油氣工業(yè)對(duì)閥門市場(chǎng)和閥門技術(shù)的影響

一、 全球閥門市場(chǎng)

　　由于全球閥門市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，所以許多世界著名的閥門制造商關(guān)閉了他們?cè)诒泵?、歐洲和日本的工廠轉(zhuǎn)移到中國(guó)、印度、韓國(guó)和中歐，以降低閥門的制造成本，增加銷售利潤(rùn)。隨著中國(guó)開發(fā)和利用石油、天然氣力度的加大，中國(guó)閥門市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)，這使得大多數(shù)閥門廠商看重在中國(guó)建廠。于是，出現(xiàn)了國(guó)外閥門企業(yè)在中國(guó)建廠的熱潮，有的企業(yè)甚至在中國(guó)建有多個(gè)工廠，以縮短運(yùn)輸距離和交貨期。

　　2004 年，美國(guó)閥門協(xié)會(huì)公布美國(guó)國(guó)內(nèi)閥門市場(chǎng)份額達(dá)到 31.8 億美元；另?yè)?jù)中國(guó)通用機(jī)械協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，中國(guó)閥門市場(chǎng)突破 200 億元人民幣，到 2010 年，中國(guó)國(guó)內(nèi)閥門需求將達(dá)到 345 億元人民幣。全球市場(chǎng)各類閥門的銷售額在 400 億美元左右。中國(guó)統(tǒng)計(jì)的閥門制造商有 2000 多家，加上其他發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的 1400 多家閥門制造商，占有全球 80 ％的市場(chǎng)份額；另外的 10 多家閥門聯(lián)合公司占有全球 20 ％的市場(chǎng)份額。

　　閥門的種類很多，用途也很廣泛，石油、天然氣工業(yè)一直是閥門市場(chǎng)的較大采購(gòu)商。石油（包括煉油）、天然氣領(lǐng)域用量較大，占總用量的 37.4% ；能源領(lǐng)域的閥門用量為 21.3% ；第三位的是化學(xué)工業(yè)，為 11.5 ％；接著的是水處理和污水處理領(lǐng)域， 11.4 ％。

二、 閥門主要市場(chǎng)的發(fā)展

　　1．油、氣工業(yè)

　　在北美和一些發(fā)達(dá)國(guó)家，有很多的擬建、擴(kuò)建石油項(xiàng)目，另外，由于人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)境保護(hù)，國(guó)家建立了環(huán)保法規(guī)，所以多年前建立的煉油廠必須重新改造，因此在今后的幾年里，投入石油開發(fā)和煉制的資金還將保持增長(zhǎng)勢(shì)頭。中國(guó)石油和天然氣長(zhǎng)輸管線的建設(shè)以及未來(lái)俄羅斯長(zhǎng)輸管線的建設(shè)將直接推動(dòng)石油工業(yè)閥門市場(chǎng)的增長(zhǎng)。根據(jù)石油、天然氣開發(fā)和輸送閥門市場(chǎng)的長(zhǎng)線發(fā)展?fàn)顩r，預(yù)測(cè)石油、天然氣開發(fā)和輸送對(duì)閥門的需求量將從 2002 年的 82 億美元增長(zhǎng)到 2005 年的 140 億美元。

　　2. 能源工業(yè)

　　 長(zhǎng)期以來(lái)，能源工業(yè)對(duì)閥門的需求一直保持著堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定的增長(zhǎng)率。全世界建設(shè)的熱電站和核電站的發(fā)電總量為 2679030MW ，美國(guó)的發(fā)電量為 743391MW ，世界其他國(guó)家新增的電站項(xiàng)目發(fā)電量為 780 000MW ，今后幾年將增加 40 ％。歐洲、南美洲、亞洲，尤其中國(guó)的能源市場(chǎng)將成為閥門市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。從 2002 年到 2005 年，能源市場(chǎng)對(duì)閥門產(chǎn)品的需求將從 52 億美元上升到 69 億美元，年平均增長(zhǎng) 9.3% 。

　　3. 化學(xué)工業(yè)

　　化學(xué)工業(yè)以超過(guò) 1.5 萬(wàn)億美元的產(chǎn)值排在工業(yè)之首，也是閥門較大的需求市場(chǎng)之一?；瘜W(xué)工業(yè)多需要設(shè)計(jì)成熟，加工質(zhì)量高，工業(yè)稀有材料閥門。近些年來(lái)，化工市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得異常激烈，許多化工廠家不得不削減成本支出，不過(guò)，在 2003 ～ 2004 年度，化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)值和利潤(rùn)成倍增長(zhǎng)，對(duì)閥門產(chǎn)品的需求迎來(lái) 30 年來(lái)的新高峰，如圖 4 所示， 2005 年以后，化學(xué)工業(yè)對(duì)閥門產(chǎn)品需求量將以每年 5 ％的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

三、油、氣工業(yè)對(duì)閥門技術(shù)的影響

　　雖然百年來(lái)石油、天然氣開發(fā)和輸送所涉及的閥門產(chǎn)品范圍基本上沒什么變化，但閥門制造商一直不斷地更新閥門技術(shù)，積極應(yīng)對(duì)石油、天然氣工業(yè)市場(chǎng)的變化。如果要在市場(chǎng)上保持領(lǐng)先或不被落下，閥門制造商則要不斷更新閥門的設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、銷售的技術(shù)和過(guò)程。事實(shí)是石油公司對(duì)閥門廠商的要求越來(lái)越多：在提供合理價(jià)格的基礎(chǔ)上，先進(jìn)的閥門廠商必須擅長(zhǎng)解決石油公司面對(duì)的問(wèn)題，在工作環(huán)境更惡劣，環(huán)保要求更嚴(yán)格的情況下，延展閥門產(chǎn)品的性能，提供更多的服務(wù)能力。

　?。?）金屬密封

世界市場(chǎng)對(duì)石油、天然氣需求量迅猛增長(zhǎng)，開發(fā)原油的足跡也踏遍了地球每一個(gè)角落，原油的提取對(duì)設(shè)備提出了新要求。例如，超深井技術(shù)對(duì)設(shè)備提出了超低溫和超高壓的挑戰(zhàn)。超重質(zhì)原油的提取是贏利的可選項(xiàng)目，尤其在原油每桶達(dá)到 30 美元時(shí)?，F(xiàn)在高濃度的瀝青烯以及其他的雜質(zhì)對(duì)原油的輸送和加工造成了困難。通常輸油管道上用的軟密封球閥則不能適應(yīng)工況的要求了，這要求閥門廠商開發(fā)金屬密封球閥，并能適應(yīng)溫度、壓力的變化，甚至在輸送固體介質(zhì)（氫氧化物、焦炭等）時(shí)也要保證絕對(duì)密封。而金屬密封技術(shù)得益于表面噴涂技術(shù)的發(fā)展。閥門廠商們希望使用這一技術(shù)保持市場(chǎng)的領(lǐng)先地位，并把噴涂技術(shù)列入發(fā)展戰(zhàn)略，他們和研究所、大學(xué)合作，希望開發(fā)出下一代“超硬" 涂層。

　?。?）防"爆炸減壓"

2002 年，美國(guó)石油學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) API 6D 規(guī)定：設(shè)計(jì)壓力高于 ASME Class 600 等級(jí)的閥門產(chǎn)品必須設(shè)計(jì)防"爆炸減壓"。爆炸減壓指閥門內(nèi)的壓力迅速下降時(shí)，由于高壓作用滲透在密封中的 CO 2 因壓力降低迅速膨脹，在閥門關(guān)閉過(guò)程中造成密封爆皮和斷裂，從而導(dǎo)致閥門失效的現(xiàn)象。一家石油公司在深海平臺(tái)上排在頭一位的次發(fā)現(xiàn)閥門爆炸減壓現(xiàn)象，閥門失效后該公司不得不停止作業(yè)數(shù)周更換閥門，結(jié)果損失慘重。從此以后，石油公司要求閥門廠商提供的高壓閥門必須帶有防"爆炸減壓"配置。很快，閥門廠商迅速做出反應(yīng)，開發(fā)了防"爆炸減壓"密封和防"爆炸減壓"閥門以應(yīng)對(duì)苛刻的環(huán)境要求。

　　（3）含硫原油的腐蝕

走高的原油價(jià)格使得煉油公司把目光放在了含硫原油上，投資開發(fā)含硫原油市場(chǎng)利潤(rùn)豐厚，在長(zhǎng)期供貨合同中也有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。但是含硫原油中含有 H2S 等腐蝕介質(zhì)，對(duì)設(shè)備的耐腐蝕性提出了新挑戰(zhàn)。閥門制造商可以提供 ISO15156 規(guī)定許可的材料，也可提供試驗(yàn)（按 ISO15156 規(guī)定）數(shù)據(jù)以證明閥門材料的耐腐蝕性和長(zhǎng)壽命，較終用戶便把這些閥門制造商列入耐腐蝕閥門供貨商名單。

　　（4）飛逸性排放

ISO15848 規(guī)定了對(duì)閥門飛逸性排放設(shè)計(jì)的要求，制造商重新設(shè)計(jì)了普通閥門和特殊閥門的填料、密封排列以適應(yīng)更新的標(biāo)準(zhǔn)。但是新標(biāo)準(zhǔn)太籠統(tǒng)，要求太嚴(yán)格，所以還有很多石油企業(yè)制定了自己的排放標(biāo)準(zhǔn)，例如許多北美公司都參照 API 622 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。閥門飛逸性排放標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善需要閥門制造商、用戶、標(biāo)準(zhǔn)制訂者三方相互合作，相互借鑒經(jīng)驗(yàn)，三方共同解決。

　?。?）提前磨損和設(shè)備疲勞

為追求經(jīng)濟(jì)利益，許多煉油企業(yè)都超負(fù)荷運(yùn)行。其結(jié)果是沒完沒了地增容生產(chǎn)設(shè)備和改造系統(tǒng)。企業(yè)對(duì)設(shè)備的期望超出了設(shè)計(jì)的初衷，這就要求閥門制造商未雨綢繆，主動(dòng)參與用戶的諸項(xiàng)工作，避免生產(chǎn)過(guò)程不合理設(shè)計(jì)對(duì)閥門可靠性、壽命和安全的不良影響。比如，應(yīng)用在熱力循環(huán)系統(tǒng)中的閥門容易造成零件熱疲勞，擁有工業(yè)流程經(jīng)驗(yàn)的閥門制造者會(huì)合理安排閥門，減小問(wèn)題發(fā)生的可能性。

　?。?）預(yù)防性維護(hù)

石油企業(yè)為了確保生產(chǎn)，要求安排設(shè)備維護(hù)周期。隨著閥門測(cè)試系統(tǒng)，電子硬件、軟件的發(fā)展，閥門的預(yù)防性維護(hù)已經(jīng)由一個(gè)智能化的概念變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。一小部分精通自動(dòng)化控制的閥門制造商提供數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，量化閥門操作過(guò)程，提供閥門預(yù)防性維護(hù)時(shí)間。

　　（7）自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

煉油過(guò)程自動(dòng)化是大勢(shì)所趨，這中間的控制技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。閥門制造商在閥門上安裝自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以達(dá)到自動(dòng)控制生產(chǎn)的要求。自動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)得到極大發(fā)展。另一方面，生產(chǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的廠商也向用戶提供安裝著執(zhí)行機(jī)構(gòu)的閥門產(chǎn)品。于是，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門一體化的趨勢(shì)對(duì)單一的生產(chǎn)商形成了挑戰(zhàn)，畢竟用戶希望找一家企業(yè)解決問(wèn)題更容易，避免發(fā)生扯皮現(xiàn)象。

　?。?）管線球閥

天然氣運(yùn)輸管道工程對(duì)管線球閥來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常龐大而有潛力的市場(chǎng)。對(duì)長(zhǎng)輸管線的監(jiān)測(cè)非常重要。有的公司開發(fā)了智能裝置，用戶可用來(lái)對(duì)管線進(jìn)行探測(cè)。比如" smart pig "技術(shù)。這種機(jī)器人可以探測(cè)出管壁厚度，甚至腐蝕點(diǎn)。但是探測(cè)裝置對(duì)管線有通徑的要求，所以通徑球閥成為了長(zhǎng)輸管線公司的首選產(chǎn)品。另一方面，長(zhǎng)輸管線要求閥門的壁厚盡量薄，閥門材料具有很高的屈服韌性、耐腐蝕性，以適應(yīng)管線伸縮、轉(zhuǎn)向、地區(qū)環(huán)境變化的要求。較重要的一點(diǎn)是，長(zhǎng)輸管線的管理者要求購(gòu)買的閥門壽命一定要長(zhǎng)于管線本身的壽命。

四、油、氣工業(yè)市場(chǎng)新趨勢(shì)

　　 經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)節(jié)作用使石油公司更注重開發(fā)超重質(zhì)原油，超重質(zhì)原油的煉制流程研究也有 10 多年，在這個(gè)流程中，延遲焦化裝置和油脂精煉裝置得以極大發(fā)展，這些領(lǐng)域成為了帶動(dòng)閥門市場(chǎng)增長(zhǎng)和閥門技術(shù)進(jìn)步強(qiáng)大的推動(dòng)力量。閥門制造商一直致力于解決這些裝置中溫度、壓力、惡劣的煉焦環(huán)境對(duì)閥門提出的新問(wèn)題，并取得了可喜的成績(jī)。雖然在這個(gè)領(lǐng)域中原來(lái)的委內(nèi)瑞拉、墨西哥、加拿大和印度等國(guó)的閥門購(gòu)買市場(chǎng)有所下降，但中國(guó)和巴西的閥門市場(chǎng)在過(guò)去 4 年里呈現(xiàn)了迅猛的增長(zhǎng)勢(shì)頭。未來(lái)的幾年里，中國(guó)、加拿大和俄羅斯的閥門市場(chǎng)將令閥門公司有所期待。

　　世界各國(guó)環(huán)保意識(shí)逐年增強(qiáng)，煉油過(guò)程中要加強(qiáng)對(duì)環(huán)境污染的控制是大勢(shì)所趨。例如美國(guó)環(huán)保署對(duì)加氫處理裝置的運(yùn)行條件有更嚴(yán)格規(guī)定。在這些裝置中，新要求對(duì)現(xiàn)有的壓力釋放閥技術(shù)提出了挑戰(zhàn)：在巨大的壓力降中如何保持閥門緊密關(guān)閉。事實(shí)上，只有很少的幾家閥門公司可以提供這類閥門產(chǎn)品滿足苛刻工況的要求。

　　LNG 液化廠和液化站，以及 GTL 燃?xì)忭?xiàng)目需要大量的低溫閥，這一市場(chǎng)前景廣闊，對(duì)閥門制造商來(lái)說(shuō)是一片富饒的沃土。

另外，未來(lái)幾年里，氫化裂解裝置、流化床催化裂化裝置、混合燃料裝置、延遲焦化裝置等對(duì)閥門市場(chǎng)和閥門技術(shù)有新的要求。雖然這些處理系統(tǒng)已經(jīng)存在了很多年，但較終用戶要求設(shè)備擁有長(zhǎng)的壽命，而且要求閥門制造商的產(chǎn)品符合更高的標(biāo)準(zhǔn)。

　　在市場(chǎng)和技術(shù)雙重的挑戰(zhàn)中，先進(jìn)的閥門制造商總是以積極的態(tài)度面對(duì)閥門標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)規(guī)則的變化。他們主動(dòng)參與其中，加強(qiáng)與各標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)和閥門協(xié)會(huì)的合作，共享信息。歸根結(jié)底，不論市場(chǎng)如何變化，具有優(yōu)勢(shì)的總是那些善于解決用戶問(wèn)題的閥門制造商，而這一優(yōu)勢(shì)則來(lái)自與用戶在閥門工況現(xiàn)場(chǎng)的合作。這些閥門制造商鼓勵(lì)閥門設(shè)計(jì)工程人員與較終用戶相互交流，要求設(shè)計(jì)工程師親到現(xiàn)場(chǎng)了解閥門工作環(huán)境。樂于創(chuàng)新的閥門公司知道，閥門技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)利潤(rùn)都來(lái)自客戶現(xiàn)場(chǎng)的工作。

　　未來(lái)幾年，世界上大的石油公司將繼續(xù)修改、補(bǔ)充他們選擇閥門質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)彌補(bǔ)飛逸性排放、防火安全性、便于維護(hù)等方面出現(xiàn)的問(wèn)題。閥門制造商欣喜于閥門需求量持續(xù)增長(zhǎng)，新技術(shù)帶來(lái)的銷售增長(zhǎng)，而又不得不面對(duì)"一次付清貨款"方式對(duì)閥門產(chǎn)品利潤(rùn)的殘酷打壓。油、氣工業(yè)閥門市場(chǎng)的這種矛盾使得閥門制造商必須在維持市場(chǎng)份額的同時(shí)，致力于閥門技術(shù)革新工作。