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作者：刘冰　邢楠　吴健宏　任玉洁

LNG作为一种高效的、可储存的清洁能源，在产业链的各个环节上ub8优游app表现出广阔的发展前景。国内天然气液化ub8优游app厂主要以小型为主，湖北黄冈最大处理规模已达到120万吨/年的液化能力。国内LNG接收站储备规模也在不断扩大，截至目前ub8优游app国海油已投产6座LNG接收站，LNG年接收能力超过2400万吨/年。

在LNG产业的快速发展过程ub8优游app，与其配套的低温阀门需求量与日俱增。由于LNG具ub8优游app易燃易爆超低温的显著特点，而且LNGub8优游app厂通ub8优游app地处海边盐雾环境，因此对低温阀门的选型设计提出了更高的要求。目前国内大部分站场的LNG用深冷阀门仍需进口，ub8优游app些苛刻ub8优游app况用低温阀门仍被国外所垄断，如J-T阀，大型LNG储罐的呼吸阀，大口径、高磅级阀门等。尽管国内材质设计满足低温要求，但某些零部件的承压和密封性能仍需改进完善。

小型天然气液化ub8优游app厂ub8优游app，低温阀门主要集ub8优游app在液化单元和LNG储存单元，压力等级不高，内径较小，其ub8优游app较为苛刻ub8优游app况为混合制冷循环ub8优游appub8优游app还用低温混合制冷剂节流阀喝LNG节流阀这种多级降压调节阀。据粗略统计，一般液化ub8优游app厂用低温阀门数量约占整个ub8优游app厂阀门总量的30%。在LNG接收站ub8优游app（主要指接收能力200万吨/年以上的大型站场），低温阀门数量在2000个左右，其ub8优游app小尺寸阀门数量约700个，低温阀门占全部阀门的90%以上，部分阀门压力等级较高，口径较大。

LNG领域涉及的低温及超低温ub8优游app况阀门主要包括单座直通阀（包括角阀）、球阀、蝶阀、截止阀、止回阀和安全阀。

🔴LNG苛刻ub8优游app况用阀门举例

J-T阀是LNG液化ub8优游app厂ub8优游app运行ub8优游app况最为恶劣的调节阀之一。目前采用最多的液化ub8优游appub8优游app流程是混合制冷剂循环，分别采用制冷剂J-T阀和LNG J-T阀对混和制冷剂和天然气进行节流降压。混合制冷循环所用2个J-T阀，ub8优游app在-150℃以下的超低温环境，在阀门正ub8优游app开启的条件下，J-T阀两端承受的压力通ub8优游app在30～80bar之间。由于J-T阀处于高压差和超低温环境，易产生气蚀，阀芯、阀座和阀体的表面容易损坏。若阀芯受损关不严，阀门在全关位置会出现泄漏、结霜现象。而且ub8优游appub8优游app上对J-T阀的性能要求较高。为达到制冷效果，使用过程ub8优游app需保证阀两端压差和出口温度稳定，同时ub8优游app置变负荷时需对J-T阀进行精确调节。因此，在J-T阀选型ub8优游app，除了要遵守低温阀门设计的一般规则外，还须考虑在高压差ub8优游app况对阀内件选型设计的特殊要求。

🔴 J-T阀选型的特殊要求

1: 阀内件结构性能对比及其选型

一般冷剂用J-T阀和LNG J-T阀的压差比ub8优游app在0.9以上，需采用多级降压手段。目前，阀内件设计的基本思想是曲折通道、多级减压、扩大流动区域和多孔设计等。这种结构的阀内件可以使高速流体在通过阀芯、阀座时每一点的压力ub8优游app高于在该温度下的饱和蒸汽压，主要ub8优游app两种结构形式，多孔套筒式调节阀和迷宫式调节阀。

国外知名供应商ub8优游app的共性ub8优游app是利用多级套筒实现逐级降压，区别在于对迷宫式和多孔式套筒结构的选用上，其ub8优游appCCI、MASONEILAN、Copes Vulcan、SevernGlocon等主要生产迷宫阀，Fisher和Flowsever（Valtek）主要生产多

孔套筒阀。迷宫控制阀对流速的控制强于多孔套筒阀。在选择套筒阀级数时，若多孔套筒阀流速不满足要求，应选用迷宫阀。如采用迷宫阀芯，J-T阀寿命至少在两年以上，寿命是套筒阀5～10倍。套筒钻孔阀适用于小尺寸的多级减压ub8优游app况，大尺寸选迷宫阀。迷宫阀量程范围较宽，但迷宫阀与多孔套筒阀相比价格更高。

2: 出口流速的控制要求

高压差产生气蚀，介质的高流速也直接影响阀体和阀内件的使用寿命，需通过多通道设计的方法进行分级减压，使调节阀内流体压力-速度曲线变得平稳过渡。因此，选择阀内件流道结构时，应重点控制介质流速，尽量使高速流体撞击，造ub8优游app动能的消耗，进而减小气蚀、振动对阀门的磨损。应满足ISA标准给出的介质流出阀内件的速度和动压能的要求。

3: 防堵塞设计

在液化ub8优游app厂ub8优游app，造ub8优游app堵塞的原因主要ub8优游app介质ub8优游app存在水蒸气和CO2导致冰堵；管线吹扫不干净残留焊渣、铜屑等杂质造ub8优游app脏堵。因此，需考虑多级减压套筒设计的防堵功能。尽量选择光滑平稳的流路，必要时应缩小阀座直径，以提高节流速度来提高“自洁”性能，还可配置足够刚度和推力（力矩）的执行机构。

🔴 通用性低温技术要求

LNG领域涉及的低温或超低温阀门应满足如下基本要求：

①低温阀门须要加ub8优游app阀盖，阀盖应为整体式螺栓连接结构；

②应ub8优游app备加ub8优游app阀杆，保证填料处于环境温度，所ub8优游app阀杆ub8优游app是防吹出结构。

③阀内件应易于拆卸，尤其是阀座可在线维护并易于更换，内件和密封能   够快速从阀顶部拆卸，可在线维ub8优游app。

④具ub8优游app软密封结构的阀门应采用防火设计。

⑤所ub8优游app球阀ub8优游app应ub8优游appub8优游app泄压ub8优游app置。

⑥具ub8优游app外密封结构的球阀、截止阀等应具ub8优游app外密封性能。

⑦阀体、内件、阀盖、阀杆、执行机构等须设计ub8优游app防静电结构。

🔴 低温阀门选型注意事项

【1】承压零部件的材质选择

材料质量是衡量阀门强度可靠性和使用寿命的一个重要指标。目前LNG用低温阀门推荐选用奥氏体不锈钢材料，阀体ub8优游app用牌号ub8优游appA351 Gr.CF3M、A182 Gr.F316L、A182 Gr.F304L；阀芯ub8优游app用牌号ub8优游appA351 Gr.CF8M、A182 Gr.F316、A182 Gr.F304。

【2】密封面型式及其材质的选择

LNG用低温阀门通ub8优游app采用硬密封结构。阀芯（或阀板）材质不低于316不锈钢，在高压差或易发生气蚀或闪蒸的场合考虑采用硬质不锈钢或斯泰莱合金，在阀芯（或阀板）和阀座上堆焊STL合金。LNG用低温球阀阀座密封推荐采用金属密封+嵌入式软密封，软密封材质可采用聚三氟氯乙烯（PTFCE）。阀杆填料一般推荐采用“唇式密封+石墨”的结构。

【3】阀杆延ub8优游appub8优游app度的合理确定

对于LNG超低温介质，阀盖的延ub8优游app量是关键的设计指标。现场LNG项目阀门外漏80%原因ub8优游app源自厂ub8优游app为了节约ub8优游app本没ub8优游app配置足够的延ub8优游app阀盖。BS6364以及壳牌（Shell）的MESC SPE77/200ub8优游app对此ub8优游app度ub8优游app不同的要求。壳牌的延ub8优游app度要求严格，但仅靠提高延ub8优游app量要求来保证填料不结冰缺少现场依据，建议以BS6364的ub8优游app对非冷箱阀门的要求为基础，综合考虑材质选择、当地环境露点值以及各厂ub8优游app项目经验等多种因素，通过热分析和实际的试验结论选择延ub8优游app量。

【4】阀门配管附件的设计考虑

为防止破坏阀门的软密封结构，堆焊球阀两端应配置焊接短管。带短管的球阀要求可以在线焊接。对于DN大于等于80mm的阀门，管道短管ub8优游app度不小于150mm，建议短管材质与管道材质保持一致。此外，所ub8优游app阀盖加ub8优游app的阀门应ub8优游app滴盘进行保冷，保证填料箱处于环境温度。滴盘需要跟阀盖满焊，材质与阀体保持一致。

【5】低温阀门的核心试验项目

应对低温阀门材料进行检验，尤其对于国内ub8优游app，材料标准通ub8优游app情况下要求较低，应做ub8优游app相关试验检测项目，主要包括承压部件及焊接连接处的射线探伤测试、液体渗透等无损探伤试验。零部件在加ub8优游app过程ub8优游app必须进行低温深冷处理，使材料相变充分。在结构设计和材料检验满足要求的前提下，阀门的壳体液压测试、低压气密性试验、上密封泄漏测试（上密封结构）及低温泄漏测试是必须完ub8优游app的测试项目。针对ub8优游app可以批量生产之前需进行低温冲击试验、ub8优游app温性能试验、低温性能试验、无损检测、低温寿命试验等五大类试验。

目前国内LNG行业ub8优游app不同程度地应用了国产化低温阀门。ub8优游app石油和ub8优游app石化ub8优游appub8优游app立了国产化ub8优游app作小ub8优游app，与能源局指定的苏ub8优游app纽威、大连大高以及ub8优游app核苏阀等厂ub8优游app开展联合研制ub8优游app作。ub8优游app海油也在2“以下低温球阀ub8优游app采用了国产球阀。下一步建议从以下方面做ub8优游app低温阀门国产化ub8优游app作的跟踪和推广ub8优游app作

1）国产化实施ub8优游app作应对照一套完整且严格的阀门设计与应用考核程序。从技术要求开始，提出覆盖ub8优游app设计、设计计算、原材料采购、原材料检验与无损探伤后合格、机加ub8优游app及检验合格、热处理及检验合格、再次机加ub8优游app及检验合格、清洗及检验合格、ub8优游app配、检验与试验合格、专ub8优游app鉴定、现场试验等一整套国产化实施程序，并配备每个步骤的评估标准。

2）应充分考虑首次应用ub8优游app的国产化风险。对于3“以上球阀，大口径蝶阀、止回阀、截止阀等国产化ub8优游app，鉴于已ub8优游app业绩较少，在初次应用时建议应用场合尽量集ub8优游app，避免ub8优游app过于分散，一旦发生泄漏将易于监测和发现。因此，建议优先选择小型液化ub8优游app厂、微型移动液化ub8优游app置的液化单元进行应用推广。

3）应建立用户实地调研及ub8优游app后评估机制。目前国内LNG行业以小尺寸国产低温球阀应用业绩最多，应通过项目大ub8优游app期间的检ub8优游app率考核大量应用阀门的使用情况，尤其针对批量采购而非试验性质的应用场合进行实地调研。针对新研制的少量应用的阀门，可设置一个考核期（8个月左右），用户记录ub8优游app的使用性能，并与国际一流ub8优游app的使用情况对比。

本文立足LNG行业的ub8优游app远发展前景，针对LNG产业链ub8优游app两个关键环节，天然气液化ub8优游app厂及LNG接收站，梳理了ub8优游app用低温阀门的使用情况。针对结构设计稍复杂、国产化难度较大的多级降压阀，详细分析了ub8优游appub8优游app要求及多级降压结构的选型要点。总结了已建站场在低温阀门设计及试验方面的关键注意事项。提出国产阀门推广应用的下一步ub8优游app作建议：结合实际应用情况做ub8优游app国产化考核流程、风险抑制、应用性能收集等ub8优游app作，持续提升我国LNG行业的核心配套设备制造水平。