無錫智能自控工程股份有限公司智能自控串式多級降壓調節閥的國產化之路

信息來源：發布時間：[2021年12月21日]

加氫裂化是重質油深度加工的重要技術之一，其是在高壓、氫氣及催化劑存在的條件下，把重質油轉化成汽油、煤油、柴油、潤滑油等各類油品的過程。

加氫裂化裝置中關鍵控制閥的運行工況極為苛刻，尤其是以冷、熱高分油的液位控制閥最具代表性。該工況具有易發生閃蒸氣蝕、具有氣相或氣體析出并產生體積膨脹的兩相流、含有易損壞閥內件的固體催化劑顆粒、含有引起應力腐蝕開裂及硫化物應力開裂的H2S組分、關閉壓差高、密封等級高、調節精度高等一系列特點。因此，此位置控制閥目前基本被進口產品所壟斷。

無錫智能自控工程股份有限公司（以下簡稱：無錫智能）一直致力于關鍵控制閥的國產化工作，積累了豐富的產品設計開發、生產制造及現場施工等經驗。針對冷、熱高分油液位控制閥應用的苛刻工況，無錫智能充分利用公司所屬的江蘇省調節閥工程技術研究中心及博士后工作站等研發平臺的技術優勢，成立了以黨員干部為首的項目組進行攻關。

為積累經驗，項目組從客戶檢維修技改項目做起，不斷總結進口產品的優缺點。在項目開發過程中，黨員干部充分發揮先鋒模范作用，帶領團隊知難而進，先后攻克了閥芯壓降分配、閥內流速控制、多相流流場及閥門噪音場仿真、閥芯抗振等關鍵技術難題；改善了閥內件材料的熱處理及表面硬化工藝；解決了多級降壓閥芯及套筒的高精度加工問題。歷時近18個月，項目組成功研發出具有完全自主知識產權的J系列軸流型串式多級降壓調節閥，并獲國家發明專利授權及江蘇省高新技術產品認定，證書分別見圖1、圖2。該系列產品壓力等級Class900～Class2500，公稱通徑DN25～DN200，降壓級數3～6級，密封等級優于V級，調節閥的定位精度優于0.5%，死區≤0.25%，分辨率＜0.125%，響應時間T63為0.3秒，全行程動作時間≤1秒/寸，填料及墊片滿足ISO15848或Ta-luft低逸散排放標準要求，全行程導向閥芯可滿足閥門水平管道或垂直管道安裝需求。產品主要技術參數指標達到甚至超越進口產品，可完全實現國產化替代。此類產品已先后成功應用于福海創石化、洛陽金達、中韓武漢石化等客戶現場，部分產品現場使用照片見圖3、圖4。

展望未來，雖然關鍵閥門國產化工作前途漫漫，道阻且長，但行而不輟，未來可期！我們堅信在黨中央的統一部署下，在各控制閥企業的共同努力下，一定能解決制約化工裝備國產化中的“卡脖子”問題。

與祖國同行，智能自控程控球閥的國產化之路

吸附分離裝置是芳烴成套技術大型工業化的核心裝置，程控球閥作為吸附分離裝置中模擬移動床吸附分離工藝中的關鍵設備之一，其功能是控制吸附塔的壓力及進出吸附塔各股物料的流量。因此，程控球閥必須具備良好的溫度適用性（操作溫度177℃、設計溫度200℃及適用溫度300℃）、高等級的密封性（長期滿足Ⅵ級及以上密封等級）、快速恒定的響應時間（單行程動作時間＜2秒，并滿足1.5秒～3秒可調）、長周期的穩定性和可靠性（年動作頻率1.6萬次～3萬次，執行機構使用壽命≥30萬次）。

目前，國內同類裝置上的程控球閥均為進口產品。隨著近年來重大石化裝備國產化進程的加快推進，無錫智能自控工程股份有限公司（以下簡稱：無錫智能）積極參與關鍵控制閥的國產化工作。程控球閥作為無錫智能與中石化合作開發項目，取得了突破性技術成果。產品已獲得實用新型專利授權，見圖1；并已成功應用于福海創石化80萬噸/年 PX芳烴吸附分離裝置，見圖2。

在項目研發過程中，無錫智能專門組建了以黨員干部為核心的研發團隊，利用公司所屬江蘇省調節閥工程技術研究中心及博士后工作站等研發平臺的技術優勢進行科技攻關。為確保產品能滿足工況使用要求，項目組成員進行了大量的仿真與試驗驗證。從靜態、瞬態、接觸磨損與壽命預測等方面，對關鍵零部件進行校核及分析；為驗證閥球與閥座硬化層的耐磨性能，對10余種硬化層材料的摩擦磨損性能進行測試以尋求最優硬化方案。經過項目組成員近12個月的披荊斬棘，終于掌握了程控球閥的六項關鍵技術，包括：1)閥球與閥座密封面的熱熔硬化工藝；2)閥球與閥座的360°全球面配研工藝，實現密封副的真空接觸；3)傳動軸與閥球的無間隙傳動及傳動部件的高精度加工工藝；4)金屬材料熱膨脹系數的匹配性組合；5)高耐磨復合軸承的研究與應用；6)曲柄滾輪式高頻氣動活塞執行器的研發與應用。閥門整機裝配后，按照產品試驗大綱要求分別對閥門進行了空載測試、冷/熱態負載測試、循環壽命測試及動態扭矩測試。試驗結果表明閥門整機使用壽命＞100萬次，產品主要技術指標達到進口產品同等技術水平，完全可以實現國產化替代。

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。關鍵控制閥國產化絕非一日之功，需要長時間的技術積累與探索；但我們只要不忘初心，牢記使命，砥礪前行，就一定能將命運掌握在自己的手中！