阀门行业高新技术发展趋势及投资方向.pdf

专 题 专 家谈 泵 阀G M E P E 圳 阀门行业高新技术 发展趋势及投资方向 鞋2 o o 5 第6 期 随着科学技术的不断发展，国内阀门 产品市场 ， 也在向高技术含量、 高参数、 耐 强腐蚀、 高寿命方向发展。 根据对国内外阀 门技术的分析和国内外阀门市场需求的分 析，得出近年来各行业用阀及阀门行业高 新技术发展趋势及投资方向，分以下十个 方面。 一 ，石油 天然气井口装置 用阀 石油、天然气井 口装置用阀主要为符 合美国A P I 6 A 标准的单闸板或双闸板、 有 导流孔或无导流孔的锻钢平行式闸阀、泥 GM 遵用觚麓 副 秘 书 长孙 晓 霞 四 川 省 阀 门 行 业 协 会 ⋯ ⋯’ ⋯一 浆阀、 角式节流阀 C H OK E阀 、先导式 安全阀和止 回阀。 这些阀门的公称压力级 为 AP I 2 0 0 0 p s i 、3 O 0 0 p s i 、5 0 0 0 p s i 、 1 0 0 0 0 p s i 、1 5 0 0 0 p s i 、2 0 O 0 0 p s i ；公称通 径为DN4 6～2 2 8 mm 1 1 3 ／ 1 6 ～9 i n ；温度 等级为K 一 6 0 ～1 8 2 ℃ 、 L 一 4 2 ～1 8 2 ℃ 、 P 一 2 9 ～1 8 2 C 、 R 室温 ． S 一 1 8 ～1 6 6 C 、 T 一 1 8 ～1 8 2 C 、 U 一 1 8 -1 2 1 C 、 V 2 ～1 2 1 C ； 材料要求为A A、 B B、C C、 D D、E E、 F F、HH； 材料性能要求按3 6 K、 4 5 K、 6 0 K、7 5 K； 产品技术要求按 P S L 1 产品 规范等级 1 、P S L 2 产品规范等级 2 、 P S L 3 产品规范等级 3 、P S L 4 产品 规范等级 4 。 石油．天然气长输管线 用阀 石油、天然气长输管线用阀主要为符 合美国A P I 6 D标准的单闸板或双闸板、 有 导流孔或无导流孔的锻钢平行式闸阀 ；锻 钢或铸钢三体式、上装式或全焊接式固定 球球阀；油密封或压力平衡式旋塞阀；旋 启式或蝶式止回阀、通球止 回阀；清管阀 口 撤％ 粕 财邮 ． _ 。 。 。 L 维普资讯 0 。专采谖泵栩G ME ； L ff I 等。 这些阀门的公称压力级为C L I 5 0 P N 2 ． 0 MP a 、 C L 3 0 0 P N 5 ． 0 MP a 、 C L 4 0 0 P N 6 ． 4 MP a 、 C L 6 0 0 P N 1 0 ． 0 MP a 、 C L 9 0 0 P N1 5 ． 0 MP a 、C L 1 5 0 0 P N 2 5 ． 0 MP a 、C L 2 5 0 0 P N 4 2 ． 0 MP a ；公称通径为D N 5 0 - 1 5 0 0 ra m 2 - 6 0 i n ；耐 火试验技术要求按I S O 1 0 4 9 7 ；阀门的压力试验按I S O 5 2 0 8 。 三 核 电用阀 核电用阀门比常规的大型火力发电站用阀门其技术特 点和要求要高。阀类一般有闸阀、截止阀、止 回阀、蝶阀、 安全阀、 主蒸汽隔离阀、 球阀、 隔膜阀、 减压阀和控制阀等； 具有代表性阀门的最高技术参数为 最大口径D N 1 2 0 0 mm 核 3 级的蝶阀 、D N8 0 0 mm 核 2 级的主蒸汽隔离阀 、 D N 3 5 0 m m 核 1 级的主回路闸阀 ；最高压力 约 1 5 0 0 磅 级； 最高温度约3 5 0 “C； 介质 冷却剂 硼化水等。生 产核级阀门产品规定要求 通常按核行业标准 E J 、美国 A S M E 、I E E E标准及法国压水堆核岛机械设备设计和建造 规则RC C M等。 核电用阀发展的具体类型、参数如下 1 ．无填料函的闸阀 1 液压驱动闸阀该阀借助 自身压力水推动活塞开 启或关闭，该阀公称通径 D N 3 5 0 、4 0 0 mm；工作压力 P NI 7 ． 5 MP a ；工作温度 3 l 5 ℃。 2 全封闭型电动闸阀该 阀应采用特 制的屏闭式 电动机 ，通过 浸水工作的 内行星减速机构使 闸板作启 闭运动。该阀公称通径 DN1 0 0 - 8 0 0 mm；工作压 力 P N2 ． 5 4 5 ． 0 MP a；工作温度 2 0 0 - 5 0 0℃。 上述两种无填料函闸阀优点 没有填料密封 ， 避免了外 漏点，同时 ，减少能耗。缺点结构复杂、造价较高。 2 ．截止阀 用于辅助管路上的截止阀。 该阀通常为三种结构， 即填 料式截止阀、 波纹管式截止阀和金属膜片式截止阀。 该阀介 质为中等参数 中温 、中压的水和蒸汽 ；公称通径 DN1 0 -1 5 0 mm。 3 ．蝶阀 用于冷却系统和安全壳内输送空气介质的系统中的蝶 阀。 该阀通常为三种结构， 即同轴直连式衬胶蝶阀、 偏心式 金属密封蝶阀和双动式 蝶板在 回转前先脱开密封面再 回 转金属密封蝶阀。该阀公称通径 D N≤2 5 0 0m m；工 作压力P N4 ． 0 MP a ；工作温度1 0 0 - 1 5 0 。此外，用 于风道系统中的快速关闭蝶阀， 其公称通径 D N 4 0 0 1 2 0 0 mm也列为发展的方向。 4 ．带探测器的先导式安全阀 与 榭 ；l 岛 用于核岛系统中的带探测器的先导式安全阀。采用带 探测器的先导式安全阀， 可以根据压力与弹簧力平衡的敏感 关系， 来改变位置控制释放和加充介质的两个触点的原理 ， 从结构上避免卡阻问题。 该阀采用正作用式带弹簧预紧和波 纹管密封的阀瓣结构 ，可以保证可靠的密封。该阀公称通 径D N6 0 0 mm；工作压力P N1 ． 2 6 5 MP a 。 5 ．止回阀型隔离阀 用于蒸汽系统的止回阀型隔离阀，其结构形状类似于 升降式止 回阀。 该阀公称通径 D N 6 4 - 8 0 0 mm 2 1 ／ 2 ～ 3 0 i n ； 工作压力 P N1 ． 0 ～4 2 ． 0 MP a C l a s s 6 0 0 ～2 5 0 0 ；工作温 度 一 2 9 ～1 0 5 0 ℃。 6 ．主蒸汽隔离阀 核岛和常规岛用主蒸汽隔离阀、 主给水阀门， 其公称通 径 DN 8 0 0 mm；公称压力4 0 ． 0 MP a ；温度 7 0 0 ℃； 此外 ，满足地震要求的安全阀也是急需开发的核电阀 门。 四 海洋石油用阀 海上采油平台的采油、 防喷、 注水、 注气、 水下设备等 系统需要开发一些耐海水、 盐雾侵蚀要求的特种阀门。 这些 阀门要求有较强的抗腐蚀性、 抗风暴等异常外力的能力， 并 且要求密封可靠、操作灵活、维修方便 。 海洋石油用阀发展的具体类型、参数如下 1 ．锻钢单闸板或双闸板带导漉孔或不带导漉孔平 板闸阀 该阀的结构可参照美国卡麦隆 F 型闸阀、“ A F 型海 底阀门 用于海下 1 0 0 0 m 、“ D F 型海底阀门 用于海下 3 0 0 0 m 、MC E V O Y公司 C型、E型闸阀。这类阀门的公 称通径 D N 4 6 ～1 6 2 m m 1 1 3 ／ 1 6 ～6 3 ／ 8 i n ；公称压力级为 AP I 2 0 0 0 p s i 、3 0 0 0 p s i 、5 0 00 p s i 、 1 0 0 0 0 p s i 、 1 5 0 0 0 p s i 、 2 0 0 0 0 p s i ；工作温度一 5 9 ～3 4 3 ℃；技术要求按 AP I 6 A的 规定。 2 ．双瓣蝶式止回阀 该阀技术参觌 公称通，径 D N 5 3 - 2 8 0 m m 2 1 ／ 1 6 1 l i n ； 公称压力级为 A P I 2 0 0 0 p s i 、 3 0 0 0 p s i 、 5 0 0 0 p s i 、1 0 0 0 0 p s i 、 1 5 0 0 0 p s i 、2 0 0 0 0 p s i ； 温 度等级为 K 6 0 - 1 8 2 ℃ 、 L 一 4 2 - 1 8 2 “C 、 P 一 2 9 1 8 2 “C 、 R 室温 、 S 一 1 8 - 1 6 6 “C 、 T 一 1 8 - 1 8 2 、 U 一 1 8 - 1 2 1 ℃ 、V 2 - 1 2 1 ℃ ； 材料要求 为A A、B B、C C、D D、E E、F F、H H； 材料性能 要求按 3 6 K、 4 5 K、6 0 K、7 5 K；产品技术要求按 P S L 1 产品规范等级 1 、 P S L 2 产品规范等级 2 、 P S L 3 产 品规范等级 3 、P S L 4 产品规范等级 4 。 GM 麓用觚奠 2 0 0 5 年第6 勰 国 专 题 维普资讯 w w w . b z f x w . c o m 专 题 3 ． 带压平衡阀杆的角式节流阀 该阀的设计、制造按 A P I 6 A标准；其公称压力级为 A P I 3 0 0 0 p s i 、5 0 0 0 p s i ，1 0 0 0 0 p s i ；公称通径 DN 5 0 mm、 D N8 0 ram、D N1 0 0 ram、D N1 5 0 mm 2 i n 、3 i n 、4 i n 、6 i n ； 使用温度一 2 9 - 1 2 1 ℃。 该阀的节流头可设计为针型节流头 或套筒节流头 。 五 ．冶金系统用阀 冶金系统用阀， 由于介质常为粉状和悬浮固体颗粒状， 加之温度较高， 故对阀门的耐磨、耐温及耐蚀等要求较高。 冶金系统用阀发展的具体类型、参数如下 1 ．圆顶阀 用于火力发电厂气力除灰， 进料、放料系统的圆顶阀。 该阀由阀体、 主动轴、从动轴、球体等组成， 其公称通径 D N 5 0 - 3 0 0 m m； 工作压力 P N I ． 0 - 0 ． 6 MP a ；最高使用温度 1 0 5 0 C。设计该阀时 ，其密封面应考虑采用喷涂钴基碳化 钨合金材料，使其更加坚硬，增强耐磨性能。 2 ．排灰平板闸阀 用于炼钢厂炼铁除灰系统的 “ 排灰平板闸阀” 。 该除灰 系统的介质 “ 灰粉” ，不仅形状是颗粒的 有时是分散 形状 ， 有时是混合形状 ， 而且具有一定的黏性，还夹有一 氧化碳 C O 。由于介质灰粉中的颗粒， 阀座往往有不同程 度的损伤、擦伤、磨损，故，要求其 “ 排灰平板闸阀”的主 件， 例如闸板、 阀座等零部件均应具有较强的耐磨性。 炼铁 除灰系统工况的使用压力在0 ． 2 5 MP a 左右的低压范围内； 温 度在 ≤2 5 0 ℃的范围内 一股情况下为常温 ， 有时瞬间温度 可达 2 5 0 ℃ ；公称管径仅从 D N 5 0 - 4 0 0 m m D N 3 0 0 m m的 管径最常见 。 该阀其结构如采用带导流孔， 并且 “ 加大密封面” 的密 封设计， 不仅能提高其耐磨性；满足其密封性能；而且能避 免灰粉进入阀体底腔。 在设计中， 可充分利用现行带导流孔 平板闸阀产品，将阀座改为 “ 加大密封面”的密封状态。对 耐磨性而言， 其金属对金属硬密封寿命虽最长 ， 但金属对金 属 “ 加大密封面”的硬密封，一则标准上允许漏 ， 如设计 为零泄漏成本将十分高昂且7 J n T _ 难度大 ；二则密封不如非 金属材料。 其密封不如非金属材料， 是因为金属表面磨蚀时 会产生一层氧化物， 尽管这层氧化物覆盖在受到腐蚀作用的 部位上 ， 能减慢金属的进一步腐蚀， 但如果发生滑动的话， 该层氧化物就会} 皮 清除， 使裸露出来的金属表面受到进一步 的腐蚀， 从而加快磨损， 削弱其密封性能。 而采用非金属材 料， 不仅能节约成本，降低加工难度 ，而且能保证其密封性 能 2 0 0 5 年 第 6期 专 家谈 泵 阀G l＼， j E 州 由于钢厂炼铁除灰系统的工况温度一般为常温，有时 瞬间最高温度也只有2 5 0 ℃。 故采用非金属材料 建议采用对 位聚苯 作密封面 ，既可以满足其工况温度、耐磨 ，又可以 满足其密封性能。 非金属材料对位聚苯， 适用温度为≤ 3 】 ℃， 且比硬质的P T F E 更硬， 能满足炼铁厂除灰系统的工 况， 不失为较理想的密封面材料。 阀座材料建议采用l C r l 3 。 3 ．耐强酸腐蚀的不锈钢阀 冶金系统用耐强酸腐蚀的不锈钢阀。 该阀其公称通径 D N 5 0 2 4 0 0 m m； 公称压力 0 ． 0 5 - 1 ． 6 MP a ； 最高使用温度 1 0 5 0℃ 。 六 氧化铝工业用阀 氧化铝工业在生产过程中，介质多为碱性泥浆和颗粒 状物质， 结疤现象极为严重， 且介质对阀门体腔及内件的冲 蚀现象也很严重。 因此 ， 氧化铝工业用阀要求其抗结疤耐结 疤 ；抗冲蚀耐冲蚀。 集氧化铝生产系统中普通结构的『 甲 ] 阀， 截止阀， 球阀等 众多之长于 一 身的料浆阀 直通式截止阀 ，不仅抗结疤耐 结疤，而且抗冲蚀耐冲蚀，是氧化铝生产用阀的理想产品。 该阀的整体结构采用Y 型结构， 即阀杆中心线于介质流动方 向成 4 5 。夹角，连接形式为法兰连接 ；支架为光杆；密封 面堆焊硬质合金；阀体采用两开式、 中间夹阀座的形式， 为 防止介质对体腔内的冲蚀，在体腔内受冲刷较严重的部位 镶嵌耐磨的硬质合金钢圈。该阀的公称压力级为CL 1 5 0 P N2 ． 0 MP a 、C L 3 0 0 P N5 ． 0 MP a 、 C L 4 0 0 P N6 ． 4 MP a 公称通径D N 5 0 - 3 5 0 m m；工作温度≤4 5 0 ℃。 七 大型化 工成套装置用阀 大型化工成套装置主要是乙烯、 合成氯、 空分等装置。 1 ．乙烯装置用阀 乙烯生产常用的原料是常压轻 柴油和减压 重柴油 ， 并且乙烯装置的工况条件极其恶劣， 高温 9 0 0 C 、 高压 1 0 ． 0 MP a 、超低温 一 1 9 6 ℃ 、大流量等工况都在乙烯 中体现。 乙烯装置用阀发展的具体类型、参数如下 1 高温裂解平板闸阀该阀为自密封式和撑开式两 种。 其公称通径 DN1 5 - 1 2 0 0 mm； 公称压力 0 ． 0 5 ～ 1 ． 6 MP a ； 最高使用温度8 0 0 U。 2 低温阀该阀的结构形式可以是闸阀、截止阀的 结 构形式 ，也可以是止 回阀的结构形式。其公称通径 DN5 0 - 7 0 0 mm；公称压力 1 ． 6 - 6 ． 4 MP a ；最低使用温 度 一 1 9 6 ℃。 下转第6 8页 G M 通 用 虮 麓 维普资讯 w w w . b z f x w . c o m 不同的工况点装置情况不发生变化。 3 ． 冷却水泵 冷冻水泵变频节能分析 图 2中，欲使流量减小到 Q ，有两种方法 一是 通过关小出口阀门的开度 ，工况点由 A变为 c ，A、c 两点位于同一扬程曲线上 ；另外一种方法是 ，减小 电源 频率以降低转速 ，泵的工况点 由 变为 B，A、B两点 位于同一装置特性曲线上 。c点的轴功率为 P c p g QB Hc ／ c 6 点的轴功率为 P B p g QB HB ／ B 7 两种情况下泵的轴功率差为 APP cP B P g QB Hc ／ cp g QB HB ／ B p g Q． Hc ／ c HB ／ B 8 由于 、c两点的效率相差不大，令 c ，则 泵的控翻 P u m p C c l r o l A P QB c一 B ／ r ／ 9 这就是变频调速的节能数值，它与图 2中阴影部分 的面积成正比。 四、节能比较及结论 图 2 中的 D点是泵在恒压变频供水系统中当流量为 Q 时的工况点 ，B点 为泵在冷却水泵变频调速 系统 中 的流量为 Q 时的工况点。两者流量相同但轴功率相差 为 APl v g QB HD～HB ／ 1 0 这说明 B工 况点 比 D工况点节 能，即在中央空调 冷却水泵变频系统中泵更为节能。 泵在不同变频系统中的运行特点 的不同 ，导致 了其 节能效果是不同的。GM 收稿 日期 2 0 0 4 ／ 1 2 ／ 0 3 上接 第 3 6页 2 ． 合成氨装置用阀 合成氨装置的介质主要为三大类， 即合成气、 尿素、 液氨 或汽氨。合成氨装置用阀的最高工作温度在 5 0 0 ℃左右， 最 低温度为液氨介质在 一 1 9 6 ℃， 最高工作压力达 3 2 ． 0 M P a 。 合成氨装置用阀发展的具体类型、参数如下 1 高温、 高压角式截止阀该阀公称通径 D N 1 0 1 l O O m m ； 公称压力 ≤4 2 ． 0 M P a ； 最高使用温度 5 6 0 ％。 2 节流阀该 阀公称通径 D N 1 0～1 1 0 0 ra m；公 称压力 ≤4 2 ． 0 MP a ；最高使用温度 5 6 0 C。 3 ． 空分装置用阀 由于空分装置生产氧 、氮气体过程都是在 一l 8 3 ℃低 温下进行，因此空分装置用阀要求较高。 空分装置用阀发展 的具体类型 、参数如下 空分装置用低温阀。该 阀公称通径D N 1 ． 5 ～ 9 0 0 ra m ； 公称压力0 ． 2 ～1 6 ． 0 M P a ；最低使用温度一1 8 3 C 。 八、石化、电力用阀 石化 、电力用阀的结构调整重点是发展如下产 品 1 ． 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。其公称通径D N 5 0 5 0 0 ra m ； 公称压力≤4 2 ． 0 M P a ；使用温度5 1 0 ～ 5 7 O ℃。 2 ． 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 6 8 2 0 0 5 年 第6 期 的 C V S 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。 3 ． 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 称通径 D N 2 0 0～ 4 0 0 mm ；公称 压力≤5 ． 0 MP a ；最高使用温度 5 7 0 ℃。 4 ． 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 H R W、H R F圆盘式 ；机 械型高压 自由浮球式 ；热静 力型 B K 2 7 、B K 2 8 、B K 2 l 2 双金属片式。该 类阀门的公称通径D N l 5～ 5 0 ra m ；公 称压力1 5 ． 0 MP a 。 九、环保用阀 环保系统需发展 的阀门陶瓷片密封旋转 阀、P V C 工程塑料阀、大密封面平板闸阀 、不锈钢旋塞阀等。 十、城建用阀 城建用阀将呈现如下走势发展城市燃 气发电机组 燃料煤气切断球阀；发展取代城市供水和供热 系统 中普 通蝶 阀、低压闸阀和截止 阀的中线蝶 阀和软密封 闸阀； 发展汽车用液化石油气 、液化天然气 汽油钢瓶阀门。 发展城市偻寓采暖 ，空调用水力平衡 阀、智能仪表及热 计量阀。发展城市燃气管 网用安 全放散 阀、电动流量调 节阀 、气液联动紧急切断球阀。 GM G M 通用棚赫 维普资讯