℃時(shí)，堆焊后要求 進(jìn)行深冷處理（即在研磨前浸在-196℃的液氮中保冷2~6小時(shí)后取出自然處理，然后研磨裝配）； 
     ⑥液化天然氣閥門的填料函，要求采用帶有中間金屬隔離環(huán)的二重填料結(jié)構(gòu)；  
     ⑦液化天然氣閥門的填料，其工作條件復(fù)雜，一旦失去彈性，介質(zhì)泄漏，閥桿被凍結(jié)，就會導(dǎo)致卡死現(xiàn)象。故要求采用組合填料；  
     ⑧液化天然氣閥門要求設(shè)計(jì)成防靜電結(jié)構(gòu)，以保證閥門各部件間能導(dǎo)電。   

    2）液化天然氣閥門用材料按工作溫度及材料性能，要求符合： 
    ①在工作溫度下，不產(chǎn)生低溫脆性破壞；  
    ②在工作溫度下，其組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；（用于-100℃以下的液化天然氣閥門，其閥體、閥蓋、閥瓣、閥座、閥桿等零件在精加工前要求進(jìn)行深冷處理。）  
    ③采用焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，焊接性能及低溫下焊縫的可靠性；   
    ④在低溫工況下頻繁操作，其內(nèi)件材料無卡阻、咬合及擦傷等現(xiàn)象。

      概述液化天然氣(LNG)是一種清潔、和的能源,深冷閥門是LNG管路的一個(gè)重要附件。目前,只有歐盟制定了關(guān)于LNG閥門適用性驗(yàn)證的型式試驗(yàn)規(guī)范EN 12567-2000標(biāo)準(zhǔn)。本文擬通過對該標(biāo)準(zhǔn)的分析,為我國LNG閥門國產(chǎn)化工作提供一些借鑒。2標(biāo)準(zhǔn)適用范圍EN 12567規(guī)定了LNG用隔離閥(閘閥、截止閥、球閥及蝶閥)的總體性能要求,適用于LNG的生產(chǎn)、儲存和運(yùn)輸(管線運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸及船運(yùn))所需的深冷閥門(表1)。對于車、船等運(yùn)輸機(jī)械用LNG作為動力燃料的灌裝閥則不在該標(biāo)準(zhǔn)使用范圍之內(nèi)。3設(shè)計(jì)要求3.1穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力對于穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力,其應(yīng)力及強(qiáng)度的校核按EN12516-1～3的要求進(jìn)行計(jì)算。表1 EN 12567適用范圍性能范圍公稱尺寸DN8～1000公稱壓力(歐洲標(biāo)準(zhǔn))PN16～100壓力等級(美洲標(biāo)準(zhǔn))CLass150～900適用溫度-196～60℃3.2瞬態(tài)熱應(yīng)力由于瞬態(tài)熱應(yīng)力通常大大超過靜態(tài)應(yīng)力,并且隨著閥體壁厚的增加而增加,因此標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮深冷工況下所產(chǎn)生的瞬態(tài)熱應(yīng)力。然而對于采用何種方法保證瞬態(tài)熱應(yīng)力不會導(dǎo)致閥門的承壓邊界失效,標(biāo)準(zhǔn)沒有做出明確規(guī)定。與本文相關(guān)的論文有：氣體減壓閥在草珊瑚牙膏的應(yīng)用