LNG液化天然气低温球阀设计

之前介绍组合式减压阀在国华惠州热电应用，现在介绍LNG液化天然气低温球阀设计在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。浮动式球阀的结构简单，密封性好，但低温浮动球阀球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈，因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷，在受到较高压力冲击时，低温浮动球阀球体可能会发生偏移。这种结构一般用于中低压球阀。

主要特点是本身结构紧凑，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，低温浮动球阀易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且低温浮动球阀还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等，在各行业得到广泛的应用。低温浮动球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。

LNG液化天然气低温球阀设计是由旋塞演变而来的,低温浮动球阀的启闭件作为一个球体,利用球体绕阀杆的轴线旋转90度，低温浮动球阀实现开启和关闭的目的，将零件浸入低温-196℃的液氮中保冷2至6小时后取出自然处理，重复循环2次，减少温差和金相组织改变而产生变形，提高阀门在低温时的密封性。用于易燃介质的阀门需防静电设计。低温浮动球阀采用两片或三片分体式阀体设计，符合ISO17292标准。低温浮动球阀适用中高压力工况，温度范围从-196~500摄氏度。通常可以取代小口径固定球阀，以节约成本。低温浮动球阀全部采用防火设计，并按照API607及API6FA防火试验，通过劳氏认证。
本实用新型涉及超低温球阀，包括阀体、球体、阀座、阀杆以及用于控制阀杆的操作机构，球体设于阀体内，阀体对应球体两侧分别设有介质进道与介质出道，阀座包括进口阀座和出口阀座，进口阀座设于球体的一侧并与介质进道对应，出口阀座设于球体的另一侧并与介质出道对应，阀杆的下端径向的穿过阀体，并与球体联动连接，阀杆的上端与操作机构联动设置，阀杆外设有阀盖；阀体与进口阀座之间设有进口密封装置，阀体与出口阀座之间设有出口密封装置；阀盖上端与阀杆之间设有阀杆密封结构，阀盖下端与阀体固定连接。在超低温工况下，阀门逸散性能达到ISO15848-1及API622规定的标准要求，阀门的密封性能好，启闭力矩低，使用寿命长。
随着现代石油化工、煤化工和制冷工业的快速发展，低温阀门的使用越来越广泛，用量也越来越多。因此正确合理地使用低温阀门引起人们关注。低温阀门的使用除了一般常规阀门的使用要求之外，还有一些特殊要求需要注意。
低温阀门一般是指哪些温度低于-29℃下工作的阀门，有的低温阀门能在温度降至-196℃的情况下输送液化气体(诸如：氮气、氧气和天然气之类的介质)，还能保证正常工作。
随着工作介质温度的降低，低温阀门所使用的材料和结构与常规通用阀门也有区别，特别是超低温阀门(t<-100℃)，不仅选材要适当，而且要有特殊的结构。为了减少由外界传向关闭件的热流，操作部件与有绝热装置的阀体要移开一定的距离。所以低温阀门的阀盖颈部都很长。超低温阀是在从外界温度起，直到超低温的复杂条件下工作的。而且要不间断地发挥其功能。关闭件的密封通常靠在密封圈上形成必须的接触压力来保证，但如果传动装置的作用力是固定的，密封圈的强度在工作温度范围内就可能不同，当然密封圈材料的性能，特别是聚合材料的性能也就不同。因此，超低温阀门对密封圈有严格的要求，通常选用硬质合金(STL)材料较好。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀,水减压阀超低温阀在关闭件的开启速度方面收到相当的限制。虽然采用了绝热措施，在有限范围内还是有热流，导致系统中的个别地方产生液相。因此，在阀门快速开启时，液体可能获得很大的速度，一旦遇到像阀门这样的障碍或阻力就将产生水击，这是在使用中要注意的。


LNG液化天然气低温球阀设计一般用于制冷技术，介质为氮或氟利昂的冷冻剂，过去常用铸铁阀门，其适用温度为-28～150℃之间，现在采用较少，但阀门用铁素体球墨铸铁有增长趋势。这是因为铁素体球墨铸铁具有较好的冲击韧性、耐磨性和耐腐蚀性能。
一般碳钢(WCB)材质的阀门，其使用温度为-29～150℃;也有低温碳钢(LCB、LC1、LC2)，其低使用温度为-46～-73℃;奥氏体不锈钢(304、316)是性能优良的耐低温钢，其低使用温度为-196℃以下，有的为-254℃。
一般低温阀门关闭件，在阀体上的选用金属密封阀座，在阀瓣上选用氟塑料(F4)，在结构上没有什么特殊要求与常规通用阀门差不多。根据温度和介质合理选用。
深冷用阀门，只考虑超低温阀的工作特点。可安装于保温箱内部的任意位置，但填料函、操作机构(手轮、扳手)、阀瓣升降位置指示器应放在箱外。便于操作和更换填料。大多数阀门的安装是将阀杆水平放置。对于超低温的电动阀阀门阀杆要求必需水平放置。
低温下填料装置工作条件是非常复杂的，由于填料易失去弹性，一旦因蒸发介质泄漏，阀杆被冻结，就会导致卡死现象，阀门不能正常开启和关闭。为了改善填料装置的工作条件，可安装热力挡板，来保证填料的保温。这主要是在设计中，增加阀杆长度。用导热系数尽量低的非金属材料(夹布、胶布等)来制造挡板以便使填料箱的热损耗量显著地减少。另一种办法是把填料装置加套，并将具有足以保持填料装置工作能力的温度的介质驱入形成的空间。其作用在于使阀门从低温度到工作点有一个温度梯度，在某工作点和超过工作点，气压将处于某一能使液化气体不再是液态而回复为气态的温度。
气压不论在任何时候总是通的，一般与阀门的一端相通或与另一端通，以便如果气压内的温度上升时，不会产生危险的高压。



LNG液化天然气低温球阀设计低温浮动特点：

1、在各种阀门中，低温浮动球阀的流动阻力小，全径球阀打开时，球体通道、阀体通道和连接管径相等并成一直径，介质几乎可以毫无损失的流过

2、球阀旋转90°即可全关全开，启闭迅速。与相同规格的闸阀、截止阀比较、球阀体积小、重量轻，便于管道安装

3、的阀座：聚多年球阀制造经验而设计的阀座，确保阀门密封，磨擦系数低，操作力矩小、多种阀座材料、适应范围广。

4、开关无误的手柄：低温浮动球阀采用扁头阀杆，低温浮动球阀与手柄的连接不会错位，从而保证手柄指示的开关状态与阀一致辞。

5、锁紧装置：为防止阀门开关误操作，在阀门全开、全关位置有锁定孔，确保阀门处于正确的位置。

6、阀杆防飞结构：阀杆为下装式，防止受压飞出，同时可在火灾后，与阀体形成金属接触，确保阀杆密封。

7、低温浮动球阀是用带有圆形通孔的球体作为启闭件，在阀杆驱动下球体围绕阀杆中心作0~90度旋转，完成启闭功能；低温浮动球阀具有结构紧凑开关迅速的特点，转动90度，即可关闭阀门，切断管路介质；球体通道直径与管路直径相同，流阻小，流通能力大；阀杆为下装式，杜绝了阀杆穿出的事故发生，低温浮动球阀保证了使用安全。

LNG液化天然气低温球阀设计

浮动球阀为浮动式结构，低温浮动球阀阀座相对球体具有浮动功能，低温浮动球阀在介质压力作用下能保证进口密封性能；本阀具有结构紧凑开关迅速的特点，低温浮动球阀*的位置指示和具有防止误操作的锁定装置；阀杆在设计时，增加了防脱出装置，杜绝了阀杆穿出的事故发生，保证了使用安全；阀体为二段式，球体为浮动式结构，配有两个浮动阀座，依靠弹簧和介质压力完成密封，启闭力距小；低温浮动球阀阀座具有防火设计，当密封圈烧毁时，靠金属阀座仍可以密封，防止火灾漫延；本阀具有防静电设计，将非金属阀座与球体摩擦产生的静电消除，以防止静电火花产生。
本发明公开了一种超低温阀门，包括阀体、阀座组件、轴承、阀球、止推垫片、缠绕垫片、阀盖填料箱、螺母、螺柱、阀杆、滴水板、阀杆填料、填料压套、填料压板和紧固螺钉。其特点是：所述阀体为一体式结构，阀体上部有用于安装内件的开口，阀盖具有延长颈并设有填料箱；阀杆填料从下往上依次设置有垫圈、弹簧、上填料垫、PTFE?V型填料组、隔环以及石墨填料，填料雁套与填料压极通过紧固螺钉与阀盖填料箱锁紧，其能够补偿填料的磨损，密封可靠，使用寿命长并具有防火功能；所述的阀杆填料、填料压板、填料压套及紧固螺钉都在阀盖填料箱内，结构紧凑。
低温浮动球阀的阀座：聚多年球阀制造经验而设计的阀座，确保阀门密封，磨擦系数低，低温浮动球阀操作力矩小、多种阀座材料、适应范围广。低温浮动球阀开关无误的手柄：采用扁头阀杆，与手柄的连接不会错位，从而保证手柄指示的开关状态与阀一致辞。 

3、锁紧装置：为防止门开关误操作，在阀门全开、全关位置有锁定孔，确保处于正确的位置。 

4、阀杆防飞结构：低温浮动球阀阀杆为下装式，防止受压飞出，同时可在火灾后，与阀体形成金属接触，确保阀杆密封。

低温浮动球阀适用介质：水、气、油品、天然气和酸碱腐蚀性介质。 适用温度：-196～350℃ 驱动方式：手动、气动、电动、液动等。

由于阀门零件通常在室温下制造和检验的，在低温条件下工作，各个不同零件会随着温度的变化而产生不同的膨胀和收缩，这样会直接影响阀门的正常工作，这是使用中必须注意和了解的。、如遇超低温工况，应选择柔性石墨编织填料，或不锈钢与柔性石墨缠绕垫料。有些低温阀门在运行中，常发现阀门的传动部位发生粘滞。咬合现象时有发生，主要原因是：配对材料选择不合理预留冷间隙过小，以及加工精度等原因所致。在使用过程中发现类似问题，要及时向供货商提出，改进结构设计更换合适的轴承(轴套)材料。LNG液化天然气低温球阀设计低温阀门其他使用要求与常规阀门相同。与本产品相关论文禁油脱脂氧气减压阀操作维护