中国炼油工业经过建国60年来的发展,现已形成了较为完整的工业体系,炼油企业加大了结构调整的力度,将发展重点放在提高产品质量、调整布局、调整炼油装置结构和产品结构、节能减排、提高装置适应性等方面。同时,通过改扩建和新建相结合发展大型化、基地化、炼化一体化建设,逐步优化我国炼油工业布局,改变过去布局分散、规模较小、集中度较低的状况,向实现资源利用价值的最大化迈进。以下就以目前单体100万吨炼油装置对控制阀的典型应用做简要介绍。


    1.1 常减压蒸馏装置

    在这一部分控制阀的主要控制介质是以控制原油、脱盐水、高压燃料气、燃料油、蒸汽、除氧水、净化水为主。在蒸汽管线中最高使用温度达到了400℃,常一、二线,减二、三线及部分燃料油、闪底油温度都达到了250 ℃ 左右。


    1.1.1 控制阀主要要求

    1)控制阀类型:直通控制阀、三通控制阀,配用带手轮机构的双作用气缸活塞执行机构(原装进口),并备有储气罐。

    2)工艺过程中的要求:三通控制阀满足流通能力,调节精度偏差控制在±5%。高达400℃的蒸汽管线及250℃的燃料油、闪底油要求控制阀在中高温下长期运行不失效。

    3)注意事项:公称通径较大时,所需执行机构的输出推力较大,响应速度快,快速响应增加了阀门的启动载荷,对阀门整体结构设计要求高,对阀杆的设计强度及选材要求高。

    4)材质选择及表面处理:公称通径大,阀内件要求高强度、耐腐蚀,故零部件须做特殊表面硬化处理;由于工艺介质含硫量高,阀体及阀内零部件必须采取特殊的抗硫处理;高达400℃的蒸汽管线及250℃的燃料油、闪底油要求阀内件的表面硬度高,表面硬化层在中高温下长期运行不失效。


    1.1.2 控制阀主要技术参数

    大口径直通、三通控制阀: DN300350;压力等级Class 300

    超大口径直通、三通控制阀: DN400450500;压力等级Class 300

    高温高压直通控制阀:DN25DN450;压力等级Class 300Class 600


    1.1.3 控制阀结构设计的先进性

    1)大通径及超大通径直通、三通控制阀的平衡式结构设计需要技术攻关。

    2)常高温下的特殊表面硬化处理方式及有效工艺手段需要技术攻关。

    3)高温高压下填料等金属和非金属密封副的可靠密封技术需要攻关。


    1.2 催化裂化装置

    此部分控制阀所控制对象多为蒸汽、凝结水或汽油、柴油等粗产品。腐蚀性较小,但一次蒸汽温度高达450℃。除氧水管线的工作压力最高可以达到5.66MPa,虽然压差较小,但其在小开度工况下由于噪音大需要采用低噪音控制阀。


    1.2.1 控制阀主要要求

    1)控制阀类型:直通控制阀。

    2)工艺过程中的要求:要求控制阀在高温下长期运行不失效,低噪音设计。

    3)注意事项:高温蒸汽下控制阀运行过程中的爬行及卡涩问题。

    4)材质选择及表面处理:高温工况下零部件的特殊表面硬化处理;表面硬化层在中高温下长期运行不失效。


    1.2.2 控制阀主要技术参数

    高温蒸汽及过热蒸汽用降噪型控制阀:DN40300;压力等级≥Class 300

    1.2.3 控制阀结构设计的先进性

    1)长期高温工况运行下金属和非金属密封副的可靠密封技术需要攻关。

    2)高温蒸汽的降噪设计、加工工艺及检测手段需要攻关。


    1.3 加氢装置

    加氢装置用关键控制阀:口径DN25300;压力等级Class15030040060090015002500

    低泄漏率套管阀:口径DN100300;压力等级Class150300400600;年生产量(达产)1000台。


    1.4 催化重整装置

    由于此部分较多的介质中都含有氢气或氢分子,所以阀内件基本采用以316L为主的材质,部分高温介质工况既要求抗氢脆又要求较高的表面硬化处理,此部分最高温度可达482℃。

    催化装置用关键控制阀:口径DN25300;压力等级Class150300400600


    1.5 重点装置需求控制阀的规格及技术特点

    公称通径 DN40DN50DN80DN100DN15ODN200DN250DN300DN350DN400DN450DN 500 DN550DN600或按用户管道口径要求设计。

    公称压力 : C l a s s 1 5 0 C l a s s 3 0 0 C l a s s 6 0 0 Class900Class1500甚至更高。


    控制阀特点:

    1)阀芯是压力平衡式的,即在较高压力下也可以用较小的操作力对大口径阀进行操作。

    2)阀体内腔为流线直通型,流体运动阻力小,可减少对阀体及阀内组件的冲击。

    3)独特的流线型结构使流体压降损失小,更适合对介质压力、流量进行控制。

    4)阀芯运动方向与流道同心,在阀体内同心的流动模式能够克服紊流引起的震动和噪声。

    5)与同口径常规阀体流量相比,轴流阀提高了20%

    6)采用双重密封结构,其中轴向软密封可达气泡级密封。即使软密封损坏不能起到密封作用,硬密封仍能使阀的泄露量达到Ⅴ级。

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