【上海方工】闡述工業(yè)閥門在各個領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用
上海方工認(rèn)為油、氣工業(yè)在北美和一些發(fā)達(dá)國家，有很多的擬建、擴(kuò)建石油項目，另外，由于人們越來越重視環(huán)境保護(hù)，國家建立了環(huán)保法規(guī)，所以多年前建立的煉油廠必須重新改造，因此在今后的幾年里，投入石油開發(fā)和煉制的資金還將保持增長勢頭。中國石油和天然氣長輸管線的建設(shè)以及未來俄羅斯長輸管線的建設(shè)將直接推動石油工業(yè)閥門市場的增長。根據(jù)石油、天然氣開發(fā)和輸送閥門市場的長線發(fā)展?fàn)顩r，預(yù)測石油、天然氣開發(fā)和輸送對閥門的需求量將從 2002 年的 82 億美元增長到 2005 年的 140 億美元。
能源工業(yè)，長期以來，能源工業(yè)對閥門的需求一直保持著堅實、穩(wěn)定的增長率。全世界建設(shè)的熱電站和核電站的發(fā)電總量為 2679030MW ，美國的發(fā)電量為 743391MW ，世界其他國家新增的電站項目發(fā)電量為 780 000MW ，今后幾年將增加 40 ％。歐洲、南美洲、亞洲，尤其中國的能源市場將成為閥門市場新的增長點。從 2002 年到 2005 年，能源市場對閥門產(chǎn)品的需求將從 52 億美元上升到 69 億美元，年平均增長 9.3% 。
化學(xué)工業(yè)化學(xué)工業(yè)以超過 1.5 萬億美元的產(chǎn)值排在工業(yè)之首，也是閥門較大的需求市場之一?；瘜W(xué)工業(yè)多需要設(shè)計成熟，加工質(zhì)量高，工業(yè)稀有材料閥門。近些年來，化工市場競爭變得異常激烈，許多化工廠家不得不削減成本支出，不過，在 2003 ～ 2004 年度，化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)值和利潤成倍增長，對閥門產(chǎn)品的需求迎來 30 年來的新高峰，如圖 4 所示， 2005 年以后，化學(xué)工業(yè)對閥門產(chǎn)品需求量將以每年 5 ％的增長率增長。
三、油、氣工業(yè)對閥門技術(shù)的影響
上海方工認(rèn)為雖然百年來石油、天然氣開發(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)對石油、天然氣工業(yè)市場的變化。如果要在市場上保持領(lǐng)先或不被落下，閥門制造商則要不斷更新閥門的設(shè)計、制造、服務(wù)、銷售的技術(shù)和過程。事實是石油公司對閥門廠商的要求越來越多：在提供合理價格的基礎(chǔ)上，先進(jìn)的閥門廠商必須擅長解決石油公司面對的問題，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
世界市場對石油、天然氣需求量迅猛增長，開發(fā)原油的足跡也踏遍了地球每一個角落，原油的提取對設(shè)備提出了新要求。例如，超深井技術(shù)對設(shè)備提出了超低溫和超高壓的挑戰(zhàn)。超重質(zhì)原油的提取是贏利的可選項目，尤其在原油每桶達(dá)到 30 美元時。現(xiàn)在高濃度的瀝青烯以及其他的雜質(zhì)對原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）時也要保證絕對密封。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)保持市場的領(lǐng)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"爆炸減壓"
2002 年，美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn) API 6D 規(guī)定：設(shè)計壓力高于 ASME Class 600 等級的閥門產(chǎn)品必須設(shè)計防"爆炸減壓"。爆炸減壓指閥門內(nèi)的壓力迅速下降時，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上排在頭一位的次發(fā)現(xiàn)閥門爆炸減壓現(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"爆炸減壓"配置。很快，閥門廠商迅速做出反應(yīng)，開發(fā)了防"爆炸減壓"密封和防"爆炸減壓"閥門以應(yīng)對苛刻的環(huán)境要求。（3）含硫原油的腐蝕
走高的原油價格使得煉油公司把目光放在了含硫原油上，投資開發(fā)含硫原油市場利潤豐厚，在長期供貨合同中也有價格競爭優(yōu)勢。但是含硫原油中含有 H2S 等腐蝕介質(zhì)，對設(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（按 ISO15156 規(guī)定）數(shù)據(jù)以證明閥門材料的耐腐蝕性和長壽命，較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)定了對閥門飛逸性排放設(shè)計的要求，制造商重新設(shè)計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)。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，三方共同解決。
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)荷運行。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)對設(shè)備的期望超出了設(shè)計的初衷，這就要求閥門制造商未雨綢繆，主動參與用戶的諸項工作，避免生產(chǎn)過程不合理設(shè)計對閥門可靠性、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)驗的閥門制造者會合理安排閥門，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。隨著閥門測試系統(tǒng)，電子硬件、軟件的發(fā)展，閥門的預(yù)防性維護(hù)已經(jīng)由一個智能化的概念變?yōu)榱爽F(xiàn)實。一小部分精通自動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)時間。
（7）自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)
煉油過程自動化是大勢所趨，這中間的控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長的一段時間。閥門制造商在閥門上安裝自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)以達(dá)到自動控制生產(chǎn)的要求。自動執(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對單一的生產(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
天然氣運輸管道工程對管線球閥來說是一個非常龐大而有潛力的市場。對長輸管線的監(jiān)測非常重要。有的公司開發(fā)了智能裝置，用戶可用來對管線進(jìn)行探測。比如" smart pig "技術(shù)。這種機(jī)器人可以探測出管壁厚度，甚至腐蝕點。但是探測裝置對管線有通徑的要求，所以通徑球閥成為了長輸管線公司的首選產(chǎn)品。另一方面，長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。較重要的一點是，長輸管線的管理者要求購買的閥門壽命一定要長于管線本身的壽命。
四、油、氣工業(yè)市場新趨勢
上海方工認(rèn)為經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)節(jié)作用使石油公司更注重開發(fā)超重質(zhì)原油，超重質(zhì)原油的煉制流程研究也有 10 多年，在這個流程中，延遲焦化裝置和油脂精煉裝置得以極大發(fā)展，這些領(lǐng)域成為了帶動閥門市場增長和閥門技術(shù)進(jìn)步強(qiáng)大的推動力量。閥門制造商一直致力于解決這些裝置中溫度、壓力、惡劣的煉焦環(huán)境對閥門提出的新問題，并取得了可喜的成績。雖然在這個領(lǐng)域中原來的委內(nèi)瑞拉、墨西哥、加拿大和印度等國的閥門購買市場有所下降，但中國和巴西的閥門市場在過去 4 年里呈現(xiàn)了迅猛的增長勢頭。未來的幾年里，中國、加拿大和俄羅斯的閥門市場將令閥門公司有所期待。
上海方工認(rèn)為世界各國環(huán)保意識逐年增強(qiáng)，煉油過程中要加強(qiáng)對環(huán)境污染的控制是大勢所趨。例如美國環(huán)保署對加氫處理裝置的運行條件有更嚴(yán)格規(guī)定。在這些裝置中，新要求對現(xiàn)有的壓力釋放閥技術(shù)提出了挑戰(zhàn)：在巨大的壓力降中如何保持閥門緊密關(guān)閉。事實上，只有很少的幾家閥門公司可以提供這類閥門產(chǎn)品滿足苛刻工況的要求。LNG 液化廠和液化站，以及 GTL 燃?xì)忭椖啃枰罅康牡蜏亻y，這一市場前景廣闊，對閥門制造商來說是一片富饒的沃土。
另外，未來幾年里，氫化裂解裝置、流化床催化裂化裝置、混合燃料裝置、延遲焦化裝置等對閥門市場和閥門技術(shù)有新的要求。雖然這些處理系統(tǒng)已經(jīng)存在了很多年，但較終用戶要求設(shè)備擁有長的壽命，而且要求閥門制造商的產(chǎn)品符合更高的標(biāo)準(zhǔn)。
在市場和技術(shù)雙重的挑戰(zhàn)中，先進(jìn)的閥門制造商總是以積極的態(tài)度面對閥門標(biāo)準(zhǔn)和市場規(guī)則的變化。他們主動參與其中，加強(qiáng)與各標(biāo)準(zhǔn)委員會和閥門協(xié)會的合作，共享信息。歸根結(jié)底，不論市場如何變化，具有優(yōu)勢的總是那些善于解決用戶問題的閥門制造商，而這一優(yōu)勢則來自與用戶在閥門工況現(xiàn)場的合作。這些閥門制造商鼓勵閥門設(shè)計工程人員與較終用戶相互交流，要求設(shè)計工程師親到現(xiàn)場了解閥門工作環(huán)境。樂于創(chuàng)新的閥門公司知道，閥門技術(shù)的發(fā)展和市場利潤都來自客戶現(xiàn)場的工作。
未來幾年，世界上大的石油公司將繼續(xù)修改、補(bǔ)充他們選擇閥門質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，來彌補(bǔ)飛逸性排放、防火安全性、便于維護(hù)等方面出現(xiàn)的問題。閥門制造商欣喜于閥門需求量持續(xù)增長，新技術(shù)帶來的銷售增長，而又不得不面對"一次付清貨款"方式對閥門產(chǎn)品利潤的殘酷打壓。油、氣工業(yè)閥門市場的這種矛盾使得閥門制造商必須在維持市場份額的同時，致力于閥門技術(shù)革新工作。
