Kapalný vodík má určité výhody ve skladování a přepravě. Ve srovnání s vodíkem má kapalný vodík (LH2) vyšší hustotu a vyžaduje nižší tlak pro skladování. Vodík však musí být -253 ° C, aby se stal kapalinou, což znamená, že je to docela obtížné. Extrémní nízké teploty a rizika hořlavosti dělají tekutý vodík nebezpečným médiem. Z tohoto důvodu jsou přísná bezpečnostní opatření a vysoká spolehlivost nekompromisních požadavků při navrhování ventilů pro příslušné aplikace.
Autor: Fadila Khelfaoui, Frédéric BlanquetetEt
Velan Valve (Velan)
Aplikace kapalného vodíku (LH2).
V současné době se používá kapalný vodík a snaží se být použit při různých zvláštních příležitostech. V Aerospace může být použit jako palivo rakety a může také generovat rázové vlny v transonických větrných tunelech. Kapalný vodík, podporovaný „Big Science“, se stal klíčovým materiálem v supravodivých systémech, akcelerátorech částic a jaderných fúzních zařízeních. S rostoucí touhou lidí po udržitelném rozvoji se v posledních letech více a více nákladních vozidel a lodí používá jako palivo. Ve výše uvedených scénářích aplikací je význam ventilů velmi zřejmý. Bezpečný a spolehlivý provoz ventilů je nedílnou součástí ekosystému dodavatelského řetězce vodíku (výroba, přeprava, skladování a distribuce). Operace související s tekutým vodíkem jsou náročné. S více než 30 lety praktických zkušeností a odborných znalostí v oblasti vysoce výkonných ventilů až do -272 ° C byl Velan po dlouhou dobu zapojen do různých inovativních projektů a je jasné, že získala se svou silou technické výzvy kapalného vodíku.
Výzvy ve fázi návrhu
Tlak, teplota a koncentrace vodíku jsou všechny hlavní faktory zkoumané při hodnocení rizika konstrukce ventilu. Za účelem optimalizace výkonu ventilu hrají návrh a výběr materiálu rozhodující roli. Ventily používané v tekutých vodíkových aplikacích čelí dalším výzvám, včetně nepříznivých účinků vodíku na kovy. Při velmi nízkých teplotách musí ventilové materiály nejen odolávat útoku molekul vodíku (některé z souvisejících mechanismů zhoršení se na akademické půdě stále diskutují), ale musí také udržovat normální provoz po dlouhou dobu během svého životního cyklu. Pokud jde o současnou úroveň technologického rozvoje, má toto odvětví omezené znalosti o použitelnosti nekovových materiálů v aplikacích vodíku. Při výběru těsnicího materiálu je nutné tento faktor vzít v úvahu. Efektivní těsnění je také klíčovým kritériem výkonnosti. Mezi tekutým vodíkem a okolní teplotou (teplota místnosti) existuje teplotní rozdíl téměř 300 ° C, což má za následek teplotní gradient. Každá složka ventilu podstoupí různé stupně tepelné roztažení a kontrakce. Tento nesoulad může vést k nebezpečnému úniku kritických těsnicích povrchů. Zaměřením konstrukce je také těsnost těsnění stonku ventilu. Přechod z chladu na horký tok vytváří tepelný průtok. Horké části oblasti dutiny kapoty mohou zamrznout, což může narušit výkon těsnění stonků a ovlivnit operaci ventilu. Kromě toho extrémně nízká teplota -253 ° C znamená, že nejlepší izolační technologie je nutná k zajištění toho, aby ventil mohl udržovat kapalný vodík při této teplotě a minimalizovat ztráty způsobené vařením. Dokud bude teplo přeneseno do kapalného vodíku, bude se odpařit a unikat. Kondenzace kyslíku nejen nastává v bodě přerušení izolace. Jakmile kyslík přijde do styku s vodíkem nebo jinými hořlavými živočichy, zvyšuje se riziko požáru. Proto, s ohledem na riziko požáru, kterému mohou ventily čelit, musí být ventily navrženy s ohledem na materiály odolné proti výbuchu, jakož i s odolnými ovladači, přístroje a kabely, to vše s nejpřísnějšími certifikacemi. Tím je zajištěno, že ventil funguje správně v případě požáru. Zvýšený tlak je také potenciálním rizikem, které může způsobit, že ventily nefungují. Pokud je kapalný vodík zachycen v dutině tělesa ventilu a přenos tepla a odpařování vodíku kapaliny se objeví současně, způsobí zvýšení tlaku. Pokud dojde k velkému tlakovému rozdílu, dochází k kavitaci (kavitaci)/šumu. Tyto jevy mohou vést k předčasnému konci životnosti ventilu a dokonce utrpět obrovské ztráty v důsledku procesů procesních vad. Bez ohledu na specifické provozní podmínky, pokud lze výše uvedené faktory plně zvážit a v procesu návrhu lze provést odpovídající protiopatření, může zajistit bezpečný a spolehlivý provoz ventilu. Kromě toho existují návrhové výzvy související s environmentálními problémy, jako je únik uprchlíků. Vodík je jedinečný: malé molekuly, bezbarvé, bez zápachu a výbušné. Tyto charakteristiky určují absolutní nutnost nulového úniku.
Na stanici zkapalňovacího vodíku na západním pobřeží North Las Vegas, na západním pobřeží,
Inženýři Wieland Valve poskytují technické služby
Roztoky ventilu
Bez ohledu na specifickou funkci a typ musí ventily pro všechny aplikace tekutého vodíku splňovat některé společné požadavky. Tyto požadavky zahrnují: materiál strukturální části musí zajistit, aby byla strukturální integrita udržována při extrémně nízkých teplotách; Všechny materiály musí mít přirozené vlastnosti požární bezpečnosti. Ze stejného důvodu musí těsnicí prvky a balení kapalných vodíkových ventilů splňovat také výše uvedené základní požadavky. Austenitická nerezová ocel je ideálním materiálem pro kapalné vodíkové ventily. Má vynikající nárazovou sílu, minimální tepelné ztráty a vydrží velké teplotní gradienty. Existují i jiné materiály, které jsou také vhodné pro podmínky tekutého vodíku, ale jsou omezeny na specifické procesní podmínky. Kromě výběru materiálů by neměly být přehlíženy některé návrhové detaily, jako je prodloužení ventilového stonku a použití vzduchového sloupce k ochraně těsnicího balení před extrémními nízkými teplotami. Kromě toho může být rozšíření stonku ventilu vybaveno izolačním kroužkem, aby se zabránilo kondenzaci. Navrhování ventilů podle specifických podmínek aplikací pomáhá přinést přiměřenější řešení různých technických výzvách. Vellan nabízí motýlí ventily ve dvou různých vzorcích: dvojité excentrické a trojité výstřední kovové sedací motýlí ventily. Oba návrhy mají schopnost obousměrného toku. Navržením tvaru disku a trajektorie rotace lze dosáhnout pevného těsnění. V těle ventilu není žádná dutina, kde není zbytkové médium. V případě dvojitého excentrického motýlí ventilu Velan přijímá návrh excentrické rotace disku v kombinaci s výrazným těsnicím systémem Velflex, aby se dosáhlo vynikajícího výkonu těsnění ventilu. Tento patentovaný design vydrží i velké kolísání teploty ve ventilu. Torqseal Triple Excentric Disk má také speciálně navrženou trajektorii rotace, která pomáhá zajistit, aby se povrch utěsnění disku dotkl pouze sedadla v okamžiku dosažení polohy uzavřeného ventilu a nepoškrábal se. Proto může uzavírací točivý moment ventilu řídit disk, aby se dosáhlo kompatibilního sezení, a vytvořit dostatečný klínový efekt v poloze uzavřeného ventilu, přičemž disk rovnoměrně kontaktuje s celým obvodem těsnění sedadla. Soulad sedadla ventilu umožňuje, aby tělo a disk ventilu měly funkci „samostatně nastavenou“, čímž se během kolísání teploty zabránilo záchvatu disku. Oddobená hřídele ventilu z nerezové oceli je schopna vysokých provozních cyklů a pracuje hladce při velmi nízkých teplotách. Velflex dvojitý excentrický design umožňuje, aby byl ventil rychle a snadno obsluhován online. Díky bočnímu bydlení lze sedadlo a disk prohlédnout nebo obsluhovat přímo, aniž by bylo nutné rozebírat ovladač nebo speciální nástroje.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., LtdPodporují vysoce vychované technologické odolné sedací ventily, včetně odolných sedícíchventil motýlů, Ventil motýlů, Dvojitý soustředný motýl ventil, Dvojitá příruba Excentrická motýlí ventil,Y-naruk, vyrovnávací ventil,Zkontrolovací ventil s dvojí deskou oplatkyatd.
Čas příspěvku: srpen-11-2023
