重力除塵器雙密封卸灰閥應(yīng)用

　　通過對重力除塵器卸灰閥在放灰過程中存的問題進行反復(fù)分析、不斷總結(jié)，經(jīng)過三代技術(shù)改造，開發(fā)出一種使用壽命長、密 封性能好、操作安全可靠的雙密封卸灰閥，實際應(yīng)用效果良好。

　　1、手動卷揚卸灰閥存在的問題

　　350m3高爐在生產(chǎn)過程中，原、燃料從爐頂進入爐內(nèi)，靠重力的作用下行，鼓風動能從高爐下部風口進入，在爐內(nèi)上行，下行的原、燃料與上行的高溫空氣混合，燒結(jié)礦等原料中的高價鐵在焦碳等燃料形成的一氧化碳還原氣體的作用下逐步還原成低價鐵，無法還原的爐料形成粉料，與沒有利用的一氧化碳及其他生成的混合氣體混合，隨著上行的鼓風形成含塵荒煤氣，通過高爐上升管、下降管而引入重力除塵器。

　　高爐重力除塵器具有結(jié)構(gòu)簡單、除塵效率高、阻力損失小等特點，被廣泛應(yīng)用在高爐煤氣的除塵系統(tǒng)中，除塵效率可以達到80%。高爐產(chǎn)生的高速流動、含塵的荒煤氣由截面積較小的管道進入容積較大的重力除塵器沉降室時，由于截面積突然擴大，氣流速度迅速降低，氣流中的粉塵顆粒在自重的作用下很快沉降，如果氣流通過沉降室的時間大于或等于塵粒從頂部沉降到底部所需要的時間，則具有沉降可能的塵粒能夠全部沉降，一定時間內(nèi)，塵粒沉降到除塵器底部，從而達到從氣流中分離的效果，最終形成了固體灰。

　　重力除塵器噸鐵產(chǎn)生約16kg的固體灰。由于重力除塵器容積有限，必須定期排放重力除塵器內(nèi)固體灰，固體灰的排放通過重力除塵器下方的卸灰閥來完成。濟鋼第一煉鐵廠重力除塵器有兩套放灰口，一套是由閥蓋、閥座組成的單一手動卷揚卸灰閥的放灰口，另一套是卸灰球閥和粉塵加濕卸灰機等組成的放灰口。重力除塵器放灰時主要是以加濕放灰為主，放灰運行方面存在以下兩個方面的問題。

　　(1)手動卷揚卸灰閥壽命不能滿足目前高爐6個月休風周期的需要，因為該閥門密封差，性能不穩(wěn)定。重力除塵器內(nèi)灰若放不盡，會存在關(guān)閥困難，一次操作很難關(guān)好，既使關(guān)好閥接觸面上會附著一層灰膜，灰膜在爐頂壓力波動時存在擊穿現(xiàn)象，出現(xiàn)輕微泄漏，這種現(xiàn)象非常普遍;重力除塵器內(nèi)灰若放盡，一次密封無法保證嚴密性，手動卷揚卸灰閥密封面吹損加劇。高爐荒煤氣含水量高時，泄漏量會加劇，煤氣夾雜粉塵大量沖刷閥蓋、閥座，曾經(jīng)出現(xiàn)閥蓋本體被被磨出孔洞的現(xiàn)象。

　　(2)手動卷揚卸灰閥放灰時存在不同程度的揚塵，特別是放灰末期，會出現(xiàn)較嚴重的揚塵現(xiàn)象，因為手動卷揚卸灰閥屬開放式結(jié)構(gòu)，無法控制二次揚塵。該閥由于密封性能差，導(dǎo)致周邊煤氣存在，嚴重時周邊大面積濃度超過1000μg/g，嚴重威脅著職工的身心健康。

　　2、分析及改造

　　濟鋼第一煉鐵廠使用的手動卷揚卸灰閥是由閥蓋、閥座及杠桿等組成，閥座水平固定在重力除塵器本體上，杠桿軸固定在閥體一側(cè)，閥蓋固定在杠桿的一端，通過開、關(guān)閥蓋來完成放灰的過程。手動卷揚卸灰閥在關(guān)閥的過程中，閥蓋接觸面不能確保同時與閥座接觸，較早結(jié)合的部位容易夾住灰塵顆粒，隨著閥蓋與閥座的逐漸接觸，由于排放面積的逐漸減小，流速加快，氣流沖擊力變大，致使閥蓋與閥座較遲結(jié)合部位的積灰被吹掉，造成輕微泄漏;即便是閥蓋與閥座之間沒有夾住灰塵顆粒，閥蓋與閥座較遲結(jié)合部位因過多地受沖擊而吹損，再加之手動卷揚卸灰閥屬單一硬密封接觸面，不可避免的出現(xiàn)輕微泄漏。由于除塵器內(nèi)0.1MPa壓力的存在，荒煤氣長期沖刷卸灰閥接觸面，從每一次休風周期對原閥門進行檢查發(fā)現(xiàn)，都有不同程度的溝槽狀磨損，嚴重時磨漏。

　　為了滿足高爐高頂壓、大風量的工況條件及重力除塵器放灰工藝的需要，要求放灰速度穩(wěn)定且均勻，閥體耐磨性要好，有較高的密封性，操作方便，為此必須對重力除塵器卸灰閥進行技術(shù)改造。

　　高爐重力除塵器卸灰系統(tǒng)對高爐的安全穩(wěn)定生產(chǎn)至關(guān)重要，濟鋼第一煉鐵廠對此十分重視，已進行三次技術(shù)改造。

　　第一代卸灰閥為手動卷揚卸灰閥，本體材料是鑄鋼件，應(yīng)用在6座350m3高爐，平均壽命3個月左右，而且每次更換發(fā)現(xiàn)接觸面有明顯的磨損，后期使用煤氣泄漏量明顯，嚴重制約著高爐“大計劃、長周期”的檢修模式及生產(chǎn)的安全。

　　第二代卸灰閥在原手動卷揚卸灰閥的接觸面上滲碳化鎢進行耐磨處理，先后在6座350m3高爐試用并全面推廣，雖然提高了閥門的使用壽命，但是完全密封的問題還沒有徹底解決。

　　第三代卸灰閥是在第二代卸灰閥的基礎(chǔ)上方安裝了密封性能好的電動球閥，先后在空間比較大的3-6#350m3高爐上試用并進行推廣。經(jīng)過生產(chǎn)實踐運行發(fā)現(xiàn)，電動球閥作為卸灰閥只適于常開或常閉兩種工況，不適合調(diào)節(jié)卸灰量的大小。因為球閥調(diào)節(jié)灰量時，閥芯會處于半開半關(guān)的狀態(tài)，由于受高壓高流速的煤氣灰的沖刷，閥門壽命無法保證，通過配置調(diào)整灰量機構(gòu)雖能在一定程度上解決問題，但在特殊故障情況下，重力除塵器溫度有上升到500℃的可能，電動球閥密封材料無法適應(yīng)故障高溫的特殊情況。

　　在總結(jié)前三代閥門運行的基礎(chǔ)上，開發(fā)了第四代雙密封卸灰閥(圖1)。雙密封卸灰閥是由上、下兩組閥體構(gòu)成，實現(xiàn)了初次密封并承料與完全密封分開的功能;上閥體以初次密封并承料為主，接觸面滲碳化鎢改善材質(zhì)提高壽命;下閥體密封采用軟密封結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了完全密封;上、下兩組閥的動力采用配套液壓系統(tǒng)，并通過控制系統(tǒng)滿足放灰的需要，實現(xiàn)操作安全、可靠、方便。該閥首先在3#1750高爐試用，在取得一定生產(chǎn)運行的基礎(chǔ)上，對局部部位進行完善，然后在1#350m3高爐應(yīng)用。

圖1 雙密封卸灰閥結(jié)構(gòu)示意圖

　　3、雙密封卸灰閥結(jié)構(gòu)及應(yīng)用優(yōu)點重力除塵器雙密封卸灰閥主要由上、下兩組閥構(gòu)成本體，上閥座與上閥蓋構(gòu)成上閥體，下閥座與下閥板構(gòu)成下閥體。上閥座與下閥座在本體上，上閥蓋在上、下閥座中間，沿固定在閥體一側(cè)的軸作偏心旋轉(zhuǎn)動動，閥蓋中心與曲臂以萬向節(jié)連接，自由找平;上閥體閥蓋與閥座接合外表面經(jīng)過滲碳化鎢處理，以保證閥的使用壽命。下閥體閥板為水平板，以軟密封為主，閥座下側(cè)設(shè)置落灰孔，確保閥門關(guān)閉嚴密到位。

　　重力除塵器雙密封卸灰閥外部由小液壓站、電控系統(tǒng)等組成，上、下閥運動件的打開和關(guān)閉是通過電磁換向閥控制油缸的前進和后退，并結(jié)合角位移傳感器，在電控箱上實現(xiàn)開度顯示。為了保證停電時此閥門為關(guān)閉狀態(tài)，液壓站安裝蓄能器，采用停電復(fù)位，以保證煤氣不會外泄。

　　高爐重力除塵器雙密封清灰閥具有以下優(yōu)點：

　　(1)實現(xiàn)初次密封并承料與完全密封分開的功能，達到完全密封的效果。設(shè)備壽命的提高，不僅適應(yīng)了高爐“長計劃、大周期”的休風要求，而且能增加重力除塵器放灰次數(shù)，保持重力除塵器內(nèi)的容積，無形之中提高除塵效率，最終提高了煤氣質(zhì)量。

　　(2)采用自動控制，開啟角度隨意可調(diào)，更好地滿足了重力除塵器放灰工藝的要求。

　　(3)機構(gòu)聯(lián)鎖保護，使設(shè)備運行安全可靠。

　　(4)整體結(jié)構(gòu)緊湊，對安裝現(xiàn)場的適應(yīng)性強。

　　(5)閥門全封閉式結(jié)構(gòu)，能將除塵灰直接引入到卸灰機，環(huán)保效果良好，有利職工身心健康。

　　實踐證明，對重力除塵器卸灰系統(tǒng)的完善改造從根本上滿足了高爐“長計劃、大周期”的休風要求，保證了高爐的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。