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我国阀门装备业高端阀门国产化取得长足进步
2018-12-19 07:09 中国泵阀制造网 作者:盛根林 点击:3487
【中国泵阀制造网 行业论文】阀门国产化如今已成为我国阀门行业内的一致行动,都加大了科技创新力度,尤其是业主也在创造条件为国产化阀门开绿灯,虽然阀门国产化起步晚,但国内厂家后来居上,努力追赶国际先进水平,走出去、学习交流、取长补短以及加大研发力度,勇于挑战先进技术,大胆设计,开拓创新,创造一项项先进技术。在成功研制的基础上,得到了大量应用。

江苏省阀门工业协会  (苏州  215103)  盛根林

【摘 要】经过制造企业和用户的共同努力和自主创新,我国阀门装备制造业近年来在核电站核级阀门、天然气长输管线全焊接大口径球阀、超超临界火电机组关键阀门、石油化工领域以及电站行业等一些特殊工况的高端阀门产品,都取得了突破性进展和辉煌成果,实现了国产化,既替代了进口,又打破了国外垄断,带动了行业转型升级和科技进步。

【关键词】阀门 装备 制造业 高端阀门 国产化

一、前言

我国阀门装备制造业近年来在国家发改委、国家能源局、机械工业联合会以及中国通用机械工业协会等部门和领导的高度重视下,通过制造企业和用户的共同努力和自主创新,重大装备国产化取得了突破性进展和辉煌成果。从三大主机制造到关键辅机设备的国产化,包

括相继开展核电站核级泵阀、天然气长输管线全焊接大口径球阀的国产化工作。

核电站价值量很高的核级阀门国产化率已达到75%~80%;天然气西气东输项目大口径管线阀门均从国内采购,还有长输管线、电力、煤化工等领域国产化率也卓有成效,有力地促进了行业技术进步。这些成果让我们有充分的信心做好国产化工作。

阀门国产化如今已成为我国阀门行业内的一致行动,都加大了科技创新力度,尤其是业主也在创造条件为国产化阀门开绿灯,虽然阀门国产化起步晚,但国内厂家后来居上,努力追赶国际先进水平,走出去、学习交流、取长补短以及加大研发力度,勇于挑战先进技术,大胆设计,开拓创新,创造一项项先进技术。

这几年在阀门国产化进程中取得了可喜的成绩,在核电领域、长输管线大口径全焊接球阀、石化行业高温高压阀门和一些特殊材质、非标的高端阀门以及超超临界电站阀门等都有了快速发展,并在成功研制的基础上,得到了大量应用。

二、核电站关键阀门实现国产化

在国家发改委、国家能源局组织下,经过中国机械工业联合会的协调下,以及核电用户的大力配合,从2006年开始至今,阀门国产化取得重大进展,阀门国产化率达到75%~80%,大部分关键的阀门包括核一级、核二级和核三级都进行了国产化,到目前为止,现只有个别关键的核一级和核二级阀门,仍需进口。在接受国家重大需求方面,由于在产品研发方面下功夫,使得企业的自主创新能力、技术力量的培养包括企业管理均得到进一步加强。

其中中核科技、江苏神通、大连大高、苏州纽威、上海阀门和上海良工等企业近几年核电阀门开发方面都取得较大业绩,相继研制开发了多项核电高端阀门新产品,主要包括:核一级、核二级高Cv值止回阀、核二级W型闸阀、比例喷雾阀、核一级电动波纹管截止阀、核一级稳压器电动卸压阀、核一级电动中间引漏截止阀、核一级大口径旋启式止回阀、核一级上装式电动球阀以及爆破阀等,并且在研制核电站最高端的主蒸汽隔离阀等,核级球阀、止回阀和蝶阀全部实现国产化,为压水堆核电站、AP1000三代核电站、高温气冷堆核电站以及实验快堆的阀门国产化工作做出了突出贡献。

中国核电工程有限公司践行国企社会责任,携手中核苏阀科技实业股份有限公司,扛起了阀门国产化先行者的大旗。“华龙一号”作为我国具有自主知识产权的第三代百万千瓦级压水堆核电站,为降低造价、提高自主可控性,在“自主设计、自主制造、自主建设、自主运营”的方针指导下,提高设备国产化率和自主设计水平。

2017年3月,由中核苏阀科技实业股份有限公司和上海核工程研究设计院联合研制的“CAP1400 ADS自动降压系统阀门、CAP1400低压差开启止回阀、CAP1400大口径电动闸阀”等3种阀门研制取得了成功,并通过了国家级科技成果鉴定,标志着这3种核电阀门已具备国产化能力,可应用于CAS1400/CAP1000及其他国产化核电项目上。属国内首创,达到国际先进水平,具有良好的社会效益和经济效益。

同时,中核苏阀科技实业股份有限公司研制的“华龙一号”、福清核电5号机组的3台主蒸汽隔离阀出厂试验也于2017年5月圆满完成(见图1),福清5、6项目实现了主蒸汽隔离阀首次国产化,提前具备交货条件,为核岛关键阀门交货赢得了一个良好的开端,这标志着“中国制造”在主蒸汽隔离阀这个最重要的核电阀门的制造及应用领域实现了零的突破。

2017年5月,由中核苏阀科技实业股份有限公司和中国核电工程有限公司联合研制的“华龙一号”直流电动平行座闸阀、快速启闭隔离阀、核一/二级气动闸阀共6种核电阀门样机通过中国机械工业联合会等科技成果鉴定。并对6种核电阀门样机进行了现场动作性能的测试见证,认为“华龙一号”直流电动平行座闸阀、快速启闭隔离阀等6种核电阀门的研制是成功的,成果具有自主知识产权,属国内首创,达到国际先进水平,可应用于华龙一号及其他核电项目,具有良好的社会效益和经济效益。

主蒸汽隔离阀是核电厂的重大关键设备之一。“华龙一号”的主蒸汽隔离阀设计寿命由40年延长到60年,抗震要求从0.2g提高至0.3g,同时增加了严重事故工况要求,这都给主蒸汽隔离阀国产化设置了更大的挑战。

永嘉县得利机电液压实业公司自主设计的YFS—D1050型智能型阀门压力/装配试验台属于大型阀门配套设备,主要用于装配和检测高压核电关键的主蒸汽隔离阀。该设备最大设计承受载荷3 000t,设备自重100t,最大可装配和检测42in(1in=0.025 4m,下同),900LB阀门。该设备设计合理,性能良好,也开创了此类大型蒸汽隔离阀高端检测设备国产化的先河,为关键核电阀门检则设备的国产化做出了贡献。

泵阀 球阀 阀门 截止阀 止回阀 闸阀 蝶阀

图1 中核科技研制的主蒸汽隔离阀出厂试验

三、核电阀门走出国门

苏州纽威阀门股份有限公司作为国内最大的阀门供应商,有着成为世界领先的工业阀门制造商的企业愿景,在核电方面不可或缺。虽然纽威进入核电领域时间较其他厂家短,但后起勃发,努力提升产品性能,做到“别人不能做到的,纽威能够做到;别人能够做到的,纽威能做得更好”。纽威踏踏实实做阀门,认认真真做市场,这就是他们的“工匠”精神。

2 0 1 7年1月,纽威与阿海珐(AREVA)就英国欣克利角C核电项目(HPC项目)签订了供货合同。这是中国核电阀第一次在欧洲大规模应用,而且主要是应用在核岛环路,此次纽威中标的产品大部分是用于核岛的核级阀门,数量超过2 000台。纽威阀门紧跟国家“核电出海”的步伐,通过该订单成为我国第一家进入欧洲核岛的供应商,也是我国核电工业里程碑。

卡塔尔壳牌Pearl GTL是世界上最大的气转油工厂,该厂在2017年上半年发生了意外的设备故障停车,紧急需要更换一批设备,其中包括更换设备装置上配套的阀门。

纽威阀门作为壳牌的全球EFA战略供应商,为协助壳牌工厂尽快恢复生产,工厂调动相关资源尽全力配合在短短3周时间内顺利保质快速交付,为客户恢复生产节省了宝贵的时间。此次交付再一次证明了纽威全心全意为客户服务的宗旨和垂直化生产链的快速反应能力。

四、推动阀门国产化工作国产化阀门业绩硕果累累

近几年,我国阀门行业积极推动阀门国产化,实现了多领域关键阀门自主化,为我国重大工程项目建设做出了贡献,打破了长期以来高端阀门国外的垄断,带动了行业的发展。

1. 超超临界火电机组关键阀门国产化取得新成果

在超超临界火电机组关键阀门和配套执行机构产品国产化都取得了可喜业绩。

超超临界火电机组关键阀门国产化推进工作中,包括前期工作协调、联合研发、样机顺利研制并通过鉴定等过程。在国家能源局领导和组织协调下,超超临界火电机组关键设备国产化示范应用和推广,将华电句容电厂二期扩建项目列为国家发电设备国产化依托工程。经过示范电厂、主机厂、设计院和制造企业的共同努力下,目前,超超临界火电机组关键阀门已分别应用于南通电厂、句容电厂一期工程、合川电厂、焦作电厂、长兴电厂以及万州电厂等超超临界火电机组国产化示范工程,表现良好、功能正常,成功保障了示范机组成功并网发电。

2.阀门生产企业国产化新成果

中核苏阀科技实业股份有限公司与中石化工程建设有限公司、中石化洛阳工程有限公司和中石化天然气分公司联合自主研制的LNG装置超低温阀门取得了成功。

我国阀门行业生产制造企业进行科技创新,在煤化工球阀、天然气长输管线球阀及球阀执行机构等一批高端阀门上进行了自主研发,都获得了成功,如苏州纽威阀门股份有限公司自主研发的轴流式调节阀和钛材硬密封球阀以及高压低逸散性球阀;江苏神通阀门股份有限公司自主研发的百万千瓦压水堆核电站常规岛蒸汽再热阀和LNG用波纹管上装式球阀和苛刻工况用闸阀;江苏亿阀集团有限公司自主研发的海上平台用球阀;苏州道森阀门有限公司自主研发的高硫化氢球阀、水下球阀、超低温球阀;南京肯特复合材料股份有限公司研发的P TF E轴板包覆;吴江市东吴机械有限责任公司研发的真空破坏阀和调制式先导阀;自贡新地佩尔阀门有限公司的止回阀;兰州高压阀门集团研发的硬密封氧气球阀;上海阀门厂有限公司研发的CAPI1400主给水止回阀和非能动堆芯冷却系统低压差开启止回阀;上海美科阀门有限公司研发的36in Class1500大口径高压密封闸阀;浙江永盛科技股份有限公司研发的APCV80系列轴流式调节阀等都获得了成功,并进行了科技成果的鉴定,已应用在国内石化等一些重要项目上。

苏州纽威阀门股份有限公司、兰州高压阀门集团、慎江阀门有限公司、江苏苏盐阀门机械有限公司、四川飞球(集团)有限责任公司、伯特利阀门集团以及天津百利发阀门有限公司等阀门企业的48in Class900高压大口径全焊接球阀均通过国家级新产品鉴定。

苏州安特威阀门有限公司坚定不移走科技创新,研发高端阀门国产化之路,潜心开发各类石化行业应用的各类耐磨阀门,利用技术力量大胆创新开发的盘阀、氧气阀、高频球阀高端类阀门产品,这些先进技术产品已经应用于国内好多石化领域项目上,而且应用后产品性能优越,价格低于国外产品,替代了国外进口产品,用户得到了实惠,不再受制于国外的垄断,也节约了外汇,得到了用户高度评价。其中双阀一体式盘阀产品具有自主知识产权的双旋转阀芯,设计了双阀合一结构,可单独使用也可同时操作,解决了原进口阀门金属黏结、憋压、卡涩及寿命短的关键问题,也提高了系统的可靠性和经济性,节约了安装空间,减轻了阀门重量。该新产品已在中石化、神华宁煤等20多套煤气化装置终端用户使用,使用性能优越,无故障,寿命不低于4年,是同类进口产品使用寿命的5倍以上,其价格仅为进口产品的1/3,彻底打破了国外产品在国内的垄断局面。

研制开发的PDS高频球阀新产品,通过大量的试验,从采用较低摩擦因数且不会发生金属黏接的配对材料来尽可能地提高密封面的寿命。耐磨性和可靠性的高频球阀专用材料,延长了阀门的使用寿命,已应用于神华宁煤等煤化工关键装置上,以其开关频率高性能优越的优良品质,赢得了用户好评价,已批量应用于石化、煤化工等终端用户。

近期成功研发的高温高压气动氧气氮气切断球阀(简称“氧阀”)采用德国先进技术,彻底解决了高压、高温、纯净气体工况下硬质合金黏结和热量积累的难题,正常运行条件下,保证30年硬质合金涂层不损伤;已经在国内十几套煤化工和恶劣工况装置上得到了成功应用,既替代了进口产品,又打破了氧阀依赖进口的局面,实现了国产化;又为用户节省了外汇,提高了装置的利用率。2014年5月,安特威在山西潞安450万t/a煤制油一期项目上,4套煤气化炉子供货208台,应用于这些装置上性能卓越,为用户节约了成本。

五洲阀门股份有限公司已先后开发出了高温熔盐蝶阀、高温熔盐球阀、高温熔盐截止阀以及高温熔盐调节阀等产品,所具备的耐高温、耐腐蚀、耐大幅度的温度和压力交变、非石墨类密封技术、高容量流通能力以及可在线维护等特点,大大提高了可维护性并降低了用户维护成本,增强了市场竞争力。满足了系统成套供货的需求,方便最终用户选型和工程配套。经过针对性科技攻关,成功开发出了高温熔盐阀系列产品,并通过了国家级新产品成果鉴定,并成功应用于国内某知名光热发电项目中。

五洲阀门股份有限公司和中国神华煤制油化工有限公司共同研制的“煤直接液化用高温高压耐磨球阀”通过科技成果鉴定。耐磨球阀被大量应用在神华煤制油生产线的反应器、加热炉、高中压分离器等高温、高压关键部位。标志着我国核心领域又一种高参数严苛阀门具备了国产化能力。

扬州电力设备修造厂有限公司自主研发的HQ核级气动执行机构,以压缩空气为动力,利用膜片推动阀杆,实现对阀门位置的控制,具有非能动式安全位置复位功能,即核电站出现事故或故障时,失去电源或气源时,执行机构在没有人工干涉的情况下能自动回到安全的开/关位置,减少核事故带来的危害,主要技术指标达到国际先进水平。

无锡市亚迪流体控制技术有限公司自主研发的“超高温高压蒸汽放空阀”其阀门产品具有创新性,性能超过原进口产品,具有国际领先水平,也通过中国石油和化工勘查设计协会自控设计专业委员会、中国石化集团公司自控设计技术中心站组织的专家现场鉴定,可替代同类进口产品,建议推广应用。

该产品已用于神华宁煤煤制油项目空分装置等项目上,使用情况良好。其自主研制的高压差角阀2013年3月起在上海高桥石化润滑油加氢装置和加氢裂化装置进行了科研成果的应用,经过4年运行表明,该阀门控制灵活、性能稳定、安全可靠,既替代了进口的国产化阀门产品,也满足了批量生产要求。

2017年初,扬州恒春电子有限公司自主研发的电动执行机构顺利通过验收,该成果将为全球最大天然气项目——中俄东线天然气管道项目实现关键设备国产化,依靠自主创新和研发的电动执行机构打破国外市场垄断,还引入无线蓝牙通信、抗振、抗低温等多项先进技术,在极端严寒的自然气候环境给油气管道建设提出了高标准技术要求,需要达到-46℃的工况圆满完成了项目方提出的各项技术要求。

苏州锦鹏机电设备制造有限公司在2017年10月为上海高中压阀门股份有限公司定制JP—S5000型高压超大口径全焊接管线球阀的试验台,在用户现场完成了NPS56—Class900阀门高压水、高压气试验等进行调试都获得了成功,其试压设备承载达5 000t,该设备重量达128t。各项设计参数和性能都达到了设计要求,具有设计合理、结构新颖等特点,也是目前国内最大口径阀门试压设备此阀门试验台项技术指标均达到目前最高水平。创下国内同类产品之最,目前已申报国家多项专利。对提高我国的阀门检测水平,促进阀门的国产化将起到积极的促进作用。

苏州锦鹏机电先后为苏州工业园区思达德阀门有限公司、江苏盐电阀门有限公司、江苏圣业阀门有限公司、安徽替克斯阀门有限公司和五洲阀门股份有限公司这6家国内阀门生产厂家定制了6台特大型阀门试验台,目前都运转良好,都没有发生过质量问题,均以设计合理、性能优越赢得了用户良好的口碑,为阀门国产化作出了贡献。

铸锻件也是成为国际供应商,如江苏万恒铸业有限公司生产的铸件质量达到了国际品质水准,被国外卡麦隆等客户长期订购;苏州东吴锻焊厂有限公司的锻造件以大口径,品质一流而闻名于国际市场,这两家业务一直处于饱满状态,供不应求。

2017年10月,由合肥通用机械研究院黄明亚副总工程师带队,在柏林的ISO/TC153柏林会议上我国代表团取得了一项阀门国际标准(ISO6002—1992螺栓连接钢制闸阀)的主导修订权,这是我国阀门行业第一次取得阀门国际标准领域的修订权,也彰显了中国阀门在国际阀门领域中有了标准制订权。

无锡华益电力阀门有限公司在国家高新技术研究及发展(863)计划海洋技术领域办公室的组织与协调下,参加了7 000m载人潜水器用8项装置的研发与生产,历时4年,为潜水器提供了主蓄电池箱紧急抛弃装置、可弃压载装置、机械手紧急抛载装置、纵倾调节罐、导管浆回转机构、接线箱、水银释放阀以及加油阀等8大部件,为我国载人潜水器成功试验贡献了一份力量。并采用国际主流调节阀内件结构,可完全替代各种严苛工况下的进口电站高温高压调节阀和减温减压器。

泵阀 球阀 阀门 截止阀 止回阀 闸阀 蝶阀

图2 无锡华益电力阀门产品

五、今后阀门国产化发展道路宽广

阀门国产化虽取得了可喜的成绩,但还有很多高端阀门仍需从国外进口。改革开放几十年来,我国已逐渐成为世界最大的加工厂,我国的阀门企业数量更是稳居全球第一。据初步统计,目前国内企业每年还有约30多亿美元阀门需要进口,目前每年还有200多亿元人民币的阀门需要国产化,要开发的新产品很多,市场空间很大。只要要把国产化阀门做好做精,让客户放心舒心,国产化空间较大。

同时,国际阀门市场容量约600亿~700亿美元,空间巨大。虽然目前国际油价不稳定,新建项目并不多,但维修更换阀门还是需要,美标阀门,全球通用。随着“一带一路”战略的实施,中国装备制造业走出去已成必然趋势,这又给我国阀门产业提供了绝好的历史机遇。

经过几十年发展,我国阀门产业在产品设计、基础材料、制造工艺、生产装备以及过程管理等方面都已经发生了巨大的变化,通用阀门技术和质量水平与发达国家相比差距在不断缩小,工业管道90%以上数量的阀门国内企业都可以生产,产能居世界第一。由于阀门产业链和配套工业等因素,短时间内阀门产业转向东南亚等低成本国家的可能性不大。

由此,可以相信,我国阀门行业今后的发展道路还是宽广的,国家“一带一路”战略决策实施,也给阀门产业提供了宽广的渠道,只要增强信心,勇于科技创新,不断研发,相信我国阀门国产化道路将会走得更宽广,还会取得更优异的业绩。

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(来源:中国泵阀第一网)

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