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航天科技六院北京11所研制世界最大口径裂解气阀侧记
来源:中国航天报     日期:2023年11月15日    字体:【】【】【

天津南港,世界最大口径60英寸裂解气阀的热态试验现场。天空湛蓝,白云朵朵,宽阔的试验场上矗立着威武高大的裂解气阀门。它高20米,总重量近48吨,高度和后面的工厂烟囱齐平,像一个威风凛凛的将军。

“100摄氏度、200摄氏度、260摄氏度,阀门加热完毕!”

“蒸汽准备完毕!”

“试验开始!”

滴答、滴答、滴答……时间一点一点过去。

现场所有人屏息凝神,中国航天科技集团有限公司六院北京11所特种阀事业部总工程师丁英仁的鬓角渗出汗水。

浓浓的水蒸气从阀门中喷薄而出,大阀门带动小阀门灵活流畅运转,仿佛两个孩童快乐地荡着秋千。

“密封合格,开关到位,动作灵活,切换正常,试验圆满成功。”现场沸腾,掌声雷动……

60英寸超大口径裂解气阀将应用于天津南港乙烯项目,是首台20万吨单炉膛工艺乙烯裂解炉的关键设备,其性能直接影响着乙烯裂解生产的安全。热态试验如期顺利完成,为阀门一次投用成功提供了可靠保证。

听到试验成功的消息播报,紧盯着阀门的丁英仁脸上稍稍露出了一丝微笑,他平复了一下心情,思绪飘向了两年前。

他和团队心中的宝贝

两年前,丁英仁和团队所做的最大裂解气阀口径是48英寸,且数量仅有6台。而国际上实际投入应用的最大口径裂解气阀也是48英寸,各方都在暗中“较量”。

“做56英寸还是60英寸?56英寸风险小,但要牺牲性能;60英寸性能好,风险又太大。”“让国内厂家做还是用进口产品?”这都是令项目总体中石化总部和天津石化举棋不定、反复纠结的问题。

“60英寸的,我们能做,一定能够实现国产化!”丁英仁的话落地有声。

前所未有!团队的这个决定让中石化总部、天津石化大吃一惊:“那你们就尽快拿出方案,证明自己。”

“从0到1”的突破竟是这样难

说干就干!

北京11所特种阀事业部办公室灯火通明。

一步、两步、三步……

从事阀门行业30多年的丁英仁从未像今天这般焦虑。

60英寸阀门流通能力是48英寸阀门的1.6倍,体积和重量增大,成本增加,技术和制造难度也大幅提高。即便有设计制造48英寸阀门的经验,也有所里的大力支持,但困难仍然不容小觑。全新的挑战,没有资料可以参考,没有案例可以查阅,全部靠自己摸索。

他们已经奋战了3个月,拿出了几版方案,但还是达不到标准。

忽然,丁英仁的眼神亮了起来,并在稿纸上快速写下了什么。

当他兴冲冲地拿着满是划痕、皱巴巴的一张设计草图来到隔壁办公室时,同样顶着黑眼圈的团队成员郭玉生、晁继阳、郭金、张博文齐刷刷地把目光投向了他。

丁英仁激动地说:“要在不增加重量的前提下提高抗载荷能力,我们可以采用拓扑优化方法,优化阀体。”

郭玉生首先开口:“这个建议可以,我们可以借助有限元分析,进行优化迭代。”

丁英仁接着说:“一体式碟簧造成阀体过度膨胀,重量降不下去,我们改用分布式碟簧设计。”

丁英仁又说:“要保证阀门的寿命,因为一旦投入使用,五六年后才能检修。”

晁继阳也说话了:“阀门开启的瞬间,介质流速很高,要避免直接冲刷的影响,或许可以采用迷宫式整流罩。”

思路打开,气氛活跃了起来。

“我们先要计算一下能减多少重量,冲刷量也要算一下。”

大家分头行动,利用各种软件分析起来。

“阀门重量从54吨降到40多吨,这么多!”

“冲刷量降低90%,这能大大提高产品的使用寿命啊!”

丁英仁兴奋地说:“咱这就行动,再出一版新的方案!”

月亮隐去了光辉,太阳的触角爬上半空,将大楼笼罩着,最终绽放出耀眼光芒。

成了!丁英仁和团队拿出了一版改良后的设计方案。

世界最大口径、轻量化设计、低冲刷率、长寿命、高可靠性的裂解气阀门设计方案横空出世!

这个设计方案让中石化总部、天津石化客户眼前一亮,也让他们为中国设计、中国制造竖起了大拇指。

精确到转弯度数的转场

经历了“十月怀胎”,团队成功制造出了60英寸裂解气阀。阀门正式投入使用之前的最后一步就是热态试验了。

热态试验要从霸州车间转场到天津南港。这对于60英寸裂解气阀这个大家伙来说可是不容易。

逢山开路,遇水搭桥。团队理出了详细路线,派人提前踩点,一路上勘测了涵洞、桥梁,还计算了车辆转弯的度数,确保阀门转运“万万无一失”。

运输阀门的过程中,大家也是小心翼翼,一个半小时的路程,他们走了12个小时,生怕磕着、碰着大家的“大宝贝”。

阀门到达现场后,两辆200吨吊车同时作业,历时6个多小时才完成了阀门吊装工作。

经历了转场、加热等考验,60英寸超大口径裂解气阀终于矗立在南港,顺利通过了热态试验,即将在乙烯行业投入使用,让航天科技创造美好生活的追求再次成为现实。

(齐南南)

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