⑴ 城市给水
城市给水主要是通用阀门,一般公称压力在PN2.5MPa以下,公称尺寸DN15~2800mm的闸阀、截止阀、单向阀、球阀、蝶阀、水用减压阀、安全阀、自动放气阀、浮球阀和水利调节阀等。这类阀门其结构调整重点应放在阀门内衬材料上。
⑵ 城市供热
城市采暖系统主要是通用阀门,一般公称压力在PN4.0MPa以下,公称尺寸为DN15~500mm的闸阀、截止阀、平衡阀、双偏心、三偏心蝶阀、全焊接球阀、金属密封球阀、减压阀、安全阀及流量调节阀等,特别是全焊接球阀是结构调整重点。
⑶ 污水处理
污水处理主要使用的是通用阀门,一般公称压力在PN2.5MPa以下,公称尺寸DN50~500mm的闸阀、球阀、蝶阀和单向阀,目前已广泛使用橡胶板闸阀。
⑷ 燃气工程
城市燃气用阀门主要使用的是通用阀门,也使用一些特殊阀门,一般公称压力在PN1.0~6.4MPa,公称尺寸DN15~600mm,工作温度-162~+1400℃的闸阀,平板闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、旋塞阀、安全阀、低温阀、中温阀及高温阀、阻火阀、防爆阀、减压阀、调节阀及燃气调压器。
⑤ 石化、电力阀门
石化、电力阀门产品,在国产化中,其结构调整的重点是发展缺门产品。如下:
⑴ 高温高压调节阀
用于大型火电机组的高温高压调节阀,其结构设计应根据它的流量特性和工况控制要求来确定,可以是单座,也可以是双座或套筒结构。该调节阀的公称尺寸:DN50~500 mm;公称压力:≤42.0MPa;使用温度:510~570℃。
⑵ 减温减压阀
该减温减压阀,石化行业要求能设计成类似费希尔的CVS阀,并将压力和温度控制在一个阀内完成,减压后的喷水降温控制要精确(在4~7℃范围内),关阀严密,低噪声,长寿命。
⑶ 高温高压大口径安全阀
用于蒸汽系统的高温高压大口径安全阀,其设计结构可采用弹簧式。设计中主要解决的关键问题是:该类阀门的整定压力、回座压力、密封性能、重复动作稳定性及弹簧的疲劳。其公称尺寸:DN200~400 mm;公称压力:≤5.0MPa;最高使用温度:570℃。
⑷ 高压蒸气疏水阀
用于高压蒸汽系统排除凝结水的高压蒸汽疏水阀,其开发的结构可以为热动力型HRW、HRF圆盘式;机械型高压自由浮球式;热静力型BK27、BK28、BK212双金属片式。该类阀门的公称尺寸:DN15~50 mm;公称压力:15.0MPa。
(注:主蒸汽高温高压调节阀、减温减压调节阀、阀门定位器、高温高压大口径安全阀、热动力型HRW、HRF圆盘式蒸汽疏水阀,机械型高压自由浮球式蒸汽疏水阀,热静力型BK27、BK28、KB212双金属片蒸汽疏水阀等,在很大程度上还大量进口。)
6. “十一·五” 国外阀业成套水平优势和国内阀业成套水平现状及发展趋势
① 国外阀业成套水平优势
国外阀门成套水平,其设计、生产能力都较国内阀门成套水平强,具体表现在:
⑴ 产品标准领先。
目前,国际上较有影响的阀门标准体系除ISO标准外,还有美国的ASME、API、MSS等标准,德国的DIN EN 标准,日本的JIS标准、英 国的BS EN 标准以及法国的FN EN标准。
⑵ 制造工艺水平领先
a. 铸造方面
国外铸铁件为冲天炉加电炉双联;铸钢件为电炉加精炼。金属液质量高,化学成分稳定,造型为树脂砂,潮模自动线或机械造型(机械化造型约占50%)多为微机控制,设备先进,铸件尺寸精度高,表面粗糙度低,铸造缺陷少,清砂手段好。
b. 锻造方面
国外大多采用模锻,并已经采用多向模锻和闭合模锻,锻件质量高,尺寸精度高,锻造缺陷少,材料利用率高,可达到95%,最大锻造通径可达DN500mm。
c. 热处理方面
国外热处理大部分采用可控热处理,如日本可控热处理已约占70%~80%,还有的采用真空热处理,氮化采用了离子氮化,软氮化、化学处理等新工艺。
d. 机械加工方面
国外的机械加工设备已经自动化、数控化,并已经采用了加工中心,还有的应用群控设备进行加工、普通采用了成组技术及机夹式刀具,数字式量具,配备有专用清洁的装配车间,试验装置先进、齐全,渗漏量检测手段先进。
⑶ 产品使用寿命领先。
国外阀门使用寿命有两种表示方法:
a. 使用年限
国外核工业用阀是采用使用年限表示,一般寿命为30~40年。美国、德国核电阀门保证40年,英国30年,日本30~40年。
b. 开关次数
国外最高开关次数为英国欧西尔阀门公司生产的DN1.4~2in,PN1000磅级的常温柱塞,开关次数多达125万次。美国WKM公司采用DYNA专利310型球阀,开关10万次无泄漏。日本和田阀门公司生产的波纹管阀开关达100万次,美国GK公司生产的隔膜开关可达13万次,美国6in的铸铁闸阀开关3万次。
(注:由于使用条件的差别,试验方法不同,开关次数不一定说明阀门寿命。只有工况条件相同,使用或试验方法也相同,开关次数多或使用时间长才能算寿命长)
⑷ 成套设备与单机大型化、高参数化、高性能自动化
a. 炼油设备
最大炼油厂3640万吨/年(加勒比海的维尔京群岛),3000万吨/年(委内瑞拉),目前2000万吨/年以上的炼油厂有近30个。
b. 最大单元炼油装置的处理能力
常减压装置:2400万吨/年
催化裂化装置:824万吨/年
重整装置:569万吨/年
加氢裂化装置:320万吨/年
c. 油、气长输管线
近年来长输管线发展很快。其主要原因:一是成本低,只相当于铁路运输的1/3;二是埋设地下,不易破坏;三是管线建设速度快,投资省。
最长输油管线:4830km(伊朗)和4665km(前苏联、友谊线);
最长输成品油管线:4578km(美国、休斯顿至纽约);
最长输气管线:7860km(从阿粒斯加经加拿大到美国西部);
最大管线直径:2500mm;
最高管线输送压力:12MPa;
d. 合成氨设备:54万吨/年。
e. 乙烯设备:70万吨/年。
f. 发电设备最大机组客量:
双轴火电机组:1300兆瓦(美国、瑞士造)
单轴火电机组:1200MW(前苏联)
核电机组:1300MW(德国)
g. 与这些成套设备配套的阀门最大公称尺寸与最高工作压力:
平板闸阀:公称尺寸DN3050mm,公称压力级CL 600(美国、日本);
蝶阀:公称尺寸DN9750mm,公称压力级CL150(英国包文公司设计,瑞士造);
球阀:公称尺寸DN3050mm,公称压力级CL300,不算驱动装置的重量184吨(瑞士创造,美国田纳州);
闸阀:公称尺寸DN2750mm,公称压力PN9.0MPa(日本)。
设备大型化的经济效果:概括起来说,一是提高生产效率,二是减少基建投资,三是降低原材料消耗。
h. 成套设备自动化水平
国外石油化工企业主要生产过程已经实现直接数字控制,计算机分级控制。合成氨、乙烯、尿素、合成纤维、合成橡胶和合成塑料等化工企业普遍实现巡回检测、报警,有的实现闭环控制和局部最佳化控制。200MW以上发电机组普遍实行计算机控制。核电站善遍采用计算机控制。长输管线系统普遍采用计算机控制。并装有微波通讯系统,总控制室只设2~3人值班,可以通过电视监视全线工作情况。
②国内阀业成套水平现状及发展趋势
⑴国内阀业成套水平的优势和劣势
国内阀业成套水平经过几十年的发展,已经能为用户提供14大类,3500个品种,4万多个规格的产品。参数范围从真空阀门到320MPa的超高压阀门,工作温度从-269℃至+1050℃。适用介质为水、蒸汽、油口、各种气体、各种酸、碱、盐、氨、尿素、易燃、易爆等介质。驱动方式有手动、齿轮传动、电动、气动、液动、电一液联动等。基本上能满45万吨/a合成氨、52万吨/a尿素、45万吨/a乙烯、120万吨/a氧化铝、300MW、600MW、800MW、1000MW火力发电,以及300MW、600MW核电机组长规岛阀门产品,在这些大型成套装置中,国产阀门配套率可达85%以上。
目前,国内大多数厂家已能按美国API、ASME、AWWA、MSS-SP…德国DIN、英国BS、日本JIS等标准生产。但仍有一部分特殊、非标、高技术含量、高质量、高寿命及高可靠性的产品,如特种材料制造的阀门;电厂的主蒸汽隔离阀、高温高压调节阀、减温减压调节阀、高温高压安全阀;核电的一回路和二回路阀门;石油、天然气井口装置用阀;石油、天然气长输管线的全焊接球阀及主管线阀门;调节阀;高压大口径安全阀;及部分大型石化装置上的特殊阀门;自动阀门及阀门驱动装置还不能完全满足工程配套,这其中,有的是产品结构上有差距,有的是材料上有差距,有的是产品制造水平有差距,有的是技术水平有差距,有些是管理水平有差距。这些产品目前尚在进口,进口产品有2.9亿美元。
总的来说,技术水平一般的通用阀门产品国内阀业有优势,有技术,加之劳动力比较便宜,便有了价格优势;但技术含量高的产品,国内阀业缺技术、缺能力,这是我们的劣势。只有通过不断的技术创新,开发新产品,进行技术改造,才能逐步提高产品技术水平,满足国内装置配套,全面实现国产化。
⑵ 国内阀业成套水平发展趋势
随着科学技术的不断发展,“十一·五”期间,国内阀门成套水平,肯定会向高技术含量、高参数、耐强腐蚀、高寿命等方向发展。根据对国内阀门技术的分析和国内阀门市场需求的分析,得出其国内阀业成套水平发展趋势:
a 随着科学技术的发展,打破常规引入设计新的理念进行设计(以人为本,设计首先考虑安全可靠,其次是操作省力、简便,再者是外观);
b 采用新材料派生阀门产品,使阀门产品在性能及特殊用途上达到突破;
c 探索新技术、新结构、新工艺、新材料、新标准等,研制高技术含量、高参数、耐强腐蚀、高寿命的阀门产品;
d 阀业成套水平具体呈如下发展趋势:
1) 研制传统的阻塞阀技术与控制阀多级技术的结合;
2) 研制高技术含量、高参数、高寿命、耐强腐蚀的阀门
3) 研制用于高粘度聚合物的组合式阀体截止阀;
4) 研制由新型密封件来降低控制气体流动阀门的噪声;
5)研制采用氧化锆陶瓷来增强密封面的寿命;
6)研制苛刻工况的喷管单向阀替代普通单向阀;
7)研制发展城市燃气发电机组燃料煤气切断球阀;
8)研制发展先进的合成材料阀门;
9)研制发展适于启动和全流量操作功能的阀门;
10)研制开发满足地震要求的核安全阀;
11)研制发展石化、冶金、电力用高温高压调节阀、减温减压阀;
12)研制大型乙烯高温裂解用高温高压阀;
13)研制火电用主蒸汽隔离阀(向超超临界发展)。
7.“十一·五”阀门国产化措施
阀门行业要想进快推进其国产化和加速阀门制造业的发展,需形成一套行之有效的规章制度和认可的工作方法,其建议如下:
⑴ 积极采用国际标准进行产品设计
⑵ 吸收国外优秀的设计结构(包括专利技术)
⑶ 产品试验、性能检验严格按国际标准进行
⑷ 吸收国外先进生产工艺经验
⑸ 重视新材料的研究及推广应用
⑹ 弄清进口的高参数阀门产品的技术参数和工况条件
了解阀门产品的国内外市场需求,重视阀门制造业存在的问题和国内外产品水平的差距,知己知彼加快国产化进程,推进阀门产品的不断更新,为各行业提供技术最先进的阀门产品,是阀门企业在竞争中求生存,求发展的唯一途径。
孙晓霞