LNG- und LPG-Sicherheitsventile für kryogene Systeme, Lagersysteme und Verdampfersysteme
LNG- und LPG-Sicherheitsventile schützen kryogene Transferleitungen, Lagertanks, Verdampfer, Verladestationen (Skids), Druckaufbausysteme, Transferpumpen, Dampfrückführleitungen, Kompressoraggregate und blockierte Flüssigkeitsabschnitte vor Überdruck. LNG-Anwendungen sind geprägt von kryogenen Temperaturen, Verdampfungsgas (Boil-off Gas) und der Ausdehnung von eingeschlossener Flüssigkeit, während LPG-Anwendungen von Dampfdruck, Brandeinwirkung, gesättigtem Flüssig-Dampf-Verhalten und sicherer Ableitung dominiert werden.
Einsatzorte von Sicherheitsventilen in LNG- und LPG-Systemen
LNG- und LPG-Anwendungen sind beides Druckentlastungsdienste für Kohlenwasserstoffe, aber sie sollten nicht für die gleiche Ventilaufgabe spezifiziert werden. LNG ist ein kryogener Flüssigkeitsdienst bei ca. -162 °C, während LPG normalerweise Propan, Butan oder gemischtes LPG umfasst, das als gesättigtes Flüssig-Dampf-System unter Druck gelagert wird.
LNG-Lager- und BOG-Systeme
Eingesetzt an LNG-Lager-bezogenen Aggregaten, Verdampfungsgas-Leitungen (Boil-off Gas), Druckaufbausystemen, Dampfhandling-Stationen (Skids) und Gasversorgungsleitungen. Wichtige Prüfungen umfassen Tieftemperaturmaterialien, Dampferzeugung, blockierten Ausgang und sichere Entlüftung.
LNG-Transferleitungen
Eingesetzt auf Flüssigtransferleitungen, Ladearmen, Entladeleitungen, Kälteboxen und blockierten kryogenen Abschnitten. Die thermische Ausdehnung von eingeschlossener Flüssigkeit ist oft der wichtigste Überdruckfall. Die Auswahl eines Sicherheitsventils für LNG oder LPG sollte erst erfolgen, nachdem das glaubwürdige Überdruckszenario definiert wurde. Kryogene Flüssigkeitsausdehnung, Dampferzeugung, Brandeinwirkung und blockierte Auslässe können sehr unterschiedliche erforderliche Abblasekapazitäten erzeugen.
LNG-Verdampfer
Eingesetzt an Umgebungsverflüssigern, Wasserbadverdampfern, dampfbeheizten Verdampfern und Einspeise-Skids. Die Überdruckprüfung sollte Wärmeeintrag, Auslassblockade, Ausfall des nachgeschalteten Reglers und Dampferzeugung berücksichtigen.
LPG-Tanks und Kugeln
Eingesetzt an Propan-, Butan- und LPG-Gemischspeichertanks. Brandeinwirkung, Dampfdruck, Füllzustand, Flüssigkeitsausdehnung und sichere Ableitungsrichtung sind zentral für die Auswahl.
LPG-Lade- und Entladeskids
Eingesetzt an LKW-Ladeskids, Eisenbahnwaggonladung, Transferpumpen, Dampfrückführleitungen und Messskids. Überdruckfälle umfassen Pumpen-Totlauf, thermische Ausdehnung, blockierten Auslass und Schlauchisolierung.
LPG-Verdampfer und Brenngassysteme
Eingesetzt an LPG-Verdampfern, Druckreduzierstationen, Brennstoffgasversorgungs-Skids und Brennersträngen. Das Ventil muss auf die Verdampferkapazität, den Reglerausfall und die nachgeschalteten Druckgrenzen abgestimmt sein.
Auswahl von LNG- und LPG-Sicherheitsventilen beginnt mit der Ursache des Überdrucks
Ein Sicherheitsventil für LNG oder LPG sollte erst ausgewählt werden, nachdem das glaubwürdige Überdruckszenario definiert wurde. Kryogene Flüssigkeitsausdehnung, Dampferzeugung, Brandeinwirkung und blockierter Auslass können sehr unterschiedliche erforderliche Abblasekapazitäten erzeugen.
Eingeschlossene kryogene Flüssigkeitsexpansion
LNG, das sich zwischen geschlossenen Ventilen befindet, kann sich erwärmen und ausdehnen. Selbst ein kurzer, blockierter Flüssigkeitsabschnitt kann einen starken Druckanstieg verursachen. Thermische Überdruckventile sollten dort installiert werden, wo kryogene Flüssigkeit isoliert werden kann.
Abdampfgas und Wärmeleck
LNG-Speicher- und Transportsysteme erhalten immer Wärme aus der Umgebung. Die Erzeugung von Abdampfgas kann den Druck erhöhen, wenn Dampfhandhabungs-, Entlüftungs- oder Ausspeisesysteme eingeschränkt sind.
Blockierung des Verdampferauslasses
LNG- oder LPG-Verdampfer können weiterhin Dampf erzeugen, wenn der nachgeschaltete Durchfluss eingeschränkt ist. Die Überprüfung des Überdruckschutzes sollte die Verdampferleistung, die Wärmeeinbringung, die Druckgrenze am Auslass und die Anordnung der nachgeschalteten Regler umfassen.
LPG-Brandbelastung
LPG-Behälter enthalten gesättigte Flüssigkeits-Dampf-Kohlenwasserstoffe. Externe Brandbelastung kann die Dampferzeugung und den Behälterdruck schnell erhöhen. Die Überdruckkapazität für Brandfälle und die Auslassrichtung müssen gemeinsam geprüft werden.
Pumpen-Totlauf oder blockierter Auslass
LPG-Transferpumpen, LNG-Ausspeisepumpen und Ladesysteme können Leitungen überlasten, wenn nachgeschaltete Ventile geschlossen sind. Die Pumpenkennlinie, der maximale Auslassdruck und die Nennleistung der geschützten Leitung sollten überprüft werden.
Reglerausfall oder Druckreduzierungsstörung
LPG-Verdampfer, Erdgas-Skids und LNG-Ausspeisesysteme enthalten oft Regler. Ein Reglerausfall kann nachgeschaltete Rohrleitungen oder Verbraucher einem höheren Druck aussetzen als vorgesehen.
Anwendungsfälle für LNG- und LPG-Sicherheitsventile mit typischen RFQ-Daten
Diese Fälle zeigen, wie die Anforderungen an LNG- und LPG-Sicherheitsventile üblicherweise vor der Modellauswahl beschrieben werden. Die endgültige Auslegung muss anhand des Projektdatenblatts, des geltenden Regelwerks, verifizierter Auslegungsberechnungen und einer Sicherheitsüberprüfung vor Ort bestätigt werden.
Fall 1: Thermisches Sicherheitsventil für LNG-Transferleitung
Kryogenes thermisches ÜberdruckventilLNG-Thermosicherheitsventile sind oft kompakt, aber der Einsatz ist anspruchsvoll. Das Ventil muss bei kryogenen Temperaturen geeignet sein und an einen sicheren Ort abblasen, an dem Kaltgas, Frost oder die Ansammlung von brennbarem Gas kein Sekundärrisiko darstellen.
Fall 2: Sicherheitsventil am Ausgang von LNG-Verdampfern
VerdampferschutzDie Auslassventile des Verdampfers sollten basierend auf der maximalen Gaserzeugung des Verdampfers und der nachgeschalteten Druckgrenze ausgewählt werden. Das Ventil kann während des Anfahrens oder bei Störungen kaltes Gas führen, daher sollten der Temperaturbereich und die Materialeignung bestätigt werden.
Fall 3: LNG-Verdampfungsgasleitung PSV
BOG-DruckregelungDie BOG-Entlastung sollte nicht als normale Erdgasdienst behandelt werden, ohne Temperatur, Betriebsdruck und Ableitungssystem zu prüfen. Gegendruck und Entlüftungsführung sind kritisch, wenn das Ventil in eine Fackel oder ein Rückgewinnungssystem entlädt.
Fall 4: PSV für LPG-Lagertank bei Brand
BrandexpositionDie Entlastung von LPG-Speichern wird normalerweise durch Brandeinwirkung oder Dampfdruckanstieg bestimmt. Die Angebotsanfrage sollte Lagerbedingungen, Zusammensetzung, Ansprechdruck, erforderliche Kapazitätsbasis, Ableitungsrichtung und Dokumentationsanforderungen enthalten.
Fall 5: Entlastung der LPG-Transferpumpenentladung
Pumpen-TotlaufDie LPG-Transferentlastung sollte die Entladung von brennbaren Flüssigkeiten oder Dämpfen in unsichere Bereiche vermeiden. Die Rückführungsleitung, das Verdampfungsverhalten und der Pumpen-Totlaufdruck müssen vor der Auswahl des Ventils geprüft werden.
Fall 6: Sicherheitsventil am LPG-Verdampferauslass
BrennstoffgasversorgungDie PSVs am Ausgang von LPG-Verdampfern sollten auf der maximalen Verdampferkapazität und den nachgeschalteten Druckgrenzwerten basieren. Das Ventil sollte nachgeschaltete Verbraucher vor Reglerausfällen und blockierten Auslassfällen schützen.
LNG- und LPG-Sicherheitsventildatenmatrix
| Dienst | Typisches Medium | Temperatur / Phasenproblem | Häufige Auslöser für Druckentlastung | Erforderliche technische Prüfung | Risiko bei Übersehen |
|---|---|---|---|---|---|
| LNG-Transferleitung | Flüssigerdgas | Ca. -162°C / -260°F kryogene Flüssigkeit | Thermische Ausdehnung von eingeschlossener Flüssigkeit | Tieftemperaturwerkstoff, Sitzverhalten, Abströmweg und Vereisung am Auslass | Leitungsbruch, Versprödung oder unsichere Kaltgasfreisetzung |
| LNG-Verdampfer | LNG und Erdgasdampf | Übergang von kryogener Flüssigkeit zu Gas | Auslassverstopfung, Reglerausfall, übermäßige Wärmezufuhr | Verdampferkapazität, Temperaturbereich, nachgeschaltete Druckgrenze | Unterdimensionierte Gasentlastung oder falscher Tieftemperaturwerkstoff |
| BOG-System | Methanreiches Verdampfungsgas | Kaltes brennbares Gas | Kompressor-Trip, blockierter Auslass, Wärmeleck | Gaskapazität, Tieftemperatur-Einstufung, Gegendruck und Entlüftungssicherheit | Druckanstieg, Ansammlung von brennbarem Gas oder instabile Entlastung |
| LPG-Speicherung | Propan, Butan, LPG-Gemisch | Gesättigte Flüssig-Dampf-Kohlenwasserstoffe | Brandexposition, Wärmeeintrag, Überfüllung | Brandfallkapazität, Dampfdruck, Ausströmrichtung und Zertifizierungsdokumente | Unterdimensionierte Brandfallentlastung oder unsichere brennbare Ableitung |
| LPG-Transfer | Flüssiges LPG | Unter Druck stehende Flüssigkeit mit Verdampfungspotenzial | Pumpen-Totpunkt, blockierter Auslass, Ausdehnung von eingeschlossener Flüssigkeit | Pumpenkennlinie, Ansprechdruck, Rückführungsleitung und Verdampfungsverhalten | Leitung überdruck oder unkontrollierte brennbare Freisetzung |
| LPG-Verdampfer | LPG-Dampf / Propan-Dampf | Flüssig-zu-Dampf-Versorgungssystem | Reglerausfall, Auslassverstopfung, übermäßige Dampferzeugung | Verdampferkapazität, nachgeschaltete Druckgrenze und sichere Entlüftung | Überdruck in nachgeschalteten Geräten oder Risiko der Brennerstrecke |
So spezifizieren Sie LNG- und LPG-Sicherheitsventile korrekt
1. LNG- oder LPG-Service klar identifizieren
Geben Sie an, ob das Ventil für LNG, BOG, Erdgasdampf, Propan, Butan oder LPG-Gemisch bestimmt ist. LNG erfordert eine Überprüfung der Tieftemperaturmaterialien; LPG erfordert eine Überprüfung des Dampfdrucks, des Brandfalls und des Verhaltens von gesättigter Flüssigkeit-Dampf.
2. Phase des Mediums unter Entlastungsbedingungen bestätigen
Das Ventil kann kryogene Flüssigkeit, kaltes Gas, LPG-Flüssigkeit, LPG-Dampf, blitzende Flüssigkeit oder Zweiphasenströmung abführen. Die Phasenbedingung beeinflusst Auslegung, Ausstoßreaktion, Material und Auslasskonfiguration.
3. Das geschützte Gerät definieren
Bestätigen Sie, ob das Ventil einen Lagertank, eine Transferleitung, einen Verdampfer, eine Pumpenauslassseite, ein Ladesystem (Skid), eine BOG-Leitung, ein Brenngassystem (Skid) oder einen blockierten Flüssigkeitsabschnitt schützt. Der Auslegungsgasdruck des Geräts definiert die Ansprechdruckgrenze.
4. Das maßgebliche Entlastungsszenario definieren
Die Druckentlastung von LNG kann durch Ausdehnung von eingeschlossener Flüssigkeit, Wärmeübertragung oder Störungen im BOG-System verursacht werden. Die Druckentlastung von LPG kann durch Brandeinwirkung, Pumpenstillstand (Deadhead), Überfüllung, Reglerausfall oder blockierten Auslass verursacht werden.
5. Überprüfung des Ableitungsziels
LNG- und LPG-Entlastungsströme sind brennbar. Die Ableitung sollte je nach Anlagenauslegung zu einer sicheren Entlüftung, Fackel, Rückgewinnungsleitung oder einem Rückführsystem erfolgen. Standort der Entlüftung, Dispersion von Kaltgas, Brandeinwirkung und Arbeitssicherheit müssen geprüft werden.
6. Prüfung und Dokumente bestätigen
LNG- und LPG-Projekte erfordern üblicherweise Datenblätter, Kalibrierung des Ansprechdrucks, Druckprüfprotokolle, Dichtheitsprüfung des Sitzes, Materialzertifikate, Bestätigung von Tieftemperaturwerkstoffen, Kennzeichnungsschilder und Inspektionsdokumente.
LNG- und LPG-Sicherheitsventile müssen in Verbindung mit Entlüftungs-, Rückführungs- und Fackelsystemen geprüft werden.
Warum die Ableitungsroute Teil der Ventilauswahl ist
LNG- und LPG-Entlastungsströme sind brennbar und können bei unsachgemäßer Freisetzung gefährliche Dampfwolken bilden. LNG-Entlastung kann auch extrem kalten Dampf, Frost und Tieftemperatur-Exposition erzeugen. LPG-Entlastung kann von flüssig zu gasförmig verdampfen und hohe Reaktionskräfte, Lärm und Brandrisiken erzeugen.
Die Auswahl des Sicherheitsventils sollte Druckverlust am Einlass, Gegendruck am Auslass, Entlüftungshöhe, Auslassrichtung, Entwässerung, Kälteexposition, brandsicheren Standort, Rohrleitungsunterstützung und Wartungszugang umfassen. Für Fackel- oder geschlossene Systeme muss der Gegendruck vor der endgültigen Konfiguration des Ventils geprüft werden.
Prüfungen bei der Feldinstallation
- Installieren Sie eine thermische Entlastung, wo LNG- oder LPG-Flüssigkeit blockiert werden kann.
- Bestätigen Sie Tieftemperaturwerkstoffe für druckbeaufschlagte Teile, die mit LNG in Kontakt kommen.
- LNG- und LPG-Entladung zu einer sicheren Entlüftungs-, Fackel-, Rückführungs- oder Rückgewinnungsanlage leiten.
- Ausgangsgegendruck prüfen, wenn an Fackel oder geschlossene Entladungsköpfe angeschlossen.
- Kaltes Dampfentladung in Richtung Personal, Instrumente oder spröde Materialien vermeiden.
- Auslassrohrleitung ohne Belastung des Ventilkörpers unterstützen.
- Zugang für Inspektion, Neukalibrierung und sicheren Ventilaustausch vorsehen.
Normen und Dokumente vor der Bestellung prüfen
Gängige Normenreferenzen
Spezifikationen für LNG- und LPG-Druckentlastung können sich je nach Anlagentyp, Land, Druckgeräten, Lageranordnung und Inspektionsanforderungen auf API-, ASME-, ISO-, EN-, GB-, NFPA- oder Betreiberstandards beziehen. Der anzuwendende Standard sollte vor der Angebotserstellung bestätigt werden.
- API 520 für die Auslegung und Auswahl von Druckentlastungseinrichtungen, wo vom Projekt gefordert.
- API 521 für die Überprüfung von Druckentlastungs- und Druckentlastungssystemen in LNG- und Kohlenwasserstoffanlagen.
- API 526 wenn Abmessungen und Nennwerte von geflanschten Stahl-Druckentlastungsventilen spezifiziert sind.
- API 527 wenn Dichtheitsprüfungen des Sitzes erforderlich sind.
- ASME BPVC oder lokale Druckbehälteranforderungen für Lagertanks und Druckgeräte.
- ISO 4126 Verweise, wenn Projektspezifikationen übermäßige Sicherheitsventilstandards für Druckschutz erfordern.
- Betreiberspezifikationen für Tieftemperaturmaterialien, LPG-Lagerung, Brandschutzentlastung und Inspektionsdokumente.
Typisches Dokumentenpaket
Die Dokumentation sollte vor der Fertigung vereinbart werden, insbesondere für LNG-Tieftemperatur-Service, LPG-Lagerung, Verdampfer, Ladesysteme (Skids), Tankschutz und an Fackeln angeschlossene Anwendungen.
- Technisches Datenblatt mit Modell, Größe, Öffnung, Ansprechdruck und Anschluss.
- Auslegungsberechnung oder Bestätigung der zertifizierten Abblasekapazität.
- Aufzeichnungsbericht zur Kalibrierung des Ansprechdrucks.
- Druckprüfbericht und Dichtheitsprüfbericht für den Sitz, falls erforderlich.
- Materialzertifikat für drucktragende Teile und Innenteile, falls spezifiziert.
- Bestätigung von Tieftemperaturmaterialien für LNG-Service, falls erforderlich.
- Gesamtlayoutzeichnung, Abmessungen, Gewicht und Entladungsrichtung.
- Bestätigung von Typenschild, Tag-Nummer und Projektkennzeichnung.
Checkliste für Anfragen zu LNG- und LPG-Sicherheitsventilen
| Erforderliche Daten | Warum es wichtig ist | Beispiel-Eingabe |
|---|---|---|
| Serviceart | Trennt kryogene LNG-Anwendung von gesättigter LPG-Anwendung. | LNG, BOG, Erdgasdampf, Propan, Butan, gemischtes LPG |
| Fluidphase | Beeinflusst Auslegung, Materialien und Abblaseverhalten. | Kryogene Flüssigkeit, Kaltgas, LPG-Flüssigkeit, LPG-Dampf, blitzende Flüssigkeit |
| Geschütztes Equipment | Definiert die Druckgrenze und die Quelle für Überdruck. | Lagertank, Transferleitung, Verdampfer, Pumpenauslass, Verladestation (Skid) |
| Entlastungsszenario | Bestimmt die erforderliche Abblasekapazität. | Thermische Ausdehnung, Brandfall, blockierter Auslass, Blockade des Verdampferauslasses |
| Ansprechdruck | Definiert den Ansprechdruck des Ventils. | Wert aus Projektdatenblatt, Wert basierend auf Behälter-MAWP, Wert für Leitungsschutz |
| Betriebsdruck | Bestätigt den Betriebsmargin und das Leckagerisiko. | Normaler und maximaler Betriebsdruck |
| Erforderliche Abblaseleistung | Bestätigt, ob das ausgewählte Ventil das System schützen kann. | kg/h, Nm³/h, SCFM, t/h, GPM, L/min |
| Entlastungstemperatur | Beeinflusst Material, Dichtungen und Druckstufe. | -162°C LNG, Kaltgas, Umgebungstemperatur LPG, erhöhter Verdampferauslass |
| Gegendruck | Beeinflusst Ventilkapazität und Stabilität. | Atmosphärische Entlüftung, Fackelheader, Rückgewinnungssystem, Rücklaufleitung |
| Materialanforderung | Verhindert Versprödung, Leckagen und Kompatibilitätsfehler. | Tieftemperatur-Edelstahl, Kohlenstoffstahl, Edelstahl, spezielle Garnitur |
| Anschluss und Nennleistung | Gewährleistet mechanische Kompatibilität mit Rohrleitungen und Ausrüstung. | RF-Flansch, RTJ-Flansch, NPT, BW, Klasse 150–2500 |
| Erforderliche Dokumente | Vermeidet Verzögerungen nach der Bestellung. | Datenblatt, Zeichnung, MTC, Kalibrierbericht, Druckprüfung, Sitzdichtheitsbericht |
Die endgültige Auswahl muss durch das Projektdatenblatt, den Auslegungsdruck der geschützten Ausrüstung, die Fluideigenschaften, den geltenden Code, die verifizierte Auslegungsbasis und die technische Überprüfung bestätigt werden.
Häufige Auswahlfehler bei LNG- und LPG-Sicherheitsventilen
Behandlung von LNG als normales Erdgas
LNG-Service erfordert eine Prüfung der kryogenen Materialien und die Berücksichtigung von Tieftemperatur-Dichtungen. Ein Ventil, das für Umgebungstemperatur-Erdgas geeignet ist, ist möglicherweise nicht für Teile geeignet, die mit LNG in Kontakt kommen.
Fehlende Absicherung gegen Flüssigkeitsansammlung bei blockierten Leitungen
LNG- oder LPG-Flüssigkeit, die sich zwischen geschlossenen Ventilen ansammelt, kann bei Temperaturänderungen zu Überdruck führen. Eine thermische Entlastung sollte für jeden isolierten Flüssigkeitsabschnitt geprüft werden.
Unterschätzung der Kapazität für LPG-Brandfälle
LPG-Lagertanks können während der Exposition gegenüber externen Bränden eine erhebliche Entlastungskapazität erfordern. Der Brandfall sollte anhand der Lagertankgeometrie und der Fluideigenschaften geprüft werden, nicht anhand der Düsenabmessungen geschätzt werden.
Ignorieren des Rückdrucks von Fackel- oder Entlüftungssystemen
Geschlossene Abblase-, Fackel- oder Rückgewinnungssysteme können einen Rückdruck erzeugen, der die Kapazität und Stabilität beeinflusst. Der Rückdruck sollte vor der Auswahl der Ventilkonfiguration geprüft werden.
Leitung brennbarer Dämpfe in unsichere Bereiche
LNG- und LPG-Entlastung kann brennbare Dampfwolken bilden. Die Abblase muss gemäß den Standortanforderungen zu einer sicheren Entlüftung, Fackel, Rückführung oder einem Rückgewinnungssystem geleitet werden.
Nur nach Druckstufe ersetzen
Die Auswahl muss Servicetyp, Phase, Ansprechdruck, Kapazität, Material, Temperatur, Abblaseanordnung, Dichtheit des Sitzes und Dokumentationsanforderungen bestätigen.
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FAQ zu LNG- und LPG-Sicherheitsventilen
Erstellen Sie ein vollständiges Datenblatt für LNG- oder LPG-PSV vor der Angebotserstellung
Geben Sie den Servicetyp, die Phase, die geschützte Ausrüstung, das Entlastungsszenario, den Ansprechdruck, den Betriebsdruck, die erforderliche Kapazität, die Temperatur, den Gegendruck, die Materialanforderung, den Anschlussstandard und die erforderlichen Dokumente an. Ein vollständiges Datenblatt hilft, unsichere Annahmen zu vermeiden und beschleunigt die technische Überprüfung.
