Ievadsduktija

Attīstoties kriogēnajām tehnoloģijām, kriogēniem šķidrajiem produktiem ir bijusi nozīmīga loma daudzās jomās, piemēram, tautsaimniecībā, valsts aizsardzībā un zinātniskajā pētniecībā. Kriogēno šķidrumu pielietojums ir balstīts uz efektīvu un drošu kriogēno šķidro produktu uzglabāšanu un transportēšanu, un kriogēno šķidrumu cauruļvadu pārvade aptver visu uzglabāšanas un transportēšanas procesu. Tāpēc ir ļoti svarīgi nodrošināt kriogēno šķidrumu cauruļvadu pārvades drošību un efektivitāti. Kriogēno šķidrumu pārvadei pirms pārvades ir jānomaina gāze cauruļvadā, pretējā gadījumā tas var izraisīt darbības traucējumus. Iepriekšējas dzesēšanas process ir neizbēgama saikne kriogēno šķidro produktu transportēšanas procesā. Šis process radīs spēcīgu spiediena triecienu un citas negatīvas sekas cauruļvadam. Turklāt vertikālā cauruļvada geizeru parādība un sistēmas darbības nestabilā parādība, piemēram, aklo atzaru cauruļu piepildīšana, piepildīšana pēc intervāla iztukšošanas un gaisa kameras piepildīšana pēc vārsta atvēršanas, radīs dažādas pakāpes negatīvu ietekmi uz iekārtām un cauruļvadu. Ņemot to vērā, šajā rakstā tiek veikta padziļināta iepriekš minēto problēmu analīze un cer rast risinājumu, veicot analīzi.

Gāzes pārvietošana līnijā pirms pārvades

Attīstoties kriogēnajām tehnoloģijām, kriogēniem šķidrajiem produktiem ir bijusi nozīmīga loma daudzās jomās, piemēram, tautsaimniecībā, valsts aizsardzībā un zinātniskajā pētniecībā. Kriogēno šķidrumu pielietojums ir balstīts uz efektīvu un drošu kriogēno šķidro produktu uzglabāšanu un transportēšanu, un kriogēno šķidrumu cauruļvadu pārvade aptver visu uzglabāšanas un transportēšanas procesu. Tāpēc ir ļoti svarīgi nodrošināt kriogēno šķidrumu cauruļvadu pārvades drošību un efektivitāti. Kriogēno šķidrumu pārvadei pirms pārvades ir jānomaina gāze cauruļvadā, pretējā gadījumā tas var izraisīt darbības traucējumus. Iepriekšējas dzesēšanas process ir neizbēgama saikne kriogēno šķidro produktu transportēšanas procesā. Šis process radīs spēcīgu spiediena triecienu un citas negatīvas sekas cauruļvadam. Turklāt vertikālā cauruļvada geizeru parādība un sistēmas darbības nestabilā parādība, piemēram, aklo atzaru cauruļu piepildīšana, piepildīšana pēc intervāla iztukšošanas un gaisa kameras piepildīšana pēc vārsta atvēršanas, radīs dažādas pakāpes negatīvu ietekmi uz iekārtām un cauruļvadu. Ņemot to vērā, šajā rakstā tiek veikta padziļināta iepriekš minēto problēmu analīze un cer rast risinājumu, veicot analīzi.

Cauruļvada iepriekšējas atdzesēšanas process

Visā kriogēno šķidrumu cauruļvadu pārvades procesā pirms stabila pārvades stāvokļa izveidošanas notiks cauruļvadu sistēmas un saņemšanas iekārtu iepriekšēja dzesēšana un karstā ūdens padeves process, t. i., iepriekšēja dzesēšana. Šajā procesā cauruļvadam un saņemšanas iekārtām jāiztur ievērojams saraušanās spriegums un trieciena spiediens, tāpēc tie ir jākontrolē.

Sāksim ar procesa analīzi.

Viss iepriekšējas dzesēšanas process sākas ar spēcīgu iztvaikošanas procesu, un pēc tam parādās divfāžu plūsma. Visbeidzot, pēc sistēmas pilnīgas atdzesēšanas parādās vienfāzes plūsma. Iepriekšējas dzesēšanas procesa sākumā sienas temperatūra acīmredzami pārsniedz kriogēnā šķidruma piesātinājuma temperatūru un pat kriogēnā šķidruma augšējo robežtemperatūru — galīgo pārkaršanas temperatūru. Siltuma pārneses dēļ šķidrums pie caurules sienas tiek uzkarsēts un acumirklī iztvaiko, veidojot tvaika plēvi, kas pilnībā ieskauj caurules sienu, tas ir, notiek plēves vārīšanās. Pēc tam, iepriekšējas dzesēšanas procesa laikā, caurules sienas temperatūra pakāpeniski nokrītas zem pārkaršanas robežtemperatūras, un tad veidojas labvēlīgi apstākļi pārejas vārīšanās un burbuļu vārīšanās procesam. Šajā procesā rodas lielas spiediena svārstības. Kad iepriekšēja dzesēšana tiek veikta līdz noteiktam posmam, cauruļvada siltumietilpība un vides siltuma ieplūde neļaus kriogēnajam šķidrumam sakarst līdz piesātinājuma temperatūrai, un parādīsies vienfāzes plūsmas stāvoklis.

Intensīvas iztvaikošanas procesā radīsies dramatiskas plūsmas un spiediena svārstības. Visā spiediena svārstību procesā maksimālais spiediens, kas veidojas pirmo reizi pēc tam, kad kriogēnais šķidrums tieši nonāk karstajā caurulē, ir maksimālā amplitūda visā spiediena svārstību procesā, un spiediena vilnis var pārbaudīt sistēmas spiediena jaudu. Tāpēc parasti tiek pētīts tikai pirmais spiediena vilnis.

Pēc vārsta atvēršanas kriogēnais šķidrums spiediena starpības ietekmē ātri nonāk cauruļvadā, un iztvaikošanas radītā tvaika plēve atdala šķidrumu no caurules sienas, veidojot koncentrisku aksiālu plūsmu. Tā kā tvaika pretestības koeficients ir ļoti mazs, kriogēnā šķidruma plūsmas ātrums ir ļoti liels, un, virzoties uz priekšu, šķidruma temperatūra siltuma absorbcijas dēļ pakāpeniski paaugstinās, attiecīgi palielinās cauruļvada spiediens un palēninās piepildīšanās ātrums. Ja caurule ir pietiekami gara, šķidruma temperatūrai kādā brīdī jāsasniedz piesātinājums, un tad šķidruma virzība apstājas. Siltums no caurules sienas kriogēnā šķidrumā tiek izmantots viss iztvaikošanai, un šajā laikā iztvaikošanas ātrums ievērojami palielinās, palielinās arī spiediens cauruļvadā, kas var sasniegt 1,5–2 reizes lielāku spiedienu nekā ieplūdes spiediens. Spiediena starpības ietekmē daļa šķidruma tiks atgriezta kriogēnā šķidruma uzglabāšanas tvertnē, kā rezultātā tvaika veidošanās ātrums samazināsies, un, tā kā daļa tvaika, kas rodas no caurules izejas, caurules spiediens pazemināsies, pēc kāda laika cauruļvads atjaunos šķidrumu spiediena starpības apstākļos, un šī parādība parādīsies atkal, tāpēc tā atkārtosies. Tomēr nākamajā procesā, tā kā caurulē ir noteikts spiediens un daļa šķidruma atrodas caurulē, jaunā šķidruma radītais spiediena pieaugums ir neliels, tāpēc spiediena maksimums būs mazāks nekā pirmais maksimums.

Visā iepriekšējas atdzesēšanas procesā sistēmai ir jāiztur ne tikai liela spiediena viļņa ietekme, bet arī liels saraušanās spriegums aukstuma dēļ. Abu faktoru kombinētā darbība var izraisīt sistēmas strukturālus bojājumus, tāpēc jāveic nepieciešamie pasākumi, lai to kontrolētu.

Tā kā iepriekšējas dzesēšanas plūsmas ātrums tieši ietekmē iepriekšējas dzesēšanas procesu un aukstās saraušanās sprieguma lielumu, iepriekšējas dzesēšanas procesu var kontrolēt, kontrolējot iepriekšējas dzesēšanas plūsmas ātrumu. Saprātīgs iepriekšējas dzesēšanas plūsmas ātruma izvēles princips ir saīsināt iepriekšējas dzesēšanas laiku, izmantojot lielāku iepriekšējas dzesēšanas plūsmas ātrumu, lai nodrošinātu, ka spiediena svārstības un aukstās saraušanās spriegums nepārsniedz pieļaujamo iekārtu un cauruļvadu diapazonu. Ja iepriekšējas dzesēšanas plūsmas ātrums ir pārāk mazs, cauruļvada izolācijas veiktspēja nav laba, un tas var nekad nesasniegt dzesēšanas stāvokli.

Priekšdzesēšanas procesā divfāžu plūsmas dēļ nav iespējams izmērīt faktisko plūsmas ātrumu ar parastu plūsmas mērītāju, tāpēc to nevar izmantot priekšdzesēšanas plūsmas ātruma kontrolei. Tomēr plūsmas lielumu var netieši noteikt, kontrolējot uztvērējtrauka pretspiedienu. Noteiktos apstākļos attiecību starp uztvērējtrauka pretspiedienu un priekšdzesēšanas plūsmu var noteikt ar analītisku metodi. Kad priekšdzesēšanas process virzās uz vienfāzes plūsmas stāvokli, ar plūsmas mērītāju izmērīto faktisko plūsmu var izmantot, lai kontrolētu priekšdzesēšanas plūsmu. Šo metodi bieži izmanto, lai kontrolētu kriogēnā šķidrā propelenta uzpildīšanu raķetēm.

Uztvērēja pretspiediena izmaiņas atbilst iepriekšējas dzesēšanas procesam šādi, un to var izmantot, lai kvalitatīvi novērtētu iepriekšējas dzesēšanas posmu: ja uztvērēja izplūdes jauda ir nemainīga, pretspiediens sākumā strauji palielinās kriogēnā šķidruma spēcīgas iztvaikošanas dēļ un pēc tam pakāpeniski samazinās, samazinoties uztvērēja un cauruļvada temperatūrai. Šajā laikā iepriekšējas dzesēšanas jauda palielinās.

Citiem jautājumiem pievērsīsimies nākamajam rakstam!

HL kriogēnās iekārtas

Uzņēmums HL Cryogenic Equipment, kas dibināts 1992. gadā, ir zīmols, kas saistīts ar HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. HL Cryogenic Equipment ir apņēmies projektēt un ražot augsta vakuuma izolētas kriogēnās cauruļvadu sistēmas un saistīto atbalsta aprīkojumu, lai apmierinātu klientu dažādās vajadzības. Vakuuma izolētās caurules un elastīgās šļūtenes ir izgatavotas no augsta vakuuma un daudzslāņu daudzslāņa īpaši izolētiem materiāliem un iziet cauri virknei ārkārtīgi stingru tehnisko apstrādi un augsta vakuuma apstrādi, ko izmanto šķidrā skābekļa, šķidrā slāpekļa, šķidrā argona, šķidrā ūdeņraža, šķidrā hēlija, sašķidrinātas etilēna gāzes LEG un sašķidrinātas dabasgāzes LNG pārsūknēšanai.

HL Cryogenetic Equipment Company vakuuma apvalka cauruļu, vakuuma apvalka šļūteņu, vakuuma apvalka vārstu un fāžu separatoru produktu sērija, kas ir izturējusi virkni ārkārtīgi stingru tehnisko apstrādi, tiek izmantota šķidrā skābekļa, šķidrā slāpekļa, šķidrā argona, šķidrā ūdeņraža, šķidrā hēlija, LEG un LNG pārsūknēšanai, un šie produkti tiek izmantoti kriogēnām iekārtām (piemēram, kriogēnām tvertnēm, Djūāra tvertnēm un aukstuma kastēm utt.) gaisa atdalīšanas, gāzu, aviācijas, elektronikas, supravadītāju, mikroshēmu, automatizācijas montāžas, pārtikas un dzērienu, farmācijas, slimnīcu, biobanku, gumijas, jaunu materiālu ražošanas, ķīmiskās inženierijas, dzelzs un tērauda, ​​kā arī zinātniskās pētniecības u.c. nozarēs.