流体设备的应用行业
在液体和气体系统中,阀门控制是至关重要的一环。

天然气和液化气输送管道控制设备

减压阀和截止阀等流体控制配件,是天然气和LNG基础设施的“安全卫士”和“流量指挥官”。减压阀确保下游系统在安全稳定的压力下运行,是压力管理的核心。截止阀则提供了关键的隔离点,保障了设备维护、分段操作和紧急切断的安全性,尤其在超低温、易燃易爆的LNG环境中,其可靠的密封性能至关重要。同构建了安全、高效、可控的天然气和LNG输送、储存与利用系统。在LNG领域,截止阀面临的低温密封挑战尤为突出,其设计和选型需要特别关注。

在天然气和LNG行业,阀门的设计、制造、测试和选型必须严格遵守相关国际和国家标准,例如:

  • API (美国石油学会): API 6D (管线阀门), API 598 (阀门试验), API 600 (钢制闸阀), API 602 (紧凑型钢制闸阀), API 603 (耐腐蚀法兰连接闸阀), API 607/6FA (防火试验), API 617 (压缩机), API 618 (往复压缩机) 等。

  • ASME (美国机械工程师协会): ASME B16.34 (阀门法兰、螺纹和焊接端), ASME B31.3 (工艺管道) 等。

  • ISO (国际标准化组织): ISO 14313 (管线阀门), ISO 5208 (工业阀门压力试验) 等。

  • EN (欧洲标准): 如 EN 1171 (工业阀门 – 铸铁闸阀) 等。

  • 国家/地区特定标准: 如中国的GB系列标准。

  • 行业规范: 石油公司、管道公司通常有自己的附加技术规格书。

在天然气和液化天然气(CNG & LNG)行业中,流体控制设备(如阀门和调节器)应用如下:

1. 阀门 (Valves)

  • 功能: 控制流体的流动(启闭)、方向、压力或流量。

  • 主要类型与应用:

    • 球阀 :

      • 应用: NG/LNG 管道的主切断阀、储罐进出口、装卸臂、紧急切断(ESD)、需要快速启闭和严密密封的场合。

      • LNG 关键点: 必须采用 低温球阀(奥氏体不锈钢如 316L,特殊密封材料如 RPTFE/PCTFE,延长阀盖设计防止填料冻结)。全焊接阀体更可靠。

    • 闸阀 :

      • 应用: NG 主管线隔离(要求压降小)、设备进出口隔离。不用于调节流量。

      • LNG 关键点: 应用较少,如需使用必须是低温闸阀(延长阀盖)。

    • 截止阀 :

      • 应用: NG/LNG 系统中需要严密关断的场合(优于闸阀),如仪表根部阀、安全阀隔离阀(需铅封开)、小口径管线隔离。有限流量调节。

      • LNG 关键点: 必须使用低温截止阀(延长阀盖、特殊低温填料或波纹管密封)。

    • 旋塞阀 :

      • 应用: NG 中低压系统截断、计量橇块入口。在 LNG 中应用相对较少。

    • 蝶阀 :

      • 应用: NG 中大流量、低压降场合的截断和调节(如通风、大管径干线)。LNG 低温应用受限(密封挑战大),主要用于冷却水等辅助系统。

    • 止回阀 :

      • 应用: 防止介质倒流,保护关键设备(如压缩机、泵)。NG 管线、压缩机出口、泵出口常见。LNG 泵出口、装卸臂必须安装。

      • 类型: 旋启式、升降式、双板式、轴流式。LNG 需低温止回阀。

    • 减压阀/调压阀 :

      • 应用: 核心压力控制设备。NG 城市门站(高压→中低压)、长输管线分输站、工业用户入口、CNG 站。LNG 接收站外输管网压力控制(高压泵后)、卫星站/气化站出口压力调节、BOG 系统压力控制。

      • 关键要求: 高精度、稳定性、大流量能力、快速响应、冗余设计(工作+监控)、安全切断功能。

    • 安全阀/泄放阀 :

      • 应用: 超压保护的最后防线。安装在压力容器(LNG 储罐、分离器)、管道系统、压缩机橇、锅炉等可能超压的设备上。当压力超过设定值时自动开启泄放。

      • LNG 关键点: 储罐主安全阀(处理大量 BOG)、管道安全阀需低温设计。泄放介质可能排至火炬系统或大气(需合规)。

    • 控制阀 :

      • 应用: 接受过程控制系统(DCS/PLC)信号,精确调节流量、压力、温度、液位等。应用广泛:LNG 接收站气化器出口流量/压力控制、BOG 压缩机入口压力控制、混合器比例控制、再冷凝器液位控制;NG 处理厂工艺参数控制。

      • 类型: 笼式、单座、双座、角形、三通等。LNG 低温控制阀是技术难点(材料、热膨胀、密封、执行机构防冻)。

2. 调节器 (Regulators)

  • 功能: 通常是自力式阀门,利用介质自身能量(无需外部动力)实现压力调节(通常是降压稳压)。结构相对简单。

  • 应用: NG 居民用户、商业用户、小型工业用户的入户调压;燃气设备前的小流量精密调压;作为减压阀的后置精密调压;LNG 卫星站/气化站的小流量调压。

  • 与减压阀/控制阀区别: 通常流量较小,精度可能更高,但调节范围和处理能力通常不如大型减压阀或控制阀灵活强大。

流体控制设备是天然气和 LNG 工业的“血管”和“神经末梢”,其选型、设计、制造、安装和维护直接关系到:

  • 安全: 防止泄漏、火灾、爆炸、超压(安全阀、ESD阀、防火设计)。

  • 效率: 精确控制流量、压力、温度(控制阀、减压阀、压缩机、泵),减少能耗。

  • 可靠性: 保障连续稳定运行(高质量设备、冗余设计)。

  • 经济性: 准确的贸易计量(流量计),减少损耗(BOG 有效回收)。

  • 环保: 控制排放(火炬控制、密封技术)。

面对低温、高压、易燃、大流量、高可靠性等严苛要求,流体控制设备的技术发展(如低温材料、智能阀门诊断、高精度计量、大功率变频驱动)将持续推动天然气和 LNG 行业向更安全、高效、清洁的方向发展。