中石化川維廠超高壓減溫減壓器國(guó)產(chǎn)化之路

    “中控、中控閥位現(xiàn)在是5％，是否到位？有無(wú)波動(dòng)？到位！無(wú)波動(dòng)！中控回答道。10％到位、16％到位、20％......95％閥位到位！”“成功了！成功了！”現(xiàn)場(chǎng)每一位領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)專家、同事每個(gè)人臉上都露著久違的激動(dòng)的笑容?！爸x謝您們！謝謝！”一聲聲的“謝謝”，代表著此次攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的成功，也是對(duì)近幾個(gè)月來(lái)辛苦付出的肯定，更是對(duì)國(guó)產(chǎn)化技術(shù)的肯定。

    回想起這4個(gè)多月以來(lái)的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，讓人迷茫、感慨、激動(dòng)。國(guó)內(nèi)大型石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過程需要不同壓力與溫度的蒸汽來(lái)滿足生產(chǎn)，由于鍋爐一般會(huì)產(chǎn)出超高壓高溫的蒸汽，無(wú)法正常使用。此時(shí)只有通過特殊的、復(fù)雜的設(shè)備將超高壓溫度的蒸汽通過有效調(diào)節(jié)、降溫，變?yōu)榭梢岳玫娘柡驼羝m用于正常生產(chǎn)。但此類特殊設(shè)備一直都由國(guó)外的品牌廠家占主導(dǎo)位置，并將核心和材料技術(shù)掌控在他們自己的手里。如果國(guó)內(nèi)需要咨詢、技術(shù)支持、采購(gòu)備件等都是需要取費(fèi)的且價(jià)格高昂。以中國(guó)石化四川維尼綸廠發(fā)電車間的一體式高壓減溫減壓器為例。閥門原廠是美國(guó)CCI的，一整臺(tái)閥門400多萬(wàn)人民幣，外加后期的技術(shù)服務(wù)、備件等總費(fèi)用超過了500萬(wàn)人民幣，且到貨時(shí)間較長(zhǎng)(6-12個(gè)月)，嚴(yán)重影響裝置的平穩(wěn)安全運(yùn)行。  

    為了解決這個(gè)難題、同時(shí)響應(yīng)國(guó)家和集團(tuán)號(hào)召，攻克這個(gè)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化，降低企業(yè)成本，堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，提高我國(guó)制造業(yè)自己的綜合實(shí)力。特此川維廠設(shè)備部申報(bào)后決定與我司聯(lián)合成立攻關(guān)、研發(fā)小組，用我們自己的雙手和技術(shù)來(lái)解決閥門現(xiàn)場(chǎng)存在的問題。

    此類型閥門是發(fā)電廠鍋爐最為重要、結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜閥門，一直是處于高溫介質(zhì)(蒸汽540°)，高壓差(閥前10Mpa，閥后1Mpa)的環(huán)境中，并且要求泄漏等級(jí)高(V級(jí))。對(duì)于設(shè)計(jì)廠家的技術(shù)、材料、工件的加工精度都是嚴(yán)格要求的。為了攻克和解決這些復(fù)雜和棘手的問題，我們首先從收集技術(shù)參數(shù)、閥門結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)存在的問題，整理關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合超高壓蒸汽下閥體及內(nèi)件材料的選擇和受熱后的變形量及焊接與焊后熱處理技術(shù)。其次考慮減溫水的注入管道內(nèi)的霧化減溫效果和高溫工況下材料的熱膨脹系數(shù)與兩者間配合間隙。最后考慮閥門在關(guān)閉的情況下的密封性，確保下游的安全。特此我司從以下幾個(gè)方面開始攻關(guān)。

    一、閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    該閥口徑大、溫度高、壓力大、泄漏等級(jí)高，起初在設(shè)計(jì)上也進(jìn)行了一些新技術(shù)的嘗試。在閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)上采用兩種技術(shù)方案，一種方案是打開先導(dǎo)閥 芯后下腔充壓，另一種方案是打開先導(dǎo)閥芯后上腔泄壓，目的都是為了減小閥門前后壓差大的情況下作用在閥芯上的不平衡力。 經(jīng)過兩次的設(shè)計(jì)和試用，總結(jié)不足，最終采用了先打開先導(dǎo)閥芯后沖壓的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

    二、材料的選擇

    閥體材料采用 WC9，閥芯和套筒等內(nèi)件均采用 F91經(jīng)過熱處理，硬度HRC可達(dá)到為45‐50，在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行有優(yōu)異的組織穩(wěn)定性和耐磨性。閥桿材料選用氮強(qiáng)化奧氏體不銹鋼 S20910，該鋼種在高溫650 度下都具有很好的機(jī)械性能。屈服強(qiáng)度達(dá)到普通不銹鋼的兩倍。

    三、閥門關(guān)閉后密封性能

    如圖一中的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合閥門在生產(chǎn)需要中完全關(guān)閉或處于熱備狀態(tài)下，不僅需要閥門能實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密關(guān)閉，又能在小開度調(diào)節(jié)得要

    圖一、閥門設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖     求，設(shè)計(jì)的新型結(jié)構(gòu)從根本上滿足了此工況下的技術(shù)要求。

    四、霧化減溫效果

    蒸汽減溫水的設(shè)計(jì)采用背壓噴嘴，內(nèi)部為旋轉(zhuǎn)霧化結(jié)構(gòu)，數(shù)量為 3 個(gè)。沿蒸汽出口管道均布，保證了霧化水滴在管道內(nèi)分布均勻，迅速氣化，防止水滴接觸管壁。水壓的變化可根據(jù)噴嘴進(jìn)行調(diào)節(jié)。

    通過以上的技術(shù)攻克和總結(jié)，終于在2015年6月4日順利投用，一次成功，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

    通過這次國(guó)產(chǎn)化的攻關(guān)項(xiàng)目，證明在高端閥門的研發(fā)上并非一帆風(fēng)順的。為了實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”計(jì)劃，將我國(guó)從制造大國(guó)轉(zhuǎn)變成制造強(qiáng)國(guó)，不僅需要依靠自主創(chuàng)新，提高質(zhì)量、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和技術(shù)積累，還需要有克服困難的勇氣和鍥而不舍、持之以恒的精神。通過重點(diǎn)突破，自主發(fā)展，讓中國(guó)自己在制造業(yè)方面擁有更多自主品牌、擁有更高的技術(shù)、生產(chǎn)出質(zhì)量更好、性能更加的閥門產(chǎn)品，做我們中國(guó)人自己的高端閥門。

    超高壓一體式減溫減壓器設(shè)計(jì)制造、應(yīng)用和國(guó)產(chǎn)化成功報(bào)告圖片附后。

南京自控儀表有限公司

2021年11月20日