液化天然氣（LNG）閥門(mén)

                          上海申弘閥門(mén)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(kāi)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(mén)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(lèi)均是多種多樣的。上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)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(guò)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(dòng)閥門(mén)、電動(dòng)閥門(mén)、高壓閥門(mén)、中壓閥門(mén)、低壓閥門(mén)、水力控制閥、真空閥門(mén)、襯膠閥門(mén)、襯氟閥門(mén)。企業(yè)研制、開(kāi)發(fā)液化天然氣閥門(mén)，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(mén)的特征及材料要求；三是了解液化天然氣閥門(mén)的發(fā)展方向(決策開(kāi)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(wú)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(chē)載液化天然氣和車(chē)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(lái)的液化天然氣，通過(guò)接受管道儲(chǔ)藏在液化天然氣罐（有地上式和地下式兩種）中，然后通過(guò)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(hù)（發(fā)電站、工廠(chǎng)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(mén)的需求量也加大。作為閥門(mén)生產(chǎn)企業(yè)，抓住時(shí)機(jī)，審時(shí)度勢(shì)，研制、開(kāi)發(fā)液化天然氣閥門(mén)，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(wú)色無(wú)味的氣體，如果液化的話(huà)，成為在大氣壓下有-162℃沸點(diǎn)的無(wú)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(lái)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(huì)凍結(jié)并形成激凌狀的硬塊。
    2．液化天然氣用閥門(mén)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(mén)的共同特征是"低溫"。其次：  
     ①由于液化天然氣閥門(mén)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(zhǎng)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(zhǎng)頸閥蓋的長(zhǎng)頸部分應(yīng)有足夠的厚度；閘閥、截止閥等低溫閥門(mén)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(duì)進(jìn)出兩端均能密封的液化天然氣閥門(mén)，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(mén)的密封副要求設(shè)計(jì)成金屬對(duì)金屬或金屬對(duì)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(mén)，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(mén)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(mén)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(huì)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(mén)要求設(shè)計(jì)成防靜電結(jié)構(gòu)，以保證閥門(mén)各部件間能導(dǎo)電。   

    2）液化天然氣閥門(mén)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(mén)，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(wú)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(mén)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(mén)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(guò)對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的分析,為我國(guó)LNG閥門(mén)國(guó)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(chǔ)存和運(yùn)輸(管線(xiàn)運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸及船運(yùn))所需的深冷閥門(mén)(表1)。對(duì)于車(chē)、船等運(yùn)輸機(jī)械用LNG作為動(dòng)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(duì)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(chēng)尺寸DN8～1000公稱(chēng)壓力(歐洲標(biāo)準(zhǔn))PN16～100壓力等級(jí)(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(guò)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(duì)于采用何種方法保證瞬態(tài)熱應(yīng)力不會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)的承壓邊界失效,標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)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