第一、石油天然氣井口裝置及管線(xiàn)用閥
隨著(zhù)石油、天然氣等工業(yè)的迅速發(fā)展,石油、天然氣閥門(mén)市場(chǎng)的變化將越來(lái)越快,其閥門(mén)更新的要求也將越來(lái)越高,研制、更新、眼神適合于現代石油、天然氣工業(yè)的閥門(mén)是越來(lái)越緊迫的首要任務(wù),實(shí)話(huà),天然氣閥門(mén)產(chǎn)品,其國產(chǎn)化的重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)缺門(mén)產(chǎn)品和延伸閥門(mén)產(chǎn)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(wú)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(lèi)閥門(mén)的公稱(chēng)壓力級為API2000PSI、3000PSI、5000PSI、10000PSI、15000PSI、20000PSI,公稱(chēng)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(chǎn)品技術(shù)要求按PSL1(產(chǎn)品規范等級1)、PSL2(產(chǎn)品規范等級2)、PSL3(產(chǎn)品規范等級3)、PSL4(產(chǎn)品規范等級4);產(chǎn)品性能等級為PR1、PR2。
石油、天然氣井口裝置用閥國產(chǎn)化重點(diǎn)是:
(1)開(kāi)發(fā)公稱(chēng)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(kāi)發(fā)探海平臺采油系統用防爆減壓閥
2.石油、天然氣長(cháng)輸管線(xiàn)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(wú)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(shí)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(mén)的公稱(chēng)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(chēng)通徑為DN50~1500mm(2in~60in);耐火試驗技術(shù)要求按ISO10497;閥門(mén)的壓力試驗按API 6D
近年來(lái),石油、天然氣長(cháng)輸管線(xiàn)發(fā)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(xiàn)建設速度快,投資省。因此,石油、天然氣長(cháng)輸管線(xiàn)用閥門(mén)近幾年需求大增。
據悉,”十一五“及未來(lái)若干年中預計還要建設20000KM的輸氣管線(xiàn),對大型管線(xiàn)閥門(mén)有很大的需求,我國東南沿海將大力發(fā)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(mén)將有較大需求。新建原油高壓管線(xiàn)5000Km,需要高壓大口徑閥門(mén)3000多臺。
石油、天然氣長(cháng)輸管線(xiàn)所需的各類(lèi)閥門(mén)有:球閥(直徑800~1500mm)、氣液聯(lián)動(dòng)球閥(直徑800~1500mm)、電動(dòng)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(mén)主要依靠進(jìn)口。
天然氣長(cháng)輸管線(xiàn)用閥國產(chǎn)化的重點(diǎn)是:
1、開(kāi)發(fā)壽命要求30~50年的API6D全焊接球閥;
2、開(kāi)發(fā)適應溫度、壓力變化的金屬密封球閥;
3、開(kāi)發(fā)耐H2S等腐蝕介質(zhì)和長(cháng)壽命的耐腐蝕閥門(mén);
開(kāi)發(fā)井下油氣分離閥門(mén)和油氣管道的集輸閥門(mén);
開(kāi)發(fā)LNG用低溫閥;
開(kāi)發(fā)大口徑球閥、金屬密封蝶閥等。
第二、核電用閥
隨著(zhù)核工業(yè)的發(fā)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(lái)越高,這就要求核電閥門(mén)也能適應這種發(fā)展趨勢。
核電用閥發(fā)展的具體類(lèi)型、參數如下:
1、無(wú)填料函的閘閥
液壓驅動(dòng)閘閥:該閥借助自身壓力水推動(dòng)活塞開(kāi)啟或關(guān)閉,該閥公稱(chēng)通徑DN350、400mm;工作壓力PN17.5Mpa;工作溫度315℃.
2、全封閉型電動(dòng)閘閥
該閥應采用特制的屏閉式電動(dòng)機,通過(guò)浸水工作的內行星減速機構使閘板作啟閉運動(dòng)。該閥公稱(chēng)通徑DN100~800mm;工作壓力PN2.5~45.0MPa; 工作溫度200~500℃.
上述兩種無(wú)填料函閘閥有點(diǎn):沒(méi)有填料密封,避免了外漏點(diǎn),同時(shí),減少能耗。缺點(diǎn):結構復雜、造價(jià)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(zhì)為中等參數(中溫、中壓)的水和蒸汽;公稱(chēng)通徑:DN10~150mm。
4、蝶閥
用于冷卻系統和安全殼內輸送空氣介質(zhì)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(dòng)式(蝶板在回轉前先脫開(kāi)密封面再回轉)金屬密封蝶閥。該閥公稱(chēng)通徑DN≤2500mm;工作壓力PN<4.0MPa;工作溫度100~150℃.。此外,用于風(fēng)道系統中的快關(guān)蝶閥,其公稱(chēng)通徑DN400~1200mm也列為發(fā)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(guān)系,來(lái)改變位置控制釋放和加充介質(zhì)的兩個(gè)觸點(diǎn)的原理,從結構上避免卡阻問(wèn)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(chēng)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(lèi)似于升降式止回閥。該閥公稱(chēng)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(mén),其公稱(chēng)通徑DN800mm;公稱(chēng)壓力40.0MPa;溫度700℃。此外,滿(mǎn)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(kāi)發(fā)的核電閥門(mén)。
生產(chǎn)核級閥門(mén)產(chǎn)品應嚴格按照核行業(yè)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(mén)產(chǎn)品,其結構調整的重點(diǎn)是發(fā)展缺門(mén)產(chǎn)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(lái)確定,可以使單座,也可以是雙座套筒結構。該調節閥的公稱(chēng)通徑:DN50~500mm;公稱(chēng)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(yè)要求能設計成類(lèi)似費希爾的CVS閥,并將壓力和溫度控制在一個(gè)閥內完成,減壓后的噴水降溫控制要精確(在4~7℃范圍內),關(guān)閥嚴密,低噪聲,長(cháng)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(kāi)發(fā)的結構可以為熱動(dòng)力型HRW、HRF圓盤(pán)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(lèi)閥門(mén)的公稱(chēng)通徑:DN15~50mm;公稱(chēng)壓力:15MPa。
第四、環(huán)保用閥
該環(huán)保保系統需發(fā)展的閥門(mén):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(zhì)常為粉狀和懸浮固體顆粒狀,加之溫度較高,故對閥門(mén)的耐磨、耐溫及耐蝕等要求較高。
冶金系統用閥發(fā)展的具體類(lèi)型、參數如下:
1、圓頂閥
用于火力發(fā)電廠(chǎng)氣力除灰、進(jìn)料、放料系統的圓頂閥。該閥由閥體、主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、球體等組成,其公稱(chēng)通徑:DN50~300mm;工作壓力:PN1.0~0.6MPa;最高使用溫度:1050℃。設計該閥時(shí),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(chǎng)煉鐵除灰系統的”排灰平板閘閥“。該除灰系統的介質(zhì)—”灰粉“,不僅形狀是顆粒的(有時(shí)是分散形狀,有時(shí)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(zhì)”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(shí)瞬間溫度可達250℃);公稱(chēng)管徑僅從DN50mm~DN400mm(DN300的管徑最常見(jiàn))。
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(mǎn)足其密封性能;而且能避免灰粉進(jìn)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(chǎn)品,將閥座改為”加大密封面“的密封狀態(tài)。對耐磨性而言,其金屬對金屬硬密封壽命雖最長(cháng),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(shí)會(huì )產(chǎn)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(jìn)一步腐蝕,但如果發(fā)生滑動(dòng)的話(huà),該層氧化物就會(huì )被消除,使裸露出來(lái)的金屬表面受到進(jìn)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(chǎng)煉鐵除灰系統的工況溫度一般為常溫,有時(shí)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(mǎn)足其工況溫度、耐磨。又可以滿(mǎn)足其密封性能。非金屬材料——對位聚苯,適用溫度≤300℃,且比硬質(zhì)的PTFE更硬,能滿(mǎn)足煉鐵廠(chǎng)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(mén)
冶金系統用耐強酸腐蝕的不銹鋼閥門(mén)。該閥其公稱(chēng)通徑:DN50~2400mm;公稱(chēng)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(mén)
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(mén)
乙烯生產(chǎn)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(mén)其國產(chǎn)化重點(diǎn)為開(kāi)發(fā)及更新如下閥門(mén)產(chǎn)品:
2、高壓波紋管閥門(mén)
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(chēng)尺寸:DN15~300mm;公稱(chēng)壓力0.6~1.0MPa;主體材質(zhì):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(kāi)式兩種,其公稱(chēng)尺寸DN15~1200mm;公稱(chēng)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(chēng)尺寸:DN50~700mm;公稱(chēng)壓力1.6~6.4MPa;最高使用溫度-196℃。
5、合成氨裝置閥門(mén)
合成氨裝置的介質(zhì)主要為三大類(lèi),即合成氣—含有H2、N2、CO、CO2、NH3合成的組成類(lèi)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(zhì)-33℃,最高工作壓力達32.0MPa,合成氨裝置閥門(mén)其國產(chǎn)化重點(diǎn)為研制及延伸如下閥門(mén)產(chǎn)品。
1.1、高溫、高壓角式截止閥
該閥公稱(chēng)尺寸:DN10~100mm;公稱(chēng)壓力:≤42.0MPa;最高使用溫度570℃.
1.2、節流閥
該閥公稱(chēng)尺寸:DN10~100mm;公稱(chēng)壓力:≤42.0MPa;最高使用溫度570℃
6、空分裝置閥門(mén)
由于空分裝置生產(chǎn)氧、氮氣體過(guò)程都是在-183℃低溫下進(jìn)行,因為空分裝置用閥要求較高??辗盅b置閥門(mén)其國產(chǎn)化重點(diǎn)為研制及開(kāi)發(fā)低溫閥門(mén)。
空分裝置用低溫閥其公稱(chēng)尺寸:DN1.5~900mm;公稱(chēng)壓力:0.2~16.0MPa;最低使用溫度-183℃,。
百萬(wàn)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(mén)外,還使用一些特殊閥門(mén):
如乙烯用高溫裂解平板閘閥,其工作溫度為550℃,公稱(chēng)壓力為1.6~40.0MPa,公稱(chēng)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(chēng)壓力PN≤42.0MPa,介質(zhì)為甲醇、氮、硫化氫,公稱(chēng)尺寸為DN10~100mm;
高壓聚乙烯用超高壓閥門(mén),其工作壓力達250.0MPa;低溫閥門(mén),工作溫度為-196℃;
烷基苯和丙烯腈用超低碳耐蝕不銹鋼閥門(mén),雙相不銹鋼閥門(mén),因科鎳爾閥門(mén)和哈市合金閥門(mén)。
這些閥門(mén)應是絕對無(wú)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(chēng)壓力PN≤16.0MPa,公稱(chēng)尺寸DN≤900mm。
第六、城建用閥
城建用閥將呈現如下走勢:發(fā)展城市燃氣發(fā)電機組燃料煤氣切斷球閥;發(fā)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(xiàn)蝶閥和軟密封閘閥;發(fā)展汽車(chē)用液化石油氣、液化天然氣—汽油鋼瓶閥門(mén)。發(fā)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(fā)展城市管網(wǎng)用安全放散閥、電動(dòng)流量調節閥、氣液聯(lián)動(dòng)緊急切斷球閥。