以技术为先导提供严酷工况的解决方案

作者:潘玥 发布时间:2013-10-23

在130多年的历史长河中,梅索尼兰经历了一系列的演变,但不变的是它的丰富产品系列以及高品质保障。加入到GE以后,梅索尼兰登上了一个更大的平台,拥有更大的市场空间,整合成立了全球新产品研发部门(NPI)。这个部门通过研究工业发展的最新进展和市场需求,继续致力于对苛刻工况的研究和苛刻工况产品研发,致力于让更多的工业用户在面对严酷工况时,能够选择最合适的控制阀。

梅索尼兰成立于1882年,由著名的发明家和企业家威廉-梅森(William Mason)先生在美国波士顿创立。当时,该公司称为梅森调节器公司(Mason RegulatorCompany),成立后,该公司很快就在蒸汽、气体和液体流动调节设备领域的创造发明方面确立了其地位和名声。

2011年2月,经过金融危机的洗礼,德莱赛公司被全球工业巨头美国通用电气公司(GE)收购,加入GE公司后,梅索尼兰拥有了一个更大的平台、更广阔的市场和更多的资源,我们有理由相信,梅索尼兰在这个平台上,在引领行业发展的道路上,能够走得更远、飞得更高。

梅索尼兰最早进入中国,是在上世纪七十年代。中国经过文化大革命的浩劫,经济千疮百孔,发展严重滞后。为了发展中国的轻工业,当时中国用有限的外汇,分别从日本,法国等引进了几套化肥和化纤项目,包括金陵石化,渭化等。为了满足不断增长的客户需求,梅索尼兰在20世纪90年初出在北京设立了办事处,来协调管理中国的业务。梅索尼兰也经历了从销售产品,员工本地化,服务本地化,生产本地化,到渠道共建等几个阶段。经过了十几年的发展,梅索尼兰在中国成为阀门界的知名品牌之一,销售额在进口品牌中位居第二。


图1 梅索尼兰创始人威廉.梅森先生

解决方案灵活

用户使用的工况千差万别,介质有液体、气体和蒸汽,压力各不相同,有的具有腐蚀性等。对每一种普通工况,梅索尼兰通常都有几种技术方案,体现了高度的灵活性,灵活性是建立在产品种类多,产品线全,制作范围宽的基础上。

和普通工况相比,苛刻工况更能体现灵活性的优势。梅索尼兰针对一些特殊工况,专门研制开发了特殊阀门。梅索尼兰把这类阀门归到工程产品(ENGINEERING PRODUCTS)。这类产品技术含量高、设计特殊、制作复杂,是阀门中的高端产品。梅索尼兰常用的工程产品有十几个系列,涵盖了常见的苛刻工况,比如炼油工艺中广泛使用的糖葫芦串式多级降压阀(LincolnLog)和圣诞树式多级降压阀。煤化工中广泛使用的氧气阀门和长弯颈式灰水黑水阀。还有在PTA工业中使用的罐底阀,锅炉和电厂中使用的汽机旁路阀(STEAMFORM)等。

在严酷工况中的优秀特性

梅索尼兰控制阀适用的严酷工况多种多样,涵盖多个工业部门。按照工业部门大体上可以划分为炼油工业、煤化工工业、核电工业以及火电行业。

炼油工业是梅索尼兰传统优势市场,近年来炼油工业朝着高温高压大处理量的方向发展,常见的装置有渣油加氢、蜡油加氢裂化、柴油加氢裂化或者精制、催化裂化、催化重整、常减压等。在炼油工业中,严酷工况比较多且集中,比如进料泵的最小流量控制,热高分和冷高分液位控制,酸水液位控制,贫胺液和富胺液的流量和液位控制,循环氢的控制,催化剂再生程序控制等,这类工况通常是高温高压、大压差、高腐蚀性、含杂质等,需要阀门从结构类型、流道形式、材料、安装方式等各个方面通盘考虑,才能做出可靠的技术方案。

煤化工是新兴的产业,在煤化工中,苛刻工况主要有氧气调节、灰水黑水调节、合成气放空调节等。高纯度氧气在高压下非常危险,具有很强的助燃性。氧气阀门的选型计算和制造检验都需要遵守严格的程序。灰水黑水含有煤尘,煤渣等颗粒,在高速流动过程中,具有很强的冲蚀性。梅索尼兰长弯颈阀门73000系列针对此工况设计,采用长弯颈导流技术,能有效减少流体冲刷,延长此工况下阀门的使用寿命。合成气放空工况非常复杂,既需要克服高压差带来的噪声和振动,又要克服合成气中的杂质堵塞的矛盾,还要有非常宽的可调比来应对开车工况和正常运行工况。

梅索尼兰在核电工业中有独到的应用。核电工业对各种设备可靠性的要求非常高,梅索尼兰以严格的质量控制和卓越的可靠性,跻身为核电行业控制阀的制造商,尤其在常规岛旁排工况中得到了广泛的应用。旁排工况要求阀门流量大、动作快、稳定性好、性能可靠。梅索尼兰将阀门、执行机构、定位器等阀门附件合理匹配,无缝连接,使得整个系统稳定可靠。


图2 减温减压器84000系列

在火电厂中,苛刻工况主要有给水泵最小流量控制、锅炉启动控制、除氧器液位控制、高低加输水、汽机旁路控制等。给水泵最小流量控制是典型的严重气蚀工况,需要阀阻大,抗气蚀能力强,又不易堵塞的阀门结构。梅索尼兰78400(LincolnLog)系列在此工况得到了广泛的应用。汽机旁路控制则是完全不同的工况,它是将过热蒸汽进行减温减压,既需要动作迅速、控制平稳、减少压力波动,又要控制温度、提高水汽混合气化效率、减少材料的热疲劳程度,梅索尼兰84000系列减温减压器就是为此工况设计的。

在石油天然气工业和化工工业中,也有装置工况苛刻,比如压缩机站、液化天然气加工和接收装置、海上油气开采平台、油气集输管道、PTA装置等。在压缩机站的典型应用为压缩机防喘振阀,要求流量大、降噪、动作快、可靠性高。梅索尼兰的41000系列,72000系列等都可以应用在此工况下。液化天然气加工和接收装置中有些深冷工况,通常都在-150℃以下,对阀门在低温工况下的性能要求很高。梅索尼兰的21000系列、41000系列、78400系列、28000系列等都有针对深冷工况的设计和应用。海上平台除了要克服高腐蚀性的油气和海水介质外,还要克服海洋气候对阀门外表的侵蚀。这对阀门喷漆和附件外壳等提出更高的要求,梅索尼兰制定了海洋喷漆质量程序,和适应海洋气候的不锈钢定位器外壳,可以应对海洋气候。油气集输管道上的泵站和压缩机站等,要求电动、液动或者气动阀门。PTA装置由于含有强酸性介质,腐蚀性非常强,对阀门材质要求很高。梅索尼兰的钛材系列和双相钢材质的阀门在此装置上应用广泛,比如35000系列、41000系列、75000系列等

梅索尼兰控制阀在许多苛刻工况下都有出色的表现,究其原因,主要有以下三个方面:

首先,阀门设计研发紧跟工业发展要求,与时俱进、针对性强、理念先进、科学合理。常常针对某一个工况设计独特的方案,做到独一无二。比如圣诞树式多级降压降噪阀,针对炼油工艺研发而成,集多级降压、降噪、抗冲蚀、防阻塞于一体。成为炼油热高分液位控制独特方案。例如煤化工中应用的74000系列,28000系列,215X1系列,35000系列阀门,都是阀门工业界独一无二和无可比拟的。当然,这归功于产品背后一只专业的设计研发团队,他们的聪明才智和不断创新引领着阀门工业向前发展。

其次,阀门的出色表现归功于严格的选型和计算,选型可以说是阀门针对工况进行的二次设计,选型的正确与否,直接决定着阀门的性能表现和使用寿命。梅索尼兰通过100多年的经验积累,在阀门选型方面积累了一套成熟的选型方法和原则,借助选型程序的帮助,梅索尼兰的选型工程师能够准确判断工况、抓住主要矛盾、作出正确的选型。选型工程师严谨的工作,保证了梅索尼兰阀门到现场后的优越表现,给客户带来了良好体验。

第三,阀门的出色表现要靠制造车间严格的质量控制程序和精密的加工制造工艺。


图3 圣诞树式77000系列阀门

严酷工况中的应用案例

梅索尼兰在严酷工况下的业绩比比皆是,以下为炼油工业和煤化工工业中的应用案例。

某千万吨炼油项目,包括柴油加氢和蜡油加氢裂化等十几套装置。梅索尼兰在此项目供应了高压角阀78000系列、77000系列,高压直通阀21000系列、41000系列,偏心旋转阀35000系列,高压浮筒12400系列,大部分工况都是高温高压、大压差、严酷工况调节阀。

其中包含了热高分液位调节阀,该阀门处理量大、高温高压、大压差,流体为热高分液,含杂质、具有高腐蚀性。不但工况苛刻,而且安装方式也特殊,要求水平安装,此阀门是目前国内这个工况下尺寸最大的阀门之一。这个阀门采用杠杆将执行机构和阀体相连,适合水平安装,圆满地解决了工艺商UOP对安装的要求。投产后运行至今,性能良好。

另一个是在某煤化工的大化肥厂,整个项目以世界先进的洁净煤气化技术(德士古水煤浆加压气化技术)为龙头,以烟煤为原料,组合运用国内外先进成熟的专利技术、生产工艺和装备、生产合成氨和尿素。从一期到后来的二期和三期建设中,在关键位置共选用了梅索尼兰几百台阀门,产品类型涵盖了梅索尼兰整个阀门系列,包括氧气切断阀、长弯径黑水角阀、氧气调节阀、氧气切断阀、氮气切断阀和高温蒸汽阀门。

梅索尼兰阀门在该煤化工项目长达十几年的使用中,证明其性能卓越、质量可靠、故障率低、性价比高,保障了装置正常平稳运行,尤其是在恶劣工况、高危险性工况,比如氧气阀门、黑水灰水阀门、高温高压蒸汽阀门,安全可靠,深得用户信赖。

攻克蒸汽介质

蒸汽是电厂和石油化工工业常见的介质,用途非常广泛。它可以携带、传递热量,进行热交换和保温;

也可以作为原料,参与化学反应;还能够进行能量转换,驱动汽轮机发电。在不同工况下,蒸汽的温度和压力范围非常大,形态转变比较容易,给控制带来不小的困难。蒸汽工况的挑战通常包括:

高压、高压差;

高温、高温差;

高压差带来的噪声和冲蚀问题;

高温差带来的热冲击和材料热疲劳问题。

梅索尼兰的蒸汽解决方案具有全面性和多样化。无论对低压蒸汽、中高压蒸汽、超高压蒸汽,梅索尼兰控制阀都有一套完整的解决方案。

尤其对超高温工况,梅索尼兰解决方案充分考虑了高温差带来的材料热胀冷缩和热疲劳问题。通过独特的设计,使得材料热疲劳得以化解。在84000系列和48000系列阀门中采用了吊装式阀笼技术。吊装式阀笼不但具有强有力的导向作用,避免了由于大压差造成的振动,而且阀芯、阀笼和消声器都可以自由伸缩膨胀,不受限制,克服了由于间断的操作和较大的温差引起的材料热胀冷缩和材料热胀冷缩引起的卡塞现象。84000系列减温减压器还采用了扼流环技术,扼流环是梅索尼兰独家专利技术,扼流环使过热蒸汽在阀出口形成高度紊流,增加了局部蒸汽流速,改善了蒸汽流速分布剖面,使高速蒸汽集中在管道中间,而周围流速较低。扼流环可以增加蒸汽携带水雾的能力,使蒸汽和喷淋水雾混合得更均匀;提高水雾汽化和蒸汽降温的效率,缩短汽化的时间和小水珠在管道中运行距离,有利于保护管壁,改善流体速度分布剖面,使水珠集中在管道中心,减少水滴对管壁的侵蚀和冲击,避免了高温管壁遇到较冷的水珠造成的热疲劳。

此外,梅索尼兰还拥有先导阀芯技术、V-LOG迷宫式阀芯技术,它们都可以用在蒸汽减压和降噪工况中。

自主研发生产

梅索尼兰不但设计生产阀门阀体组件,而且还设计生产气动执行机构、阀门定位器以及其他阀门附件,除此之外还提供智能定位器系列、现场总线型定位器以及两位式紧急切断系统设备ESD、阀门诊断软件OVD、设备管理软件VALVU。这种生产装配方式的好处是显而易见的。首先,阀体和执行机构之间、执行机构和定位器之间、定位器和过滤减压阀之间在行程、执行力、输气量、气压方面达到完全匹配,实现无缝连接。其次,在排产、合理搭配生产资源、全球生产能力调配方面拥有很大的空间,减少供应商的限制,有利于提高生产效率、缩短生产周期。

小结

梅索尼兰是以技术为先导的品牌,在百年历史中曾经为阀门界作出了许多贡献和革新。大家熟知的包括首先提出CV值的概念,开发出偏心旋转阀,提出噪声的计算方法等。

梅索尼兰的专业不仅体现在制造加工过程分工细致、程序复杂、控制严格,而且还体现在阀门系列众多,选型复杂。梅索尼兰产品几乎涵盖所有类别的控制阀,产品系列分为四大类,几十个系列,包括旋转类阀门、往复运动阀门、特殊工况阀门、自力式阀门、以及智能阀门定位器等阀门附件。

梅索尼兰在中国的各个行业都有很多忠实用户。梅索尼兰作为一家专业的控制阀厂商,凭借着其100多年的制造经验和不断创新的控制技术,致力于为中国用户提供性能卓越、质量可靠的产品和优质的服务。

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