Aplicació de vàlvules de control d’oxigen a les unitats de separació d’aire

Les unitats de separació d’aire, com a instal·lacions auxiliars clau de la indústria petroquímica, subministren oxigen a unitats aigües avall (com ara plantes d’òxid d’etilè) a través de canonades dedicades. La vàlvula de control d’oxigen, un component central del sistema de lliurament, afecta directament el funcionament segur i estable tant de les unitats aigües amunt com a l’aigua. El seu fracàs podria provocar unes parades no planificades i importants pèrdues econòmiques. Per tant, es requereix un control estricte en diverses dimensions, incloses el disseny i la selecció, la gestió d’aplicacions i les especificacions del fabricant.


 

 

Especificacions de disseny i selecció per a vàlvules de control d’oxigen

 

Configuració de seguretat per a les rodes de mà de l’actuador

Les vàlvules de control d’oxigen s’instal·len normalment dins dels tallafocs per seguretat. Els tallafocs aïllen els riscos de deflagració per minimitzar els danys al personal i als equips circumdants. El funcionament de les rodes de mà dins dels tallafocs és perillós, ja que el funcionament ràpid pot desencadenar deflagracions. Així, les vàlvules de control es dissenyen generalment sense rodes de mà. Si és necessari una roda de mà, s’ha d’instal·lar fora del tallafoc amb posicionament precís. No obstant això, a causa de la dificultat de perforar forats en tallafocs de formigó, es prefereixen les configuracions de la mà de la mà per evitar riscos operatius.

 

Principis coincidents per a materials i velocitat de flux

En el servei d’oxigen, les partícules metàl·liques d’alta velocitat poden causar desflagracions fàcilment. Per tant, el cos de la vàlvula i els materials de retall s’han de combinar estrictament amb la velocitat i la pressió del flux. Segons els estàndards European Industrial Gases Association (EIGA), el producte de la pressió d’oxigen (pressió absoluta) i la velocitat del flux a les zones d’impulsament han de complir els límits específics, tal com es mostra a la taula 1:

 

 

Pressió absoluta (MPA)	Límit de velocitat de flux per a materials no exempts	Límit de velocitat de flux per a materials exempts
0.3~1.5	Menys o igual a 30 m/s	Sense restriccions
1.5~10.0	Pressió × velocitat inferior o igual a 45. 0 mPa · m/s	Sense restriccions
10.0~20.0	Menys o igual a 4,5 m/s	Sense restriccions
>20.0	No permès	Sense restriccions

 

Els materials no exempts (per exemple, acer inoxidable ordinari) s’han d’utilitzar amb precaució quan la pressió absoluta supera els 2,5 MPa.

Els materials exempts (per exemple, aliatges basats en níquel) no estan restringits per la velocitat del flux. Les pressions màximes exemptes per a materials exempts comuns es mostren a la taula 2:

 

Grau de material	Pressió absoluta màxima exempta (MPA)	Gruix mínim (mm)
Monel K400	20.68	0.762
Monel K500	20.68	0.762
Inconel 600	8.61	3.180
Inconel 625	6.90	1.380

 

 

Selecció del tipus de vàlvula i de la retallada

 

● Vàlvules de control d'exportació d'oxigen: Per a diferencials de flux alt i baixa pressió, s’utilitzen vàlvules de papallona de triple offset, que proporcionen funcions de regulació i de tancament amb una classe de fuites d’almenys ANSI FCI 70.2 Classe V.

● Vàlvules de control de ventilació d’oxigen: Per a diferencials de gran flux i gran pressió, es seleccionen vàlvules globus guiades per la gàbia per garantir una ventilació ràpida en condicions anormals.

● Requisits de retallada: Les tiges de vàlvules i les gàbies estan dissenyades per a fricció baixa per reduir el desgast i les fuites. Les juntes han de ser de metall amb grafit certificat per cossos autoritzats. Es prioritzen els components amb un temps mitjà elevat de fracàs (MTTF) per assegurar un funcionament a llarg termini sense vàlvules de bypass.

 

Requisits especials per a capnet i lubricació

Els caps de vàlvula s’han de segellar estretament per evitar que els lubricants es filtrin cap a l’interior de la vàlvula de les caixes de canvis o els yokes. Els lubricants utilitzats en els actuadors han de ser certificats per organitzacions com el BAM d'Alemanya o el WHA dels Estats Units per assegurar la compatibilitat d'oxigen. Els components no metàl·lics (per exemple, juntes, embalatge) també han de complir els estàndards de compatibilitat d’oxigen.

 

Reducció del soroll i disseny de camins de flux per a punts de venda

Oxygen vent valves often operate with large pressure differentials (>2. 0 mPa) i requereixen que els silenciadors controlin el soroll (normalment menor o igual a 11 0 dB). Els silenciadors han de gestionar 0. 8 ~ 1,0 MPa de pressió diferencial. Per a baixa pressió diferencial de silenciador, les vàlvules de control poden utilitzar un disseny reductor (entrada més petita, sortida més gran) per minimitzar la turbulència del camí de flux i reduir el nombre de reductors de canonades.

 

Requisits de gestió d'aplicacions

 

Normes bàsiques per a la neteja d’oxigen

 

Els sistemes d’oxigen prohibeixen estrictament els residus d’oli. Les vàlvules de control han de patir una neteja rigorosa d’oxigen (desgreixat) per assegurar -se:

Contingut de petroli inferior o igual a 125 mg per metre quadrat, sense impureses superiors a 1 mm de diàmetre.

La neteja es realitza abans del muntatge mitjançant dissolvents com el tetraclorur de carboni. Els components netejos s’han d’assecar a l’aire, emmagatzemar-los per separat i manipular-los sense contaminació del petroli durant el muntatge.

 

Inspecció i manteniment després de la neteja

● Mètodes d'inspecció: Prova ultraviolada o eixuga amb draps sense pelussa per verificar el compliment del contingut del petroli.

● Manteniment posterior: Després de passar la inspecció, el muntatge i les proves han de mantenir les condicions lliures de petroli. La contaminació requereix tornar a netejar.

 

Especificacions per a envasos, transport i instal·lació

● Embalatge: Embalatge independent amb etiquetes clares "netejades per oxigen", separades de materials que contenen oli.

● Transport i emmagatzematge: Emmagatzemat en zones dedicades sense petroli per evitar la contaminació.

● Requisits d'instal·lació: Signes d'advertència in situ per a la prohibició del petroli; Els instal·ladors i les eines han d’estar sense oli. Si són necessaris els lubricants, només es permeten productes certificats compatibles amb l’oxigen. Després de la instal·lació, les vàlvules s’han d’etiquetar sense oli, amb un accés restringit a no professionals.

 

Requisits tècnics per als fabricants

 

Per garantir la qualitat de la vàlvula, els fabricants han de proporcionar els documents següents:

Dibuixos de components detallats, que indiquen noms de peces i quantitats de components no metàl·lics.

Llistes completes de materials i lubricants no metàl·lics.

Informes de certificació de compatibilitat d’oxigen per a materials i lubricants no metàl·lics.

Procediments de neteja (incloent mètodes per a la neteja, el muntatge, les proves i la inspecció de neteja).

Plans d’inspecció i proves (inclosos els informes de neteja de components i protocols d’emmagatzematge).

 

Conclusió

El funcionament segur i estable de les vàlvules de control d’oxigen depèn de l’adherència estricta als estàndards al llarg del disseny, la selecció de materials, la neteja, la inspecció, la instal·lació, el manteniment i la supervisió del fabricant. El compliment integral entre aquestes etapes garanteix la fiabilitat a llarg termini de les unitats de separació d’aire i els sistemes aigües avall, minimitzant els riscos de seguretat i les pèrdues econòmiques.