油氣工業(yè)對(duì)閥門技術(shù)的影響

雖然百年來石油、天i然氣開發(fā)和輸送所涉及的閥門產(chǎn)品范圍基本上沒什么變化，但閥門制造商一直不斷地更新閥門技術(shù)，積極應(yīng)對(duì)石油、天i然氣工業(yè)市場(chǎng)的變化。由于管材及最l高流速成的限制，設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)水力平衡幾乎是不可能的。如果要在市場(chǎng)上保持領(lǐng)i先或不被落下，閥門制造商則要不斷更新閥門的設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、銷售的技術(shù)和過程。事實(shí)是石油公司對(duì)閥門廠商的要求越來越多：在提供合理價(jià)格的基礎(chǔ)上，先進(jìn)的閥門廠商必須擅長(zhǎng)解決石油公司面對(duì)的問題，在工作環(huán)境更惡劣，環(huán)保要求更嚴(yán)格的情況下，延展閥門產(chǎn)品的性能，提供更多的服務(wù)能力。

( 1 )金屬密封世界市場(chǎng)對(duì)石油、天i然氣需求量迅猛增長(zhǎng)，開發(fā)原i油的足跡也踏遍了地球每一個(gè)角落，原i油的提取對(duì)設(shè)備提出了新要求。例如，超深井技術(shù)對(duì)設(shè)備提出了超低溫和超高壓的挑戰(zhàn)。但在平均代熱的前提下，流理的變化僅決定于室外氣溫變化，因此其控制方式，僅考慮采用室外溫度單一參數(shù)控制熱源循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)變流量運(yùn)行。超重質(zhì)原i油的提取是贏利的可選項(xiàng)目，尤其在原i油每桶達(dá)到30美元時(shí)?，F(xiàn)在高濃度的瀝青烯以及其他的雜質(zhì)對(duì)原i油的輸送和加工造成了困難。通常輸油管道上用的軟密封球閥則不能適應(yīng)工況的要求了，這要求閥門廠商開發(fā)金屬密封球閥，并能適應(yīng)溫度、壓力的變化，甚至在輸送固體介質(zhì)(氫氧化物、焦炭等)時(shí)也要保證絕i對(duì)密封。而金屬密封技術(shù)得益于表面噴涂技術(shù)的發(fā)展。閥門廠商們希望使用這一技術(shù)保持市場(chǎng)的領(lǐng)i先地位，并把噴涂技術(shù)列入發(fā)展戰(zhàn)略，他們和研究所、大學(xué)合作，希望開發(fā)出下一代“超硬”涂層。

( 2 )防“爆i炸減壓” 2002 年，美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) API 6D 規(guī)定：設(shè)計(jì)壓力高于 ASME Class 600等級(jí)的閥門產(chǎn)品必須設(shè)計(jì)防“爆i炸減壓”。在管道系統(tǒng)中安裝平衡閥，通過對(duì)其的調(diào)節(jié)來改變系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值，達(dá)到與設(shè)計(jì)要求一致。爆i炸減壓指閥門內(nèi)的壓力迅速下降時(shí)，由于高壓作用滲透在密封中的 CO 2因壓力降低迅速膨脹，在閥門關(guān)閉過程中造成密封爆皮和斷裂，從而導(dǎo)致閥門失效的現(xiàn)象。一家石油公司在深海平臺(tái)上第i一次發(fā)現(xiàn)閥門爆i炸減壓現(xiàn)象，閥門失效后該公司不得不停止作業(yè)數(shù)周更換閥門，結(jié)果損失慘重。從此以后，石油公司要求閥門廠商提供的高壓閥門必須帶有防“爆i炸減壓”配置。很快，閥門廠商迅速做出反應(yīng)，開發(fā)了防“爆i炸減壓”密封和防“爆i炸減壓”閥門以應(yīng)對(duì)苛刻的環(huán)境要求。

( 3 )含硫原i油的腐蝕走高的原i油價(jià)格使得煉油公司把目光放在了含硫原i油上，投資開發(fā)含硫原i油市場(chǎng)利潤(rùn)豐厚，在長(zhǎng)期供貨合同中也有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。從此以后，石油公司要求閥門廠商提供的高壓閥門必須帶有防“爆i炸減壓”配置。但是含硫原i油中含有H 2 S 等腐蝕介質(zhì)，對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性提出了新挑戰(zhàn)。閥門制造商可以提供 ISO15156 規(guī)定許可的材料，也可提供試驗(yàn)(按ISO15156 規(guī)定)數(shù)據(jù)以證明閥門材料的耐腐蝕性和長(zhǎng)壽命，終用戶便把這些閥門制造商列入耐腐蝕閥門供貨商名單。

( 4 )飛逸性排放 ISO15848規(guī)定了對(duì)閥門飛逸性排放設(shè)計(jì)的要求，制造商重新設(shè)計(jì)了普通閥門和特殊閥門的填料、密封排列以適應(yīng)更新的標(biāo)準(zhǔn)。超重質(zhì)原i油的提取是贏利的可選項(xiàng)目，尤其在原i油每桶達(dá)到30美元時(shí)。但是新標(biāo)準(zhǔn)太籠統(tǒng)，要求太嚴(yán)格，所以還有很多石油企業(yè)制定了自己的排放標(biāo)準(zhǔn)，例如許多北美公司都參照API 622 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。閥門飛逸性排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善需要閥門制造商、用戶、標(biāo)準(zhǔn)制訂者三方相互合作，相互借鑒經(jīng)驗(yàn)，三方共同解決。

( 5 )提前磨損和設(shè)備疲勞為追求經(jīng)濟(jì)利益，許多煉油企業(yè)都超負(fù)荷運(yùn)行。平衡閥的安裝安裝平衡閥的安裝1)、取掉法蘭端兩邊的保護(hù)蓋，在閥完全打開的狀態(tài)下進(jìn)行沖洗清潔。其結(jié)果是沒完沒了地增容生產(chǎn)設(shè)備和改造系統(tǒng)。企業(yè)對(duì)設(shè)備的期望大大超出了設(shè)計(jì)的初衷，這就要求閥門制造商未雨綢繆，主動(dòng)參與用戶的諸項(xiàng)工作，避免生產(chǎn)過程不合理設(shè)計(jì)對(duì)閥門可靠性、壽命和安全的不良影響。比如，應(yīng)用在熱力循環(huán)系統(tǒng)中的閥門容易造成零件熱疲勞，擁有工業(yè)流程經(jīng)驗(yàn)的閥門制造者會(huì)合理安排閥門，減小問題發(fā)生的可能性。

( 6 )預(yù)防性維護(hù)石油企業(yè)為了確保生產(chǎn)，要求安排設(shè)備維護(hù)周期。到了90年代末，由華林公司推出了第十種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——全功能超輕型閥。隨著閥門測(cè)試系統(tǒng)，電子硬件、軟件的發(fā)展，閥門的預(yù)防性維護(hù)已經(jīng)由一個(gè)智能化的概念變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。一小部分精通自動(dòng)化控制的閥門制造商提供數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，量化閥門操作過程，提供閥門預(yù)防性維護(hù)時(shí)間。

( 7 )自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)煉油過程自動(dòng)化是大勢(shì)所趨，這中間的控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。它可以適用低溫壓也可以適用于高溫高壓，并可根據(jù)閥門的不同材質(zhì)。閥門制造商在閥門上安裝自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以達(dá)到自動(dòng)控制生產(chǎn)的要求。自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)得到極大發(fā)展。另一方面，生產(chǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的廠商也向用戶提供安裝著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門產(chǎn)品。于是，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門一體化的趨勢(shì)對(duì)單一的生產(chǎn)商形成了挑戰(zhàn)，畢竟用戶希望找一家企業(yè)解決問題更容易，避免發(fā)生扯皮現(xiàn)象。

( 8 )管線球閥天i然氣運(yùn)輸管道工程對(duì)閥門來說是一個(gè)非常龐大而有潛力的市場(chǎng)。對(duì)長(zhǎng)輸管線的監(jiān)測(cè)非常重要。有的公司開發(fā)了智能裝置，用戶可用來對(duì)管線進(jìn)行探測(cè)。調(diào)節(jié)閥的維護(hù)與一般儀表的維護(hù)類似，可分為被動(dòng)性維護(hù)、預(yù)防性維護(hù)和預(yù)見性維護(hù)。比如“smart pig”技術(shù)。這種機(jī)器人可以探測(cè)出管壁厚度，甚至腐蝕點(diǎn)。但是探測(cè)裝置對(duì)管線有通徑的要求，所以通徑球閥成為了長(zhǎng)輸管線公司的首i選產(chǎn)品。另一方面，長(zhǎng)輸管線要求閥門的壁厚盡量薄，閥門材料具有很高的屈服韌性、耐腐蝕性，以適應(yīng)管線伸縮、轉(zhuǎn)向、地區(qū)環(huán)境變化的要求。i重要的一點(diǎn)是，長(zhǎng)輸管線的管理者要求購(gòu)買的閥門壽命一定要長(zhǎng)于管線本身的壽命。

平衡閥的優(yōu)點(diǎn)

方便使用∶工程施工較為靈活，工程安裝分期完工或設(shè)備分期使用都不會(huì)影響水系統(tǒng)平衡；動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的作用原理動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力和液位。方便更改∶當(dāng)某些區(qū)域的水系統(tǒng)需要重新設(shè)計(jì)時(shí)，不會(huì)影響其它區(qū)域的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和平衡；減少耗電量∶由于整個(gè)水系統(tǒng)得到平衡，保證制冷機(jī)組（鍋爐、換熱器）及水泵以l佳的工作狀態(tài)運(yùn)行，具有明顯的節(jié)能效果；降低磨損和減少浪費(fèi)∶由于保證水流量不會(huì)超過原來設(shè)計(jì)，保障所有設(shè)備的耐用性，避免流量過大而造成的銅管損耗；提高安全性∶由于水系統(tǒng)的流量平衡是自動(dòng)進(jìn)行，杜絕了人為破壞性調(diào)節(jié)的可能性。對(duì)設(shè)計(jì)人員而言∶減小的工作量，更靈活減輕了工作量∶無(wú)需對(duì)整個(gè)管道進(jìn)行繁瑣的阻力計(jì)算，加快設(shè)計(jì)速度；可以大膽使用異程式系統(tǒng)∶節(jié)省管材、相應(yīng)材料及安裝費(fèi)用，把平衡水力系統(tǒng)的工作交給動(dòng)態(tài)流量平衡閥來完成；可以避免因水系統(tǒng)不平衡帶來的其他許多麻煩。

平衡閥的安裝

安裝

平衡閥的安裝1)、取掉法蘭端兩邊的保護(hù)蓋，在閥完全打開的狀態(tài)下進(jìn)行沖洗清潔。2)、帶執(zhí)行機(jī)構(gòu)平衡閥安裝前應(yīng)按規(guī)定的信號(hào)（電或氣）進(jìn)行整機(jī)測(cè)試（防止因運(yùn)輸產(chǎn)生振動(dòng)影響使用性能），合格后方可上線安裝（接線按電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)線路圖）。3)、準(zhǔn)備與管道連接前，須沖洗和清除干凈管道中殘存的雜質(zhì)（這些物質(zhì)可能會(huì)損壞閥座和球芯）。4)、在安裝期間，請(qǐng)不要用閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分作為起重的吊裝點(diǎn)，以避免損壞執(zhí)行機(jī)構(gòu)及附件。動(dòng)態(tài)壓差平衡閥通常與靜態(tài)平衡閥配套使用，由于動(dòng)態(tài)壓差平衡閥不可直接測(cè)得管路中流量，需靜態(tài)平衡閥配合才能準(zhǔn)確調(diào)試。5)、本類閥應(yīng)安裝在管道的水平方向或垂直方向。6)、安裝點(diǎn)附近的管道不可有低垂或者承受外力的現(xiàn)象，可以用管道支架或者支撐物來消除管線的偏離。7)、與管道連接后，請(qǐng)用規(guī)定的扭矩交叉鎖緊法蘭連接螺栓。 [1] 平衡閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，密封可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封面與球面常在閉合狀態(tài)，不易被介質(zhì)沖蝕，易于操作和維護(hù)，適用于水、溶劑、酸和天然l氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧l化氫、甲l烷和乙烯等，在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。平衡閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。平衡閥工作原理:平衡閥只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能達(dá)到接通或切斷管道的介質(zhì)。