Nơi sử dụng van

Van được sử dụng ở đâu: Mọi nơi!

08 thg 11, 2017 Do Greg Johnson viết kịch bản

Ngày nay, van có thể được tìm thấy ở bất cứ đâu: trong nhà của chúng ta, dưới đường phố, trong các tòa nhà thương mại và ở hàng nghìn nơi trong các nhà máy điện và nước, nhà máy giấy, nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa chất và các cơ sở hạ tầng và công nghiệp khác.
Ngành công nghiệp van thực sự có vai trò rộng lớn, với các phân khúc khác nhau, từ phân phối nước cho điện hạt nhân đến dầu khí ở thượng nguồn và hạ nguồn. Mỗi ngành công nghiệp người dùng cuối này sử dụng một số loại van cơ bản; tuy nhiên, các chi tiết xây dựng và vật liệu thường rất khác nhau. Đây là một mẫu:

CÔNG TRÌNH NƯỚC
Trong thế giới phân bố nước, áp suất hầu như luôn luôn tương đối thấp và nhiệt độ môi trường xung quanh. Hai thực tế ứng dụng đó cho phép một số yếu tố thiết kế van sẽ không được tìm thấy trên các thiết bị khó khăn hơn như van hơi nhiệt độ cao. Nhiệt độ môi trường xung quanh của dịch vụ nước cho phép sử dụng chất đàn hồi và đệm cao su không phù hợp ở những nơi khác. Những vật liệu mềm này cho phép trang bị van nước để bịt chặt các giọt nhỏ giọt.

Một cân nhắc khác trong van dịch vụ nước là sự lựa chọn trong vật liệu xây dựng. Bàn là đúc và bàn là dẻo được sử dụng nhiều trong hệ thống nước, đặc biệt là các đường kính ngoài lớn. Các đường rất nhỏ có thể được xử lý khá tốt với vật liệu van bằng đồng.

Áp suất mà hầu hết các van công trình nước thấy thường dưới 200 psi. Điều này có nghĩa là không cần thiết kế áp suất cao hơn có thành dày hơn. Điều đó đã được nói, có những trường hợp van nước được chế tạo để xử lý áp suất cao hơn, lên đến khoảng 300 psi. Những ứng dụng này thường ở các ống dẫn nước dài gần nguồn áp suất. Đôi khi van nước áp suất cao hơn cũng được tìm thấy ở các điểm có áp suất cao nhất trong một con đập cao.

Hiệp hội Công trình Cấp nước Hoa Kỳ (AWWA) đã ban hành các thông số kỹ thuật bao gồm nhiều loại van và thiết bị truyền động khác nhau được sử dụng trong các ứng dụng cấp nước.

NƯỚC THẢI
Mặt trái của nước ngọt đi vào cơ sở hoặc công trình là nước thải hoặc đầu ra của cống. Các dây chuyền này thu thập tất cả chất lỏng và chất rắn và đưa chúng đến nhà máy xử lý nước thải. Các nhà máy xử lý này có rất nhiều đường ống và van áp suất thấp để thực hiện “công việc bẩn thỉu” của chúng. Các yêu cầu đối với van nước thải trong nhiều trường hợp khoan dung hơn nhiều so với các yêu cầu đối với dịch vụ nước sạch. Cửa sắt và van một chiều là những lựa chọn phổ biến nhất cho loại hình dịch vụ này. Các van tiêu chuẩn trong dịch vụ này được chế tạo phù hợp với các thông số kỹ thuật của AWWA.

NGÀNH CÔNG NGHIỆP ĐIỆN
Hầu hết năng lượng điện được tạo ra ở Hoa Kỳ được tạo ra từ các nhà máy hơi nước sử dụng nhiên liệu hóa thạch và tuabin tốc độ cao. Lột vỏ của một nhà máy điện hiện đại sẽ cho ta thấy hệ thống đường ống áp suất cao, nhiệt độ cao. Những đường dây chính này là quan trọng nhất trong quá trình sản xuất điện bằng hơi nước.

Van cổng vẫn là một lựa chọn chính cho các ứng dụng bật / tắt nhà máy điện, mặc dù mục đích đặc biệt, van cầu hình chữ Y cũng được tìm thấy. Van bi hiệu suất cao, dịch vụ quan trọng đang trở nên phổ biến với một số nhà thiết kế nhà máy điện và đang xâm nhập vào thế giới từng thống trị van tuyến tính này.

Luyện kim rất quan trọng đối với van trong các ứng dụng điện, đặc biệt là những van hoạt động trong phạm vi hoạt động áp suất và nhiệt độ siêu tới hạn hoặc siêu siêu tới hạn. F91, F92, C12A, cùng với một số Inconel và hợp kim thép không gỉ được sử dụng phổ biến trong các nhà máy điện hiện nay. Các cấp áp suất bao gồm 1500, 2500 và trong một số trường hợp là 4500. Bản chất điều biến của các nhà máy công suất cực đại (chỉ hoạt động khi cần thiết) cũng gây ra áp lực rất lớn đối với van và đường ống, đòi hỏi thiết kế mạnh mẽ để xử lý sự kết hợp khắc nghiệt của chu trình, nhiệt độ và sức ép.
Ngoài đường ống dẫn hơi chính, các nhà máy điện được tải với các đường ống phụ trợ, được bố trí bởi vô số van cửa, cầu, séc, bướm và van bi.

Các nhà máy điện hạt nhân hoạt động trên nguyên lý tuabin hơi nước / tốc độ cao. Sự khác biệt cơ bản là trong nhà máy điện hạt nhân, hơi nước được tạo ra bởi nhiệt từ quá trình phân hạch. Các van của nhà máy điện hạt nhân tương tự như những người anh em họ chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, ngoại trừ phả hệ của chúng và yêu cầu thêm về độ tin cậy tuyệt đối. Van hạt nhân được sản xuất theo tiêu chuẩn cực kỳ cao, với hàng trăm trang tài liệu kiểm định và kiểm định chất lượng.

imng

SẢN XUẤT DẦU KHÍ
Các giếng dầu khí và các cơ sở sản xuất là đối tượng sử dụng nhiều van, trong đó có nhiều van chịu tải nặng. Mặc dù những dòng dầu phun ra hàng trăm feet trong không khí không còn có khả năng xảy ra, nhưng hình ảnh minh họa áp suất tiềm tàng của dầu và khí dưới lòng đất. Đây là lý do tại sao đầu giếng hoặc cây thông Noel được đặt trên đầu một đoạn ống dài của giếng. Các cụm này, với sự kết hợp của van và các phụ kiện đặc biệt, được thiết kế để xử lý áp suất lên đến 10.000 psi. Mặc dù ngày nay hiếm khi được tìm thấy trên các giếng đào trên đất liền, nhưng áp suất cực cao thường được tìm thấy trên các giếng sâu ngoài khơi.

Thiết kế thiết bị giếng khoan được bao gồm bởi các thông số kỹ thuật API như 6A, Đặc điểm kỹ thuật cho Thiết bị giếng khoan và Cây thông Noel. Các van được bao phủ trong 6A được thiết kế cho áp suất cực cao nhưng nhiệt độ khiêm tốn. Hầu hết các cây thông Noel đều có van cổng và van cầu đặc biệt gọi là cuộn cảm. Các cuộn cảm được sử dụng để điều chỉnh dòng chảy từ giếng.

Ngoài các đầu giếng, nhiều cơ sở phụ trợ có mỏ dầu hoặc khí đốt. Thiết bị xử lý trước dầu hoặc khí cần có một số van. Các van này thường là thép cacbon được đánh giá cho các lớp thấp hơn.

Đôi khi, một chất lỏng có tính ăn mòn cao - hydro sulfua - có trong dòng dầu thô. Vật liệu này, còn được gọi là khí chua, có thể gây chết người. Để vượt qua thách thức của khí chua, phải tuân thủ các vật liệu đặc biệt hoặc kỹ thuật xử lý vật liệu phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật MR0175 của NACE International.

NGÀNH OFFSHORE
Hệ thống đường ống cho các giàn khoan dầu ngoài khơi và các cơ sở sản xuất chứa vô số van được chế tạo theo nhiều thông số kỹ thuật khác nhau để xử lý nhiều thách thức về kiểm soát dòng chảy. Các cơ sở này cũng chứa nhiều vòng lặp hệ thống điều khiển và các thiết bị giảm áp.

Đối với các cơ sở sản xuất dầu, tim động mạch là hệ thống đường ống thu hồi dầu hoặc khí thực tế. Mặc dù không phải lúc nào cũng trên nền tảng, nhiều hệ thống sản xuất sử dụng cây thông Noel và hệ thống đường ống hoạt động ở độ sâu khắc nghiệt từ 10.000 feet trở lên. Thiết bị sản xuất này được chế tạo theo nhiều tiêu chuẩn chính xác của Viện Dầu khí Hoa Kỳ (API) và được tham chiếu trong một số Thực hành Khuyến nghị API (RP).

Trên hầu hết các nền tảng dầu lớn, các quy trình bổ sung được áp dụng cho chất lỏng thô đến từ đầu giếng. Chúng bao gồm tách nước khỏi hydrocacbon và tách khí và chất lỏng khí tự nhiên khỏi dòng chất lỏng. Các hệ thống đường ống sau cây thông Noel này thường được xây dựng theo mã đường ống B31.3 của Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ với các van được thiết kế phù hợp với các thông số kỹ thuật của van API như API 594, API 600, API 602, API 608 và API 609.

Một số hệ thống này cũng có thể chứa cổng API 6D, bóng và van một chiều. Vì bất kỳ đường ống nào trên bệ hoặc tàu khoan đều nằm trong cơ sở nên không áp dụng các yêu cầu nghiêm ngặt để sử dụng van API 6D cho đường ống. Mặc dù nhiều loại van được sử dụng trong các hệ thống đường ống này, nhưng loại van được lựa chọn là van bi.

PIPELINES
Mặc dù hầu hết các đường ống bị che khuất khỏi tầm nhìn, nhưng sự hiện diện của chúng thường hiển nhiên. Những dấu hiệu nhỏ ghi “đường ống dẫn dầu khí” là một dấu hiệu rõ ràng cho thấy sự hiện diện của đường ống vận chuyển ngầm. Các đường ống này được trang bị nhiều van quan trọng dọc theo chiều dài của chúng. Van ngắt đường ống khẩn cấp được tìm thấy ở các khoảng thời gian theo quy định của tiêu chuẩn, mã và luật. Các van này phục vụ mục đích quan trọng là cô lập một đoạn đường ống trong trường hợp rò rỉ hoặc khi cần bảo trì.

Cũng nằm rải rác dọc theo một tuyến đường ống là các cơ sở nơi đường dây nhô lên khỏi mặt đất và có thể tiếp cận đường dây. Các trạm này là nơi đặt thiết bị phóng “heo”, bao gồm các thiết bị được lắp vào đường ống để kiểm tra hoặc làm sạch đường dây. Các trạm phóng lợn này thường chứa một số van, có thể là loại cổng hoặc dạng bi. Tất cả các van trên hệ thống đường ống phải ở trạng thái hoàn toàn (mở hoàn toàn) để cho lợn đi qua.

Đường ống cũng cần năng lượng để chống lại ma sát của đường ống và duy trì áp suất và lưu lượng của đường ống. Máy nén hoặc trạm bơm trông giống như phiên bản nhỏ của nhà máy xử lý không có tháp nứt cao được sử dụng. Các trạm này là nơi có hàng chục van cổng, van bi và van một chiều.
Bản thân các đường ống được thiết kế theo nhiều tiêu chuẩn và mã khác nhau, trong khi van đường ống tuân theo Van đường ống API 6D.
Ngoài ra còn có các đường ống nhỏ hơn đưa vào nhà ở và các công trình thương mại. Các đường này cung cấp nước và khí đốt và được bảo vệ bởi các van ngắt.
Các thành phố lớn, đặc biệt là ở phía bắc của Hoa Kỳ, cung cấp hơi nước cho các yêu cầu sưởi ấm của khách hàng thương mại. Các đường cấp hơi này được trang bị nhiều loại van để kiểm soát và điều chỉnh việc cấp hơi. Mặc dù chất lỏng là hơi nước, áp suất và nhiệt độ thấp hơn so với áp suất và nhiệt độ trong quá trình tạo hơi của nhà máy điện. Một loạt các loại van được sử dụng trong dịch vụ này, mặc dù loại van cắm đáng kính vẫn là một lựa chọn phổ biến.

PHỤC HỒI VÀ HÓA CHẤT
Van lọc dầu chiếm tỷ lệ sử dụng van công nghiệp nhiều hơn bất kỳ phân khúc van nào khác. Các nhà máy lọc dầu là nơi có cả chất lỏng ăn mòn và trong một số trường hợp, nhiệt độ cao.
Các yếu tố này quyết định cách thức van được chế tạo phù hợp với các thông số kỹ thuật thiết kế van API như API 600 (van cổng), API 608 (van bi) và API 594 (van một chiều). Do dịch vụ khắc nghiệt mà nhiều van này gặp phải, nên thường cần thêm phụ cấp ăn mòn. Mức cho phép này được thể hiện thông qua độ dày thành lớn hơn được chỉ định trong tài liệu thiết kế API.

Hầu như mọi loại van chính có thể được tìm thấy rất nhiều trong một nhà máy lọc dầu lớn điển hình. Van cửa phổ biến vẫn là vua của ngọn đồi với dân số đông nhất, nhưng van tứ chuyển đang chiếm thị phần ngày càng lớn. Các sản phẩm 1/4 tạo nên sự xâm nhập thành công trong ngành này (vốn cũng từng bị thống trị bởi các sản phẩm tuyến tính) bao gồm van bướm bù ba hiệu suất cao và van bi ngồi bằng kim loại.

Các van tiêu chuẩn, van cầu và van một chiều vẫn được tìm thấy hàng ngày, và vì tính thiết kế và tính kinh tế của chúng trong sản xuất, sẽ không sớm biến mất.
Xếp hạng áp suất cho van nhà máy lọc dầu chạy gam từ Class 150 đến Class 1500, với Class 300 là phổ biến nhất.
Thép carbon trơn, chẳng hạn như loại WCB (đúc) và A-105 (rèn) là những vật liệu phổ biến nhất được chỉ định và sử dụng trong các van phục vụ nhà máy lọc dầu. Nhiều ứng dụng trong quy trình tinh luyện đẩy giới hạn nhiệt độ trên của thép cacbon đơn giản và các hợp kim nhiệt độ cao hơn được chỉ định cho các ứng dụng này. Phổ biến nhất trong số này là các loại thép chrome / moly như 1-1 / 4% Cr, 2-1 / 4% Cr, 5% Cr và 9% Cr. Thép không gỉ và hợp kim niken cao cũng được sử dụng trong một số quy trình tinh luyện đặc biệt khắc nghiệt.

sdagag

HÓA CHẤT
Ngành công nghiệp hóa chất là một ngành sử dụng lớn các loại van của tất cả các loại và vật liệu. Từ các nhà máy quy mô nhỏ đến các tổ hợp hóa dầu khổng lồ được tìm thấy trên Bờ Vịnh, van là một phần quan trọng của hệ thống đường ống xử lý hóa chất.

Hầu hết các ứng dụng trong các quy trình hóa học đều có áp suất thấp hơn nhiều quy trình tinh chế và phát điện. Các cấp áp suất phổ biến nhất cho van và đường ống của nhà máy hóa chất là Cấp 150 và 300. Các nhà máy hóa chất cũng là động lực lớn nhất trong việc chiếm thị phần mà van bi đã giành được từ van tuyến tính trong 40 năm qua. Van bi có chỗ ngồi đàn hồi, với chức năng ngắt không rò rỉ, phù hợp hoàn hảo cho nhiều ứng dụng của nhà máy hóa chất. Kích thước nhỏ gọn của van bi cũng là một tính năng phổ biến.
Vẫn có một số nhà máy hóa chất và quy trình nhà máy mà van tuyến tính được ưu tiên hơn. Trong những trường hợp này, các van phổ biến được thiết kế theo API 603, với thành mỏng hơn và trọng lượng nhẹ hơn, thường là van cửa hoặc van cầu được lựa chọn. Việc kiểm soát một số hóa chất cũng được thực hiện một cách hiệu quả với van màng hoặc van khóa.
Do tính chất ăn mòn của nhiều loại hóa chất và quá trình sản xuất hóa chất, việc lựa chọn vật liệu là rất quan trọng. Vật liệu defacto là loại thép không gỉ Austenit 316 / 316L. Vật liệu này hoạt động tốt để chống lại sự ăn mòn từ một loạt các chất lỏng đôi khi khó chịu.

Đối với một số ứng dụng ăn mòn mạnh hơn, cần phải bảo vệ nhiều hơn. Các cấp hiệu suất cao khác của thép không gỉ Austenit, chẳng hạn như 317, 347 và 321 thường được chọn trong những tình huống này. Các hợp kim khác thường được sử dụng để kiểm soát chất lỏng hóa học bao gồm Monel, Alloy 20, Inconel và 17-4 PH.

LNG VÀ KHÍ QUYỂN
Cả khí thiên nhiên lỏng (LNG) và các quy trình cần thiết để tách khí đều phụ thuộc vào hệ thống đường ống rộng rãi. Các ứng dụng này yêu cầu van có thể hoạt động ở nhiệt độ đông lạnh rất thấp. Ngành công nghiệp LNG, đang phát triển nhanh chóng ở Hoa Kỳ, đang liên tục tìm cách nâng cấp và cải tiến quá trình hóa lỏng khí. Vì vậy, đường ống và van đã trở nên lớn hơn nhiều và yêu cầu về áp suất đã được nâng lên.

Tình hình này đã đòi hỏi các nhà sản xuất van phải phát triển thiết kế để đáp ứng các thông số khó hơn. Van bướm và bi xoay tứ kỳ phổ biến cho dịch vụ LNG, với vật liệu phổ biến nhất là 316ss [thép không gỉ]. ANSI Class 600 là trần áp suất thông thường cho hầu hết các ứng dụng LNG. Mặc dù các sản phẩm vòng quay 1/4 là loại van phổ biến nhất, van cửa, van cầu và van một chiều cũng có thể được tìm thấy trong các nhà máy.

Dịch vụ tách khí bao gồm việc phân chia khí thành các phần tử cơ bản riêng lẻ của nó. Ví dụ, phương pháp tách không khí tạo ra nitơ, oxy, heli và các khí vi lượng khác. Bản chất nhiệt độ rất thấp của quá trình có nghĩa là cần nhiều van đông lạnh.

Cả LNG và các nhà máy tách khí đều có van nhiệt độ thấp phải duy trì hoạt động trong các điều kiện đông lạnh này. Điều này có nghĩa là hệ thống đóng gói van phải được nâng lên khỏi chất lỏng có nhiệt độ thấp thông qua việc sử dụng khí hoặc cột ngưng tụ. Cột khí này ngăn không cho chất lỏng hình thành một quả cầu băng xung quanh khu vực đóng gói, điều này sẽ ngăn không cho thân van quay hoặc tăng lên.

dsfsg

TOA NHA THƯƠNG MẠI
Các tòa nhà thương mại bao quanh chúng ta nhưng trừ khi chúng ta để ý kỹ khi chúng được xây dựng, chúng ta có rất ít manh mối về vô số các động mạch chất lỏng ẩn bên trong các bức tường xây bằng gạch, kính và kim loại của chúng.

Một mẫu số chung trong hầu hết mọi tòa nhà là nước. Tất cả các cấu trúc này chứa nhiều hệ thống đường ống mang nhiều sự kết hợp của hợp chất hydro / oxy ở dạng chất lỏng uống được, nước thải, nước nóng, nước xám và chống cháy.

Từ quan điểm sống còn của tòa nhà, hệ thống cứu hỏa là quan trọng nhất. Phòng cháy chữa cháy trong các tòa nhà hầu như được cấp nước sạch và đầy đủ. Để hệ thống nước chữa cháy hoạt động hiệu quả, chúng phải đáng tin cậy, có đủ áp lực và được bố trí thuận tiện trong toàn bộ kết cấu. Các hệ thống này được thiết kế để tự động cung cấp năng lượng trong trường hợp hỏa hoạn.
Các tòa nhà cao tầng yêu cầu dịch vụ áp lực nước ở các tầng trên cùng với các tầng dưới cùng nên phải sử dụng máy bơm và đường ống áp lực cao để đưa nước lên. Hệ thống đường ống thường là Class 300 hoặc 600, tùy thuộc vào chiều cao của tòa nhà. Tất cả các loại van được sử dụng trong các ứng dụng này; tuy nhiên, các thiết kế van phải được Underwriters Laboratories hoặc Factory Mutual phê duyệt để phục vụ chính cho việc chữa cháy.

Các loại van và loại van tương tự được sử dụng cho van chữa cháy được sử dụng để phân phối nước uống được, mặc dù quy trình phê duyệt không nghiêm ngặt bằng.
Hệ thống điều hòa không khí thương mại được tìm thấy trong các cấu trúc kinh doanh lớn như tòa nhà văn phòng, khách sạn và bệnh viện thường là tập trung. Họ có một đơn vị làm lạnh lớn hoặc lò hơi để làm mát hoặc làm nóng chất lỏng được sử dụng để truyền nhiệt độ lạnh hoặc cao. Các hệ thống này thường phải xử lý các chất làm lạnh như R-134a, hydro-fluorocarbon, hoặc trong trường hợp hệ thống sưởi ấm chính là hơi nước. Do kích thước nhỏ gọn của van bướm và van bi, những loại này đã trở nên phổ biến trong hệ thống làm lạnh HVAC.

Về mặt hơi, một số van rẽ một phần tư đã được đưa vào sử dụng, tuy nhiên nhiều kỹ sư đường ống nước vẫn dựa vào van cầu và cổng tuyến tính, đặc biệt nếu đường ống yêu cầu các đầu mối hàn giáp mép. Đối với các ứng dụng hơi nước vừa phải, thép đã thay thế cho gang vì tính hàn của thép.

Một số hệ thống sưởi sử dụng nước nóng thay vì hơi nước làm chất lỏng truyền. Các hệ thống này được phục vụ tốt bởi van đồng hoặc van sắt. Van bướm và van bướm có chỗ ngồi có khả năng đàn hồi bốn vòng rất phổ biến, mặc dù một số thiết kế tuyến tính vẫn được sử dụng.

PHẦN KẾT LUẬN
Mặc dù bằng chứng về các ứng dụng van được đề cập trong bài viết này có thể không xem được trong chuyến đi đến Starbucks hoặc đến nhà bà, một số van rất quan trọng luôn ở gần đó. Thậm chí có những van trong động cơ của xe hơi được sử dụng để đi đến những nơi đó như van trong bộ chế hòa khí điều khiển dòng nhiên liệu vào động cơ và van trong động cơ điều khiển dòng xăng vào các piston và ra lại. Và nếu những van đó không đủ gần với cuộc sống hàng ngày của chúng ta, hãy xem xét thực tế là trái tim của chúng ta đập thường xuyên thông qua bốn thiết bị kiểm soát lưu lượng quan trọng.

Đây chỉ là một ví dụ khác về thực tế rằng: van thực sự ở khắp mọi nơi. VM
Phần II của bài viết này đề cập đến các ngành bổ sung sử dụng van. Truy cập www.valvemagazine.com để đọc về bột giấy và giấy, ứng dụng hàng hải, đập và thủy điện, năng lượng mặt trời, sắt và thép, hàng không vũ trụ, địa nhiệt cũng như sản xuất và chưng cất thủ công.

GREG JOHNSON là chủ tịch của United Valve (www.unitedvalve.com) tại Houston. Ông là một biên tập viên đóng góp cho Tạp chí VALVE, trước đây là chủ tịch Hội đồng sửa chữa van và là thành viên hội đồng VRC hiện tại. Ông cũng phục vụ trong Ủy ban Giáo dục & Đào tạo của VMA, là phó chủ tịch Ủy ban Truyền thông của VMA và đã từng là chủ tịch của Hiệp hội Tiêu chuẩn hóa các Nhà sản xuất. 


Thời gian đăng: 29-9-2020

Ứng dụng

Underground pipeline

Đường ống ngầm

Irrigation System

Hệ thống tưới tiêu

Water Supply System

Hệ thống cấp nước

Equipment supplies

Cung cấp thiết bị