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      球型遮斷閥在昆鋼六高爐運(yùn)用實(shí)踐

      2019-09-12 08:17:44朱榮剛
      中國(guó)金屬通報(bào) 2019年8期
      關(guān)鍵詞:閥板蝶形閥座

      朱榮剛

      (武鋼集團(tuán)昆股份安寧公司本部煉鐵廠,云南 安寧 650302)

      煤氣遮斷閥是高爐粗煤氣系統(tǒng)重力除塵設(shè)備,是用于阻止煤氣貯氣罐氣源的裝置,高爐正常生產(chǎn)時(shí)呈常開狀態(tài),以便煤氣通過并進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)。當(dāng)高爐維修時(shí)呈關(guān)閉狀態(tài),將煤氣系統(tǒng)與高爐隔開,以便高爐或煤氣系統(tǒng)進(jìn)行安全檢修。因此,要求該閥能迅速、安全切斷煤氣,以免發(fā)生煤氣中毒和爆炸事故。高爐使用遮斷閥一般有兩種形式:一種為電動(dòng)卷?yè)P(yáng)開閉鐘型罩式遮斷閥,一種為液壓球型遮斷閥。昆鋼六高爐重力除塵煤氣遮斷閥為國(guó)內(nèi)高爐較少使用的液壓球型遮斷閥。昆鋼六高爐是引進(jìn)盧森堡ARBED公司Belval廠C高爐,全套二手設(shè)備改型設(shè)計(jì)新建而成。高爐重力除塵煤氣遮斷閥,就為隨二手設(shè)備引進(jìn)的液壓球型遮斷閥,它在六高爐煤氣系統(tǒng)運(yùn)行近21年,具有切斷煤氣迅速、密封性好等特點(diǎn),同國(guó)內(nèi)高爐較常使用的,電動(dòng)卷?yè)P(yáng)開閉鐘型罩式遮斷閥,結(jié)構(gòu)有很大不同,現(xiàn)將其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用、檢修、維護(hù)等要求進(jìn)行逐一介紹[1-3]。

      1 球形遮斷閥結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)

      圖1 鐘型罩式遮斷閥示意圖

      圖2 球型遮斷閥整體結(jié)構(gòu)示意圖

      昆鋼六高爐重力除塵煤氣遮斷閥主要有以下幾部分結(jié)構(gòu)組成:①冷卻閥座;②上部活動(dòng)閥座;③波紋補(bǔ)償器;④夾緊油缸;⑤閥板;⑥閥板擺動(dòng)臂;⑦閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座;⑧擺動(dòng)油缸。高爐正常生產(chǎn)狀態(tài)下,球形遮斷閥閥板在打開位置,放置于重力除塵上部活動(dòng)閥座和冷卻閥座側(cè),當(dāng)高爐休風(fēng)或檢修要將煤氣進(jìn)行切斷時(shí),夾緊油缸夾緊將波紋補(bǔ)償器收縮,帶動(dòng)上部活動(dòng)閥座露出閥板活動(dòng)間隙,夾緊油缸動(dòng)作到位后,擺動(dòng)油缸推動(dòng)閥板擺動(dòng)臂及閥板做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)閥板運(yùn)動(dòng)至閥座水平位置時(shí),夾緊油缸動(dòng)作將閥板夾緊完成煤氣切斷。當(dāng)高爐需要復(fù)風(fēng)時(shí),夾緊油缸夾緊將波紋補(bǔ)償器收縮,帶動(dòng)上部活動(dòng)閥座露出閥板活動(dòng)縫隙,閥板在蝶形彈簧支座彈簧作用下,使閥板離開下部閥座,擺動(dòng)油缸動(dòng)作拉動(dòng)閥板擺動(dòng)臂,及閥板做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)閥板運(yùn)動(dòng)至閥座垂直位置時(shí),夾緊油缸夾緊帶動(dòng)波紋補(bǔ)償器收縮,帶動(dòng)上部活動(dòng)閥向下運(yùn)動(dòng),使上部閥座和下部閥座閉合,就完成遮斷閥開閥動(dòng)作。球型遮斷閥驅(qū)動(dòng)為液壓驅(qū)動(dòng),整個(gè)動(dòng)作過程僅需要35秒至40秒,就可以完成遮斷閥開關(guān)動(dòng)作,且動(dòng)作平穩(wěn),同時(shí)在閥板和冷卻閥座上設(shè)有密封圈,故遮斷閥密封效果好,煤氣泄漏基本為零,為安全檢修提供了保證。

      表1 六高爐重力除塵煤氣遮斷閥主要設(shè)備參數(shù)

      2 球形遮斷閥使用維護(hù)情況

      昆鋼六高爐重力除塵煤氣遮斷閥從1998年12月高爐投產(chǎn)使用至今一直運(yùn)行穩(wěn)定可靠,期間僅需要對(duì)遮斷閥泄漏的夾緊油缸和擺動(dòng)油缸進(jìn)行更換就可以保證遮斷閥的正常使用。2011年4月高爐技改,考慮到煤氣遮斷閥已經(jīng)運(yùn)行12年,波紋補(bǔ)償器可能存在金屬疲勞,對(duì)遮斷閥波紋補(bǔ)償器進(jìn)行了更換。更換后由于對(duì)遮斷閥的調(diào)整和結(jié)構(gòu)上認(rèn)識(shí)不足,在2011年7月高爐投產(chǎn)后,高爐正常休風(fēng)檢修時(shí),遮斷閥經(jīng)常關(guān)不到位或無法關(guān)閉,致使高爐煤氣系統(tǒng)檢修,處在不安全的狀態(tài)下。為了盡快找出問題,使遮斷閥能夠在檢修過程中,起到切斷煤氣作用,通過對(duì)遮斷閥圖紙分析,確認(rèn)問題為遮斷閥閥板擺動(dòng)臂,蝶形彈簧支座內(nèi)碟型彈簧失效,造成閥板上下位置位移,致使閥板在開關(guān)時(shí)擦碰上部或下部閥座,造成遮斷閥關(guān)閉不到位或無法關(guān)閉。由于球形遮斷閥閥板擺動(dòng)臂,蝶形彈簧支座內(nèi)碟型彈簧,在遮斷閥投用至今從未進(jìn)行過更換,一旦更換出現(xiàn)問題將嚴(yán)重影響設(shè)備正常工作。通過對(duì)國(guó)外參考圖紙進(jìn)行分析,確認(rèn)碟型彈簧尺寸為∮112×∮57×4,碟型彈簧單個(gè)數(shù)量為29件,安裝方式為對(duì)合組合,為了避免拆除碟型彈簧后,閥板位置調(diào)整時(shí)間長(zhǎng),對(duì)該部分碟型彈簧進(jìn)行了計(jì)算校驗(yàn)。

      圖3 閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座裝配圖

      查找機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)∮112×∮57×4碟型彈簧,為B系列2類型碟型彈簧;單片碟型彈簧厚度t=4mm;壓平變形量h0/mm=3.2mm;自由高度H0/mm=7.2mm;總變形量fz=i*f i碟型彈簧總數(shù) f/mm 對(duì)合組合單片變形量 f/mm≈0.75h0 ;f=0.75*3.2=2.4mm ;fz=i*f=29*2.4=69.6mm;總 自 由 高 度Hz=i*H0/mm i碟 型 彈 簧 總 數(shù);Hz=29*7.2=208.8mm ;壓縮后有效長(zhǎng)度最大=總自由高度Hz - 總變形量fz=208.8-69.6=139.2mm;閥板壓縮后最小尺寸149.8mm;可失效碟型彈簧數(shù)量=(149.8-139.2)/2.4≈4.42片。

      符合圖紙閥板壓縮后最小尺寸149.8mm要求,及設(shè)備工作壓縮量20mm的要求,同時(shí)能夠保證在碟型彈簧有4片失效后球型遮斷閥能夠正常工作。

      檢修時(shí)打開閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座,發(fā)現(xiàn)單個(gè)支座蝶形彈簧均有2片左右碟型彈簧損壞,最多的一個(gè)支座蝶形彈簧損壞達(dá)6片,最終造成遮斷閥閥板歪斜,動(dòng)作時(shí)擦碰上下閥座的情況。

      檢修更換閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座蝶形彈簧后,遮斷閥工作正常,達(dá)到工藝使用要求。從2012年7月至今六高爐重力除塵煤氣遮斷閥,在檢修過程中僅進(jìn)行例行維護(hù)對(duì)液壓油缸管路密封件和油管進(jìn)行更換,整個(gè)設(shè)備維護(hù)量少,而且檢修時(shí)間短。在高爐噴涂長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)時(shí),對(duì)油缸進(jìn)行定修更換,就能很好的保證球型遮斷閥長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

      3 球形遮斷閥檢修維護(hù)注意事項(xiàng)

      在球形遮斷閥使用過程中要密切注意油缸冷卻水,及閥座冷卻水的監(jiān)控,要每周進(jìn)行兩次巡檢,防止冷卻水泄漏對(duì)高爐生產(chǎn)產(chǎn)生影響,和冷卻水?dāng)嗔魇归y座密封膠圈燒壞。高爐停風(fēng)檢修時(shí),要定期檢查閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座的動(dòng)作情況,做好跟蹤記錄。清理閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座上積灰、積塵防止活動(dòng)部分卡塞。在冷卻管路檢修維護(hù)上,由于球形遮斷閥內(nèi)置于重力除塵上部,工作環(huán)境既有高溫又有煤氣和含水煤氣粉塵的侵蝕,液壓管道和冷卻管道腐蝕較快,在條件允許情況下,可將上述管道材質(zhì)改為不銹鋼,可保證長(zhǎng)周期無泄漏。對(duì)于閥板、閥座密封用硅膠圈,改為氟橡膠膠圈,也能夠大幅提高密封圈的使用壽命。在安裝密封膠圈時(shí)要用橡膠錘或木錘將膠圈打緊,搭頭部位預(yù)留1mm~2mm壓縮余量,安裝完畢后可利用夾緊缸帶動(dòng)上部閥座對(duì)下部閥座密封膠圈進(jìn)行壓緊找平,可反復(fù)動(dòng)作3到4次,以保證球型遮斷閥在正常生產(chǎn)情況下,和檢修時(shí)的密封效果,閥板密封圈也可采用此方式進(jìn)行壓緊找平。檢修時(shí),還應(yīng)對(duì)閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧活動(dòng)行程進(jìn)行檢查,確保夾緊油缸松開時(shí),閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座活動(dòng)部分間距≥40mm,夾緊時(shí)閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座活動(dòng)部分間距≥10mm、≤20mm,如超過此間距,則需對(duì)閥板擺動(dòng)臂蝶形彈簧支座內(nèi)碟型彈簧,進(jìn)行檢查或更換。

      圖4 閥板密封示意圖

      4 結(jié)語(yǔ)

      昆鋼六高爐重力除塵液壓球型遮斷閥具有開關(guān)迅速、密封性好等特點(diǎn),高爐大修時(shí)無需整體更換,可長(zhǎng)期在線使用,在高爐建設(shè)時(shí)可降低重力除塵鋼結(jié)構(gòu)高度和設(shè)備重量,同時(shí)比鐘型罩式遮斷閥在密封煤氣上效果要好,其在使用維護(hù)上也具有鮮明特色,可為高爐工作者在高爐煤氣切斷工藝閥門設(shè)計(jì)、使用、檢修、維護(hù)提供一些有益借鑒。

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