油氣管道設備國產化研制進展

中國(guo)石油在油氣管(guan)道(dao)(dao)設備國(guo)產化方面開展(zhan)(zhan)了大(da)量卓有成效的工(gong)作(zuo)，以“重大(da)項(xiang)目”的形式陸(lu)續組(zu)織相關單(dan)位(wei)開展(zhan)(zhan)了設備國(guo)產化的研制(zhi)和(he)應用(yong)工(gong)作(zuo)。管(guan)線(xian)鋼管(guan)及   氣管(guan)道(dao)(dao)3大(da)件(jian)取得(de)重大(da)突破(po)[7]，并已規模應用(yong)。輸油泵、關鍵閥門、執行(xing)機構、流(liu)量計等設備研制(zhi)與應用(yong)正在開展(zhan)(zhan)，已經取得(de)階段(duan)性成果(guo)。

一、管線鋼管新產品

在(zai)國內實現了X80管(guan)線(xian)鋼(gang)管(guan)新(xin)(xin)(xin)產(chan)(chan)品(pin)的(de)國產(chan)(chan)化，基于(yu)自(zi)主創新(xin)(xin)(xin)的(de)管(guan)線(xian)鋼(gang)斷裂控制、材料分(fen)析和   焊接成型制管(guan)技術，出(chu)直徑1219mm螺(luo)旋焊管(guan)、直縫(feng)焊管(guan)、熱煨彎管(guan)、熱拔三通(tong)管(guan)件(jian)、焊絲焊劑等(deng)5類新(xin)(xin)(xin)產(chan)(chan)品(pin)，為   節約投(tou)資上百億元。配(pei)套了國產(chan)(chan)自(zi)動焊、半(ban)自(zi)動焊、超聲(sheng)波(bo)相控陣檢測等(deng)規模化施(shi)工(gong)(gong)裝備與施(shi)工(gong)(gong)技術，大幅(fu)提高了管(guan)道(dao)焊接敷設(she)施(shi)工(gong)(gong)能力(li)、建設(she)效率和工(gong)(gong)程質量。

二、大型   氣(qi)管道三(san)大件關鍵設(she)備

   臺(tai)(tai)(tai)（套(tao)）國產(chan)(chan)(chan)20MW級(ji)(ji)電(dian)驅(qu)(qu)(qu)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)組研制(zhi)成(cheng)(cheng)功，通過   能源(yuan)局(ju)組織的(de)(de)鑒(jian)定(ding)，技(ji)術性(xing)能指(zhi)標達到設計要(yao)求。目前(qian)，   批2臺(tai)(tai)(tai)（套(tao)）電(dian)驅(qu)(qu)(qu)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)組已(yi)運抵西二線高(gao)陵(ling)(ling)站和黃陂站，實(shi)施工(gong)業性(xing)試驗(yan)。2012年11月15日(ri)，   臺(tai)(tai)(tai)（套(tao)）國產(chan)(chan)(chan)20MW級(ji)(ji)電(dian)驅(qu)(qu)(qu)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)組在(zai)高(gao)陵(ling)(ling)站投(tou)產(chan)(chan)(chan)，并成(cheng)(cheng)功通過4000h工(gong)業性(xing)運行考核。按(an)照(zhao)要(yao)求完成(cheng)(cheng)國產(chan)(chan)(chan)20MW級(ji)(ji)電(dian)驅(qu)(qu)(qu)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)組工(gong)業性(xing)試驗(yan)，并于2014年12月8日(ri)通過   能源(yuan)局(ju)組織的(de)(de)20MW級(ji)(ji)高(gao)速直聯變頻電(dian)驅(qu)(qu)(qu)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)組新產(chan)(chan)(chan)品工(gong)業應(ying)用(yong)鑒(jian)定(ding)。目前(qian)，國產(chan)(chan)(chan)化電(dian)驅(qu)(qu)(qu)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)組已(yi)在(zai)西氣(qi)東(dong)(dong)輸二線、西氣(qi)東(dong)(dong)輸三(san)線西段(duan)規模應(ying)用(yong)20余臺(tai)(tai)(tai)，并將在(zai)西氣(qi)東(dong)(dong)輸三(san)線東(dong)(dong)段(duan)和中段(duan)進一(yi)步擴大應(ying)用(yong)范圍。   臺(tai)(tai)(tai)（套(tao)）30MW級(ji)(ji)燃(ran)驅(qu)(qu)(qu)壓(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)(ji)組研制(zhi)取(qu)得重(zhong)大

突破(po)。另外，3臺(tai)(tai)(tai)燃驅機組(zu)（2臺(tai)(tai)(tai)產(chan)品(pin)(pin)一、1臺(tai)(tai)(tai)產(chan)品(pin)(pin)二(er)）將在西氣東(dong)輸(shu)三線(xian)(xian)煙墩站推廣應(ying)用(yong)。   批(pi)30臺(tai)(tai)(tai)高壓(ya)大口徑全(quan)焊接球閥研制(zhi)成功。按(an)照制(zhi)定的(de)新產(chan)品(pin)(pin)技術(shu)標(biao)準，研制(zhi)的(de)   批(pi)15臺(tai)(tai)(tai)40英(ying)寸(cun)(cun)600磅級(ji)、12臺(tai)(tai)(tai)48英(ying)寸(cun)(cun)600磅級(ji)以(yi)及3臺(tai)(tai)(tai)48英(ying)寸(cun)(cun)900磅級(ji)，共計30臺(tai)(tai)(tai)高壓(ya)大口徑全(quan)焊接球閥新產(chan)品(pin)(pin)通過(guo)出(chu)廠鑒定（1英(ying)寸(cun)(cun)=25.4毫米，1磅=0.45千(qian)克(ke)）。目(mu)前，國(guo)產(chan)40/48英(ying)寸(cun)(cun)高壓(ya)大口徑全(quan)焊接球閥在西氣東(dong)輸(shu)三線(xian)(xian)等管道推廣應(ying)用(yong)，累計應(ying)用(yong)數量達176臺(tai)(tai)(tai)。

三、輸油(you)(you)泵、關(guan)鍵閥門(men)、執(zhi)行(xing)機構、流量計等(deng)設(she)備中國(guo)石油(you)(you)   氣(qi)(qi)股份公(gong)司2013年(nian)設(she)立重大(da)科技(ji)專項“油(you)(you)氣(qi)(qi)管道關(guan)鍵設(she)備國(guo)產化”，開展(zhan)了輸油(you)(you)泵、關(guan)鍵閥門(men)、執(zhi)行(xing)機構、流量計等(deng)5大(da)類16種管道設(she)備國(guo)產化工作。

（1）國產化管道輸油泵

結構特點(dian)：國產化管(guan)道(dao)輸油泵為臥式單級(ji)雙(shuang)吸水平中開結構（API610BB1），配徑向(xiang)導(dao)葉，能夠通(tong)過   換葉輪(lun)和導(dao)葉實現同一殼體(ti)兩(liang)個額定工(gong)(gong)況(kuang)功能，采用滾動(dong)軸承支撐(cheng)和集裝式機械密封。設計(ji)參數(shu)：設計(ji)壓力10MPa，功率(lv)等級(ji)2500kW，額定流量3100m3/h，額定揚(yang)程210m、220m和230m。主(zhu)要創新(xin)點(dian)：了   水力新(xin)模型，采用了3D打印、鑄造(zao)、整體(ti)銑制等新(xin)工(gong)(gong)藝，利用了CFD計(ji)算軟件、逆向(xiang)工(gong)(gong)程新(xin)方法，使(shi)用了自潤滑(hua)硬度梯度新(xin)材料，提(ti)出(chu)了分開制造(zao)、統一測(ce)試的新(xin)思(si)路。

2014年(nian)6月13―19日，將(jiang)3家企(qi)業的國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)化(hua)(hua)(hua)輸(shu)油泵(beng)在一測試平臺進行性能測試，由   工業泵(beng)監督檢驗中心實(shi)施(shi)第三方見證，額定點效率達到90％（水效）。2014年(nian)7月7日，中國(guo)(guo)(guo)(guo)機(ji)械工業聯(lian)合會(hui)和中國(guo)(guo)(guo)(guo)石油集(ji)團公司在北京組(zu)織(zhi)2500kW級國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)化(hua)(hua)(hua)輸(shu)油泵(beng)機(ji)組(zu)出(chu)廠鑒定，國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)化(hua)(hua)(hua)輸(shu)油泵(beng)順利通過鑒定。2014年(nian)9月，慶鐵四(si)線(xian)林源站、新廟站、農安(an)站、梨樹站的6臺國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)化(hua)(hua)(hua)輸(shu)油泵(beng)投(tou)產(chan)一次(ci)成(cheng)功，至今運行穩定，各項(xiang)指標正常。

（2）國產化關鍵閥門

國產化閥(fa)門(men)包括56″球(qiu)閥(fa)、調(diao)壓(ya)裝置關鍵閥(fa)門(men)、強制密(mi)封球(qiu)閥(fa)、壓(ya)力平衡式(shi)(shi)旋塞閥(fa)、軸流(liu)式(shi)(shi)止回閥(fa)、調(diao)節(jie)閥(fa)、氮氣(qi)式(shi)(shi)泄壓(ya)閥(fa)。

主要創新點：

（1）輸氣(qi)管(guan)道調(diao)壓(ya)(ya)裝置   切斷閥(fa)(fa)(fa)采(cai)用(yong)旋啟式自對中(zhong)密(mi)(mi)封翻板(ban)機構(gou)，實現自對中(zhong)密(mi)(mi)封功能，在(zai)0.1～12MPa工作壓(ya)(ya)力區(qu)間達到(dao)零(ling)泄漏。采(cai)用(yong)集(ji)成超壓(ya)(ya)、欠(qian)壓(ya)(ya)、手(shou)動、遠(yuan)程控制于一(yi)體的   閥(fa)(fa)(fa)指揮器；監控調(diao)壓(ya)(ya)閥(fa)(fa)(fa)采(cai)用(yong)承(cheng)壓(ya)(ya)的鋼制活塞(sai)代替易損的橡膠膜片結(jie)構(gou)；研(yan)制了耐冰堵型指揮器；工作調(diao)壓(ya)(ya)閥(fa)(fa)(fa)采(cai)用(yong)45°斜(xie)齒(chi)齒(chi)條嚙(nie)合型的閥(fa)(fa)(fa)桿、推桿傳動機構(gou)，提高(gao)機械傳動效率和閥(fa)(fa)(fa)門調(diao)節精度；中(zhong)腔閥(fa)(fa)(fa)桿采(cai)用(yong)雙密(mi)(mi)封結(jie)構(gou)。

（2）輸氣管道壓力(li)平衡(heng)式旋(xuan)塞閥(fa)優化旋(xuan)塞密封結構(gou)，減少開(kai)啟扭矩；旋(xuan)塞表面采(cai)用專(zhuan)有的處理(li)工藝，提(ti)高其性、耐沖刷性和自潤滑(hua)性；采(cai)用自主設計的旋(xuan)內部壓力(li)平衡(heng)泄壓閥(fa)，可避免介(jie)質中的顆粒雜質進入閥(fa)體上腔及超壓。

（3）輸氣管道軸流式止回閥采用可提高(gao)密封性及緩沖(chong)作用的(de)活(huo)塞(sai)式復(fu)合密封結構；閥桿襯套采用處理工藝，閥瓣采用防(fang)轉(zhuan)、防(fang)脫離、雙(shuang)導向支(zhi)撐技術。

（4）輸(shu)氣管道(dao)(dao)軌道(dao)(dao)式強(qiang)制密(mi)封(feng)閥(fa)(fa)采用金(jin)屬硬密(mi)封(feng)閥(fa)(fa)座，具有在(zai)線檢(jian)漏(lou)功能(neng)；優化(hua)閥(fa)(fa)桿(gan)導(dao)向結構(gou)，提(ti)高了閥(fa)(fa)桿(gan)強(qiang)度和剛性；閥(fa)(fa)桿(gan)與(yu)閥(fa)(fa)體間設置定位套，定位套與(yu)閥(fa)(fa)桿(gan)表面采用不(bu)同的硬化(hua)處理，提(ti)高抗表面擠壓(ya)力。

（5）輸油(you)管道氮氣式(shi)泄壓閥采(cai)用窄密封面(mian)帶保護環(huan)閥座(zuo)，并(bing)采(cai)用組合式(shi)緩沖結構(gou)；活塞體(ti)采(cai)用防劃傷密封機構(gou)及(ji)耐蝕、低摩阻處理技術；控制(zhi)系(xi)統(tong)采(cai)用雙回(hui)路柜(ju)式(shi)一體(ti)化(hua)結構(gou)。

（6）輸油管道套筒式調節閥閥芯(xin)、閥座采用(yong)主副雙密封結構，閥芯(xin)、閥桿采用(yong)雙導向結構，閥內(nei)件(jian)采用(yong)防轉結構，閥芯(xin)采用(yong)直壓自動對(dui)中結構。

2014年(nian)3月29―31日(ri)、7月11―14日(ri)、11月20―21日(ri)，中國機械工(gong)業(ye)聯(lian)合會和中國石油(you)集(ji)團(tuan)公(gong)司分(fen)3批(pi)對(dui)國產化(hua)閥(fa)門(men)相關產品（除56″球(qiu)閥(fa)外）進行了鑒(jian)定。國產化(hua)調節(jie)閥(fa)和泄壓閥(fa)在慶(qing)鐵四線(xian)投入工(gong)業(ye)試運行，強制密封球(qiu)閥(fa)、壓力平衡式旋塞(sai)閥(fa)、軸流(liu)式止回閥(fa)在閥(fa)門(men)試驗場進行工(gong)業(ye)性試驗，調壓裝置(zhi)關鍵閥(fa)門(men)在西氣東(dong)輸二線(xian)洛陽(yang)分(fen)輸站等站場進行工(gong)業(ye)性試驗，相關國產化(hua)閥(fa)門(men)各項指標均(jun)符合要求。