Введениеиндукция

С развитием криогенной технологии криогенные жидкие продукты стали играть важную роль во многих областях, таких как национальная экономика, национальная оборона и научные исследования. Применение криогенной жидкости основано на эффективном и безопасном хранении и транспортировке криогенных жидких продуктов, а трубопроводная транспортировка криогенной жидкости проходит через весь процесс хранения и транспортировки. Поэтому очень важно обеспечить безопасность и эффективность транспортировки криогенной жидкости по трубопроводам. Для транспортировки криогенных жидкостей необходимо перед передачей заменить газ в трубопроводе, иначе это может привести к сбою в работе. Процесс предварительного охлаждения является неизбежным звеном в процессе транспортировки криогенных жидких продуктов. Этот процесс приведет к сильному ударному давлению и другим негативным последствиям для трубопровода. Кроме того, явление гейзера в вертикальном трубопроводе и нестабильное явление работы системы, такое как заполнение глухого патрубка, заполнение после интервального дренажа и заполнение воздушной камеры после открытия клапана, будут приносить различную степень неблагоприятного воздействия на оборудование и трубопровод. . Ввиду этого в данной статье проводится углубленный анализ вышеуказанных проблем и надеется найти решение посредством анализа.

Вытеснение газа в трубопроводе перед транспортировкой

С развитием криогенной технологии криогенные жидкие продукты стали играть важную роль во многих областях, таких как национальная экономика, национальная оборона и научные исследования. Применение криогенной жидкости основано на эффективном и безопасном хранении и транспортировке криогенных жидких продуктов, а трубопроводная транспортировка криогенной жидкости проходит через весь процесс хранения и транспортировки. Поэтому очень важно обеспечить безопасность и эффективность транспортировки криогенной жидкости по трубопроводам. Для транспортировки криогенных жидкостей необходимо перед передачей заменить газ в трубопроводе, иначе это может привести к сбою в работе. Процесс предварительного охлаждения является неизбежным звеном в процессе транспортировки криогенных жидких продуктов. Этот процесс приведет к сильному ударному давлению и другим негативным последствиям для трубопровода. Кроме того, явление гейзера в вертикальном трубопроводе и нестабильное явление работы системы, такое как заполнение глухого патрубка, заполнение после интервального дренажа и заполнение воздушной камеры после открытия клапана, будут приносить различную степень неблагоприятного воздействия на оборудование и трубопровод. . Ввиду этого в данной статье проводится углубленный анализ вышеуказанных проблем и надеется найти решение посредством анализа.

Процесс предварительного охлаждения трубопровода

В течение всего процесса транспортировки криогенной жидкости по трубопроводу, прежде чем установить стабильное состояние передачи, будет использоваться система предварительного охлаждения и горячего трубопровода, а также процесс приемного оборудования, то есть процесс предварительного охлаждения. В этом процессе трубопровод и приемное оборудование выдерживают значительные усадочные нагрузки и ударное давление, поэтому его необходимо контролировать.

Начнем с анализа процесса.

Весь процесс предварительного охлаждения начинается с бурного процесса испарения, а затем появляется двухфазный поток. Наконец, однофазный поток появляется после полного охлаждения системы. В начале процесса предварительного охлаждения температура стенки явно превышает температуру насыщения криогенной жидкости и даже превышает верхний предел температуры криогенной жидкости — предельную температуру перегрева. За счет теплопередачи жидкость у стенки трубки нагревается и мгновенно испаряется с образованием паровой пленки, полностью окружающей стенку трубки, то есть происходит пленочное кипение. После этого в процессе предварительного охлаждения температура стенки трубы постепенно опускается ниже предельной температуры перегрева, после чего формируются благоприятные условия для переходного кипения и пузырькового кипения. Во время этого процесса возникают большие колебания давления. При проведении предварительного охлаждения до определенной стадии теплоемкость трубопровода и тепловое вторжение в окружающую среду не будут нагревать криогенную жидкость до температуры насыщения, и возникнет состояние однофазного потока.

В процессе интенсивного испарения будут генерироваться резкие колебания потока и давления. Во всем процессе колебаний давления максимальное давление, образующееся впервые после того, как криогенная жидкость непосредственно попадает в горячую трубу, является максимальной амплитудой за весь процесс колебания давления, и волна давления может проверить допустимое давление системы. Поэтому обычно изучают только первую волну давления.

После открытия клапана криогенная жидкость под действием перепада давлений быстро поступает в трубопровод, а паровая пленка, образующаяся при испарении, отделяет жидкость от стенки трубы, образуя концентрический осевой поток. Поскольку коэффициент сопротивления пара очень мал, скорость потока криогенной жидкости очень велика, при движении вперед температура жидкости из-за поглощения тепла постепенно повышается, соответственно, давление в трубопроводе увеличивается, скорость наполнения замедляется. вниз. Если труба достаточно длинная, температура жидкости в какой-то момент должна достичь насыщения, после чего жидкость перестает продвигаться. Все тепло от стенки трубы, попадающее в криогенную жидкость, используется для испарения, при этом скорость испарения значительно увеличивается, давление в трубопроводе также увеличивается, может достигать 1,5–2 раз входного давления. Под действием разницы давлений часть жидкости будет оттеснена обратно в резервуар для хранения криогенной жидкости, в результате чего скорость образования пара становится меньше, а поскольку часть пара, образующегося из выпускного отверстия трубы, давление в трубе падает после Через некоторое время трубопровод восстановит жидкость в условиях перепада давления, явление появится снова, поэтому повторится. Однако в следующем процессе, поскольку в трубе имеется определенное давление и часть жидкости, увеличение давления, вызванное новой жидкостью, невелико, поэтому пик давления будет меньше, чем первый пик.

В течение всего процесса предварительного охлаждения система должна не только выдерживать сильное воздействие волны давления, но также и большое напряжение усадки из-за холода. Совместное действие этих двух факторов может привести к структурному повреждению системы, поэтому следует принять необходимые меры для его контроля.

Поскольку скорость потока предварительного охлаждения напрямую влияет на процесс предварительного охлаждения и величину напряжения холодной усадки, процессом предварительного охлаждения можно управлять, контролируя скорость потока предварительного охлаждения. Разумный принцип выбора скорости потока предварительного охлаждения состоит в том, чтобы сократить время предварительного охлаждения за счет использования большей скорости потока предварительного охлаждения, исходя из того, что колебания давления и напряжения холодной усадки не превышают допустимый диапазон оборудования и трубопроводов. Если скорость потока предварительного охлаждения слишком мала, изоляционные характеристики трубопровода неудовлетворительны, и он может никогда не достичь состояния охлаждения.

В процессе предварительного охлаждения из-за возникновения двухфазного потока невозможно измерить реальный расход с помощью обычного расходомера, поэтому его нельзя использовать для управления расходом предварительного охлаждения. Но мы можем косвенно судить о величине потока, наблюдая за противодавлением приемного сосуда. При определенных условиях взаимосвязь между противодавлением приемной емкости и потоком предварительного охлаждения может быть определена аналитическим методом. Когда процесс предварительного охлаждения переходит в состояние однофазного потока, фактический расход, измеренный расходомером, можно использовать для управления потоком предварительного охлаждения. Этот метод часто используется для контроля заправки криогенного жидкого топлива для ракет.

Изменение противодавления приемного резервуара соответствует процессу предварительного охлаждения следующим образом, что можно использовать для качественной оценки стадии предварительного охлаждения: когда выпускная способность приемного резервуара постоянна, противодавление будет быстро увеличиваться из-за резкого увеличения сначала испаряется криогенная жидкость, а затем постепенно снижается по мере снижения температуры приемной емкости и трубопровода. В это время мощность предварительного охлаждения увеличивается.

Настроились на следующую статью, чтобы узнать другие вопросы！

Криогенное оборудование HL

HL Cryogenic Equipment, основанная в 1992 году, является брендом, дочерним предприятием HL Cryogenic Equipment Company Cryogenic Equipment Co.,Ltd. Компания HL Cryogenic Equipment занимается разработкой и производством криогенных трубопроводов с высоковакуумной изоляцией и сопутствующего вспомогательного оборудования для удовлетворения различных потребностей клиентов. Труба с вакуумной изоляцией и гибкий шланг изготовлены из многослойных многоэкранных специальных изоляционных материалов и проходят серию чрезвычайно строгих технических процедур и обработку в высоком вакууме, которая используется для передачи жидкого кислорода и жидкого азота. , жидкий аргон, жидкий водород, жидкий гелий, сжиженный этиленовый газ LEG и сжиженный природный газ LNG.

Серия продуктов компании HL Cryogenic Equipment Company: трубы с вакуумной рубашкой, шланги с вакуумной рубашкой, клапан с вакуумной рубашкой и фазовый сепаратор, прошедшие ряд чрезвычайно строгих технических обработок, используются для транспортировки жидкого кислорода, жидкого азота, жидкого аргона, жидкий водород, жидкий гелий, LEG и LNG, и эта продукция обслуживается для криогенного оборудования (например, криогенных резервуаров, сосудов Дьюара и холодильных камер и т. д.) в отраслях разделения воздуха, газов, авиации, электроники, сверхпроводников, микросхем, сборки автоматики, пищевой и напитки, аптека, больница, биобанк, каучук, производство новых материалов, химическое машиностроение, железо и сталь, научные исследования и т. д.