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高爐煤氣調(diào)節(jié)閥優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用
發(fā)布于：2019/8/13 15:19:41 點(diǎn)擊量：201
通過對(duì)燃?xì)忮仩t四角的高爐煤氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)行解體及實(shí)際分析，并根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則，從根本上解決了生產(chǎn)實(shí)際問徹底根治四角調(diào)節(jié)閥卡澀小能實(shí)現(xiàn)在線調(diào)節(jié)問題，從而實(shí)現(xiàn)了閥門使用壽命的延長(zhǎng)，提高了設(shè)備的運(yùn)行可靠及安全性。
在鍋爐高爐煤氣控制系統(tǒng)中，作為終端控制煤氣介質(zhì)物勝參數(shù)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)閥對(duì)穩(wěn)定生產(chǎn)起著舉足輕重的作用。而且，據(jù)資料顯示，在實(shí)際使用過程中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)中有70%左右甚至更高的故障率來自于調(diào)節(jié)閥本身。因此，保證調(diào)節(jié)閥的正常運(yùn)行，確保調(diào)節(jié)系統(tǒng)順行是一個(gè)十分重要的問題。在宣鋼設(shè)備能源部的鍋爐煤氣蝶閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)際工作過程中，高爐煤氣調(diào)節(jié)閥卡澀是該部使用中出現(xiàn)最常見的故障，尤其是在夏天氣溫較高時(shí)頻頻出現(xiàn)。因此，利用拆卸下來的舊調(diào)節(jié)閥進(jìn)行徹底分解，進(jìn)行了對(duì)比分析，研究卡澀原因并采取相應(yīng)的解決措施。實(shí)際使用，取得了比較不錯(cuò)的效果。
1 調(diào)節(jié)閥優(yōu)化總體思路
通過對(duì)閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和本體進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作和卡澀的主要原因是閥門內(nèi)壁及密封處存在污垢結(jié)晶體。為徹底解決這一問題，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，通過改變調(diào)節(jié)閥的本體機(jī)構(gòu)和密封性，徹底解決調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)卡澀和動(dòng)作不到位的問題，消除設(shè)備隱患，確保鍋爐的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
調(diào)節(jié)閥的尺寸等原因，標(biāo)準(zhǔn)刀具無法加工，故需自制刀具進(jìn)行銑削加工。合金刀片，在刀桿的末端套絲M12，用M12的六方螺絲將合金刀片固定。閥體固定后，進(jìn)行密封環(huán)孔徑的找正，然后通過移動(dòng)萬能銑床的銑頭及改變合金刀片的氏短達(dá)到擴(kuò)大密封環(huán)孔徑的目的。
2 具體實(shí)施
調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)不動(dòng)作的主要原因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥在運(yùn)行中煤氣雜質(zhì)進(jìn)入密封環(huán)處，導(dǎo)致密封環(huán)內(nèi)部結(jié)疤、結(jié)晶、結(jié)垢，導(dǎo)致閥不動(dòng)作，使系統(tǒng)不能進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。所以要通過改變閥桿軸徑密封材質(zhì)與結(jié)構(gòu)增加閥的嚴(yán)密性，防比煤氣雜質(zhì)的進(jìn)入，調(diào)節(jié)閥拆卸完畢后，閥桿軸徑各組裝零部件如圖1所示:原銅套密封(Φ35×Φ43×L30)改為耐溫骨架油封(Φ35×Φ43×L30)和石墨密封環(huán)(Φ35×43.2×L8.5，4個(gè))組合密封，增加閥體的密封度，耐溫骨架密封材質(zhì)為耐高溫硅橡膠材質(zhì)，耐溫達(dá)到250℃，可確保調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)期有效地進(jìn)行密封使用。
2.1 調(diào)節(jié)閥門閥桿軸端密封改造
由于耐油骨架密封的外徑為Φ60 mm，而閥體原密封處的孔徑只有Φ43mm，無法安裝耐油骨架密封，為此我們首先對(duì)閥體密封環(huán)的孔徑進(jìn)行銑削加工。由于銑床現(xiàn)場(chǎng)和調(diào)節(jié)閥的尺寸等原因，標(biāo)準(zhǔn)刀具無法加工，故需自制刀具進(jìn)行銑削加工。合金刀片，在刀桿的末端套絲M 12，用M12的六方螺絲將合金刀片固定。閥體固定后，進(jìn)行密封環(huán)孔徑的找正，然后通過移動(dòng)萬能銑床的銑頭及改變合金刀片的氏短達(dá)到擴(kuò)大密封環(huán)孔徑的目的。
2.2 調(diào)節(jié)閥軸徑密封材質(zhì)的改進(jìn)
由于銅受熱產(chǎn)生變形，導(dǎo)致閥桿密封軸徑與閥桿之間間隙增大，加大了煤氣雜質(zhì)進(jìn)入量，從而導(dǎo)致閥結(jié)構(gòu)不動(dòng)作。我們采用耐溫骨架油封和石墨金屬壓制成“環(huán)形”密封圈代替銅套，石墨環(huán)形密封的尺寸為Φ35×43. 2×δ8. 5，共計(jì)用4個(gè)組成軟層疊式密封體，具有金屬硬密封、彈性密封和自潤(rùn)滑三大優(yōu)點(diǎn)，無論在低溫還是高溫情況下，均具有良好的密封性能。
2.3 閥板的加工改進(jìn)
因?yàn)殚y板起到調(diào)節(jié)和切斷流體的作用，是調(diào)節(jié)閥的主要截流元件，因此極易受到介質(zhì)的沖刷、腐蝕、顆粒的碰撞。調(diào)節(jié)閥閥板的結(jié)垢程度非常嚴(yán)重，也對(duì)調(diào)節(jié)閥不動(dòng)作造成一定的影響。在筆者所在廠的鍋爐運(yùn)行過程中，高爐煤氣調(diào)節(jié)閥只是起到調(diào)節(jié)的作用，而非切斷煤氣來源，故不需100%不漏氣。因此為降低閥板結(jié)垢程度(解體拆卸發(fā)現(xiàn)積垢厚度近1mm，清除困難)，我們對(duì)閥板外圓進(jìn)行車削加工，由原來的Φ395mm車削至392mm，減少了閥板與閥座之間的接觸面，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥在啟閉瞬間的摩擦扭力矩和滑動(dòng)接觸摩擦力的減小，降低閥板與閥座經(jīng)常擠壓造成調(diào)節(jié)閥密封面的疲勞皺折、磨損，延長(zhǎng)使用壽命。
2.4 調(diào)節(jié)閥的組裝
首先將兩個(gè)耐溫骨架密封鑲在調(diào)節(jié)閥閥體上己銑好的凹槽內(nèi)，并在上端放置壓緊防松墊片。然后安裝改進(jìn)后的石墨金屬密封環(huán)，在安裝時(shí)發(fā)現(xiàn)由于原來的軸承套為黃銅材質(zhì)，硬度比較高，安裝時(shí)不易變形，現(xiàn)在更換的石墨金屬軸承硬度低，易變形，加之與閥體的配合比較精密，如按照安裝銅軸承套的方法安裝很容易變形損壞。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)討論后自制安裝金屬石墨密封環(huán)工具，這樣可以使軸承在安裝過程中受力均勻，且石墨軸承內(nèi)壁也有了保護(hù)，不會(huì)出現(xiàn)安裝變形損壞。經(jīng)上述操作后把蝶閥主體上的軸承和密封裝置安裝完畢。
3 實(shí)施效果分析
閥門改造完成后，在斷電情況下，根據(jù)需要由手動(dòng)操作完成調(diào)節(jié)閥的開、關(guān)和調(diào)節(jié)功能。在通電后，輸入控制信號(hào)，控制執(zhí)行器按預(yù)定模式工作，調(diào)節(jié)閥運(yùn)行狀態(tài)良好，各系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)正常，未出現(xiàn)卡澀、動(dòng)作遲緩及不動(dòng)作情況。
4 結(jié)語
挖潛增效己成為鋼鐵行業(yè)的工作重點(diǎn)，該項(xiàng)目的實(shí)施可大大降低備件費(fèi)用，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。該項(xiàng)目實(shí)施后通過兩年的運(yùn)行實(shí)踐，尤其是經(jīng)過了整個(gè)夏天的考驗(yàn)，高爐煤氣調(diào)節(jié)閥沒有出現(xiàn)不動(dòng)作或動(dòng)作遲緩以及卡澀的現(xiàn)象，調(diào)節(jié)品質(zhì)大大改善。 (河鋼宣鋼公司設(shè)備能源部河北宣化 075100)
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