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天然气阀门的市场与技术探讨

编辑: 得锐自动化发表时间:2019-07-31 15:35:21浏览量:690

对于阀门供应商而言,天然气阀门采购商的门槛并不高。在中国的五大电厂运营商中,每家旗下的燃煤发电产能都比西欧所有发电站的产能都高。十家中国大型污染排放企业加上若干欧美和日本供应商,他们采购的相关新阀门就已经占到同类产品总产量的一-半以上。


 

天然气控制涉及的技术远不止于气流控制,它还牵涉到用来加工气体的液体和固体物质。燃煤发电站就是个典型的例子。为了降低氮氧化物和氧化硫排放,中国实施了严厉的监管法规。在这样的背景下,发电行业在过去7年中投资了700多亿美金。其中百分之一,即7亿美金是用于阀门。仅一个国家的一个行业,每年用于阀门的投资就超过了1亿美金。


天然气阀门

 

消除二氧化硫的方法是让酸性气流在石灰石淤浆中通过并发生反应。送到发电厂的石灰石可能已经研磨成细小颗粒,也可能是直径1英寸的块状,需要用球磨机磨碎。如果是第一种情况,气动传输系统需要用到天然气阀门。如果是第二种情况,球磨机和旋流器构成的加工系统需要用到大量淤浆阀。

 

淤浆会被注入涤气器中和气流接触,并不断反复这过程。仅就一个锅炉而言, 循环回路中的淤浆流率可达400,000gpm (加仑/分钟)。由于淤浆兼具磨蚀性和腐蚀性,需要用到庞大而昂贵的严酷工况刀闸阀和其它阀门。

 

为了消除氮氧化物,需要让气体和氮反应物相接触。氨水就是一种常用反应物,另一种方法是在现场将尿素转化成氨。这一工艺需要用到大量阀门。

 

对于阀门供应商而言,天然气阀门采购商的门槛并不高。在中国的五大电厂运营商中,每家旗下的燃煤发电产能都比西欧所有发电站的产能都高。十家中国大型污染排放企业加上若干欧美和日本供应商,他们采购的相关新阀门就已经占到同类产品总产量的一-半以上。

 

很多其它行业也在为净化排气而进行大力投资。美国有250家城市垃圾焚烧炉正在订购气体处理系统,以便消除气体中的汞、二氧化硫和其它酸性气体。Babcock & Wilcox就是相关系统的供应商之 一。这家企业也是阀门的大买家,而且中是为燃煤电站和垃圾伙烧系统采购相关时门。典型的污水污泥必烧系统包含了洗滨工艺,需要用到反应介质阀和淤浆阀。

 

化工和化肥行业也要通过气体处理系统去除污染杂质,而且他们的分离工艺也同样需要气体加工系统。制钾行业对气体处理的需求也很大,而且也是为这两种目的。目前加拿大共有10个项目,大约需要投资300亿美金。其去除污染杂质需要10亿美金,而机械式蒸汽再压缩等工艺需要的投资将会更多。

 

在食品行业,机械式蒸汽再压缩工艺被广泛应用,以便提高蒸汽生产的效率。它也可以用在海水淡化、炼油等其它很多行业,包括用于零液体排放系统(ZLD)  ZLD系统供应商包括威立雅(Veolia),通用电气和阿奎特(quaceh)。

 

油页岩开采产生的废气需要处理后才能排放,这也是一大崭新的市场。步北达科他省的后尘,怀俄明州上个月也颁布了法规,禁止用火炬燃施上述废气,而是要收集并加以利用。由此产生的天然气阀门需求将非常可观。具体的处理方案不止一种,比如先转化成液体。这中方案需要的阀门数量巨大,远超过将废气直接运输所需的数量。运营商不愿意回收和运输废气还有其它原因,就是需要长途铺装小口径管道和阀门。还有一种方法是“虚拟管道”,气体先被转化成LNG (液态天然气), 可用作当地车辆的燃料,或用卡车运到LNG调配中心。


分子筛

 

中国和澳大利亚正在考虑是否采用“虚拟管道”解决方案。天然气田往往和铁矿、煤矿相邻,而大型柴油矿车每年的燃油开支高达50万美金,因此LNG是不错的选择。

 

油气行业对天然气阀门的需求极大。气体提取和加工过程中的脱水工艺需要广泛应用分子筛。在气体加工领域使用的各种严酷工况阀门中,分子筛切换阀是个很典型的例子。

 

在任何以天然气为生产原料的工厂中,分子筛脱水单元的作用都非常重要。在天然气干燥、天然气液提取和液化天然气生产等各个环节,分子筛脱水单元同样也很关键。而对于分子筛脱水单元的高效运行,切换阀起着决定性作用。

 

切换阀在使用中要承受高温和频繁操作。没有几种阀门能够在高温、干燥甚至冲突性环境中,承受每年1000次的循环操作。零泄漏阀门对于分子筛的重要性极高,无论怎样表达都不会夸张。在深度气体干燥工艺中,只有采用零泄漏阀门,才有可能最大限度地纯化天然气液,并实现最优化的生产工艺。一旦 切换阀发生泄漏,产品质量就会打折扣。不仅如此,泄漏的阀门会导致水合物的产生,继而削弱催化效果。


天然气阀门

 

干燥剂在再生过程中,一般都会释放出含砂粉尘。粉尘会从反应塔中逃逸并进入管道和阀门。这种磨蚀性粉尘会很快磨催化效果。


      干燥剂在再生过程中,一般都会释放出含砂粉尘。粉尘会从反应塔中逃逸并进入管道和阀门。这种磨蚀性粉尘会很快磨损阀座和密封副。阀制造商会提醒相关企业,要想实现稳定的设备可用性和高效率的生产,在选择阀门类型和材质时必须要慎重。正确的决策可以很大程度上避免阀座损坏的潜在风险,并优化切换阀的密封性能。

 

天然气阀门采购的决策方可能是油气企业,也可能是工程企业或硬件设备供应商。前面提到的UOP就是专门提供工艺技术和分子筛装置的大型供应商。

 

由于需要脱汞,气体加工的流程图发生了改变。分子筛可以被设计成既能脱水又能脱汞。其中的难点在于,东南亚天然气的汞含量比其它地区高出一个数量级子现有的汞含量控制设备,比如碳床,不能有效处理汞含量这么高的气体。其后果不是保养成本上升,就是汞含量上升,而后者会导致下游含铝设备的损坏。


应某油气企业的委托,MeIlvaine设法帮他们寻找更好的脱汞解决方案。直接的搜寻工作并没有带来任何更好的方案,于是该油气企业决定在英国投资搞研发。研发进行得很顺利,成功开发出一种包含离子液体的颗粒状反应物。Clariant公 司可以提供该技术。

 

由于很多天然气加工工艺都在发展改良,而且大多数新技术都要用到严酷工况阀门,其材质和表面涂层必须承受非常规工况。对那些勇于面对艰巨挑战的阀门企业而言,这无疑是个极有吸引力的市场。

 

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2019-07-31 690人浏览
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