控制閥(又稱閥)屬執(zhí)行器類部件。它與調(diào)節(jié)器、檢測儀表等設(shè)備共同構(gòu)成調(diào)節(jié)系統(tǒng)。工作原理如下圖。由檢測儀表獲得的實測值,在調(diào)節(jié)器中與給定值比較, 當(dāng)兩者之差達(dá)到一定數(shù)值后,調(diào)節(jié)器向控制閥發(fā)出調(diào)節(jié)信號,控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)則根據(jù)此信號,產(chǎn)生相應(yīng)的操作力(力矩)使閥桿產(chǎn)生位移,改變閥門的開度。在工藝系統(tǒng)中, 控制閥屬節(jié)流部件,起一個變阻力元件的作用,其核心是一個可移動的閥芯與不動的閥座之間形成的節(jié)流窗口。改變閥芯位置,就可以改變控制閥的阻力特性,進(jìn)而改變整個系統(tǒng)的阻力特性。從而達(dá)到調(diào)節(jié)壓力和流量的目的。
控制閥的歷史可以追溯到最早的自力式控制閥,其最原始的結(jié)構(gòu)是一種帶重錘的球型閥。這種控制閥后來演變成利用閥后壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的自力式控制閥。20世紀(jì)30年代,控制閥的類型已經(jīng)出現(xiàn)很多種,其中以球型閥為代表性產(chǎn)品,到了20世紀(jì)40年代,角型閥、蝶閥、隔膜閥和球閥相繼出現(xiàn),先后在市場上占據(jù)相當(dāng)?shù)牡匚弧?/p>
20世紀(jì)60年代后出現(xiàn)的套筒閥以其較大的優(yōu)勢成為球型閥的主流產(chǎn)品。20世紀(jì)70年代推出的產(chǎn)品是凸輪撓曲閥,它具有容量大,流阻小、密封性能好等優(yōu)點,使得它成為角行程閥門的佼佼者。從20世紀(jì)80年代開始,市場上出現(xiàn)了具有劃時代意義的多彈簧氣動薄膜控制閥,其特點是體積小、重量輕、流通能力大,深受用戶的青睞。20世紀(jì)90年代之后,隨著智能式電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)及智能式定位器的成功研制,智能控制閥誕生,為控制閥產(chǎn)品的發(fā)展翻開了嶄新的一頁。
我國的控制閥行業(yè)起步較晚,初期發(fā)展慢,國內(nèi)20世紀(jì)70年代自行設(shè)計和生產(chǎn)的直通單座閥、直通雙座閥、三通控制閥、高壓控制閥、蝶閥、長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門定位器等傳統(tǒng)產(chǎn)品直至20世紀(jì)90年代仍在生產(chǎn)和使用。技術(shù)的飛躍始于20世紀(jì)80年代,吳忠儀表廠率先引進(jìn)日本山武公司的新一代CV3000系列控制閥,使得產(chǎn)品的性能有了較大的提高,同時在產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化等方面基本完善,縮小了與國外產(chǎn)品的差距。其后,CV3000的技術(shù)在國內(nèi)擴(kuò)散,被目前行業(yè)的主流產(chǎn)品所借鑒,但其技術(shù)為國際20世紀(jì)80年代末或20世紀(jì)90年代初的水平,已然落后于國際先進(jìn)水平,不能很好地滿足國內(nèi)及國際市場的需求。從技術(shù)上分析,目前國內(nèi)產(chǎn)品不足之處主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1)性能。直動閥分為單座閥和籠式雙座閥,單座閥的密封性能較好,可達(dá)ANSI標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ級,但是由于結(jié)構(gòu)上的特點,其允許壓差比較小,要滿足允許壓差,則其推力比較大,需要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(動力源)較大。而籠式雙座閥則相反,由于其結(jié)構(gòu)上的原因,閥的密封性較差,一般為ANSI標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ級,但由于壓力平衡的結(jié)構(gòu),允許壓差較大,因此所配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)較小。
2)結(jié)構(gòu)。 20世紀(jì)70年代以前,我國控制閥采用“統(tǒng)設(shè)產(chǎn)品”都是蘇聯(lián)的閥門結(jié)構(gòu)型式,即四法蘭型式。這種型式的特點是采用上、下導(dǎo)向,由于導(dǎo)向堅固,其抗振動,耐壓差性能較好,缺點是由于有下法蘭,而增加了一個泄漏點,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。從20世紀(jì)70年代以來西歐、日本、美國相繼發(fā)展出了三法蘭的型式。
這種型式由于型式少了一個法蘭而結(jié)構(gòu)有所簡化,減少了一個泄漏點,因此被廣泛采用,以至成為閥門的主流。當(dāng)今世界各大公司的閥門也基本采用此種型式。但是由于少了一個導(dǎo)向,使得閥門的抗振動性能及允許壓差性能受到影響,因此,雙導(dǎo)向、四法蘭型式的閥門仍然存在,只是數(shù)量較少。
3)控制系統(tǒng)。控制閥與控制系統(tǒng)接口是通過電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門定位器實現(xiàn)的。國內(nèi)控制閥生產(chǎn)企業(yè)主要還是配套使用以前引進(jìn)或仿制的電氣閥門定位器。雖然國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)也在智能定位器和智能電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)開發(fā)上下了很大工夫,產(chǎn)品也有推向市場,但性能和質(zhì)量還有待提高,目前智能型及總線型定位器和電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)仍然以進(jìn)口產(chǎn)品為主。
4)專有技術(shù) 。國外控制閥企業(yè)在特殊材料和特殊工藝手段上都有自己多年的積累,能夠滿足高溫、高壓差、抗沖刷強(qiáng)耐磨、耐強(qiáng)腐蝕的極端工況條件,已形成他們專有技術(shù),占據(jù)了高端市場。而國內(nèi)企業(yè)在這方面投入的技術(shù)攻關(guān)和研究經(jīng)費相對不足,更多處于拼價格的階段。
現(xiàn)今中國的控制閥行業(yè)整體大致可分為外資企業(yè)和本土企業(yè)兩類,這兩類企業(yè)從技術(shù)角度還存在著一定的差距。毋庸置疑,改革開放的大背景下,國內(nèi)的本土企業(yè)通過引進(jìn)較為先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)和工藝,與外資優(yōu)秀企業(yè)的差距短期內(nèi)縮短到了10~15年。目前,國內(nèi)普通開關(guān)閥門基本與國外持平,比如蝶閥的動作壽命幾乎可與國外產(chǎn)品相比,這促成了國內(nèi)很多企業(yè)成為國外品牌的OEM廠商,有些產(chǎn)品直接銷售到歐美發(fā)達(dá)國家。十二五期間閥門協(xié)會組織國內(nèi)部分閥門企業(yè)對核電產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),使得國內(nèi)的閥門產(chǎn)品能夠進(jìn)入到核電領(lǐng)域。雖除了核一級產(chǎn)品的可靠性還需要進(jìn)一步認(rèn)證,大部分核電閥門已經(jīng)具備了在核電廠長期使用的條件。目前控制閥企業(yè)也在對核級產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),上海自動化儀表七廠的控制閥已具備相應(yīng)的資質(zhì)。浙江三方等企業(yè)也擁有核電閥門的生產(chǎn)許可證。國內(nèi)普通控制閥在普通應(yīng)用上已和國外產(chǎn)品差別不大,產(chǎn)品的可靠性也得到了實際應(yīng)用的驗證。高壓控制閥的抗氣蝕技術(shù)和降噪音技術(shù)國內(nèi)企業(yè)基本掌握,但從電廠的應(yīng)用來看超臨界閥門和超超臨界的閥門還是國內(nèi)缺憾。減溫減壓閥還主要依靠進(jìn)口,本土企業(yè)幾乎不能生產(chǎn)。本土企業(yè)與外資企業(yè)的差距主要是苛刻工況閥門的設(shè)計技術(shù)和產(chǎn)品的可靠性。
全球的閥門生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)超過了 5000 家,通用型產(chǎn)品因為制造簡單,需求量大,競爭非常激烈。全球排名前15的企業(yè)都沒有達(dá)到壟斷的程度。其中,最大的5家閥門公司:TYCO、 FLOWSERVE、FISHER、DRESSER、COOPER,全部銷售額只占全球市場的12%。而作為閥門行業(yè)中技術(shù)含量較高的控制閥產(chǎn)品則與之相反,目前全球排名前十五的企業(yè)占領(lǐng)了約 85%的市場。 從 19 世紀(jì)控制閥應(yīng)用在蒸汽機(jī)開始直到今天,控制閥已經(jīng)發(fā)展成為全球年產(chǎn)值約為 200 億美元的產(chǎn)業(yè),而且隨著全球性工業(yè)化的發(fā)展,保持著穩(wěn)定的增長。目前全球的控制閥市場如同大部分工業(yè)品一樣被3個經(jīng)濟(jì)體瓜分,分別是美國為代表的北美經(jīng)濟(jì)體,以德國、英國、法國為代表的歐盟地區(qū),和以日本為代表的亞太地區(qū)。美國作為全球最大的閥門供應(yīng)商,超過 110家企業(yè),年產(chǎn)值超過40億美元。隨著美國公司國際化程度的不斷加強(qiáng),閥門企業(yè)開始通過收購本土以及世界其他國家的企業(yè)來擴(kuò)大自己的市場份額,增強(qiáng)競爭力。由于企業(yè)之間的收購不斷加劇,如今美國的閥門企業(yè)多數(shù)屬于某個超大型跨國公司的一部分。 著名的 TYCO 流體控制公司是年度銷售額 340 億美元的 TYCO 國際的子公司; MASONEILAN 公司是 DRESSER 工業(yè)公司的一部分,其年銷售額超過 3 億美元;1984 年就在中國開展業(yè)務(wù)的 FISHER 控制閥由于進(jìn)入中國較早,其產(chǎn)品已經(jīng)成為中國教科書的樣板,其母公司 EMMERSON 集團(tuán)的銷售額已超過 140 億美元。德國作為歐盟經(jīng)濟(jì)體的火車頭,產(chǎn)品憑借其優(yōu)良的質(zhì)量迅速占領(lǐng)了歐洲市場,并隨著中國的對外開放來到了中國。目前德國的閥門生產(chǎn)企業(yè)有 170 多家,產(chǎn)值超過 22 億歐元,其中出口率為50%左右。德國的閥門企業(yè)一直保持著中小型私營企業(yè)的特點,目前剛剛開始類似美國的企業(yè)并購,但還沒有形成類似美國的大的跨國公司。
德國的控制閥企業(yè)多數(shù)屬于專業(yè)性很強(qiáng)的公司,在某一類產(chǎn)品的研究、設(shè)計制造方面都有自己的獨到之處。SAMSON 公司作為德國控制閥行業(yè)的領(lǐng)軍者,銷售額超過4億歐元,從1909 年發(fā)明的波紋管開始,一直在控制閥領(lǐng)域保持技術(shù)和質(zhì)量的領(lǐng)先。AUMA 公司是世界上最大的專業(yè)生產(chǎn)控制閥用的電動執(zhí)行器的企業(yè)之一,銷售額在1.5億歐元左右,其在電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的技術(shù)領(lǐng)先使其保持著巨大的競爭優(yōu)勢。德國ARCA公司成立于1918年,經(jīng)過長年的努力,已經(jīng)發(fā)展成為了在控制閥研究和制造領(lǐng)域具有一定影響力的跨國集團(tuán)。其在石化、電力行業(yè)都有不俗的影響力。
日本作為世界第二的經(jīng)濟(jì)體,日本的閥門企業(yè)共有706 家,但其中 15 家的產(chǎn)值占到了整個市場的 70%。
日本閥門市場的總產(chǎn)值約為 6 億美元,控制閥是其出口的主要產(chǎn)品。作為中國的近鄰,日本的控制閥企業(yè)早在 20世紀(jì)60 年代就來到中國,至今為止,日本的控制閥企業(yè)是目前國內(nèi)合資企業(yè)的最大的合作外方。
YAMATAKE、 KOSO 等幾家日本最著名的控制閥生產(chǎn)商目前和國內(nèi)的多家公司進(jìn)行了合資,其產(chǎn)品由于價格適中,質(zhì)量較好,迅速占領(lǐng)了國內(nèi)的中低端市場。同樣,在日本本國生產(chǎn)的控制閥在制造質(zhì)量和技術(shù)上領(lǐng)先于合資企業(yè), 保持著在高端市場的競爭力。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,目前國內(nèi)生產(chǎn)閥門的廠家已經(jīng)達(dá)到 3000 多家,從事控制閥專業(yè)化生產(chǎn)的不足 200家。除少數(shù)特殊閥門產(chǎn)品外,現(xiàn)有的產(chǎn)品品種和數(shù)量基本能夠滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,但各類閥門的可靠性和使用壽命等技術(shù)方面與國外的產(chǎn)品還有差距。國內(nèi)多數(shù)的控制閥生產(chǎn)廠家在20世紀(jì)80年代先后從德國、美國和日本等國家引進(jìn)技術(shù),開始合資生產(chǎn),例如吳忠儀表廠和日本 YAMATAKE 的合作引進(jìn)了CV3000技術(shù),后來重慶川儀十一廠也引進(jìn)同一技術(shù),鞍山自控股份與德國IWK 和日本 KOSO 的合作等。與此同時大量的私營和民營企業(yè)加入到閥門行業(yè)中來,但他們目前的主要方向是通用閥門領(lǐng)域,集中以控制閥為主要產(chǎn)品的還很少。
總的來說,國內(nèi)生產(chǎn)的控制閥較多集中在技術(shù)含量低、使用壽命短、質(zhì)量一般的水平,有相當(dāng)一部分產(chǎn)品,特別是一些特殊性能產(chǎn)品,在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上和產(chǎn)品質(zhì)量上與國外高端產(chǎn)品相比存在較大差距,仍需進(jìn)口。閥門產(chǎn)品每年進(jìn)口約 2 億美元,其中控制閥占了 70%左右。主要包括電站用的高參數(shù)控制閥、減壓閥和安全閥;石化、冶金用的高參數(shù)控制閥及金屬密封蝶閥和球閥。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國政府在石油天然氣、石化、電力、冶金鋼鐵、市政等領(lǐng)域的投資持續(xù)增長,在有效地推動了國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的同時,也為控制閥行業(yè)帶來了前所未有的機(jī)會,目前國際上知名的控制閥廠商都已經(jīng)來到中國設(shè)廠或建立辦事機(jī)構(gòu)。
中國控制閥生產(chǎn)企業(yè)眾多,仍有企業(yè)新加入,但制造企業(yè)正走入瓶頸:眾多企業(yè)在低端產(chǎn)品掙扎,產(chǎn)品大同小異,同質(zhì)化嚴(yán)重,市場競爭激烈,壓縮利潤空間,使制造廠無多余的資金投入再研發(fā)。而高端市場為國外企業(yè)所壟斷,國內(nèi)企業(yè)供應(yīng)了80%的產(chǎn)品只占控制閥總投資的20%,而國外企業(yè)卻只供應(yīng)了20%的產(chǎn)品卻拿走了80%。國內(nèi)大型控制閥企業(yè)雖已掌握苛刻工況閥門的制造技術(shù),但現(xiàn)場應(yīng)用卻被設(shè)置了重重門檻,無法使產(chǎn)品獲得應(yīng)用和改進(jìn)。而創(chuàng)新產(chǎn)品更是無人敢用被束之高閣或設(shè)計專利被國外企業(yè)買走的境地。
控制閥產(chǎn)品作為工業(yè)過程控制中的一種“消耗品”,其每年的新增需求及維修、更換用量都將隨我國工業(yè)的發(fā)展而逐年增加,尤以在天然氣、石油化工、電力、環(huán)保、煤化工、醫(yī)藥、冶金、造紙、樓宇、節(jié)能等產(chǎn)業(yè)中需求會有較大的增長,市場空間廣闊。
未來工業(yè)過程控制的迅猛發(fā)展對控制閥的要求也越來越高,我國控制閥行業(yè)未來的新產(chǎn)品開發(fā)將會進(jìn)一步走向智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、精小化、網(wǎng)絡(luò)化、安全化、節(jié)能、環(huán)保。
6.1 智能化
控制閥的智能化和標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)提到議事日程。智能化主要采用閥門定位器。智能化表現(xiàn)在下列方面:
1)控制閥的自診斷,運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程通信等智能功能,使控制閥的管理方便,故障診斷變得容易,也降低了對維護(hù)人員的技能要求。
2)減少產(chǎn)品類型,簡化生產(chǎn)流程。采用智能閥門定位器不僅可方便地改變控制閥的流量特性,也可提高控制系統(tǒng)的控制品質(zhì)。因此,對控制閥流量特性的要求可簡化及標(biāo)準(zhǔn)化(例如,僅生產(chǎn)線性特性控制閥)。用智能化功能模塊實現(xiàn)與被控制對象特性的匹配,使控制閥產(chǎn)品的類型和品種大大減少,使控制閥的制造過程得到簡化。
3)數(shù)字通信。數(shù)字通信將在控制閥中獲得廣泛應(yīng)用,以HART通信協(xié)議為基礎(chǔ),一些控制閥的閥門定位器將輸入信號和閥位信號在同一傳輸線實現(xiàn):以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ),控制閥與閥門定位器、PID控制功能模塊相結(jié)合,使控制功能在現(xiàn)場級實現(xiàn),使危險分散,使控制更及時、更迅速。
4)智能閥門定位器。智能閥門定位器具有閥門定位器的所有功能,同時能夠改善控制閥的動態(tài)和靜態(tài)特性,提高控制閥的控制精度,因此,智能閥門定位器將在今后一段時間內(nèi)成為重要的控制閥輔助設(shè)備被廣泛應(yīng)用。
6.2 控制閥的標(biāo)準(zhǔn)化表現(xiàn)在下列方面:
1)為了實現(xiàn)互換性,使同樣尺寸和規(guī)格的不同廠商生產(chǎn)的控制閥能夠互換,使用戶不必為選擇制造商花費大量時間。
2)為了實現(xiàn)互操作性,不同制造商生產(chǎn)的控制閥應(yīng)能夠與其他制造商的產(chǎn)品協(xié)同工作,不會發(fā)生信號的不匹配或阻抗放入不匹配等現(xiàn)象。
3)標(biāo)準(zhǔn)化的診斷軟件和其他輔助軟件,使不同制造商的控制閥可進(jìn)行運行狀態(tài)的診斷,運行數(shù)據(jù)的分析等。
4)標(biāo)準(zhǔn)化的選型程序。控制閥選型仍是自控設(shè)計人員十分關(guān)心的問題,采用標(biāo)準(zhǔn)化的計算程序,根據(jù)工藝所提供數(shù)據(jù),能夠正常計算所需控制閥的流量系數(shù),確定配管及選用合適的閥體、閥芯及閥內(nèi)件材質(zhì)等,使設(shè)計過程標(biāo)準(zhǔn)化,提高設(shè)計質(zhì)量。
6.3 控制閥的模塊化
控制閥的模塊化理念最早是德國ARCA公司提出的。2002年,吳忠儀表股份有限公司引進(jìn)ARCA公司以模塊化為理念的ECOTROL系列調(diào)節(jié)閥,隨之,模塊化理念在國內(nèi)控制閥設(shè)計上開始形成一種模式。
控制閥的模塊化實際上是閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化,即將閥體組件分為4大模塊:閥體、上閥蓋、填料組件和內(nèi)件。這樣,在同一口徑, 同一壓力下,以上4大模塊的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化,大大方便了控制閥,尤其是直行程控制閥零件的加工,整機(jī)的裝配以及現(xiàn)場維護(hù)、檢修。
6.4 精小化
為降低控制閥的重量,便于運輸、安裝和維護(hù),控制閥的精小化采用了下列措施:
1)采用精小型執(zhí)行機(jī)構(gòu)。采用輕質(zhì)材料,采用多組彈簧替代一組彈簧,降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)高度,通常,精小型氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的控制閥比同類型氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的控制閥高度降低約30%,而流通能力可提高約30%。
2)改變流路結(jié)構(gòu)。例如,將閥芯的移動改變?yōu)殚y座的移動,將直線位移改變?yōu)榻俏灰频龋箍刂崎y體積縮小,重量減輕。
3)采用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),不僅可減少采用氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的氣源裝置和輔助設(shè)備,也可減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重量。例如,F(xiàn)isher公司的9000系列電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),其20型的高度小于330mm,使整個控制閥(帶數(shù)字控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu))質(zhì)量降低到20~32kg。
6.5 網(wǎng)絡(luò)化
隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和通用化,人們開始試著將閥門本身的相關(guān)信息和通過閥門的流體的相關(guān)參數(shù)和信息通過智能定位器傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)上供工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程控制及資源共享。
6.6 安全化
儀表控制系統(tǒng)的安全性已經(jīng)得到各方面的重視,安全儀表系統(tǒng)(SIS)對控制閥的要求也越來越高,表現(xiàn)在以下幾方面:
1)對控制閥故障信息診斷和處理要求提高,不僅要對控制閥進(jìn)行故障發(fā)生后的被動性維護(hù),而且要進(jìn)行故障發(fā)生前的預(yù)防性維護(hù)和預(yù)見性維護(hù)。因此,對組成控制閥的有關(guān)組件進(jìn)行統(tǒng)計和分析,及時提出維護(hù)建議變得更重要。
2)對用于緊急停車系統(tǒng)或安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制閥,提出及時、可靠、安全動作的要求。確保這些控制閥能夠反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確。
3)對用于危險場所的控制閥,應(yīng)簡化認(rèn)證程序。例如,對本安應(yīng)用的現(xiàn)場總線儀表,可簡化為采用FISCO現(xiàn)場總線本質(zhì)安全概念,使對本安產(chǎn)品的認(rèn)證過程簡化。
全性,可采用隔爆技術(shù)、防火技術(shù)、增安技術(shù)、本安技術(shù)、無火花技術(shù)等;對現(xiàn)場總線儀表,還可采用實體概念、本安概念、FISCO概念和非易燃(FINCO)概念等。
6.7 節(jié)能
降低能源消耗,提高能源利用率是控制閥的一個發(fā)展方向。主要有下列幾個發(fā)展方向:
1)采用低壓降比的控制閥。使控制閥在整個系統(tǒng)壓降中占的比例減少,從而降低能耗,因此,設(shè)計低壓降比的控制閥是發(fā)展方向之一;另一個發(fā)展方向是采用低阻抗控制閥,例如采用蝶閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等。
2)采用自力式控制閥。例如,直接采用閥后介質(zhì)的壓力組成自力式控制系統(tǒng),用被控介質(zhì)的能量實現(xiàn)閥后壓力控制。
3)采用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制閥。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在整個控制閥運行過程中都需要有一定的氣壓,雖然可采用消耗量小的放大器等,但日積月累,耗氣量仍是巨大的。采用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu),在改變控制閥開度時,需要供電,在達(dá)到所需開度時就可不再供電,因此,從節(jié)能看,電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)比氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)有明顯節(jié)能優(yōu)點。
4)采用壓電控制閥。在智能電氣閥門定位器中采用壓電控制閥,只有當(dāng)輸出信號增加時才耗用氣源。
5)采用帶平衡結(jié)構(gòu)的閥芯,降低執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力或推力矩,縮小膜頭氣室,降低能源需要。
6)采用變頻調(diào)速技術(shù)代替控制閥。對高壓降比的應(yīng)用場合,如果能量消耗很大,可采用變頻調(diào)速技術(shù),采用變頻器改變有關(guān)運轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)速,降低能源消耗。
6.8 環(huán)境保護(hù)
環(huán)境污染已經(jīng)成為公害,控制閥對環(huán)境的污染主要有控制閥噪聲和控制閥的泄漏。其中,控制閥噪聲對環(huán)境的污染更是十分嚴(yán)重。
1)降低控制閥噪聲。研制各種降低控制閥噪聲的方法,包括從控制閥流路設(shè)計到控制閥閥內(nèi)件設(shè)計,從噪聲源的分析到降低噪聲的措施等。主要有設(shè)計降噪控制閥和降噪控制閥閥內(nèi)件;合理分配壓降,使用外部降噪措施,例如,增加隔離、采用消聲器等。
2)降低控制閥的大氣污染。控制閥的大氣污染指控制閥的“跑”“冒”“滴”“漏”,這些泄漏物不僅造成物料或產(chǎn)品的浪費,而且對大氣環(huán)境造成污染,有時,還會造成人員的傷亡或設(shè)備爆炸等事故。因此,研制控制閥填料結(jié)構(gòu)和填料類型、研制控制閥的密封等將是控制閥今后一個重要的研究課題。
計算機(jī)科學(xué)、控制理論和自動化儀表等高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動了控制閥的發(fā)展,例如,現(xiàn)場總線控制閥和智能閥門定位器的研制、數(shù)字通信在控制閥的實現(xiàn)等。控制閥的發(fā)展也推動了其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,例如,對防腐蝕材料的研制、對削弱和降低噪聲方法的研究、對流體動力學(xué)的研究等。隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展,控制閥也將開放、智能和更可靠,它將與其他工業(yè)自動化儀表和計算機(jī)控制裝置一起,使工業(yè)生產(chǎn)過程控制的功能更完善,控制的精度更高,控制的效果更明顯,并為我國現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮更重要的作用。
隨著國內(nèi)新材料、熱處理等基礎(chǔ)工業(yè)水平的提高、企業(yè)不斷積累現(xiàn)場使用經(jīng)驗、進(jìn)一步完善和提高產(chǎn)品設(shè)計手段和先進(jìn)制造技術(shù),將使我國控制閥行業(yè)的整體技術(shù)水平、制造工藝和產(chǎn)品可靠性有較大提高,將逐步縮短與國外技術(shù)的差距,有力推動與提升國產(chǎn)化的步伐,國內(nèi)企業(yè)市場前景呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢,特別是一些有特色產(chǎn)品的企業(yè),將會有一個更好的發(fā)展機(jī)遇。
未來我國控制閥企業(yè)的產(chǎn)品將逐漸從中低端水平進(jìn)入中高端水平,并且隨著企業(yè)與國際間的合作與交流,將逐步優(yōu)化我國控制閥的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與制造企業(yè)的結(jié)構(gòu),行業(yè)企業(yè)將從“同質(zhì)化”走向“差異化”,從提供“產(chǎn)品”走向提供“解決方案”,從提供完善的“售后服務(wù)”走向提供“損害預(yù)估和預(yù)測維護(hù)”,從“中國制造”進(jìn)入“中國創(chuàng)造”。同時多種體制與商業(yè)模式企業(yè)的共存和發(fā)展,將為我國自動化儀表包括控制閥行業(yè)走向世界,參與國際間的技術(shù)交流和商業(yè)競爭打下基礎(chǔ)。
7 國內(nèi)外控制閥企業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀7.1 Fisher
經(jīng)過100多年的發(fā)展,F(xiàn)ISHER 的品牌已經(jīng)成為相關(guān)專業(yè)人士心目中第一位的品牌,是行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者,控制閥行業(yè)最先進(jìn)技術(shù)的代表。很多新的技術(shù)都是由FISHER 率先采用的,如智能定位等技術(shù)。為了在嚴(yán)酷工況中使用良好,設(shè)計產(chǎn)品時非常重視產(chǎn)品的性能。
因此 FISHER 閥門有優(yōu)秀的品質(zhì),性能穩(wěn)定,使用壽命長。在許多惡劣工況條件下,如尿素工藝, 由于介質(zhì)有嚴(yán)重的腐蝕性,閥門需要采用特殊專利商的材質(zhì),并且要有特殊的設(shè)計。 FISHER 為這種工況專門研制了特殊型號的閥門,專門應(yīng)用于尿素介質(zhì), 并推廣到大多數(shù)的尿素工藝商。因此,在尿素化肥廠控制閥的采購中,F(xiàn)ISHER 閥門由于有很多的使用業(yè)績,具有競爭對手無法達(dá)到的競爭優(yōu)勢。 FISHER 在各個行業(yè)都參與競爭,如石油行業(yè)、天然氣行業(yè)、化工行業(yè)、電力行業(yè)、冶金行業(yè)、輕工業(yè)等,其中石油、化工、和電力行業(yè)是FISHER 的優(yōu)勢行業(yè),在這些行業(yè)中,F(xiàn)ISHER 一直占有最高的市場占有率。而冶金和輕工業(yè)是 FISHER 的弱勢行業(yè), 這是因為,在這兩個行業(yè),由于工作壓力比較低,介質(zhì)對閥門材質(zhì)也沒有特殊的要求,采用普通控制閥即可滿足要求,因此價格成為企業(yè)采購過程中最重要的考慮因素。面臨這樣的問題,F(xiàn)ISHER 開發(fā)或收購了一些新產(chǎn)品,并在天津建立工廠,生產(chǎn)使用普通工況的中低端產(chǎn)品,這些產(chǎn)品的生產(chǎn)成本相對較低,在市場上以其可靠性仍然占有一定的市場比例。
7.2 MASONEILAN
梅索尼蘭最早成立于1882年,在蒸汽、氣體和液體流動調(diào)節(jié)設(shè)備領(lǐng)域的創(chuàng)造發(fā)明方面確立其地位和名聲。梅索尼蘭是以技術(shù)為先導(dǎo)的品牌,在百年歷史中曾經(jīng)為閥門界作出了許多貢獻(xiàn)和革新。大家熟知的包括首先提出CV值的概念,開發(fā)出偏心旋轉(zhuǎn)閥,提出噪音的估算方法等,在許多方面都有自己獨到的技術(shù),很難用一句話來概括。Masoneilan公司作為世界主要的控制閥生產(chǎn)商之一,其歷史比FLSHER還要早,以其100多年的經(jīng)驗和先進(jìn)的技術(shù),可靠的質(zhì)量,引領(lǐng)著閥門工業(yè)的潮流。其高端產(chǎn)品在特殊惡劣工況下體現(xiàn)出了極為可靠的性能。
梅索尼蘭的專業(yè)化不僅體現(xiàn)在制造加工過程分工細(xì)致,程序復(fù)雜,控制嚴(yán)格,而且還體現(xiàn)在閥門系列眾多,選型復(fù)雜。許多廠家能做其中的一種或者一部分,做得很專業(yè),梅索尼蘭是幾乎涵蓋所有類別的控制閥,產(chǎn)品系列分為4大類,幾十個系列,包括旋轉(zhuǎn)類閥門,往復(fù)運動閥門,特殊工況閥門,自力式閥門,以及智能閥門定位器等閥門附件。常見的有單座閥,套筒閥,球閥,蝶閥,角閥,偏心旋轉(zhuǎn)閥,多級降壓閥,降噪閥,角閥,長彎頸閥,罐底閥等幾十個系列。
梅索尼蘭針對一些特殊工況,專門研制開發(fā)了特殊閥門。由于針對一種特定工況研發(fā),能夠更好地把握此工況的主要矛盾,從而設(shè)計出有針對性的閥門。梅索尼蘭把這類閥門歸到工程產(chǎn)品(ENGINEERINGPRODUCTS)。這類產(chǎn)品技術(shù)含量高,設(shè)計特殊,制作復(fù)雜,是閥門中的高端產(chǎn)品。梅索尼蘭常用的工程產(chǎn)品有十幾個系列,涵蓋了常見的苛刻工況,比如煉油工藝中廣泛使用的糖葫蘆串式多級降壓閥(LincolnLog)和圣誕樹式多級降壓閥。煤化工中廣泛使用的氧氣閥門和長彎頸式灰水黑水閥。還有在PTA工業(yè)中使用的罐底閥,鍋爐和電廠中使用的汽機(jī)旁路閥(STEAMFORM)等等。這些都是針對特定工況設(shè)計開發(fā)的閥門。梅索尼蘭擁有一個新產(chǎn)品研發(fā)隊伍,并在美國、法國、日本擁有實驗室,在中國擁有一個軟件開發(fā)中心。制造的專業(yè)化成就了產(chǎn)品的多樣化,多樣化的產(chǎn)品帶來了技術(shù)方案的靈活性和針對性,這是梅索尼蘭產(chǎn)技術(shù)特點的概括,也是梅索尼蘭一直追求的目標(biāo):靈活,最好。由于擁有眾多的閥門,梅索尼蘭能夠針對用戶的各種需求,靈活的提出最適合的方案,使得梅索尼蘭在市場中脫穎而出,成為市場的佼佼者。在煉油市場和煤化工市場中,梅索尼蘭是第一品牌。在核電和油氣市場,也占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。
7.3 Flowsever
工業(yè)過程提供流體控制解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者,主要的產(chǎn)品類別包含工業(yè)工程用泵、工業(yè)閥門、控制閥、核級執(zhí)行器及控制精密機(jī)械密封。服務(wù)領(lǐng)域包括化學(xué)品、發(fā)電、核應(yīng)用領(lǐng)域、石油&天然氣、石油化學(xué)制品&煉油、紙漿&紙張;加工業(yè)包括食品和藥品加工;其他市場包括HVAC、采礦和水資源;特殊應(yīng)用包括超低溫、酸介質(zhì)、侵蝕和腐蝕性和零排放應(yīng)用領(lǐng)域。
福斯流體控制部門向承包商、設(shè)備成套商、代理商和最終用戶提供無比寬泛的產(chǎn)品范圍以滿足不同市場中現(xiàn)代工業(yè)的流體控制設(shè)備需求。福斯的閥門、蒸汽疏水器、自動控制產(chǎn)品和流體管理服務(wù)系列被廣泛應(yīng)用于化工、石化、電力、石油和天然氣、食品等各個領(lǐng)域。
7.4 AZIBIL
阿自倍爾(原日本山武)作為全球著名的控制閥生產(chǎn)企業(yè)之一,成立于1906年,其發(fā)展歷史也超過了100年,最早于20世紀(jì)70年代就進(jìn)入中國。而讓阿自倍爾品牌能夠被國內(nèi)儀器儀表行業(yè)所熟悉,得益于1980年與吳忠儀表廠簽訂了CV3000系列控制閥技術(shù)的轉(zhuǎn)讓協(xié)議。CV3000是阿自倍爾公司在美國HONEYWELL公司的2000系列基礎(chǔ)上開發(fā)的。當(dāng)年為了提高Cv/D2值,降低閥門流路的阻力和重量,阿自倍爾在研究國際先進(jìn)產(chǎn)品的同時,通過大量的實驗完成了Cv3000系列的設(shè)計,使得Cv/D2值達(dá)到了13.5左右,比當(dāng)時國內(nèi)老式的ZM系列統(tǒng)設(shè)產(chǎn)品提高了30%左右,重量卻下降了30%左右, CV3000的名稱也由此而來。另外,其價格相比國外產(chǎn)品低廉很多,因此迅速得到了普及。作為在國內(nèi)應(yīng)用最成功的產(chǎn)品系列之一,至今,國內(nèi)的閥門制造企業(yè)中有60%左右的企業(yè)仍然采用CV3000技術(shù)。由于CV3000技術(shù)在中國的普及,反而使得阿自倍爾在中國的市場占有率逐漸萎縮。但是其AVP系列智能閥門定位器性能可靠穩(wěn)定,性價比高,深受廣大用戶好評,其市場占有率僅次于FISHER的DVC系列產(chǎn)品。
7.5 德國ARCA公司
目前德國ARCA公司在德國、瑞士、芬蘭、中國、印度、韓國、墨西哥設(shè)有工廠或銷售機(jī)構(gòu)。德國ARCA公司多年來致力于不斷的創(chuàng)新,其產(chǎn)品范圍覆蓋了主要的控制閥產(chǎn)品,如單座閥、雙座閥、三通閥、波紋管密封閥、調(diào)節(jié)球閥、切斷閥、減溫減壓閥、自立式控制閥、控制閥附件等,產(chǎn)品的銷售額持續(xù)增長。其產(chǎn)品設(shè)計制造標(biāo)準(zhǔn)滿足DIN、ANSI、IEC等標(biāo)準(zhǔn)要求,控制閥公稱直徑從DN15(DN1/2″)~DN800(DN32″),公稱壓力從PN16(ANSI Class 150lb)~PN400(ANSIClass 2500lb),可以生產(chǎn)各種碳鋼、不銹鋼、高溫鋼、低溫鋼、合金鋼以及Monel、Inconel等特殊用途的合金鋼閥門,其溫度使用范圍從-196℃~600℃或更高;ARCA的優(yōu)勢不僅僅在閥門,世界上大多數(shù)的閥門定位器都采用的是ARCA公司Ragnar Carlstedt博士在100多年前發(fā)明的“背壓原理”,現(xiàn)在ARCA又與西門子合作發(fā)明并采用了“硅微控制閥原理”,聯(lián)合生產(chǎn)、銷售第二代智能定位器(或總線式),所有這些產(chǎn)品都已廣泛應(yīng)用在了化工、過程控制、煉油、電廠各個行業(yè)的裝置中。
德國ARCA公司產(chǎn)品以其獨特的設(shè)計特點、精湛的制造工藝和近乎完美的運行可靠性在全球50多個國家和地區(qū)贏得了市場和聲譽。產(chǎn)品質(zhì)量通過了多家國際知名認(rèn)證機(jī)構(gòu)的權(quán)威認(rèn)證。前年,德國ARCA公司在德國被評選為100家德國優(yōu)秀企業(yè)之一。
7.6 吳忠儀表有限責(zé)任公司
作為國內(nèi)最大的控制閥制造商,從1959年建廠,至今已有55年的發(fā)展歷史,其知名度在國內(nèi)可以和FISHER相媲美。吳忠儀表的知名源自于1977年生產(chǎn)的直通單雙座控制閥和低溫閥用于毛主席紀(jì)念堂,受到毛主席紀(jì)念堂工程現(xiàn)場指揮部的嘉獎。而吳忠儀表的品牌聞名于石油化工行業(yè)則是在1980年開始引進(jìn)日本山武公司的CV3000系列精小型控制閥。隨著CV3000系列產(chǎn)品被吳忠儀表廣泛推廣,先進(jìn)的控制閥技術(shù)被應(yīng)用到各個行業(yè),使整個行業(yè)的應(yīng)用水平被推向了一個新的層次。
同時,也帶動國內(nèi)其他制造企業(yè)紛紛仿效,或引進(jìn)技術(shù),或進(jìn)行合資,還有企業(yè)進(jìn)行仿制,全國性的技術(shù)革新促使國內(nèi)的控制閥制造水平大大向前推進(jìn)了一步,也促進(jìn)了制造裝備和工藝水平的迅速提升。2002年吳忠儀表又全面引進(jìn)了德國ARCA公司的模塊式智能控制閥制造技術(shù),該產(chǎn)品具有閥內(nèi)件模塊化,通用性高,免維護(hù)填料結(jié)構(gòu),快速更換,快捷維修、密封性能優(yōu)良等結(jié)構(gòu)特點迅速得到了市場認(rèn)可,成為新一代引領(lǐng)市場的控制閥產(chǎn)品技術(shù)。隨著煤化工行業(yè)的迅猛發(fā)展,吳忠儀表開始著力于高端控制閥技術(shù)的研發(fā),研制了一批具有知識產(chǎn)權(quán)和專利的適用于苛刻工況條件的特殊閥門,并聯(lián)合加拿大多倫多大學(xué)就煤化工行業(yè)的抗沖刷沖蝕材料和噴涂工藝展開攻關(guān)和研究,在神華寧煤烯烴項目上得到了充分的實踐驗證,其DN600 的控制閥替代進(jìn)口產(chǎn)品用于合成氣壓縮機(jī)防喘振系統(tǒng)開創(chuàng)了國內(nèi)大口徑控制閥技術(shù)的先河。采用獨特多級套筒加節(jié)流小件組合結(jié)構(gòu)的ATE型多級降壓閥成功應(yīng)用于溫度560℃,壓差達(dá)21.6MPa的動力系統(tǒng)。吳忠儀表產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、輕工、油氣儲運及海洋平臺等各個領(lǐng)域,產(chǎn)品的多樣性和綜合性成就了其在行業(yè)內(nèi)的市場地位。未來吳忠儀表將致力于提供復(fù)雜工況的解決方案和全廠性控制閥的供貨方案,并聯(lián)合中石油,中石化及神華集團(tuán)等大型石化集團(tuán),全面推進(jìn)行業(yè)的國產(chǎn)化進(jìn)程,成為國產(chǎn)化的領(lǐng)軍企業(yè)。
7.7 中環(huán)天儀天津精通控制儀表技術(shù)有限公司
始建于1965年,工廠名稱為“天津控制閥廠”。是中國計劃經(jīng)濟(jì)時期5大控制閥生產(chǎn)基地,改革開放初期更名為“天津市自動化儀表四廠”,先后于1985年引進(jìn)英國SAUNDERS(桑達(dá)斯)隔膜閥的設(shè)計、生產(chǎn)技術(shù),獲得國家發(fā)改委推薦的替代進(jìn)口產(chǎn)品的廠家。
1992年引進(jìn)日本KOSO公司的“O”型通徑、縮頸球閥和“V”型調(diào)節(jié)球閥以及旋轉(zhuǎn)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計與生產(chǎn)技術(shù)。1993年公司與美國FISHER(費希爾)合資成立了“天津-費希爾閥門有限公司”設(shè)計、生產(chǎn)FISHER系列控制閥產(chǎn)品。2002年與德國SIEMENS(西門子)合作在我公司生產(chǎn)PS2智能閥門定位器產(chǎn)品。2004年公司引進(jìn)了全面的計算機(jī)設(shè)計工具,全面ERP管理和計算機(jī)選型計算系統(tǒng)。使控制閥設(shè)計實現(xiàn)了設(shè)計、模擬實驗的全計算機(jī)化,銷售、生產(chǎn)的全計算機(jī)化和計算選型計算機(jī)化,提高了工作效率。2004年公司采用FISHER的設(shè)計理念,推出全新的G系列控制閥產(chǎn)品,涵蓋單座閥、籠式閥、高壓差閥、波紋管密封閥、多級降壓閥等。產(chǎn)品完全與國際接軌,采用世界控制閥最先進(jìn)的技術(shù)和生產(chǎn)工藝,為市場提供高品質(zhì)的控制閥產(chǎn)品。2005年公司在多年生產(chǎn)球閥的基礎(chǔ)上推出全新設(shè)計的金屬密封球閥產(chǎn)品,產(chǎn)品涵蓋浮動球、固定球和特種閥座型,應(yīng)用于煤化工及多晶硅行業(yè)的含固體顆粒介質(zhì)的傳輸與控制。
2011年公司投入巨資建立了中國最先進(jìn)的控制閥實驗室,采用4.0MPa的水壓或氣壓對DN350以下的控制閥進(jìn)行流通能力、閥門壓力恢復(fù)系數(shù)等實驗,采用計算機(jī)實時數(shù)據(jù)采集,自動分析。為控制閥的設(shè)計提供更接近實際使用的數(shù)據(jù),使公司的產(chǎn)品在性能上達(dá)到國際先進(jìn)水平。通過CAD計算機(jī)輔助設(shè)計和模擬實驗系統(tǒng)、ERP生產(chǎn)管理系統(tǒng)、銷售選型計算系統(tǒng)和大型實驗室系統(tǒng),可以快速的為用戶提供高質(zhì)量的控制閥產(chǎn)品或為用戶定制產(chǎn)品。
7.8 重慶川儀控制閥有限公司
重慶川儀控制閥有限公司是重慶川儀自動化股份有限公司的全資子公司,“重慶市高新技術(shù)企業(yè)”,是中國國內(nèi)最早生產(chǎn)控制閥7大廠家之一。經(jīng)過40多年的發(fā)展,已成為集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的現(xiàn)代控制閥制造知名企業(yè)。2012年股份公司憑借精細(xì)化管理的先進(jìn)理念、完善的制度流程、優(yōu)異的實踐成果,作為儀器儀表行業(yè)中的唯一代表,榮獲全國50家“質(zhì)量標(biāo)桿”企業(yè)稱號。
公司自成立以來,一直致力于控制閥及其輔助裝置相關(guān)技術(shù)的研究及開發(fā),現(xiàn)已形成包括直通控制閥(單座閥、套筒閥、低噪音閥、高壓閥、波紋管閥等)、球閥(凸輪撓曲閥、精小型球閥等)、蝶閥(普通蝶閥、軟硬密封蝶閥、高性能三偏心蝶閥等)、特殊用途閥(三通閥、保溫夾套閥、襯塑閥、陶瓷閥、罐底閥、自力式閥等)以及智能定位器等55個系列4000多個品種規(guī)格的產(chǎn)品。近年來,公司憑借技術(shù)精湛的研發(fā)隊伍,運用先進(jìn)的設(shè)計分析軟件,取得了新產(chǎn)品成果20余種,獲得專利10余項。根據(jù)用戶要求以及結(jié)合工況條件,開發(fā)出了HKG、HKD、HKE、HPSN/HPCN 、HP4系列多級降壓產(chǎn)品以及黑水閥、油漿閥、高壓球閥、高壓蝶閥等高性能產(chǎn)品,解決了在石油、石化、煤化工、冶金等行業(yè)中特殊工況下所引起的閃蒸、氣蝕、沖刷、震動等問題,該類產(chǎn)品的設(shè)計制造工藝以及使用性能都達(dá)到了國際一流品牌同類產(chǎn)品的水平,深受客戶喜愛。
川儀控制閥公司始終堅持“用戶在川儀心中,川儀在用戶身邊”的服務(wù)理念,堅持“質(zhì)量第一,顧客滿意的”的企業(yè)宗旨,全心全意地為每一位顧客提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和優(yōu)良的產(chǎn)品。長期以來,為國家石油、石化、煤化工、化工、冶金、電力行業(yè)不斷提供優(yōu)質(zhì)的控制閥產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)規(guī)模常年位居行業(yè)前列,在國內(nèi)市場和同行業(yè)內(nèi)享有極高的知名度。
7.9 浙江中控流體技術(shù)有限公司
浙江中控流體技術(shù)有限公司(簡稱“中控流體公司”)是中控集團(tuán)下屬子公司,其核心產(chǎn)品—工業(yè)過程控制閥是中控InPlant工廠自動化整體解決方案的重要組成部分。中控集團(tuán)始創(chuàng)于1993年, 是中國領(lǐng)先的自動化與信息化技術(shù)、產(chǎn)品與解決方案供應(yīng)商,業(yè)務(wù)涉及流程工業(yè)自動化、城市信息化、工程設(shè)計咨詢、科教儀器、機(jī)器人、裝備自動化、新能源與節(jié)能等領(lǐng)域。在工廠自動化領(lǐng)域,中控已經(jīng)為超過6000多家企業(yè)提供了包括DCS控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制軟件、工業(yè)過程控制閥、自動化儀表等產(chǎn)品與服務(wù)的InPlant工廠自動化整體解決方案。2014年,中控集團(tuán)年銷售額近40億元。
中控流體公司依托中控長期的工程實踐和技術(shù)積累,以技術(shù)創(chuàng)新為動力,以市場需求為導(dǎo)向,經(jīng)過多年的不懈努力,已成功推出可以滿足不同工況需求的高品質(zhì)控制閥。公司致力于為石化、化工、冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)用戶提供高性價比、高可靠性的控制閥產(chǎn)品及全方位的技術(shù)服務(wù)。中控流體擁有一支研發(fā)設(shè)計、質(zhì)量、工程服務(wù)到裝配各個專業(yè)資深專家隊伍,能夠為用戶提供全方位保障。中控控制閥產(chǎn)品在借鑒國際知名控制閥設(shè)計特點的基礎(chǔ)之上,在閥體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝設(shè)計、密封填料結(jié)構(gòu)設(shè)計、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵部位,按照當(dāng)今國際先進(jìn)的設(shè)計理念,大膽創(chuàng)新,以滿足用戶需求、解決現(xiàn)場實際問題為追求目標(biāo),推出了一系列產(chǎn)品。中控控制閥以高可靠性為唯一追求目標(biāo),在設(shè)計、選材、生產(chǎn)、檢測等各個環(huán)節(jié)均嚴(yán)格控制。公司致力于為石化、化工、冶金、電力、環(huán)保等行業(yè)用戶提供高性價比的可靠控制閥產(chǎn)品及全方位的技術(shù)服務(wù),目前在石化、煤化工、精細(xì)化工等行業(yè)均有良好業(yè)績。
7.10 閥特
上海閥特流體控制閥門有限公司位于上海市浦東空港工業(yè)開發(fā)區(qū),專業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)和銷售各種自動控制閥門。公司具有強(qiáng)大的技術(shù)開發(fā)實力和豐富的制造經(jīng)驗,十分重視高新技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā),擁有一支追求卓越、不斷創(chuàng)新的科研隊伍和CAD設(shè)計中心,是API6D、API609、ISO9001認(rèn)證企業(yè)。公司生產(chǎn)制造的V1000系列氣動直通調(diào)節(jié)(切斷)閥標(biāo)配采用氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu),具有強(qiáng)大的推力(最大執(zhí)行機(jī)構(gòu)可提供15噸以上的推力)。 公司生產(chǎn)的FLOWDISC 830系列高性能全金屬硬密封三偏芯蝶閥,具有國際先進(jìn)水平,在所有口徑范圍內(nèi),嚴(yán)格地達(dá)到并超過了硬密封為ANSI CL VI級密封,而且在整個行程范圍內(nèi),閥板和閥座只在關(guān)閉位置會有少許摩擦,使得扭矩非常小,性能得到了全面提升。引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的MAZE 100/MAZE 200/MAZE 300/MAZE400/MAZE 500迷宮系列閥門,更以其卓越的性能解決了嚴(yán)苛工況下的噪音問題、氣蝕問題、高速流體沖刷問題,高壓差工況下的閥門內(nèi)件震動問題,可以說是從原理上解決問題的最佳方案。公司于2011年引進(jìn)美國COPELAND的球閥技術(shù),生產(chǎn)高品質(zhì)的金屬硬密封球閥,所有口徑均可達(dá)到ANSI 4500LB 且優(yōu)于ANSI CL VI的泄漏等級,閥門最大口徑為DN750。V3000為高性能三通調(diào)節(jié)閥;V4000系列自立式調(diào)節(jié)閥發(fā)后控制精度可以到300Pa左右,V5000系列為V型調(diào)節(jié)球閥;V7000為偏心旋轉(zhuǎn)閥。公司在高溫、高壓、耐腐蝕、抗氣蝕、耐磨損等特殊工藝條件下的閥門設(shè)計及制造方面有著強(qiáng)大的優(yōu)勢和經(jīng)驗,受到用戶的普遍贊譽。產(chǎn)品被廣泛用于石油、石化、化工、冶金、電力、市政、輕工、造紙、環(huán)保等工業(yè)過程控制系統(tǒng)中。公司管理日臻完善,通過國際權(quán)威機(jī)構(gòu)(UCAS)的ISO9001國際質(zhì)量管理體系認(rèn)證,并于2012年通過了美國石油學(xué)會的API6D、API609認(rèn)證工作,所涉及的產(chǎn)品已取得了數(shù)十項國家專利,產(chǎn)品經(jīng)上海自動化儀表研究所調(diào)節(jié)閥檢測中心檢驗合格及上海質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局抽檢合格。近年來在許多特殊、嚴(yán)苛的工況下代替了許多國外進(jìn)口品牌產(chǎn)品,并得到了良好的應(yīng)用及用戶的一致好評。開發(fā)有多級串式調(diào)節(jié)閥、迷宮式調(diào)節(jié)閥、空間流調(diào)節(jié)閥、環(huán)流式調(diào)節(jié)閥、孔板式調(diào)節(jié)閥、微小流量調(diào)節(jié)閥、滑板式調(diào)節(jié)閥、多級降噪式調(diào)節(jié)閥、深冷型調(diào)節(jié)閥、超低溫調(diào)節(jié)閥等多種高端產(chǎn)品;而針對特殊工況、特殊場合,上海閥特更設(shè)計有炭黑水專用調(diào)節(jié)閥、灰煤漿專用調(diào)節(jié)閥、JT專用閥、顆粒微小流量高精度調(diào)節(jié)閥、硅粉場合專用高耐磨調(diào)節(jié)閥、結(jié)垢臟污蒸汽專用調(diào)節(jié)閥、凝析油類專用小流量高壓調(diào)節(jié)閥等一系列產(chǎn)品。
8.1 閥門標(biāo)準(zhǔn)
國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)一般都是參考國外標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行編制的,但國外的標(biāo)準(zhǔn)更新后,國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)卻無法及時更新。如GB/T12224-2005版標(biāo)準(zhǔn)等同于ASME B16.34-1998的標(biāo)準(zhǔn),而ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)更新到2013版,而GB/T12224仍無最新版的標(biāo)準(zhǔn),也就是說我們的參考標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)比國外落后15年;GB/T 17213.2-2005,《工業(yè)過程控制閥 第2-1部分 流通能力安裝條件下流體流量的計算公式》是等同于IEC 60534-2-1:1998,而ISA 75.01.01(IEC 60534-2-1 Mod)-2007已經(jīng)更新到2007版,且到目前為止未看到中文版本。標(biāo)準(zhǔn)的落后給國內(nèi)的控制閥企業(yè)技術(shù)提升及與國外接軌帶來了很大的困難。
8.2 原材料
在材料方面,無論是材料標(biāo)準(zhǔn)還是實際制造,都落后于國外。如國外的耐熱不銹鋼合金660,此材料在閥門行業(yè)作為閥桿使用是很普遍,而在國內(nèi)作為閥桿使用是比較奢侈的材料,因為660的價格是其他同等材料的4倍左右。有些標(biāo)準(zhǔn)甚至沒有中文翻譯,因此材料對國內(nèi)閥門的性能和成本造成一定的影響,阻礙了國內(nèi)閥門的發(fā)展。
8.3 鑄造
控制閥的閥體、閥蓋及內(nèi)件等主要是鑄造成型,也有少部分是鍛件。但國內(nèi)的鑄造行業(yè)質(zhì)量普遍較差,大部分控制閥還停留在砂鑄工藝上,特別是高壓控制閥或者大口徑控制閥。
砂鑄的缺點是表面質(zhì)量差,而國內(nèi)的鑄造工藝又沒有得到很好的改進(jìn),為了提高內(nèi)部質(zhì)量,在閥門表面增加大量的補縮塊等,導(dǎo)致鑄件的打磨量增加,而表面質(zhì)量降低。對于內(nèi)部缺陷,如氣孔、縮孔和砂孔等時常出現(xiàn),需要鑄造廠進(jìn)行挖補,甚至在閥門加工完成后,整機(jī)壓力試驗時還出現(xiàn)外漏現(xiàn)象,不得不重新挖補。對于挖補是需要特殊的工藝,即焊前預(yù)熱和焊后除硬,這樣就間接的增加了鑄件成本。
值得慶幸的是國內(nèi)有些廠家在精鑄件方面鑄造表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量還可以,但存在的問題是在國內(nèi)的廠家精鑄件口徑一般小于等于DN200,公稱壓力小于等于PN100,且材料為常規(guī)材料,無法滿足控制閥材料和規(guī)格多樣化的需求。因此,有些高壓和特殊材料的閥門會使用鍛件,而鍛件的材料成本和加工成本又將閥門的成本提高了一倍左右。
8.4 交貨期
國內(nèi)交貨期較短,新建項目一般在3個月左右,大部分的項目改造僅為1個月,更短的可能只有10天左右。而控制閥是根據(jù)客戶的工況參數(shù)進(jìn)行單獨設(shè)計,且控制閥的材料、口徑、規(guī)格等品種較多,靠庫存來滿足交貨期是很難實現(xiàn)的。庫存量加大后,會導(dǎo)致企業(yè)資金固化,影響企業(yè)運行。較短的交貨期會使得產(chǎn)品質(zhì)量也無法得到保證,這也是國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量比國外差的原因之一。國外的交貨期一般在6個月左右,從而減少了庫存量,質(zhì)量也有保障。
8.5 理論研究
閥門在國內(nèi)起步相對較短,對于一些基礎(chǔ)性的研究還不夠,我國的閥門設(shè)計手冊還是1976年沈陽閥門研究所編制,新出版的一些閥門書籍都是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行抄襲,而非進(jìn)行研究和提升。參考資料的落后同樣會導(dǎo)致我國產(chǎn)品的落后。另外一些新興的材料,如前面所說的660材料,作為閥桿使用時,機(jī)械性能多少、硬度多少才能更好地應(yīng)用在閥桿上,以提高閥桿的剛度、耐磨性,但又不能使得高度提高而閥桿的抗沖擊性降低。而由于國內(nèi)無這樣的研究,更沒有一些參考資料,因此,現(xiàn)在我們只能參照660棒料的要求來規(guī)定660閥桿的要求。
8.6 執(zhí)行器及附件
執(zhí)行器是控制閥重要的控制單元,而國內(nèi)市場上基本上是進(jìn)口的天下,如氣動執(zhí)行器為FISHER、CCI、MASONEILAN、FLOWSERVE等,電動執(zhí)行器為羅特克、利密托克、西博思和奧瑪?shù)取鴥?nèi)也有一些電裝廠家和氣裝廠家,但國內(nèi)的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,特別是控制閥在系統(tǒng)中的重要性,導(dǎo)致用戶不敢使用不穩(wěn)定的產(chǎn)品,從而使得國內(nèi)廠家沒有了市場和提升改進(jìn)的機(jī)會,執(zhí)行器廠家的質(zhì)量也就沒有辦法提升或者提升很慢。
國內(nèi)市場9 0 % 以上是西門子、A B B 、福斯、FISHER、YTC定位器。機(jī)械式定位器國內(nèi)有些廠家已經(jīng)推廣到市場中了,用戶反映質(zhì)量不穩(wěn)定,使用壽命短、漂移大的缺點;智能型定位器國內(nèi)還在試驗階段,還沒有推廣到市場。網(wǎng)上有些廠家打著智能型定位器的牌子,實際上是沒有這個產(chǎn)品的,有的公司給報價,所報價格與進(jìn)口產(chǎn)品相差不多,從而說明國產(chǎn)定位器還是不夠成熟,無法推廣到市場上進(jìn)行銷售。
一臺8“-300LB的碳鋼控制閥,電動執(zhí)行器可占據(jù)整個控制閥2/3的價格,氣動執(zhí)行器及定位器會占到整個控制閥1/2的價格,比此閥門更小規(guī)格的控制閥,執(zhí)行器所占價格比例更高。表面上是國產(chǎn)控制閥銷售額上升,實際上是我們國產(chǎn)控制閥廠家?guī)瓦M(jìn)口執(zhí)行器廠家推廣執(zhí)行器。國產(chǎn)執(zhí)行器廠家利潤變得更小,更沒有資金進(jìn)行企業(yè)發(fā)展和閥門研究。
8.7 企業(yè)管理
控制閥制造企業(yè)在國家的企業(yè)管理體系中隸屬于允許市場自由化競爭的中小企業(yè),這一方面使得大量的民營企業(yè)進(jìn)入這個行業(yè),加劇了競爭。由于小企業(yè)投入的資金有限,因此在企業(yè)的管理上也會跟不上,特別是人員配備,體系建設(shè)和人員培養(yǎng)等方面非常欠缺,甚至有的小企業(yè)沒有技術(shù)人員,在這樣的管理條件下,導(dǎo)致國產(chǎn)閥門質(zhì)量參差不齊,且質(zhì)量無法穩(wěn)定。
企業(yè)為了生存,生產(chǎn)多個品種的產(chǎn)品,量少品種雜,從而會影響整個企業(yè)的管理成本和質(zhì)量控制成本。
企業(yè)也會被這些雜亂的產(chǎn)品拖累著,無法輕松活躍地進(jìn)行市場定位,精益求精的提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本,迎接市場的挑戰(zhàn)。
8.8 加工工藝
合理的加工工藝會使得產(chǎn)品有穩(wěn)定的質(zhì)量、高合格率和高效率,從而為企業(yè)保證好的產(chǎn)品質(zhì)量,節(jié)約加工成本,為企業(yè)提高競爭力。但國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都是新建企業(yè),加工工藝不成熟,設(shè)計人員和工藝人員都是實際經(jīng)驗不足,不能為生產(chǎn)提供便利的條件,增加國內(nèi)企業(yè)的制造成本,在市場上沒有太多的競爭力。