LNG液化天然氣低溫氣動切斷閥產品簡介：

液化天然氣(LNG) 作為管道天然氣的有益補充，在優(yōu)化能源結構，促進經濟持續(xù)健康發(fā)展，實現節(jié)能減排和治理環(huán)境方面都發(fā)揮著重要作用，并有助于我國實現能源供應的多元化，從而促進國民經濟的發(fā)展。隨著LNG產業(yè)鏈的延伸，加氣站建成投運，在LNG從接收站和液化廠、加氣站等中小型用戶環(huán)節(jié)中，LNG槽車運輸是目前泛且的陸運方式。緊急切斷閥作為LNG 槽車裝卸料過程中的重要安全保護元件，認為其功能影響到LNG槽車的安全。

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種在長時間高溫狀態(tài)下不失效的耐火型低溫緊急切斷閥。本實用新型的目的通過以下技術方案來實現:耐火型低溫緊急切斷閥，包括閥體、閥蓋、閥桿和執(zhí)行器，閥體內設置有閥座，閥座將閥體分隔成介質入口室和介質出口室，閥座上設置有連通介質入口室和介質出口室的錐面結構，閥蓋為長頸式閥蓋，閥蓋的下端固定在閥體上方，閥桿套裝于閥蓋內，閥桿的下端伸入閥體內，閥桿的下端端部固定有閥頂，閥頂的下端面上固定有膠塞體，閥門閉合時，膠塞體與錐面結構緊密貼合，所述執(zhí)行器固定在閥蓋的上端，閥桿的上端穿過閥蓋并與執(zhí)行器的傳動部相連，閥蓋的上端內側壁與閥桿之間開設有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內設置有填料層，填料層由填料壓蓋壓緊于環(huán)形凹槽內。
所述的填料層為石墨耐高溫填料層。所述的執(zhí)行器的傳動部包括氣動傳動部和手動傳動部。所述的閥蓋的下端與閥桿之間設置有復合軸承。介紹了液化天然氣槽車用緊急切斷閥的結構特點、工作原理和動作特性，探討了易熔合金熔化溫度的選擇。
產品規(guī)范
公稱壓力：1.6MPa
公稱通徑：20mm～200mm
適用介質：LO2、LN2、LAr、LNG、LC2H4等
適用溫度：-196～+75℃
連接方式：法蘭
介質流向：由閥瓣上面向下流
氣源壓力：0.3～0.6MPa
緊急切斷溫度：70±5℃

低溫氣動緊急切斷閥
主要零部件材料
閥體、閥蓋、閥瓣、閥桿：不銹鋼
填料：PTFE
密封圈：PTFE或PCTFE
氣缸、支架：鑄鋁

2、結構特點
LNG 槽車用緊急切斷閥主要由截止閥和氣動裝置兩部分組成( 圖1) 。

(1) 非金屬密封結構

由于緊急切斷閥在事故狀態(tài)下進行緊急切斷，為保證閥門密封良好，*將介質隔離，閥瓣上鑲有PCTFE 非金屬密封圈，通過壓板及ISO 7042 型全金屬自鎖螺母緊固。閥瓣與PCTFE 非金屬密封圈接觸的表面車有同心圓的溝槽，實現迷宮功能，確保該部位的密封。

(2) 閥瓣導向

閥瓣的外圓和閥體的中腔均進行機加工，并采用基孔制H11/d11 配合，以利于閥瓣導向，確保閥瓣在運動時不會傾斜或翹起，從而避免由于閥座不均勻磨損而引起的泄漏。

(3) 閥桿導向

緊急切斷閥的閥桿加長，以使填料遠離低溫冷媒介質，保證填料處于0℃ 以上，確保填料密封可靠。加長后的閥桿屬于細長軸，因此閥桿下端需要徑向支撐。在閥蓋內壓入與閥蓋過盈配合用HPb59 -1材料制成的導向套，導向套壓入后在導向套與閥蓋接合線靠近閥蓋的一側打沖眼，以利于導向套限位，防止導向套軸向竄動。導向套既可以起到對閥桿的導向作用，又可以起到對閥桿的支撐作用，避免在條件下，造成閥桿彎曲。此外，導向套也防止在閥桿上產生側面推力。

(4) 中法蘭連接螺栓防松

由于LNG槽車在運輸過程中不可避免發(fā)生振動，并且在裝卸料過程中閥門要承受交變溫度變化，從而引起螺栓的松弛，進而影響中法蘭墊片的密封。為避免螺栓松弛，在螺栓與中法蘭接觸面位置配置了JB/ZQ 4342 型雙面滾花碟形墊圈，有效防止了螺栓產生松弛現象，確保中法蘭墊片密封可靠。

(5) 閥桿雙重密封

閥桿密封的填料函中裝有PTFE 填料，填料壓套外圓及內孔各加工兩道溝槽，溝槽中分別裝有O形圈，使之與填料函孔及閥桿外圓相密封，從而實現PTFE + 橡膠O形圈的雙重填料密封效果，確保填料部位不發(fā)生外漏。

(6) 活載荷填料

由于閥門頻繁啟閉，填料在閥門啟閉過程中不可避免的產生磨損，影響填料的密封性能，為避免這一情況的發(fā)生，填料壓套上設有螺旋圓柱彈簧。通過壓蓋螺母壓緊彈簧，使彈簧貯存彈性能，當填料體積發(fā)生損失，如摩擦、壓實等損耗，以及填料松弛、振動、不同熱膨脹等引起的填料與閥桿接觸力的跌落，彈性能可以彌補填料應力的松弛，使填料在閥門運行期間保護密封，從而延長填料的使用壽命。

(7) 易熔塞

氣缸上設有易熔塞(圖2) ，當環(huán)境溫度達到易熔塞的設定溫度時易熔塞熔化，放出氣缸中氣體。在彈簧力的作用下，氣缸活塞帶動閥桿及閥瓣將閥門關閉，實現緊急切斷功能。易熔塞是一種熱啟動的卸壓裝置，能防止由于過高的熱量而引起的超壓。易熔塞由塞體和易熔合金( 伍德合金，表1) 組成。為防止在空氣壓力作用下易熔合金被擠出，將塞體內孔設計為從受壓端開始一系列孔徑逐漸減小的階梯形孔。易熔合金由鉍、鉛、錫、鎘4 種金屬組成。按不同質量百分比組成時，可實現不同的熔化溫度(表1) 。易熔合金組成的4 種金屬純度要求較高，其中鉍的純度不小于99.95%，鉍中雜質含量應符合表2 的規(guī)定，鉛的純度不低于99. 94%，錫的純度不低于99.90%，鎘的純度不低于99.95%。

(8) 手動功能

氣缸設有手動操作機構，在沒有氣源的情況下，可手動實現閥門的啟閉。

3、工作原理
氣缸充入0.4 ～0.7MPa 氣壓時，活塞上升帶動閥桿開啟閥門。關閉閥門時，將氣缸內的氣體排空，活塞在彈簧力作用下帶動閥桿與閥瓣向下運動，密封件壓緊閥座，閥門關閉。氣動操作時，當閥門的周圍環(huán)境溫度達到易熔合金熔化溫度( 70 ± 5℃) 時，易熔塞內部的易熔合金就會熔化，氣缸內的空氣會自動排空，活塞在復位彈簧力及閥桿、閥瓣組件重力的作用下，帶動閥桿及閥瓣將閥門關閉。當沒有氣源時，逆時針旋轉手輪帶動閥桿及閥瓣向上運動，可手動開啟閥門，反之操作，則實現手動關閉閥門。
適用于介質溫度-40℃～-196℃的閥門稱之為低溫閥門，而這類閥門一般都采用長頸閥蓋。 采用長頸閥蓋規(guī)定低溫閥門包括低溫緊急切斷閥、低溫截止閥、低溫止回閥，LNG低溫閥，NG低溫閥等，主要用于三十萬噸乙烯，液化天然氣等化工裝置上。輸出的液態(tài)低溫介質如乙烯、液氧、液氫、液化天然氣、液化石油產品等，不但易燃易爆，而且在升溫時要氣化，氣化時，體積膨脹數百倍。利用壓力活塞的上部彈簧將活塞向下推動，然后向下驅動活塞桿和閥桿，從而使閥頂部的密封面和閥座的密封面緊密貼合，從而實現閥的關系;當氣缸受壓時，活塞壓縮彈簧向上移動，向上驅動活塞桿和閥桿，抬高閥頂并打開閥。 緊急情況下的工作原理是，當閥門處于打開位置并處于正常操作狀態(tài)時，如果環(huán)境溫度升至70±5°C（即65-75°C之間），則可熔塞位于安裝缸將融化，缸釋放壓力后，彈簧將活塞推下，將閥桿和閥頂向下推動，迅速關閉閥，防止介質繼續(xù)流動，并防止  
?規(guī)定采用長頸閥蓋是因為：

(1)長頸閥蓋具有保護低溫閥門填料函的功能，因為填料函的密封性是低溫閥的關鍵之一。該填料函處如果泄漏，將降低保冷效果，導致液化氣體氣化。在低溫狀態(tài)下隨著溫度的降低，填料彈性逐漸消失，防漏性能隨之下降，由于介質滲漏造成填料與閥桿處結冰，影響閥桿正常操作同時也會因閥桿上下移動而漿填料劃傷，引起嚴重泄漏。因此要保證填料臬部位的溫度在8℃以上。
(2)長頸閥蓋結構便于纏繞保冷材料，防止低溫閥門冷能損失。
(3)低溫閥長頸結構便于閥門主件通過閥蓋拆下進行快速更換。由于設備冷段中的工藝管道和閥門經常裝設在更換閥門主件時，只需通過閥蓋進行拆換，而不需拆卸閥體。閥體與管道焊接成一體，盡可能地減小了冷箱的滲漏，保證了閥門的密封性。

LNG液化天然氣低溫氣動切斷閥外型尺寸與連接尺寸

4、動作特征
(1) 超溫關閉

當易熔塞在設定溫度下熔化時，緊急切斷閥實現超溫關閉、緊急切斷的特性。現有的國家標準和行業(yè)標準均規(guī)定易熔塞在環(huán)境溫度達到70 ± 5℃時，應能熔化，該數據來源于日本JLPA NO.6:1977 后草案的規(guī)定，該標準已被JLPA 206:2000 代替。在JLPA 206 標準中規(guī)定，易熔合金的熔化溫度應不超過110℃，并且JLPANO.6 及JLPA 206 規(guī)定僅適用于LPG 裝置。美國NFPA 59A 標準中關于LNG 槽車的技術要求則規(guī)定按照NFPA 58 標準執(zhí)行，該標準規(guī)定易熔合金的熔化溫度應不超過121℃。建議國內各相關制造企業(yè)及標準化管理部門應研究我國的相關標準是否按照JLPA 206 或NFPA 58 提高切斷溫度的可行性，從而確保LNG 槽車裝卸料過程的安全可靠。

(2) 緊急切斷時間

由于氣動裝置的活塞上設有彈簧復位機構，可以實現緊急關閉閥門、切斷介質流道的特性，其切斷時間小于10s。

(3) 防自然關閉

LNG 槽車在裝卸料過程中，需連續(xù)運行48h，此時緊急切斷閥處于全開位置。非事故狀態(tài)下，閥門不允許自然關閉。因此閥門在全開狀態(tài)下進行裝卸時不能自然關閉，以保證LNG槽車的正常裝卸料。

(4) 耐振動

LNG 槽車在公路上運輸，由于公路路線長，路況復雜，LNG槽車在行駛過程中必然會受到振動，因此要求緊急切斷閥必須具有耐振動功能。閥門應按GB/T 22653-2008 的規(guī)定通過振動型式試驗。

5、結語
緊急切斷閥是LNG 槽車裝卸料過程中的重要安全附件。在非裝卸料時，閥門處于關閉狀態(tài)。在裝卸料時，閥門開啟。裝卸料過程中，非事故狀態(tài)下，閥門不能自然關閉。當環(huán)境溫度達到易熔合金設定切斷溫度范圍內時，緊急切斷閥應迅速關閉，切斷介質，確保LNG 槽車在裝卸料過程中的安全。由于易熔合金的設定切斷溫度與閥門性能相關，建議國內相關企業(yè)及有關技術監(jiān)督部門應研究是否參照國外相關標準進行修訂。

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