کاربرد شیرهای صنعتی در صنعت نفت و گاز

در زنجیره ارزش نفت و گاز طبیعی، شیرهای صنعتی برای جداسازی، تنظیم جریان، جلوگیری از جریان برگشتی و کاهش فشار حیاتی هستند. انتخاب در بخش‌های بالادستی، میان‌دستی و پایین‌دستی باید کاملاً از شرایط فرآیند، پارامترهای طراحی و استانداردهای بین‌المللی پیروی کند. این مقاله مشخصات و کاربردهای دریچه های دروازه، گلوب، توپ، چک، پروانه و شیرهای کنترل را شرح می دهد.

1. شیرهای دروازه

دریچه های دروازه از حرکت عمودی دروازه برای ایزوله استفاده می کنند. آنها حداقل افت فشار را در موقعیت کاملاً باز ارائه می دهند و برای عملیات نادر ایده آل هستند.

پیکربندی های ساختاری:

شیرهای گیت گوه: جفت گوه ای زاویه دار با صندلی های زاویه دار; رایج در لوله کشی عمومی

شیرهای دروازه دال: دروازه‌های موازی با صندلی‌های شناور/بهار-. از اتصال حرارتی در خطوط گاز فشار قوی-جلوگیری می‌کند و زباله‌های صندلی‌ها را می‌خراشد.

برنامه های کاربردی معمولی:

جداسازی خط اصلی: نفت خام، فرآورده های تصفیه شده و انتقال گاز طبیعی.

تجهیزات سرچاهی: دریچه های اصلی و بال درخت کریسمس (سرویس ترش رتبه بندی شده).

ملاحظات فنی:

Fire{0}}طراحی ایمن: انطباق با API 607/6FA در صورت خرابی مهر و موم های نرم، آب بندی فلز ثانویه-به-فلز را تضمین می کند.

گوه انعطاف پذیر / دیسک دوگانه: انبساط حرارتی و سایش صندلی را جبران می کند.

تزریق درزگیر: اتصالات تزریق اضطراری امکان آب بندی موقت حلقه های صندلی را تحت فشار می دهد.

2. دریچه های گلوب

دریچه های گلوب از حرکت عمود بر دیسک برای تنظیم یا جداسازی استفاده می کنند. مسیر جریان S شکل، افت فشار بیشتری ایجاد می‌کند، اما دریچه گاز و خاموشی شدید- را ارائه می‌دهد.

پیکربندی های ساختاری:

الگوی مستقیم، زاویه و Y{0}}: انواع زاویه فرسایش را در خدمات فشار دیفرانسیل بالا به حداقل می رساند. الگوی Y{1}}مقاومت جریان را کاهش می‌دهد.

دم-مهر شده است: برای دستیابی به انتشار گازهای خروجی صفر برای محیط های سمی/اشتعال زا، غدد بسته بندی شده را با دم جایگزین می کند.

برنامه های کاربردی معمولی:

گاز دادن: کنترل تخلیه پمپ، بای پس مبدل حرارتی.

انفجار/تهویه: دریچه‌های پایین-نقطه‌ای و دریچه‌های با نقطه بالا-که نیاز به خاموش شدن شدید حباب‌دار دارند.

خدمات تزریق:-تزریق آب/بخار با فشار بالا برای بازیابی ثانویه.

ملاحظات فنی:

راهنمای قفس: پایداری ساقه را افزایش می دهد و لرزش را کاهش می دهد.

هاردفیسینگ: روکش استلایت روی صندلی ها/دیسک ها مقاومت در برابر سایش و فرسایش را بهبود می بخشد.

3. شیرهای توپی

دریچه های توپی از یک کره سوراخ دار با چرخش 90 درجه استفاده می کنند. آنها به دلیل آب بندی قابل اعتماد و عملکرد سریع، انتخاب ارجح برای خطوط لوله مدرن هستند.

پیکربندی های ساختاری:

توپ شناور: فشار رسانه توپ را به سمت صندلی پایین دست هل می دهد. مناسب برای سوراخ‌های کوچک/متوسط-فشار کم.

Trunnion-توپ نصب شده: توپ توسط بلبرینگ ثابت می شود. نیروهای فشار روی توپ می نشیند. برای سوراخ های بزرگ (NPS 24+) و فشار بالا اجباری است.

کاملا جوش داده شده: اتصالات بدنه جوش داده شده مسیرهای نشتی خارجی را از بین می برد. طراحی شده برای خطوط لوله مدفون (30+ طول عمر).

برنامه های کاربردی معمولی:

جداسازی خط اصلی خط لوله: به خصوص طرح های تراننیون کاملاً جوش داده شده.

سیستم های پیگینگ: طراحی‌های کامل-به عبور بدون وقفه PIGها اجازه می‌دهند.

پایانه های LNG: طرح‌های گردن کشیده{0}}کرایوژنیک.

ملاحظات فنی:

دوبلوک و بلید (DBB): سازگار با API 6D. هر دو انتها را جدا می کند و حفره را برای نگهداری ایمن باز می کند.

ساقه اثبات-را منفجر کنید: از خروج ساقه تحت فشار داخلی جلوگیری می کند.

طراحی ضد-استاتیک: الکتریسیته ساکن را برای جلوگیری از اشتعال دفع می کند.

4. شیرآلات را چک کنید

شیرهای چک به طور خودکار از جریان معکوس برای محافظت از پمپ‌ها و کمپرسورها جلوگیری می‌کنند و تنها بر اساس دینامیک جریان بدون تحریک خارجی کار می‌کنند.

پیکربندی های ساختاری:

چرخش و بلند کردن: انواع تاب از دیسک لولایی برای سوراخ های بزرگ استفاده می کنند. انواع بالابر از یک دیسک عمودی برای آب بندی محکم تر استفاده می کنند اما نیاز به جهت گیری خاصی دارند.

ویفر / بشقاب دوتایی: دیسک‌های دوگانه فشرده-فاردار فضا را به حداقل می‌رسانند و خطرات ناشی از چکش آب را کاهش می‌دهند.

نازل (غیر-Slam): طراحی به کمک فنر، بسته شدن صاف در جریان کم را تضمین می‌کند، که برای محافظت از تجهیزات فشار بالا ضروری است.

برنامه های کاربردی معمولی:

حفاظت از تخلیه پمپ/کمپرسور، اتصالات خط لوله برای جلوگیری از آلودگی متقاطع-و سیستم های آب تغذیه دیگ بخار.

ملاحظات فنی:

انتخاب بر روی پیشگیری از چکش آب (ازطریق-طراحی های بدون ضربه)، جهت گیری صحیح نصب، و فشار ترک خوردگی سازگار تمرکز دارد. طبق API 6D و ISO 5208، مواد باید در برابر فرسایش با سرعت بالا و خوردگی ترش مقاومت کنند.

5. شیرهای پروانه ای

دریچه های پروانه ای از یک دیسک چرخان استفاده می کنند. طرح‌ها بر اساس غیرمرکز بودن متفاوت هستند و مکانیسم آب‌بندی و دامنه کاربرد آن‌ها را مشخص می‌کنند.

5.1 دریچه های پروانه ای متحدالمرکز

ساختار: مرکز ساقه، دیسک و بدنه هم محور هستند. از صندلی های الاستومری (EPDM، Viton، PTFE) استفاده می کند.

مکانیسم آب بندی: تداخل مناسب از طریق فشرده سازی صندلی. اصطکاک مداوم در حین کار

برنامه های کاربردی معمولی: سیستم‌های کمکی با فشار کم، دمای محیط (آب خنک‌کننده، آب آتش‌نشانی، فاضلاب غیرخطرناک). برای خطوط اصلی هیدروکربن مناسب نیست.

5.2 شیر پروانه ای غیرعادی دوگانه (با عملکرد بالا)

ساختار: محور ساقه از مرکز دیسک (اولست آفست) و مرکز بدنه (افست دوم) فاصله دارد.

مکانیسم آب بندی: عملکرد دوربین، دیسک را بلافاصله پس از چرخش از روی صندلی بلند می کند و اصطکاک را به حداقل می رساند. با صندلی های نرم یا فلزی موجود است.

برنامه های کاربردی معمولی: خدمات فشار/دمای متوسط ​​(گاز سوخت،-بخار کم فشار، انتقال روغن). عمر طولانی تر و گشتاور کمتری نسبت به طرح های متحدالمرکز ارائه می دهد.

5.3 شیر پروانه ای غیرعادی سه گانه (TOV)

ساختار: یک افست سوم را اضافه می کند که در آن محور مخروطی نشیمنگاه نسبت به ساقه زاویه دارد. معمولاً فلز-به-فلز با روکش سخت-.

مکانیسم آب بندی: چرخش بدون تماس-تا بسته شدن نهایی؛ آب بندی از طریق گشتاور شفت حاصل می شود. سایش را از بین می برد و نشت دو جهته صفر- را فعال می کند.

کاربردهای معمولی:

دما/فشار بالا-: FCCU و واحدهای تصفیه آب (تا 600 درجه +).

برودتی / LNG: طرح های مهندسی ویژه.

سیستم های شعله ور: برای هدرهای اصلی به دلیل مقاومت در برابر حرارت و خاموش شدن شدید- ترجیح داده می شود.

جایگزینی: جایگزینی فزاینده دریچه‌های دروازه/گلوب در برنامه‌های کاربردی بزرگ-برای صرفه‌جویی در وزن و فضا.

6. شیرهای کنترل

شیرهای کنترل عنصر نهایی در سیستم های اتوماسیون هستند که جریان، فشار، دما یا سطح را بر اساس سیگنال های DCS/PLC تعدیل می کنند.

پیکربندی های ساختاری:

مونتاژ: شامل دوشاخه، صندلی، قفس، محرک (پنوماتیک/الکتریک/هیدرولیک) و پوزیشنر.

برنامه های کاربردی معمولی:

کنترل فرآیند: کاهش فشار، حلقه های اندازه گیری جریان، تنظیم دما.

خاموشی اضطراری (ESD): عملکرد ESD یکپارچه برای عملکرد ایمن شکست سریع-.

ملاحظات فنی:

کاویتاسیون و فلاشینگ: برای جلوگیری از فرسایش، فشار صحنه کاهش می‌یابد.

کاهش نویز: دیفیوزرها/صفحات{0}چند سوراخ مطابق با استانداردهای نویز IEC 60534-8-3 هستند.

ویژگی های جریان: بر اساس نیازهای فرآیند به‌عنوان خطی، درصد برابر یا باز کردن سریع انتخاب می‌شود.

7. انتخاب مواد و الزامات خدمات ویژه

مقاومت در برابر استرس سولفیدی (SSC):

سرویس ترش (H2S) نیاز به انطباق با NACE MR0175 / ISO 15156 دارد.

سختی معمولاً با عملیات حرارتی خاص به HRC 22 max محدود می شود.

سرویس برودتی:

بین -46 درجه و -196 درجه (LNG/اتیلن) ​​کار می کند.

کلاه بلندطراحی از یخ زدگی بسته بندی جلوگیری می کند.

مواد: فولاد کربنی LCB/LC3 یا فولاد ضد زنگ 304/316L با عملیات برودتی.

استانداردهای اولیه:

API 6D: شیرهای خط لوله.

API 600/602: شیرهای دروازه فولادی.

API 598: بازرسی و تست شیر.

ASME B16.34: فشار سوپاپ{0}}رده‌بندی دما.

IEC 60534: شیرهای کنترل فرآیند صنعتی.

API 609: شیرهای پروانه ای.

نتیجه گیری

استقرار شیر صنعتی در نفت و گاز نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق شرایط فرآیند دارد. از جداسازی تا مدولاسیون، هر شیر دارای مرزهای عملیاتی است. پیروی از استانداردهای API، ASME، NACE، و IEC، در کنار انتخاب علمی بر اساس خورندگی، فشار{2}}رتبه‌بندی دما، و پروتکل‌های ایمنی، برای یکپارچگی سیستم و قابلیت اطمینان بلندمدت- ضروری است.