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閥門行業高新技術發展方向


第一、石油天然氣井口裝置及管線用閥

   天津閥門公司表示隨著石油、天然氣等工業的迅速發展,石油、天然氣閥門市場的變化將越來越快,其閥門更新的要求也將越來越高,研制、更新、眼神適合于現代石油、天然氣工業的閥門是越來越緊迫的首要任務,實話,天然氣閥門產品,其國產化的重點是開發缺門產品和延伸閥門產品的性能。

   1.石油、天然氣井口裝置用閥主要為符合API6A的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鍛鋼平行式閘閥、泥漿閥、角式節流閥(CHOKE閥)、先導式安全閥和止回閥。這類閥門的公稱壓力級為API2000PSI、3000PSI、5000PSI、10000PSI、15000PSI、20000PSI,公稱通徑為1 13/16×21/16in~9in;溫度等級為K(-60~182℃)、P(-29~182℃)、R(室溫)、S(-18~166℃)、T(-18~182℃)、V(2~121℃);材料要求為AA、BB、CC、DD、EE、FF、HH;材料性能要求按36K、45K、60K、75K;產品技術要求按PSL1(產品規范等級1)、PSL2(產品規范等級2)、PSL3(產品規范等級3)、PSL4(產品規范等級4);產品性能等級為PR1、PR2。

   石油、天然氣井口裝置用閥國產化重點是:

   1、開發公稱壓力API2000~20000PSI的石油、天然氣井口裝置用API6A平板閘閥、角式節流閥、先導式安全閥;

   2、開發探海平臺采油系統用防爆減壓閥

   2.石油、天然氣長輸管線

   石油、天然氣長輸管線用閥主要為符合美國API6D標準的單閘板或雙閘板、有導流孔或無導流孔的鑄鋼、鍛鋼平行式閘閥;鑄鋼或鍛鋼三體式、上裝式或全焊接式固定球閥;油密封壓力平衡時旋塞閥;旋啟式或蝶式止回閥、通球止回閥;清管閥等。這些閥門的公稱壓力級為CL150(PN2.0MPa)、CL300(PN5.0MPa)、CL400(PN6.4MPa)、CL600(PN10.0MPa)、CL900(PN15.0MPa)、CL1500(PN25.0MPa)、CL2500(PN42.0MPa);公稱通徑為DN50~1500mm(2in~60in);耐火試驗技術要求按ISO10497;閥門的壓力試驗按API 6D

   近年來,石油、天然氣長輸管線發展很快,其主要原因一是成本低,只相當于鐵路運輸的1/3;二是埋設在地下,不易破壞;三是管線建設速度快,投資省。因此,石油、天然氣長輸管線用閥門近幾年需求大增。

   據悉,”十一五“及未來若干年中預計還要建設20000KM的輸氣管線,對大型管線閥門有很大的需求,我國東南沿海將大力發展液化天然氣LNG,擬建設中,天然氣球閥、截止閥、閘閥及各種低溫閥門將有較大需求。新建原油高壓管線5000Km,需要高壓大口徑閥門3000多臺。

   石油、天然氣長輸管線所需的各類閥門有:球閥(直徑800~1500mm)、氣液聯動球閥(直徑800~1500mm)、電動球閥(直徑400~1000mm)、緊急切斷閥(直徑1000mm以下),止回閥(直徑1000mm),安全閥(直徑250mm)等,其中大口徑閥門主要依靠進口。

   天然氣長輸管線用閥國產化的重點是:

   1、開發壽命要求30~50年的API6D全焊接球閥;

   2、開發適應溫度、壓力變化的金屬密封球閥;

   3、開發耐H2S等腐蝕介質和長壽命的耐腐蝕閥門;

   開發井下油氣分離閥門和油氣管道的集輸閥門;

   開發LNG用低溫閥;

   開發大口徑球閥、金屬密封蝶閥等。

第二、核電用閥

   隨著核工業的發展,核電站設備大型化、高參數、高性能及可靠性、安全性的要求越來越高,這就要求核電閥門也能適應這種發展趨勢。

   核電用閥發展的具體類型、參數如下:

   1、無填料函的閘閥

   液壓驅動閘閥:該閥借助自身壓力水推動活塞開啟或關閉,該閥公稱通徑DN350、400mm;工作壓力PN17.5Mpa;工作溫度315℃.

   2、全封閉型電動閘閥:該閥應采用特制的屏閉式電動機,通過浸水工作的內行星減速機構使閘板作啟閉運動。該閥公稱通徑DN100~800mm;工作壓力PN2.5~45.0MPa; 工作溫度200~500℃.

   上述兩種無填料函閘閥有點:沒有填料密封,避免了外漏點,同時,減少能耗。缺點:結構復雜、造價高。

   3、截止閥

   用于輔助管路上的截止閥。該閥通常為三種結構,即填料式截止閥、波紋管式截止閥和金屬膜片式截止閥。該閥介質為中等參數(中溫、中壓)的水和蒸汽;公稱通徑:DN10~150mm。

   4、蝶閥

   用于冷卻系統和安全殼內輸送空氣介質的系統中的蝶閥。該閥通常為三種結構,即同軸直連式襯膠蝶閥、偏心是金屬密封蝶閥和雙動式(蝶板在回轉前先脫開密封面再回轉)金屬密封蝶閥。該閥公稱通徑DN≤2500mm;工作壓力PN<4.0MPa;工作溫度100~150℃.。此外,用于風道系統中的快關蝶閥,其公稱通徑DN400~1200mm也列為發展的方向。

   5、帶探測器的先導式安全閥

   用于核島系統中的帶探測器的先導式安全閥。采用帶探測器的先導式安全閥,可以根據壓力與彈簧力平衡的敏感關系,來改變位置控制釋放和加充介質的兩個觸點的原理,從結構上避免卡阻問題。該閥采用正作用式帶彈簧預緊和波紋管

密封的閥瓣結構,可以保證可靠的密封。該閥公稱通徑DN600mm;工作壓力PN1.265MPa。

   6、止回閥型隔離閥

   用于蒸汽系統的止回閥型隔離閥,其結構形狀類似于升降式止回閥。該閥公稱通徑DN64~800mm(2.5~30in);工作壓力PN1.0~42MPa(CL600~2500);工作溫度-29~1050℃。

   7、主蒸汽隔離閥

   核島和常規島用主蒸汽隔離閥、主給水閥門,其公稱通徑DN800mm;公稱壓力40.0MPa;溫度700℃。此外,滿足地震要求的安全閥、核燃料提取用的軟硬密封高真空電磁閥、上裝式核電球閥也是急需開發的核電閥門。

   生產核級閥門產品應嚴格按照核行業標準EJ、美國ASME、IEEE標準及法國壓水堆核島機械設備設計和建造規則RCC—M等規定要求。

第三、石化電力用閥

  石化、電力閥門產品,其結構調整的重點是發展缺門產品。如下

   1、高溫高壓調節閥

   用于大型火電機組的高溫高壓調節閥,其結構設計應根據它的流量特性和工況控制要求來確定,可以使單座,也可以是雙座套筒結構。該調節閥的公稱通徑:DN50~500mm;公稱壓力:≤42.0MPa;使用溫度510~570℃。

   2、高溫高壓調節閥

   該減溫減壓閥,石化行業要求能設計成類似費希爾的CVS閥,并將壓力和溫度控制在一個閥內完成,減壓后的噴水降溫控制要精確(在4~7℃范圍內),關閥嚴密,低噪聲,長壽命。

   3、高壓蒸汽疏水閥

   用于高壓蒸汽系統排除凝結水的高壓蒸汽疏水閥,其開發的結構可以為熱動力型HRW、HRF圓盤式;機械型高壓自由浮球式;熱靜力型BK27、BK28、BK212雙金屬片式。該類閥門的公稱通徑:DN15~50mm;公稱壓力:15MPa。

第四、環保用閥

   該環保保系統需發展的閥門:陶瓷片密封旋轉閥、PVC塑料閥、大密封面平板閘閥、不銹鋼旋塞閥等。

第五、冶金系統用閥

   冶金系統用閥,由于介質常為粉狀和懸浮固體顆粒狀,加之溫度較高,故對閥門的耐磨、耐溫及耐蝕等要求較高。

   冶金系統用閥發展的具體類型、參數如下:

   1、圓頂閥

   用于火力發電廠氣力除灰、進料、放料系統的圓頂閥。該閥由閥體、主動軸、從動軸、球體等組成,其公稱通徑:DN50~300mm;工作壓力:PN1.0~0.6MPa;最高使用溫度:1050℃。設計該閥時,其密封面應考慮采用噴涂估計碳化鎢合金材料,使其更加堅硬,增強耐磨性能,。

   2、排灰平板閘閥

   用于煉鋼廠煉鐵除灰系統的”排灰平板閘閥“。該除灰系統的介質—”灰粉“,不僅形狀是顆粒的(有時是分散形狀,有時是混合形狀),而且具有一定的粘性,還夾有一氧化碳(CO)。由于介質”灰粉“中的顆粒,閥座往往有不同程度的損傷、擦傷、磨損,故要求其”排灰平板閘閥“的主件,例如閘板、閥座等零部件均應具有較強的耐磨性。煉鐵除灰系統工況的使用壓力在0.25MPa左右的低壓范圍內:溫度≤250℃的范圍內(一般情況下為常溫,有時瞬間溫度可達250℃);公稱管徑僅從DN50mm~DN400mm(DN300的管徑最常見)。

   該閥其結構如采用帶導流孔,并且”加大密封面“的密封設計,不僅能提高其耐磨性;滿足其密封性能;而且能避免灰粉進入閥體底腔。在設計中,可充分利用現行帶導流孔平板閘閥產品,將閥座改為”加大密封面“的密封狀態。對耐磨性而言,其金屬對金屬硬密封壽命雖最長,但金屬對金屬”加大密封面“的硬密封,一則標準上允許漏,(如設計為零泄露成本將十分高昂且加工難度大);二則密封不如非金屬材料。是因為金屬表面磨蝕時會產生一層氧化物,盡管這層氧化物覆蓋在受到腐蝕作用的部位上,能減慢金屬的進一步腐蝕,但如果發生滑動的話,該層氧化物就會被消除,使裸露出來的金屬表面受到進一步的腐蝕,從而加快磨損,削弱其密封性能。而采用非金屬材料,不僅能節約成本,降低加工難度,而且能保證其密封。

   由于鋼廠煉鐵除灰系統的工況溫度一般為常溫,有時瞬間最高溫度也只有250℃。故采用非金屬材料(建議采用對位聚苯)作密封面,既可以滿足其工況溫度、耐磨。又可以滿足其密封性能。非金屬材料——對位聚苯,適用溫度≤300℃,且比硬質的PTFE更硬,能滿足煉鐵廠除灰系統的工況,不失為較理想的密封面材料。閥座材料建議采用1Cr13.

   3、耐強酸腐蝕的不銹鋼閥門

   冶金系統用耐強酸腐蝕的不銹鋼閥門。該閥其公稱通徑:DN50~2400mm;公稱壓力0.05~1.6MPa;最高使用溫度:1050℃。

第五、大型化工成套裝置用閥

   大型化工成套裝置閥門

   大型化工成套裝置主要是乙烯、合成氨、空分等裝置。

   1、乙烯裝置閥門

   乙烯生產常用的原料是常壓輕柴油和減壓中柴油,并且乙烯裝置的工況條件極其惡劣,,高溫(900℃。)、高壓(10.0MPa)、超低溫(-196℃)、大流量等工況等都在乙烯中提現。乙烯裝置閥門其國產化重點為開發及更新如下閥門產品:

   2、高壓波紋管閥門

   該閥的結構形式可以是閘閥結構形式,也可以是截止閥的結構形式,其公稱尺寸:DN15~300mm;公稱壓力0.6~1.0MPa;主體材質:WCB/A105,CF8/F304、CF8M/F316等。

   3、高溫裂解平板閘閥

   該閥為自密封式和撐開式兩種,其公稱尺寸DN15~1200mm;公稱壓力0.05~1.6MPa;最高使用溫度800℃

   4、超低溫閥

   該閥結構形式可以是閘閥、截止閥的結構形式,也可以是單向閥的結構形式,其公稱尺寸:DN50~700mm;公稱壓力1.6~6.4MPa;最高使用溫度-196℃。

   5、合成氨裝置閥門

   合成氨裝置的介質主要為三大類,即合成氣—含有H2、N2、CO、CO2、NH3合成的組成類似于人工煤氣(H2屬于爆炸極限很低的極危險氣體,CO有毒);尿素—含有NH3、CO2、氨基甲酸等;液氨或氨氣。合成氨裝置用閥的最高工作溫度在500℃左右,最低溫度為液氨介質-33℃,最高工作壓力達32.0MPa,合成氨裝置閥門其國產化重點為研制及延伸如下閥門產品。

   1.1、高溫、高壓角式截止閥

   該閥公稱尺寸:DN10~100mm;公稱壓力:≤42.0MPa;最高使用溫度570℃.

   1.2、節流閥

   該閥公稱尺寸:DN10~100mm;公稱壓力:≤42.0MPa;最高使用溫度570℃

   6、空分裝置閥門

   由于空分裝置生產氧、氮氣體過程都是在-183℃低溫下進行,因為空分裝置用閥要求較高??辗盅b置閥門其國產化重點為研制及開發低溫閥門。

   空分裝置用低溫閥其公稱尺寸:DN1.5~900mm;公稱壓力:0.2~16.0MPa;最低使用溫度-183℃,。

   百萬噸乙烯成套裝置,大化肥、PTA(絕對苯二酸)、聚酯、烷基苯、丙烯腈、聚乙烯、丁二烯空分、乙醛、除一般的閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、單向閥等通用閥門外,還使用一些特殊閥門,如乙烯用高溫裂解平板閘閥,其工作溫度為550℃,公稱壓力為1.6~40.0MPa,公稱尺寸為DN50~1200mm;合成氨用高溫、高壓角式截止閥、節流閥,其工作溫度為-196~560℃,公稱壓力PN≤42.0MPa,介質為甲醇、氮、硫化氫,公稱尺寸為DN10~100mm;高壓聚乙烯用超高壓閥門,其工作壓力達250.0MPa;低溫閥門,工作溫度為-196℃;烷基苯和丙烯腈用超低碳耐蝕不銹鋼閥門,雙相不銹鋼閥門,因科鎳爾閥門和哈市合金閥門。這些閥門應是絕對無外漏和內漏,密封可靠??辗盅b置使用-196℃的低溫閥和氧氣截止閥或氧氣球閥,其公稱壓力PN≤16.0MPa,公稱尺寸DN≤900mm。

第六、城建用閥

   城建用閥將呈現如下走勢:發展城市燃氣發電機組燃料煤氣切斷球閥;發展取代城市供水和供熱系統中普通蝶閥、低壓閘閥和截止閥的中線蝶閥和軟密封閘閥;發展汽車用液化石油氣、液化天然氣—汽油鋼瓶閥門。發展城市樓宇采暖,空調用水力平衡閥、智能儀表及熱計量閥。發展城市管網用安全放散閥、電動流量調節閥、氣液聯動緊急切斷球閥。

相關閥門資訊:解決閥門的動、靜密封問題
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