创新阀门技术如何消除数百万吨逸散性排放

        世界正在打击甲烷排放。截至2021年11月，已有近90个国家承诺履行《全球甲烷承诺》，该倡议旨在到2030年将全球甲烷排放量从2020年的水平减少至少30%。美国总统拜登在 COP26 上表示，他承诺美国将甲烷排放量在2005年水平以下减少约50%的“激进”目标。作为工业甲烷排放的最大来源，所有的目光都将集中在石油和天然气行业交付上，因此所有运营商必须采取紧急措施，有效，可靠和尽快消除逸散性排放。

        监测和控制不力的逸散性甲烷排放占温室气体的很大一部分，估计有8200万吨甲烷排放来自石油和天然气作业 - 相当于所有人为来源的近四分之一。然而，尽管全球变暖具有显著的效力，但直到最近，解决逸散性甲烷排放背后的驱动力主要是出于安全而不是气候行动。然而，随着全球出现更多的立法控制，这种情况将会改变。上游和下游设施运营商将越来越多地成为人们关注的焦点，以解决逸散性排放问题，以此作为实现符合利益相关者期望的良好气候管理的手段。

        阀门：泄漏的主要来源

        虽然生产过程中有许多领域会导致逸散性排放，包括燃烧，油井完整性和废弃，但流量控制基础设施（又名阀门）的联合完整性是完整性泄漏和逸散性排放的主要来源，这往往被忽视。一个主要的加工厂 - 无论是原油炼油厂还是 FPSO - 都可以有八到一万个阀门。不应低估这些阀门对大量散逸性排放负有责任的最终潜力。

        由于需要将硫化氢中毒和爆炸风险降至最低，运营商每年花费数千/数百万美元进行联合完整性检查和预防性维护计划。然而，就逸散性排放而言，它是一种粘附的石膏，具有不同的成功率，并且不能解决问题的根本原因 - 阀门设计本身。

        直到最近，阀门行业才提出迭代工程设计改进，对经典的阀门蓝图没有重大变化。然而，鉴于大多数阀门最常见的故障点是阀杆和执行器，如果不重新构思设计，操作员仍然被困在花费数百万美元进行维护以捕获泄漏的循环中，因为他们已经增加了安全风险或影响了环境。直到一组航空航天工程师通过不同的视角研究了这个问题，并开发了一种全新的设计，可以完全消除逸散性排放，同时大大提高阀门的安全性。

        阀门创新始于喷气发动机

        由于无法找到能够满足其喷气发动机研究需求的压力调节阀，牛津大学教授 Thomas Povey 被迫设计自己的压力调节阀。与行业标准的柔性隔膜不同，Povey 设计的阀门使用集成在阀体内的液压活塞来驱动。这正是他研究所需要的，但巧合的是，该设计也极大地改善了阀门行业对性能和可靠性的基准。它成功的秘诀在于它的简单性。通过去除隔膜和相关弹性体，Povey 显著减少了疲劳、侵蚀和脆化的问题，并解决了压力调节阀的致命弱点。认识到这种阀门技术创新方法的潜在好处，Oxford Flow 成立于2015年，旨在将该技术商业化，以更广泛地使用。

        “用重新设计的 ES 阀取代传统阀门的运营商将不再需要分配宝贵的资源来寻找逸散性排放物”
基于 Povey 创新和简单的方法，Oxford Flow 于2018年开发了 ES 阀，该阀去除了阀杆 - 逸散性排放的主要原因 - 执行器和传动系统。

        ES 阀被认证为符合 ISO 15848-1 A 类标准，与整个行业通常可见的标准 B 类认证相比，它提供了显著的减少和消除泄漏的保证。这意味着创新的阀门设计已被证明比市场上的现有产品有了实质性的改进，并标志着减排技术向前迈出了重要的一步。

        该设计也是运营和维护的游戏规则改变者，特别是对于那些具有高比例关键控制阀的操作，或者对于资产老化的操作员。那些开始用重新设计的 ES 阀取代传统阀门的运营商将不再需要分配宝贵的资源来寻找其阀门群体中这一部分的逸散性排放物。他们也不需要遵守与传动系统相关的故障相同的密集维护制度，并且没有需要维护的阀杆填料。因此，操作员可以预期拥有成本降低20-30%，并将阀门的机械寿命延长一倍。

        总而言之，通过重新设计的阀门实现的改进和成本降低清单很长。然而，在当今的气候下，它的真正价值在于它对在全球范围内消除逸散性排放可能产生的变革性影响。每年有数十万个阀门泄漏陆上和海上石油和天然气基础设施的逸散性排放物，给运营商持续识别和缓解泄漏带来了沉重负担。有了 ES 阀，从成本、重量、尺寸、可用性、可靠性、性能、维护等各个角度来看，这都不再需要如此，其改造和新装置的规格都令人信服，但是它完全消除散逸性排放的能力是不容忽视的。

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