600MW机组高端阀门国产化现状
贵州电力设计研究院汪劲军
[摘要]:对已经投运及在建的600MW机组配套的阀门统计分析,简介我国电厂阀门国产化的现状,为超临界及超超临界机机阀门的进口范围提出可行性建议。
[关键词]:高端阀门国产化超临界
1.电厂高端阀门的定义
阀门在电厂的工艺系统中的引用十分广泛,所有工艺系统均需要通过各种阀门来实现其特定功能。
阀门质量对于系统的安全、稳定、经济运行起着至关重要的作用。
一个电厂有大量的各种阀门,其中大部分是普通阀门,参数不高,要求不严国内阀门厂均可提供;而那些参数高、功能要求特殊而且严格的阀门,可以称为高端阀门,这类阀门通常需要进口。
高端阀门主要包括高温高压阀门、机组
根据用途的不同,电厂阀门可分为很多种。
为保证安全运行设置的,如抽汽管道上的逆止阀和电动隔离阀;蒸汽系统中的安全阀、锅炉给水泵出口电动隔离阀和逆止阀、高低压加热器进出口关断阀和旁路阀、疏水阀、给水泵和凝结水泵的最小流量再循环阀、各种流量和压力调节阀等。
上述阀门由于直接影响电厂运行的安全,必须选用质量可靠、性能优良的阀门。
起关断作用的阀门必须严密性好,关闭迅速;起调节作用的阀门必须均有优良的调节性能,保证调节参数准确到位,否则会造成设备损坏或事故发生。
对于高温高压参数阀门,必须保证无外漏,否则将危及人身安全。
2.600MW机组高端阀门使用现状
根据对已经投运及在建的600MW机组粗略统计,电站国产阀门大多用在低压汽水系统做低压关断(隔离)阀,国产阀门的寿命和严密性指标较进口阀门有不小的差距。
高温高压阀门和主要调节门目前没有国产阀门的应用业绩。
特别是在主蒸汽管道系统和主给水管道系统中,由于其主蒸汽管道和主给水管道参数比亚临界参数机组有较大提高,目前我国超临界机组、超超临界机组主蒸汽管道普遍采用 P91 和 P92材料、再热热段管道普遍采用 P22或P91材料,主给水管道普遍采用 WB36 高强度钢管道。
随着新材料的应用给配套阀门提出了新的要求,与其配套的阀门就需要进一步的技术攻关和产品研制。
而这部分材料
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在我国的应用时间较短,国内少有与之配套的阀门材料。
另外超临界机组、超超临界机组主蒸汽管路系统、主给水管路系统阀门配套问题,因技术质量要求高、制造难度相对大而没有完全解决。
这一部分的阀门只能采用进口阀门。
这些高端阀门只能依赖进口解决。
一台超临界60万机组大约有500多台20多种阀门,初步统计其费用约4000多万元,亚临界机组大约有200多台,约需2000万元。
高端阀门在电厂的应用见下表:
600MW 机组高端阀门一览表
阀门名称 大致数量 大致参数
现状概括
锅炉安全阀 10-14 亚临界和超临界参数 亚临界国产阀门30%以上,超临界全部进口 PCV 阀 2-4
亚临界和超临界参数
亚临界部分国产
大口径电动给水闸阀
2 DN400 PN25-40MPa 大部分进口,超临界全部进口 中口径电动闸阀 20 DN80-180 PN25-40MPa 大部分进口,超临界全部进口 给水逆止阀 1 大部分进口,超临界全部进口 给水、减温水调节阀
8 大部分进口,超临界全部进口 高加进水旁路阀 1套 超临界全部进口
高低压旁路阀 2套
亚临界部分进口,超临界全部进口 高排及抽汽逆止阀
11 DN150-600 PN25-40MPa 80%采用进口阀门
轴封、疏水、辅汽调节阀 20 亚临界部分进口,超临界全部进口 凝结水系统调节阀
大部分进口
给水及凝结水最小流量阀 2-3 DN40-100 PN25-40MPa 亚临界部分进口,超临界全部进口 吹灰减压阀 2 大部分进口 燃油系统调节阀 1 大部分进口
燃油系统快关阀 24 亚临界大部分进口,超临界全部进口 充氮充气及仪表截止阀 250 DN15-25 超临界全部进口 取样、放气截止阀
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超临界全部进口
3.高端阀门国内生产研发现状
从上个世纪80年代开始,随着电力工业的发展,国内的电站主机和辅机制造行业相继引进国外先进的设计技术和制造工艺,以适应大型电站机组的需要,目前,大型电站主辅机设备已基本实现国产化。
阀门制造行业由于没有跟上电力工业的发展,致使至今高端阀门的应用业绩几乎空白。
电力工业的高速发展,对电站阀门制造业提供了良好的发展时机,同时也提出了更高的要求。
超临界或超超临界电站高端阀门的开发和研制,最终实现部分或全部国产是阀门制造行业的必然趋势。
国内阀门企业通过技术引进和自主开发,已经能够按照国外先进标准生产阀门产品,总体水平达到20世纪90年代初、中期国际水平。
许多企业具备高温高压电站阀门的设计制造技术,如开封高压阀门有限公司、大连高压阀门有限公司、中核苏阀科技实业有限公司、哈尔滨锅炉阀门有限公司、东方锅炉厂、吴忠仪表股份公司、青岛电站阀门有限公司等。
可以为电站配套生产亚临界和超临界参数的阀门,但是在超超临界电站尚是空白。
例如工作压力25-35.2MPa,工作温度为600-650℃的用于超超临界机组的高端阀门,国内基本无配套能力。
国内阀门与国外先进技术相比,存在的差距体现在下列方面:
1)阀门种类、品种规格
国外阀门产品种类齐全,规格远远多于我国,尤其一些特殊阀门、专用阀门(如高温高压安全阀、调节阀、高压旁路、低压旁路阀等),很多规格我国还是空白。
2)阀门材质
60万及以上超临界机组,主蒸汽和热再热蒸汽管道普遍采用P91(P92)钢,主给水管道采用WB36高强度钢管,国内对这些材质的阀门还不能配套。
3)技术参数
国外发达国家如日本冈野、美国VALAN、SUPPER等公司阀门压力等级达到4500Lb类,国内仅开封高压阀门有限公司可达3500LbII类、其他厂家都在2500Lb 以下。
蒸汽疏水阀国外产品压力达PN1.6-26MPa,国内一般生产PN1.6-6.4MPa。
给水流量控制阀国外参数达到2500Lb,DN65-100,压差≤25MPa。
国内参数仅1500Lb,DN80,压差≤20MPa。
对于锅炉安全阀、给水旁路调节阀、蒸汽管路调节阀、真空蝶阀等产品的技术参数都与国外产品存在一定的差距。
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4) 制造水平
国内大多数阀门厂熔炼铸造设备陈旧,以手工造型为主,机加工多为通用机床,检测设备不完善。
而国外先进企业多采用静炉冶炼,树脂砂自动造型,阀门主要部件采用高精度加工中心、数控机床、自动线加工、质量好产品竞争力强。
5) 质量水平
阀门的质量水平直接影响机组的安全可靠和正常运行。
国内产品质量保证体系不健全,检验标准不完善,缺乏必要的检验试验手段,内漏、外漏现象时有发生,另外普遍存在外观质量差等问题。
特别对于自动控制阀控制精度低 寿命短,从一定程度上影响了国产阀门的信誉。
6) 研发能力
国内阀门的研发规模较小,科技投入不足,普遍存在研发能力薄弱,新产品开发进展缓慢的问题,企业创新还停留在仿制阶段,一些重要阀门的关键技术单靠企业自身发展,根本无力攻关,高端阀门的市场不能占领。
4.建议
由于目前国内的阀门产品存在上述的问题,高端阀门的国产化问题还要相当长的一段时间才能解决。
为保证机组的安全、稳定运行,600MW级以上电站中的高端阀门(主要是:高温高压阀门、调节阀和一些特殊、专用阀门关系到电厂的安全运行、经济运行的)建议短期内仍需以进口产品为主。
参考文献
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