2. 3常用的超低温阀门
( 1)闸阀
标准低温闸阀是单向密封的，其弹性闸板上开有3 mm的泄放孔，连通阀腔与上游管道。阀腔异常升压时，可通过泄放孔与上游管道达到压力平衡。在阀内部，上游介质压力将弹性闸板紧压在下游阀座密封圈上，实现下游低压侧密封。双向密封闸阀是在阀腔外设置减压阀，而不必在闸板上开孔。外部泄压使闸阀实现上下游双向密封。超低温闸阀须在阀体上标识介质流向。
(2) 球阀
超低温球阀采用顶装式结构。软密封球阀价格便宜，泄漏率低，仅用于小口径低压工况。相对而言，硬密封球阀价格高，泄漏率高，但可用于含有固体颗粒的流体，其耐冲刷、耐磨损性能好。LNG软密封阀座选可经受－196℃ 的PCTFE( KEL－F)。软密封球阀限于小口径低压工况。而大口径高压球阀应选用金属对金属硬密封结构。用于低温工况的对焊阀门执行ANSI B16. 34规定的特殊等级要求。超低温球阀须在阀体上标识介质流向。
(3) 蝶阀
超低温蝶阀要求双向密封。LNG蝶阀大多采用对焊端面。对焊蝶阀连接强度高(其承受的载荷至少是法兰连接阀门的2倍)，连接更为可靠(减少了潜在的法兰泄漏)，维修方便(特别是大口径蝶阀的阀座、蝶板和阀杆等可以在线更换)，且维修工作量小，时间短。超低温蝶阀须在阀体上标识流向。
基于低温介质对密封性能的影响，蝶阀的密封宜采用双偏心或三偏心结构，以减轻或消除蝶阀启闭过程中密封面的过度挤压或刮擦等现象，降低磨损，提高使用寿命。KSB阀门阀座密封采用Lip Seal结构，取得很好的密封效果。阀杆密封选用低逸散组合填料，可使填料密封满足TA－Luft标准。
( 4) 截止阀
截止阀密封面结构有平面密封、锥面密封和球面密封。为使温度变化对截止阀密封性能影响最小，超低温截止阀密封面宜采用锥面密封或球面密封。超低温工况，应选用具有双向密封性能的截止阀。超低温截止阀须在阀体上标识流向。
(5) 止回阀
超低温止回阀可以使用旋启式，双瓣式或轴式的，不推荐用升降式。不宜使用凸耳式和对夹式止回阀。
3阀门的密封LNG分子量小，粘度低，渗透性强，容易泄漏，且易燃易爆。这些特性对阀门密封性要求极高，同时还得采取防静电、防火和防爆等措施。
3.1 阀杆密封
阀门泄漏分为内泄漏和外泄漏，基于LNG的易燃易爆性，外泄漏更危险。阀杆密封泄漏是主要的潜在外泄漏源。超低温阀门的阀杆密封通常采用填料。常用的填料有聚四氟乙烯、浸渍聚四氟乙烯石棉绳和柔性石墨等。为保证低温密封性能，填料密封通常采用软密封和硬密封相结合的双级密封，使用带有中间隔离环的双重填料(耐低温和高温的混合物)和附加弹性负荷装置。弹性负荷装置如蝶形弹簧垫片，使填料在低温时的预紧力能得到连续补偿，保证填料密封性能长期有效。阀杆密封属于动密封，低温阀门阀杆密封也可选用金属波纹管密封结构。波纹管能在高温低温工况下工作，相对于机械密封，波纹管密封具有零泄漏、不接触、无摩擦、无磨损等优点，能有效减小阀杆处介质泄漏，提高低温阀门可靠性和安全性。国外产品的填料密封为低泄漏设计，且满足TA－LUFT或等同的SHELL 77 /312的要求。
3.2 中法兰密封
理想的低温密封垫片材料常温下较软，低温下回弹性好，线膨胀系数小且具有一定的机械强度。超低温阀门的中法兰密封垫一般采用由不锈钢带和柔性石墨制成的缠绕垫片。低温时，垫片密封比压会有所减小，可能引起介质泄漏，因此中法兰紧固螺栓连接处应采用碟形弹簧垫片进行补偿。
3.3 紧固件
紧固件材质要保证LNG工况下的低温冲击韧性，其材质选用奥氏体不锈钢。由于奥氏体不锈钢屈服强度低，所以要经过应变硬化，同时在螺纹部位涂二硫化钼。阀门紧固件常选用全螺纹螺柱。为提高机械性能，可对奥氏体不锈钢紧固件进行原材料固溶热处理( Class 1)、最终固溶热处理退火( Class1A)、最终固溶热处理退火同时拉伸硬化( Class 2)。1 /2in．(φ12. 5 mm)及以下的304、321、347、316奥氏体不锈钢紧固件，在－200℃以上工况使用，如果已做固溶热处理或应变硬化，可不做低温冲击试验，除此之外，都要做低温冲击试验。紧固件在交变载荷作用下易产生疲劳破坏，在实际操作中应使用扭矩扳手，以保证各螺栓受力均匀，避免因单个螺栓受力过大而失效引起泄漏。
3.4 防静电
超低温阀门必须考虑防静电。绝缘体有积聚静电的危险，若阀门密封副中有一方是绝缘体，密封副在上下或旋转过程中会由于摩擦产生静电。静电能引起火花进而可能造成燃烧爆炸。阀体、阀盖、阀杆、闭启件之间应设置导通装置引出静电。对金属密封的超低温阀门，可不设置导通装置，但在装配后应测量阀杆与阀体、闭启件之间的电阻值小于10Ω。因此，软密封球阀、蝶阀必须要有合适的防静电设施。
3.5 低温试验
LNG阀门除了常规的强度试验和密封试验外，必须进行低温密封性能(表1)和操作性能等试验。低温阀的内泄漏量检测根据密封性能等级不同，采用不同量程的流量计或气泡检漏仪进行数据采集。低温阀外泄漏有氦质谱仪进行检漏，具有上下限报警功能。试验管道上安装有压力传感器，用以采集阀门进出口压力。所有实验数据通过采集卡输入计算机进行计算，并由计算机对试验结果与相关标准或产品要求对比。液两相甚至是气固液三相并存)带来的振动问题和开、停车的操作工况，设置的支吊架强度应符合工况的要求。管道应进行技术评审，应将管道应力分析计算作为正式设计文件的一部分。在操作过程和开、停车过程中，针对三相流介质对管道和设备造成的影响及各种工况出现的可能性制定操作手册。管道存在着高压差，因此该管道必须认真进行应力分析计算。
4 处理方案
( 1)在锁斗顶上增加放空管线和阀门(在高压工况操作，应考虑双阀放空)。
( 2)在管道③切断阀前后增加小流量线跨线。
( 3)切断阀的启闭时间过快，对启闭时间重新进行设定。调整切断阀启闭时间，由5s延至20s。
( 4)按管道的实际工况(包括开停车工况)对其应力重新核算，除加固管道支架外，将支架梁加粗50%，还应增加管道的限位。
( 5)将管道弯管曲率半径由1. 5DN改为3～5DN。
( 6)在系统启动前，应将管道中的非工况介质置换除净。
5 结语
在煤制氢气化装置工况系统中，通常介质为单相流或者为两相流。单相流的设计和操作已经形成了成熟的规范，可以有效地规避管道振动问题。介质为两相流时，虽然介质仅是增加了一种，但是管道内的流体介质形成共振的可能性已不再是简单的倍数关系，两介质本身的运动频率之间以及和管道固有频率之间，需要避免产生共振，管道设计和操作难度都明显增大。而当三相流并存时，管道的振动问题已变得更为复杂。为避免该类管道的振动，应合理的布置管道，适当增加管道壁厚，对管道进行设计评审。重视管道支吊架的设计，管道支吊架也应设为三级校审。应全面考虑各种开、停车工况，针对每种工况，给出详尽的操作规范。经过对工况的多角度分析，采取了多种措施和改进，实现了管道减振，系统运行状况良好。
