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ESSEN埃森阀门气动电动执行器为你提供行业要闻-【LNG】阀门执行器对LNG行业的重要性

ESSEN埃森阀门气动电动执行器为你提供行业要闻-【LNG】阀门执行器对LNG行业的重要性

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液化天然气(LNG)在全球能源结构中的重要性日益凸显。LNG出口在过去几年中呈指数级增长。美国对欧洲的出口量更是在2022年实现了翻番。

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今天整理ESSEN阀门气动电动执行器为你提供咨讯-预计到本世纪二十年代末,全球市场的天然气需求将增长11%。由于天然气需求增长,LNG的需求也就随之增长,因此预计到2030年,液化产能将翻一番,而再气化产能预计将增长50%。由于使用前需要重新转换为气体,体积因此急剧膨胀,许多国家缺少足够的基础设施来容纳足够多的天然气。未来八年内,计划中的各种针对LNG液化、再气化和运输领域基础设施的投资项目将纷纷开工。LNG作为较低碳足迹的碳氢化合物和能源转型期过渡性燃料,受市场热捧的程度由此可见一斑。规模日渐庞大的基础设施,更加需要高效率的流体控制解决方案,并且要涵盖整个工艺流程:从开采、液化、再气化、运输一直到配送。这意味着在每个工艺环节,都需要执行器来有效地控制工艺。
在LNG工况中有效控制流体
在世界上任何地方,LNG的原料气开采、加工和运输都必须建立在安全和可靠的基础上。流体控制在每个工艺环节中的作用都很关键,具体环节包括开采、液化、运输(包括管道和LNG运输船)、再气化和配送(或转运)。
储存和运输LNG都有专门的要求。阀门和相关设备必须能承受极端的低温(需要在-162℃才能从气态转化到液态)。由于苛刻的工作环境,用于控制LNG流动的阀门必须能在极低温度下可靠地运行。深冷安全阀主要都是316不锈钢材质,它能在极低温度中保持阀体的强度。深冷阀必须达到BS 6364等安全标准。控制此类阀门的控制设备,例如执行器,同样必须能在极端恶劣工况中安全、可靠地运行。在LNG行业,每座工厂都需要将最合适的产品用在关键应用场合,这样才能确保安全运行,同时尽可能延长装置运行时间,提高运营效率。设计精良,维护得当的流体控制系统,不仅能带来更高的效率和利润,还能在保障企业符合各种环保标准的同时,实现安全运行。
深冷阀的控制
通过管道输送原料气时,管道阀门的直径一般是在36”至72”之间。输送天然气需要巨大压力,才能为LNG液化装置及时提供足够的原料气。为了将天然气转化为液态,需要的工艺包括:用压缩机组给天然气加压,用深冷设备给天然气降温。在这些工艺过程中,高压天然气具有极大危险性,诸如紧急切断系统等安全机制就显得尤其重要。正因为它的关键性,LNG运营商需要依靠那些有业绩可查的成熟解决方案。而这正是罗托克自从上世界六十年代全球首座LNG工厂投运至今,一直在为业界提供的。罗托克的气动执行机构能使大型阀门快速关闭,也能提供紧急切断系统所需的高扭矩。罗托克自产的GP、CP系列气动拨叉式执行器,长期应用在世界各地的LNG终端站,用于驱动储罐和再气化装置上的深冷球阀和深冷蝶阀。这两大系列执行器都有IP 66M/67M认证,也都采用了耐腐蚀气缸,因此能适用于苛刻的工况。
在整个LNG供应链中,所有流体控制产品都必须拥有高等级的安全认证。安全完整性等级(SIL)是一套成熟的标准体系,用于体现安全系统的性能。它也是功能安全计划的组成部分。功能安全计划涵盖了技能、工艺技术、标准体系和操作规程等,这些都是在危险环境中保护操作人员所涉及的因素。有效的安全体系,应该对涉及危险工艺的行业和设备给予全寿命周期的关注。罗托克的GP、CP系列都经过了认证,依据IEC 61508标准,作为单体设备达到了SIL 3级。这说明这两大系列产品都可以在危险工况中正常工作。
在工厂运行正常的情况下,大多数阀门都是保持开启状态。但是,运营商必须百分之百地确保这些阀门在必要的时可以正常关闭。为了证明阀门可以正常运行,罗托克推出了‘部分行程测试’机制,可以作为一种功能植入执行器的控制系统。通过它,运营商就能在无需完全关闭阀门的情况下测试系统的功能,也就不会干扰工艺流程。
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可靠地运输LNG
执行器的精准控制性能消除了人为操作失误的可能性,提高了自动化操作的准确度、效率和可靠性。以智能电动执行器为例,例如罗托克的IQ系列执行器,在LNG运输领域起到了关键作用。在它的控制下,液化气可以被安全、可靠和高效地输送到运输船上。智能执行器还有许多其它优点,比如可以通过数据日志查询到实时或过往的反馈信息(如告警记录、阀门扭矩示意图、阀门动作/操作次数记录等)。IQ系列执行器都具有防爆认证,可以确保在最苛刻的工况中长期可靠运行。
再气化工艺期间的控制和监测
再气化工艺流程通常发生在海岸进口终端站。此类终端站对于LNG的管理和处置会有专门的要求。在这种工艺过程中,执行器的性能表现是安全、可靠运行的关键因素之一。其中的流体控制产品必须符合极高安全标准。
执行器是自动化储罐区中不可或缺的设备,它们的任务是日常流体控制,例如流体隔离、调节,以及执行对安全而言至关重要的故障安全操作。储罐区也会将智能电动执行器用于执行其它安全相关任务,包括紧急切断(ESD),在发生火灾、洪水或其它必须停车才有利于安全的事件时,执行器的正常运行对事件走向起着决定性作用。控制和监测中心也是LNG设施中的关键设施,同时管理着千百台执行器。罗托克的Master Station控制系统就是一种控制和监测中心。它在世界各地的LNG设施都有广泛应用,包括马来西亚边佳兰深水石油终端站。该站有一套再气化装置,两个容积都是二十万立方米的储罐,以及供LNG运输船卸载和装运用的码头泊位。该站共有数百台智能执行器控制着LNG的流动,而主站控制系统则通过PakscanTM现场总线网络,远程控制着所有这些执行器。这样的架构为装置提供了强大、可靠的控制和监测功能,对于LNG行业而言尤其重要。
智能电动解决方案有助于降低泄漏
电动执行器显然也是一种有助于避免不必要泄漏的选择。采用电动执行器,意味着直接绕过了需要释放天然气的弹簧蓄能隔膜式气动执行器。用电动执行器替换天然气压力驱动的气动执行器(亦称为改造),同样可以驱动阀门,还能降低或避免甲烷和挥发性有机物(VOC)的泄漏。如此升级改造系统,不仅能减少泄漏,归根结底还能帮助运营商获得更多投资回报和利润。
在整个LNG工艺流程中,其实有不少机会可以显著降低泄漏。罗托克一直在参与升级改造位于比利时的一条四千公里管道、一座液化天然气终端站,以及一座地下储存设施。在遍布比利时各地的无人天然气减压站,其中的锅炉蝶阀上都安装了罗托克的部分回转智能IQT执行器。减压站能降低天然气压力,从而使天然气在较低压力下在管网内流动,或输送到终端用户现场。
上述减压操作会导致天然气温度降低,因此需要用锅炉预热,从而使下游温度维持在允许的范围内。之前减压站用的是天然气动力的气动执行器,它的运行意味着不得不将温室气体排放到大气中。罗托克现场服务公司(Rotork Site Sercies)将它们更换成了电动执行器,从而降低了这些设施的碳足迹。这些电动执行器所驱动的阀门都是用来调节天然气的流动,现在它们的调节功能更精准也更可靠了,而且和原先的气动执行器相比,它们做到了零排放。简而言之,IQT执行器实现了极其精准的流体控制、零排放、容易设置和诊断,而且非常可靠。罗托克现场服务公司已经在多处设施给在役阀门换装了IQT执行器。它们可以提供不间断的阀位跟踪记录,甚至在停电时也能随时提供。而且还达到了若干国际标准定义的防爆等级,同时还能防水(双密封,达到IP66/68防水等级。7米水深、72小时)。
智能流体控制资产的维护
LNG行业中的智能流体控制资产能最大限度提高运行可靠性和效率。尽管本文的关注点是此类资产在LNG行业的重要性,但它们的维护工作同样重要。LNG流体控制设备通常需要面对苛刻的环境和工况,包括极端温度和严重振动等,而且还必须保持可靠运行。针对这些资产的维护计划,对于维持有效运行(在LNG工艺流程的任意环节,都确保流体控制设备正常工作)很重要。设备故障或陈旧老化会产生危险的后果,包括产品质量降低、经济损失甚至声誉受损。计划外停车的代价更是高到人人避之不及。但如果采用了完整的资产寿命周期管理计划(例如罗托克的可靠性服务计划),就有可能提升设备性能、延长运行时间,尤其是能降低计划外维护的成本。这样的服务计划能给工厂运营商提供一个明确且不易波动的价格。作为针对整个LNG工艺流程中流体控制资产的维护计划,对资产的整个寿命周期都有全面的覆盖,并为客户提供一些灵活余地和自选项目,使得客户有机会定制维护服务。
总结

天然气市场正在快速扩展,为了满足市场需求,有更多的天然气需要开采、液化、运输和再气化。这些工艺都需要精确和高效的流体控制设备来实现,而且要能在苛刻的环境中正常运行,同时还要尽可能降低整个供应链中的总体泄漏。正因为可以将天然气液化和再气化,全世界每个国家都能使用天然气。LNG行业是个复杂的行业,但是依靠阀门执行器等高效、可靠的流体控制设备,LNG的生产、运输和配送可以变得安全、高效和有利可图。要想满足日益增长的市场需求,有效的流体控制设备及配套系统,对LNG产业的每个环节都很关键。

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德国ESSEN阀门(ESSEN VALVE)德国埃森(ESSEN)阀门有限公司是欧洲著名工业流体阀门生产商,是一家集工业流体阀门及气动执行器,电动执行机器、ESSEN执行器,的设计、研发、实验、销售于一体的综合性集团公司。公司成立于1958年,总部位于德国老牌工业区鲁尔工业区埃森市,生产工厂位于德国本土及其他国家,并在全球多个国家和地区设有销售和服务机构。