石油化学工业简称石油化工，是国民经济的基础产业之一，也是国民经济的支柱性产业。
中国石油化工行业占工业经济总量的20%，对国民经济非常重要。
2000年以来，我国石化产业快速增长，规模不断扩大，综合实力逐步提高，
炼油和乙烯产能年均增长12%以上，化肥、农药、成品油、乙烯、合成树脂等产品产量位居世界前列。
近年来，受全球金融危机影响，
石化行业总产值增幅放缓，国家工信部最新公布的数据显示，
2013年石化行业总体呈平稳向好态势，全年化学原料及化学制品制造业工业增加值增速将略低于12%，
石化产业主营业务收入将接近12万亿。
虽然当前石化产业发展面临外需增长乏力、部分行业产能过剩等问题，
但在宏观调控更趋稳健成熟、国内需求继续稳定增长、对外开放特别是向西开放力度进一步加大的背景下，
预计2014年石化产业将在平稳运行基础上，呈现更加明显的复苏态势，为国民经济和社会发展提供有力支撑。
阀门是石油化工生产装置中应用最多的设备之一，
生产过程中各类气体、液体和固体颗粒介质都要通过各种阀门，
按照需要被阻断或输送到各种容器和过程设备中去。
在中国阀门市场，大部分阀门被销往石化领域。
本期，本刊编辑部特邀上海蓝科石化工程技术有限公司技术总监马洪玺女士，探讨阀门在石化行业的应用。
马洪玺工程师具有近20年的从业经验，
目前所在公司为石化企业提供工艺技术、工程设计和项目总包的服务，
她长期深入石化行业一线，熟悉阀门在工厂一线的使用情况，对阀门的选型和应用有丰富的实践经验。
马洪玺（女士）
具有多年的石油化工研发、设计、技术管理工作经验。1994年～2008年，上海石化，从事研发、工艺设计和技术管理，期间主持多项工艺技术开发，并发表8篇学术论文，申请11项发明专利；2008年～2009年，柏克德（中国）工程有限公司，从事炼油工程设计，参与两套大型国际炼油项目的工程设计；2009年～2010年，FMC (上海) 化学技术有限公司，从事农药生产线的生产技术管理。2010年至今，上海蓝科石化工程技术有限公司，主持技术开发、工艺设计。
VUM记者：
首先，能跟我们简单介绍下您目前的工作内容吗？
马洪玺女士：
上海蓝科石化工程技术有限公司立足于中小型石化项目，致力于为中小石化项目提供工艺技术、工程设计和项目总包服务。从大的方面来讲，我们现在的主要业务领域涉及炼油、化工、煤化工、环保等；提供的服务包括工艺技术的开发，工程项目的规划咨询、可行性研究、工程设计，以及工程采购、工程项目管理、工程总承包等。公司拥有很强的工艺设计能力，业务的展开理念也是以技术带设计，着眼于解决中小型企业和中小型项目面临的无完善工艺包、技术风险大等难题，做小而强的技术工程公司。此外，我们还与华东理工大学、大连化学物理研究所、中石化抚顺研究院、Praxair等国内外知名单位合作，致力于新技术的工程化。
中石化、中石油下属公司是我们主要的客户群体，目前石化项目大约占我们业务总量的70%。主要集中于化工装置如醋酸乙烯、丙烯晴、MTBE等的工程设计，炼油装置的脱瓶颈技术改造，节能减排环保改造等中小型项目，如催化裂化装置富氧再生扩能改造，石化废气的脱硝除尘处理，污水治理，以及流化床工艺中高精度液固过滤分离。其中炼油装置的脱瓶颈技术改造多是采用自有技术的设计项目或小型EP或EPC项目。去年我公司与上海石化合作，为其进行炼油常减压系统的能量优化方案设计，该优化方案的实施可以达到每小时减少天然气用量300N·m3的节能效果。我们国家的工业发展经历了一个产能扩张的阶段，现阶段不可能进行特别大的投资，那么企业就必须利用现有装置，通过节能减排措施，摆脱生产瓶颈，提高产能，减少消耗和污染。例如去年我们为某石化企业提供了一催化裂化的扩能改造设计方案，只需很少的投资，就可以使该装置的产能提高30%左右。
我们在煤化工领域做得比较多的是MTO和煤间接液化。不过公司独立承担的只是提供技术模块，暂时还未涉及工程设计层面。
VUM记者：
石化行业中阀门种类繁多，除了闸阀、截止阀、球阀等通用阀门，您在工作中还会接触到哪类石化专用阀门？国内外阀门选择方面会着重从哪方面进行考量？
马洪玺女士：
阀门是介质流通或压力系统中的一种设施，它用来调节介质的流量或压力。其功能包括切断或接通介质、控制流量、改变流量、改变介质流向、防止介质回流、控制压力或泄放压力。
阀门种类繁多，功能各异，您刚才提到最常见的闸阀、截止阀、球阀、蝶阀等，这些都是基本的阀门型式，但石化行业工况苛刻，不仅涉及高温、高压，而且往往是多相（气固、液固）、腐蚀性介质，所以实际上石化行业，在某些特殊（比如高温高压、低温负压、磨损腐蚀、有毒有害）场合，为了适应生产要求，一些基于基本阀门型式的特殊阀门在各个场合得到广泛应用。
石化行业的苛刻工况主要集中在催化裂化以及下游的高压加氢装置。石化企业专用阀门有：炼油催化裂化工艺里使用的高温闸阀、高温蝶阀、滑阀和塞阀，介质是500℃～700℃高温有毒气体，携带高硬度磨损颗粒，在这个环境下工作的特种阀，实际上算是具有阀门的功能，包含电气控制、液压执行为一体的一套阀门系统了。
还比如，加氢装置上的专用阀，承受临氢、高温，并在高达10.0MPa操作压力的高压环境下运行，阀门必须要安全可靠地实现调节和切断功能。
除常规的工艺控制阀门外，泄放压力的安全阀是另一类重要的化工阀门。安全阀在石化行业尤为重要，安全阀按设定压力的正常起跳和准确回座，不仅能保护设备，减少安全事故，而且可以避免物料不必要的浪费。
阀门的选择原则有三个：首先是安全原则，阀门的密封性必须符合介质的要求，内漏符合标准，不允许外漏；其次是响应、控制精确，能100%实现工艺的调节、控制要求；最后是经济性，非特种工艺中，能满足上述条件的阀门往往具有多选性，这时，我们会选择成本较低的产品。
VUM记者：
石化生产过程中的介质一般具有腐蚀性、冲刷性等特点，对阀门产品有哪些特殊要求？
马洪玺女士：
石化生产的特点是规模大，危险性高，装置检修周期长。石化企业，尤其是炼油化工一体化企业的产业链较长，如果发生龙头装置非正常停车事件，往往会影响整个公司的物料平衡，上游到下游的装置都得停车，会造成非常大的损失。所以石化生产过程对阀门的可靠性要求特别高，要求工艺阀门能在苛刻工况下安全、稳定、长周期运行。
近年来，炼油深加工技术发展很快，原油的来源也日益广泛，操作条件向着高温、高压、腐蚀性强的方向发展，对耐高温、耐磨、抗氢腐蚀、耐氢氟酸腐蚀和抗硫阀门的需求量进一步增加。特别对阀门的高温抗硫性能要求较高。
VUM记者：
如何解决阀门选型中硬密封和软密封的矛盾？
马洪玺女士：
就阀门密封材料而言，金属硬密封和柔性软密封相互补充，软密封的密封性相对较好，但不耐高温和磨蚀、使用寿命短。硬密封耐磨损、使用寿命长，但是密封性相对比软密封差，成本高。
一般情况下，在不同的工况，可以通过软密封阀门和硬密封阀门的变换选择来得到经济技术平衡解决方案。但我们也确实遇到过一个案子，虽然连续运行温度只有130℃～150℃，但工艺介质中氯离子浓度高达30%以上，且含有4%的硬度固体颗粒，常规硬密封阀门和软密封金属阀门都无法满足要求。
在该工艺中，在项目可承受的成本范围内，即使采用耐腐蚀的衬聚四氟乙烯材料的阀门和内衬陶瓷的阀门，也无法同时解决腐蚀和磨损两个难题。所以，问题的解决就回到了工艺的根本，工艺的进步会促进阀门技术的进步，而阀门应用的经济技术困境，也会促进对非环保型劣质技术的淘汰。
VUM记者：
根据直接用户的反馈，日常维护中常见的问题有哪些？
马洪玺女士：
一是阀体渗漏，主要是阀体有砂眼或裂纹或阀体补焊时拉裂，单纯的冷态试验往往不能检验出某些内部缺陷。从实际发生的问题上看，操作温度高于 200℃ 时，阀体铸造缺陷才能够暴露出来。
二是密封问题。阀门的密封性是衡量阀门功能和质量的重要指标。阀门内漏问题严重威胁着装置的正常运行，而且运行中的阀门又很难发现是否有内漏，各石化企业使用的各种阀门不同程度地存在着内漏问题。其原因有阀板、阀座的密封面材质不符合使用要求，加工精度不够，闸阀的阀板、阀座的楔角不匹配、密封面宽窄不一，吻合度差，闸板不到位，关不死等因素。石化行业有严格的管理体系，不允许阀门带病在装置上运行，开车之前，就能够解决外漏的问题，所以阀门的内漏是目前石化行业存在的主要问题。
三是阀杆转动不灵活或卡死，其主要原因有：填料压得过紧；填料装入填料箱时不合规范；阀杆与阀杆衬套采用同一种材料或材料选择不当；阀杆与衬套的间隙不够；阀杆发生弯曲；螺纹表面粗糙度不合要求等。
阀门使用过程中出现故障有制造原因，也有安装和使用原因，所以建议业主在单元装置内要尽量减少采购阀门品牌的数量，减少管理难度。石化行业中的企业往往会有自己的阀门供应商名单，以规范供应商质量，降低客户日常维护管理成本。
VUM记者：
随着石化领域对能源效率和环保要求的日益提高，用户对阀门产品的需求是否也发生了变化？如何去应对这些变化？
马洪玺女士：
新技术和新工艺出现，对阀门的功能、性能和安全性要求也会更高，这种变化会一直存在。
用户对阀门需求主要向大型化、高参数化、自动化和成套化方向发展，要求阀门质量水平高，密封可靠，寿命长。
随着石化工业发展和技术进步的要求，高参数通用阀门需求增多，如高温阀门使用温度达到500℃～900℃；低温阀门使用温度达到-40℃～-196℃；高压阀门使用压力达到30MPa～50MPa；特别是易燃易爆、强腐蚀、有毒介质等，对阀门使用的安全性、功能的可靠性以及使用寿命等方面提出了更高更严格的要求。
为应对这一变化，阀门生产企业必须加强研发，对阀门新产品进行热态性能、动态性能、耐磨、抗震、防火、可靠性等多方面性能测试，提高阀门的安全性和可靠性。
加快研制新型高性能材料在阀门上的应用，如各种耐强腐蚀的钛和锆金属材料、纳米材料、无机非金属材料及各种复合材料等；同时阀门生产也需要借力于铸造、焊接、喷焊、喷涂、复合、烧结等成型和表面处理的新工艺和新技术装备。
控制阀、减压阀和安全阀阀门产品的研发和制造中，不能脱离使用者的需求变化，阀门设计制造应该鼓励创新，大胆使用新技术、新材料、新工艺。
VUM记者：
阀门的选型非常关键，能否从工程设计者的角度，分享下您在这方面的经验？
马洪玺女士：
阀门的选型是一个最基础的工作，选型不当，就是一个隐患，会直接导致应用中的功能失效，产生安全事故。
作为工程设计人员，在选型方面与直接用户的角度不太一样。对用户来讲，可能更关注日常维护，从工程设计来讲还必须关注阀门在开车、停车、泄放等极端工况下的有效性和安全性。阀门的选择要覆盖到最苛刻的极端工况，比如一套10万吨/年生产能力的装置，阀门控制性能不仅要满足正常操作工况的要求，同时必须要满足操作上限和操作下限正常运行的需要, 即要满足装置产能12万吨/年和6万吨/年的产能要求。
只有深刻知道阀门在工艺生产中会遇到何种工况，才会全面考虑阀门对工艺的适应性，而对工艺设计的参数越精确，阀门的选择成本越低。
也就是说，阀门选型不仅要关注技术问题，还要遵循经济性原则，不盲目扩大安全成本。例如，去年我们在一个石化设计项目中，用压力降小、具有较好的流量控制特性低成本的蝶阀取代了业内一直使用的球阀，为业主节约阀门采购成本三百多万元。
VUM记者：
目前，国家在大力提倡石化行业关键设备国产化，上海蓝科石化工程技术有限公司为中石化承担了很多工程项目，在您参与的项目中，国产阀门所占的比重是多少？
马洪玺女士：
中国阀门国产化，历来都是艰巨而任重道远的。尽管，经多年的努力，中国阀门国产化已经取得了可喜进展，但在其系列成套方面、特殊工况配套方面还存在一定差距。如高参数、环保、节能阀门还多依赖于进口。
在我公司承担的石化项目中，手动阀门现在基本上已经国产化，自动阀门方面，石化产业链前端的特种阀门国产化率很低，90%以上仍为进口阀门。但是在化工方面，国产化率比较高，占50%以上，精细化工方面，国产化率能够达到90%以上。
VUM记者：
就目前的现状，石化行业一些重要的苛刻工况大部分还是采用进口阀门产品，国产品牌无法应对，对国产阀门企业您有哪些建议？
马洪玺女士：
石化企业是阀门的主要用户之一，使用量约占阀门总产量的40%～50%，而国产阀门的质量在一定程度上制约着其在石化行业的广泛应用，有些从国外进口的阀门并非国内没有此类产品，而是在产品质量、产品供货能力、售前及售后服务等方而还有一定差距。为使通用阀门满足石化行业所需，国内阀门生产企业必须：
首先是要加大研发力度，增加阀门研发的人力和物力投入。目前阀门行业普遍存在的问题的是研发力度不够，大部分阀门企业满足于低成本低档次的阀门复制生产，缺乏与新工艺、新技术相结合的阀门生产技术研发。导致国内高端阀门国产化率较低。
其次是加强生产中的质量管理，提高设计、制造、检验和装配水平，保证标准、规范、制造工艺能得到严格执行。从整体上提高阀门技术水平和质量水平。
最后是要广泛加强信息交流，加强供需双方的相互了解，使产品生产对路。建议阀门厂与石化行业的设计、施工及建设单位共同进行技术合作，就目前阀门的生产技术、管理、标准等共同性的问题进行探讨，提出改进的措施，从而提高阀门的产品质量。提高阀门质量是一项系统工程，需要有关的设计、制造和用户单位通力合作，改进已有产品，开发研制新产品，为我国石化工业的发展做出贡献。
编者后记：
石化行业具有易燃易爆、有毒有害、高温高压等特点，极具危险性，一旦事故发生，导致的后果极其严重，正如马总所强调的：安全是石化行业的首要问题。确保阀门产品安全无误地运行，一方面阀门本身质量要有所保证，另一方面还需要用户进行规范操作。一个不可争议的事实是：石化行业一些重要的苛刻工况大部分还是采用进口阀门产品，国产品牌无法替代。因此，在关键阀门国产化的道路上，中国本土阀门企业任重而道远。VUM
