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控制秒速七星彩阀技术现状及应用发展研究报告

  控制阀(又称阀)属执行器类部件,它与调节器、检测仪表等设备共同构成调节系统。工作原理如下图。由检测仪表获得的实测值,在调节器中与给定值比较。当两者之差达到一定数值后,调节器向控制阀发出调节信号。控制阀的执行机构则根据此信号,产生相应的操作力(力矩)使阀杆产生位移,改变阀门的开度。在工艺系统中,控制阀属节流部件,起一个变阻力元件的作用。其核心是一个可移动的阀芯与不动的阀座之间形成的节流窗口。改变阀芯位置就可以改变控制阀的阻力特性,进而改变整个系统的阻力特性。从而达到调节压力和流量的目的。

  控制阀的历史可以追溯到最早的自力式控制阀,其最原始的结构是一种带重锤的球型阀。这种控制阀后来演变成利用阀后压力进行调节的自力式控制阀。20世纪30年代,控制阀的类型已经出现很多种,其中以球型阀为代表性产品。到了20世纪40年代,角型阀、蝶阀、隔膜阀和球阀相继出现,先后在市场上占据相当的地位。

  20世纪60年代后出现的套筒阀以其较大的优势成为球型阀的主流产品。20世纪70年代推出的产品是凸轮挠曲阀,它具有容量大,流阻小、密封性能好等优点,使得它成为角行程阀门的佼佼者。从20世纪80年代开始,市场上出现了具有划时代意义的多弹簧气动薄膜控制阀,其特点是体积小、重量轻、流通能力大,深受用户的青睐。20世纪90年代后,随着智能式电动执行机构及智能式定位器的成功研制,智能控制阀诞生,为控制阀产品的发展翻开了崭新的一页。

  我国的控制阀行业起步较晚,初期发展慢。国内20世纪70年代自行设计和生产的直通单座阀、直通双座阀、三通控制阀、高压控制阀、蝶阀、长行程执行机构和阀门定位器等传统产品直至20世纪90年代仍在生产和使用。技术的飞跃始于20世纪80年代,吴忠仪表厂率先引进日本山武公司的新一代CV3000系列控制阀,使产品的性能有了较大的提高。同时,在产品系列化、标准化等方面基本完善,缩小了与国外产品的差距。其后,CV3000的技术在国内扩散,被目前行业的主流产品所借鉴。但其技术为国际20世纪80年代末或20世纪90年代初的水平,已然落后于国际先进水平,不能很好地满足国内及国际市场的需求。从技术上分析,目前国内产品不足之处主要表现在以下几个方面。

  直动阀分为单座阀和笼式双座阀,单座阀的密封性能较好,可达ANSI标准Ⅳ级。但是由于结构上的特点,其允许压差比较小,要满足允许压差,则其推力比较大,需要的执行机构(动力源)较大。而笼式双座阀则相反,由于其结构上的原因,阀的密封性较差,一般为ANSI标准Ⅱ级。由于压力平衡的结构,允许压差较大,因此所配的执行机构较小。

  20世纪70年代以前,我国控制阀采用“统设产品”都是苏联的阀门结构型式,即四法兰型式。这种型式的特点是采用上、下导向,由于导向坚固,其抗振动,耐压差性能较好;缺点是由于有下法兰,而增加了一个泄漏点,且结构复杂。从20世纪70年代以来西欧、日本、美国相继发展出了三法兰的型式。这种型式由于型式少了一个法兰而结构有所简化,减少了一个泄漏点,因此被广泛采用,以至成为阀门的主流。当今世界各大公司的阀门也基本采用此种型式。但是由于少了一个导向,使得阀门的抗振动性能及允许压差性能受到影响,因此,双导向、四法兰型式的阀门仍然存在,只是数量较少。

  控制阀与控制系统接口是通过电动执行机构和阀门定位器实现的。国内控制阀生产企业主要还是配套使用以前引进或仿制的电气阀门定位器。虽然国内的研究机构和生产企业也在智能定位器和智能电动执行机构开发上下了很大功夫,产品也有推向市场,但性能和质量还有待提高。目前,智能型及总线型定位器和电动执行机构仍然以进口产品为主。

  国外控制阀企业在特殊材料和特殊工艺手段上都有自己多年的积累,能够满足高温、高压差、抗冲刷强耐磨、耐强腐蚀的极端工况条件,已形成他们专有技术,占据了高端市场。而国内企业在这方面投入的技术攻关和研究经费相对不足,更多处于拼价格的阶段。

  现今,中国的控制阀行业整体大致可分为外资企业和本土企业两类,这两类企业从技术角度还存在着一定的差距。毋容置疑,改革开放的大背景下,国内的本土企业通过引进较为先进的产品技术和工艺,与外资优秀企业的差距短期内缩短到了10-15年。

  目前,国内普通开关阀门基本与国外持平,比如蝶阀的动作寿命几乎可与国外产品相比,这促成了国内很多企业成为国外品牌的OEM厂商,有些产品直接销售到欧美发达国家。十二五期间阀门协会组织国内部分阀门企业对核电产品进行技术攻关,使得国内的阀门产品能够进入到核电领域。虽除了核一级产品的可靠性还需要进一步认证,大部分核电阀门已经具备了在核电厂长期使用的条件。目前控制阀企业也在对核级产品进行技术攻关,上海自动化仪表七厂的控制阀已具备相应的资质。浙江三方等企业也拥有核电阀门的生产许可证。国内普通控制阀在普通应用上已和国外产品差别不大,产品的可靠性也得到了实际应用的验证。高压控制阀的抗气蚀技术和降噪音技术国内企业基本掌握,但从电厂的应用来看超临界阀门和超超临界的阀门还是国内缺憾。减温减压阀还主要依靠进口,本土企业几乎不能生产。本土企业与外资企业的差距主要是苛刻工况阀门的设计技术和产品的可靠性。

  全球的阀门生产企业已经超过了5000 家,通用型产品因为制造简单,需求量大,竞争非常激烈。全球排名前15的企业都没有达到垄断的程度。其中,最大的5家阀门公司:TYCO、 FLOWSERVE、FISHER、DRESSER、COOPER,全部销售额只占全球市场的12%。而作为阀门行业中技术含量较高的控制阀产品则与之相反,目前全球排名前十五的企业占领了约85%的市场。从19世纪控制阀应用在蒸汽机开始直到今天,控制阀已经发展成为全球年产值约为200亿美元的产业,而且随着全球性工业化的发展,保持着稳定的增长。

  目前,全球的控制阀市场如同大部分工业品一样被3个经济体瓜分,分别是美国为代表的北美经济体,以德国、英国、法国为代表的欧盟地区,和以日本为代表的亚太地区。美国作为全球最大的阀门供应商,超过110家企业,年产值超过40亿美元。随着美国公司国际化程度的不断加强,阀门企业开始通过收购本土以及世界其它国家的企业来扩大自己的市场份额,增强竞争力。由于企业之间的收购不断加剧,如今美国的阀门企业多数属于某个超大型跨国公司的一部分。著名的TYCO流体控制公司是年度销售额340亿美元的TYCO国际的子公司;MASonEILAN 公司是DRESSER工业公司的一部分,其年销售额超过3亿美元;1984年就在中国开展业务的FISHER控制阀由于进入中国较早,其产品已经成为中国教科书的样板,其母公司EMMERSON集团的销售额已超过140亿美元。德国作为欧盟经济体的火车头,产品凭借其优良的质量迅速占领了欧洲市场,并随着中国的对外开放来到了中国。目前德国的阀门生产企业有170多家,产值超过22亿欧元,其中出口率为50%左右。德国的阀门企业一直保持着中小型私营企业的特点,目前刚刚开始类似美国的企业并购,但还没有形成类似美国的大的跨国公司。

  德国的控制阀企业多数属于专业性很强的公司,在某一类产品的研究、设计制造方面都有自己的独到之处。SAMSON公司作为德国控制阀行业的领军者,销售额超过4亿欧元。从1909 年发明的波纹管开始,一直在控制阀领域保持技术和质量的领先。AUMA公司是世界上最大的专业生产控制阀用的电动执行器的企业之一,销售额在1.5亿欧元左右,其在电动执行机构上的技术领先使其保持着巨大的竞争优势。德国ARCA公司成立于1918年,经过长年的努力,已经发展成为了在控制阀研究和制造领域具有一定影响力的跨国集团。其在石化、电力行业都有不俗的影响力。

  日本作为世界第二的经济体,日本的阀门企业共有706家,但其中15家的产值占到了整个市场的70%。日本阀门市场的总产值约为6亿美元,控制阀是其出口的主要产品。作为中国的近邻,日本的控制阀企业早在20世纪60年代就来到中国。至今为止,日本的控制阀企业是目前国内合资企业的最大的合作外方。YAMATAKE、KOSO等几家日本最著名的控制阀生产商目前和国内的多家公司进行了合资,其产品由于价格适中,质量较好,迅速占领了国内的中低端市场。同样,在日本本国生产的控制阀在制造质量和技术上领先于合资企业,保持着在高端市场的竞争力。

  经过几十年的发展,目前国内生产阀门的厂家已经达到3000 多家,从事控制阀专业化生产的不足200家。除少数特殊阀门产品外,现有的产品品种和数量基本能够满足经济发展的需要,但各类阀门的可靠性和使用寿命等技术方面与国外的产品还有差距。国内多数的控制阀生产厂家在20世纪80年代先后从德国、美国和日本等国家引进技术,开始合资生产。例如,吴忠仪表厂和日本YAMATAKE的合作引进了CV3000技术,后来重庆川仪十一厂也引进同一技术,鞍山自控股份与德国IWK和日本KOSO的合作等。与此同时,大量的私营和民营企业加入到阀门行业中来,但他们目前的主要方向是通用阀门领域,集中以控制阀为主要产品的还很少。

  总体来说,国内生产的控制阀较多集中在技术含量低、使用寿命短、质量一般的水平,有相当一部分产品,特别是一些特殊性能产品,在产品结构上和产品质量上与国外高端产品相比存在较大差距,仍需进口。阀门产品每年进口约2亿美元,其中控制阀占了70%左右。主要包括电站用的高参数控制阀、减压阀和安全阀;石化、冶金用的高参数控制阀及金属密封蝶阀和球阀。随着我国经济的快速发展,我国政府在石油天然气、石化、电力、冶金钢铁、市政等领域的投资持续增长。在有效地推动了国民经济持续发展的同时,也为控制阀行业带来了前所未有的机会。目前,国际上知名的控制阀厂商都已经来到中国设厂或建立办事机构。

  中国控制阀生产企业众多,仍有企业新加入,但制造企业正走入瓶颈:众多企业在低端产品挣扎,产品大同小异,同质化严重,市场竞争激烈,压缩利润空间,使制造厂无多余的资金投入再研发。而高端市场为国外企业所垄断,国内企业供应了80%的产品只占控制阀总投资的20%,而国外企业却只供应了20%的产品却拿走了80%。国内大型控制阀企业虽已掌握苛刻工况阀门的制造技术,但现场应用却被设置了重重门槛,无法使产品获得应用和改进。而创新产品更是无人敢用被束之高阁或设计专利被国外企业买走的境地。

  预告:下周一(15日)我们将刊登控制阀技术现状及应用发展研究报告系列第二篇:控制阀行业发展趋势,敬请关注。如需了解更多精彩内容,如需了解更多信息,请参考仪控工程网控制阀大讨论专题返回搜狐,查看更多

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