까다로운 LNG 애플리케이션을 위한 밸브 선택의 핵심

읽기 목록에 저장 게시자: Jessica Casey, 부편집장 LNG Industry, 2022년 11월 22일 화요일 14:00

수익성 있는 LNG 터미널 운영을 위해서는 적절한 제어 밸브와 릴리프 밸브를 선택하는 것이 중요합니다. Jean-Paul Boyer, Massimiliano Franco, Nagendra Maddula 및 Eugenio Sudati, Emerson이 최고의 구성 요소를 선택하기 위한 주요 설계 매개변수에 대해 설명합니다.

LNG 시설은 밸브에 심각한 문제를 안겨줍니다. 극저온, 2상 흐름, 매우 높은 압력, 주기적 압력 및 온도 변동의 조합으로 인해 이러한 구성 요소가 한계에 도달합니다. 그러나 이러한 조건에도 불구하고 밸브는 안정적으로 작동해야 합니다. 그렇지 않으면 전체 작동이 어려워집니다.

이 기사에서는 LNG 저장 및 재기화 시설 전반에 걸쳐 보다 일반적인 밸브 응용 분야 중 일부를 조사하고 이 서비스를 위한 밸브를 선택할 때 중요한 설계 기능에 대해 논의합니다.

LNG는 대부분의 다른 화석 연료에 비해 더 깨끗한 대안이며, 저탄소 에너지 시장의 주류가 되었습니다. 천연가스는 약 -160°C에서 정제, 과냉각 및 액화되어 사용 지점 근처로 전 세계로 배송됩니다. 그곳에서 LNG는 저장 탱크로 펌핑된 다음 필요에 따라 가스로 기화되어 파이프라인을 통해 다른 현장으로 전송되거나 현지 사용자에게 공급됩니다(그림 1).

그림 1에 설명된 프로세스는 BOG 압축기를 사용하여 선박에서 LNG 저장 탱크로 이동한 가스 증기를 재액화하는 폐쇄 루프 LNG BOG(보일오프 가스) 시스템을 보여줍니다. 탱크는 매우 낮은 압력에서 지속적으로 유지되어야 하므로 BOG 압축기는 지속적으로 탱크 상단에서 증기를 끌어냅니다. LNG 재응축기는 열을 제거하고 증기를 다시 액체로 변환하여 불필요한 연소와 낭비를 방지합니다. 궁극적으로 LNG는 기화되어 육상 운송을 위해 파이프라인으로 펌핑되거나 현지 사용자에게 직접 공급됩니다.

그림 1. LNG의 하역, 저장 및 재기화에는 매우 어렵고 까다로운 다양한 밸브 응용 분야가 포함되며 각 응용 분야는 효율적인 작동에 중요합니다.

On/Off 밸브는 전체 LNG 시설에서 중요한 역할을 합니다. 수동 밸브는 다양한 장비를 격리하는 데 사용되며 매우 높은 압력과 극저온 조건에서 작동하더라도 누출이 없어야 합니다. 자동 밸브는 LNG 액체 및 증기의 전환을 제공하며 안전 정지 응용 분야에 필요한 경우가 많습니다.

이 용도로 선택한 모든 밸브는 먼저 일반적으로 극저온인 공정 조건을 처리할 수 있도록 설계되어야 합니다. 극저온 밸브는 일반적으로 밸브를 액추에이터에서 분리하기 위해 확장된 보닛을 갖고 있으며 배출을 줄이기 위해 쿼터턴 스타일과 특수 환경 패킹 설계를 사용하는 경우가 많습니다. 밸브는 액체를 가둬서는 안 되며, 양쪽에서 가압되는 경우에도 누출이 전혀 발생하지 않기 때문에 C-볼 또는 고성능 삼중 오프셋 밸브가 일반적으로 사용됩니다. 이는 일반적으로 밸브가 직면할 수 있는 광범위한 온도에 적합한 특수 구성 재료와 함께 금속 간 토크 시팅을 사용하여 수행됩니다. 상단 입구 본체 스타일을 사용하면 자동화된 밸브를 설치한 상태로 유지 관리할 수 있어 밸브 수리에 필요한 시간이 크게 단축됩니다.

안전 비상 차단 밸브는 필요한 성능을 달성하는 데 필요한 매우 빠른 스트로크 시간으로 지정할 수 있습니다. 이러한 SIL(안전 무결성 수준) 등급 솔루션은 일반적으로 재장착이라고 하는 스트로크 끝에서 속도를 제어할 수 있는 전용 온보드 구성 요소와 고성능 포지셔너 설계를 사용합니다.