殼牌煤氣化裝置飛灰儲罐鎖斗閥技術(shù)改造

　　分析了飛灰鎖斗控制閥出現(xiàn)故障的原因;提出了消除閥座加工誤差、修復(fù)氣缸力矩傳遞軸、增加閥座防塵裝置的技改方案;結(jié)果表明，改進后閥門使用周期從原來的幾天延長到幾個月有以上。

　　河南煤化集團中原大化公司煤氣化裝置采用荷蘭殼牌粉煤加壓氣化技術(shù)，生產(chǎn)甲醇50萬t/a。該項目于2008年5月建成投產(chǎn)并順利生產(chǎn)出合格甲醇產(chǎn)品。鎖斗控制閥是煤化工氣化裝置飛灰氣提冷卻罐到中間飛灰儲罐下灰鎖斗控制閥。該閥為氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu)的硬密封切斷球閥，由西班牙進口，價格十分昂貴。由于該閥門在使用過程中經(jīng)�？ㄈ�，無法啟動或關(guān)閉，曾經(jīng)幾次返回國外廠家進行檢修，但始終無法解決問題，閥門故障依然頻發(fā)，嚴重制約了正常生產(chǎn)。我公司技術(shù)人員連同真空技術(shù)網(wǎng)(http://genius-power.com/)的技術(shù)人員通過對故障原因的分析，對鎖斗閥結(jié)構(gòu)進行了改造，解決了困撓煤化工裝置生產(chǎn)的瓶頸問題。以下簡要介紹。

1、鎖斗控制閥門概況

1.1、工藝參數(shù)

　　閥門類型為開關(guān)球閥，采用氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)，雙作用形式。介質(zhì)為煤灰，壓力為0.8MPa，溫度為70℃，閥體材質(zhì)為WCB，閥門口徑為DN200mm。

1.2、存在問題

　　鎖斗閥自2008年5月開車以來，經(jīng)�？ㄈ�，無法正常使用。每當(dāng)出現(xiàn)卡塞時，對閥門解體檢查，清理灰塵后又恢復(fù)使用，但設(shè)備開車運行后隨即又出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象。由于出現(xiàn)故障時無法下灰，往往會導(dǎo)致氣化爐因負荷過低而被迫停車，從而引起整個系統(tǒng)停車。

1.3、故障原因

　　(1)氣動球閥的工作原理是氣缸通過傳動轉(zhuǎn)軸帶動閥桿轉(zhuǎn)動，從而帶動閥球繞閥球中心線作90°旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)閥門的開啟或關(guān)閉的目的。對于開關(guān)球閥來說，閥球與閥座的加工精度是很關(guān)鍵的問題。經(jīng)過測量及計算，出現(xiàn)故障的閥球的加工誤差竟達到+2.4mm，這樣就無法保證閥球在工作時準(zhǔn)確的中心位置。由于閥球的加工誤差造成了閥門開啟或關(guān)閉時的附加力矩，使閥門操作扭矩成倍增加，無法保證閥門良好的操作性能，造成閥門無法正常工作。

　　(2)該閥門執(zhí)行機構(gòu)與閥球靠力矩傳遞軸連接，閥球下端靠定位軸定位，檢查后發(fā)現(xiàn)傳遞軸與氣缸及閥球的連接部分配合間隙過大，定位軸的設(shè)計也不合理，傳動軸與閥球中心及定位軸不在同一軸線上，造成閥球開啟關(guān)閉不到位。

　　(3)該閥門是固定球氣動球閥，工作時閥球繞閥球中心線作90°旋轉(zhuǎn)而不產(chǎn)生上下左右的位移。閥座是浮動閥座，閥座背面采用了彈簧結(jié)構(gòu)，關(guān)閉或開啟時通過閥座在彈簧作用下產(chǎn)生位移，來保證良好的進出口雙向密封性能。對該閥解體時發(fā)現(xiàn)，此閥彈簧腔內(nèi)積滿了灰，彈簧失去了作用，開啟時閥座與閥球不能迅速脫離，而使浮動閥座變成了固定閥座，這就增加了閥門的操作力矩，造成閥門卡死，無法開啟或關(guān)閉。

2、改造方案

　　鎖斗控制閥結(jié)構(gòu)示意見圖1，改造方案如下。

圖1 控制閥結(jié)構(gòu)示意

　　1)改造后增加的防塵罩　2)改造后去除量1/2e　3)彈簧腔　4)閥前定位機構(gòu)　5)偏移量e　6)球芯　7)閥后定位軸　8)閥座　9)閥后密封環(huán)　10)閥前定位機構(gòu)固定螺栓　11)閥前定位機構(gòu)密封環(huán)　12)銅合金套　13)填料　14)汽缸力矩傳遞軸　15)增加的1/2e偏量　16)防松彈簧　17)填料壓緊螺母　18)填料壓蓋　19)防松螺母

　　(1)針對閥球加工誤差大而造成閥球不對中的情況，在無法對閥球處理的情況下，對金屬閥座進行了加工處理，對閥球加工誤差大的一面閥座的背面進行技術(shù)改進，重新測繪并加工處理，盡量消除因為閥球的加工誤差而造成的操作扭矩的增加。

　　(2)氣缸力矩傳遞軸進行加工修復(fù)。對軸端進行堆焊加工處理，使傳遞軸與氣缸、閥球都能配合良好，同時對傳遞軸進行偏心處理，定位軸采用新工藝。對不合理的設(shè)計進行了改進，采用銅合金套替代傳統(tǒng)的不銹鋼套或四氟套，既增加耐磨性，又保持良好轉(zhuǎn)動，保證了傳遞軸、閥球、定位軸三者同心，確保了閥球能夠開關(guān)到位，在一定程上消除了閥球加工誤差造成的影響。

　　(3)要保證閥座在受壓時能夠移動，就要保證彈簧的彈性，使彈簧腔不積灰。經(jīng)過多次試驗、摸索，最后決定在閥座導(dǎo)向部分和背面增加防塵裝置，增加了2道橡膠O型環(huán)，這樣就起到了密封作用，使閥座移動時彈簧腔不會進灰，保護了彈簧，使浮動閥座不會變?yōu)楣潭ㄩy座，減少了閥門動作時的操作力矩，確保了閥座的自由運動，保證了閥門正常工作。

3、改造效果

　　通過鎖斗控制閥門的上述改造，閥門使用正常，使用周期由原來幾天延長到現(xiàn)在的幾個月以上，取得了良好的效果，為煤化工裝置長周期安全運行奠定了基礎(chǔ)。與鎖斗控制閥同類型的閥門在我公司煤化工裝置上還有幾十臺，該閥門的成功改造，對其他閥門的技術(shù)改進具有指導(dǎo)意義，可推廣借鑒。