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故障的原因;提出了消除閥座加工誤差、修復氣缸力矩傳遞軸、增加閥座防塵裝置的技改方案;結果表明，改進(jìn)后閥門(mén)使用周期從原來(lái)的幾天延長(cháng)到幾個(gè)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(wàn)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(dòng)活塞式執行機構的硬密封切斷球閥，由西班牙進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴。由于該閥門(mén)在使用過(guò)程中經(jīng)�？ㄈ�，無(wú)法啟動(dòng)或關(guān)閉，曾經(jīng)幾次返回國外廠(chǎng)家進(jìn)行檢修，但始終無(wú)法解決問(wèn)題，閥門(mén)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://likelearn.cn/)的技術(shù)人員通過(guò)對故障原因的分析，對鎖斗閥結構進(jìn)行了改造，解決了困撓煤化工裝置生產(chǎn)的瓶頸問(wèn)題。以下簡(jiǎn)要介紹。

1、鎖斗控制閥門(mén)概況

1.1、工藝參數

　　閥門(mén)類(lèi)型為開(kāi)關(guān)球閥，采用氣動(dòng)活塞執行機構，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(mén)口徑為DN200mm。

1.2、存在問(wèn)題

　　鎖斗閥自2008年5月開(kāi)車(chē)以來(lái)，經(jīng)�？ㄈ�，無(wú)法正常使用。每當出現卡塞時(shí)，對閥門(mén)解體檢查，清理灰塵后又恢復使用，但設備開(kāi)車(chē)運行后隨即又出現卡塞現象。由于出現故障時(shí)無(wú)法下灰，往往會(huì )導致氣化爐因負荷過(guò)低而被迫停車(chē)，從而引起整個(gè)系統停車(chē)。

1.3、故障原因

　　(1)氣動(dòng)球閥的工作原理是氣缸通過(guò)傳動(dòng)轉軸帶動(dòng)閥桿轉動(dòng)，從而帶動(dòng)閥球繞閥球中心線(xiàn)作90°旋轉，實(shí)現閥門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉的目的。對于開(kāi)關(guān)球閥來(lái)說(shuō)，閥球與閥座的加工精度是很關(guān)鍵的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)測量及計算，出現故障的閥球的加工誤差竟達到+2.4mm，這樣就無(wú)法保證閥球在工作時(shí)準確的中心位置。由于閥球的加工誤差造成了閥門(mén)開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)的附加力矩，使閥門(mén)操作扭矩成倍增加，無(wú)法保證閥門(mén)良好的操作性能，造成閥門(mén)無(wú)法正常工作。

　　(2)該閥門(mén)執行機構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)現傳遞軸與氣缸及閥球的連接部分配合間隙過(guò)大，定位軸的設計也不合理，傳動(dòng)軸與閥球中心及定位軸不在同一軸線(xiàn)上，造成閥球開(kāi)啟關(guān)閉不到位。

　　(3)該閥門(mén)是固定球氣動(dòng)球閥，工作時(shí)閥球繞閥球中心線(xiàn)作90°旋轉而不產(chǎn)生上下左右的位移。閥座是浮動(dòng)閥座，閥座背面采用了彈簧結構，關(guān)閉或開(kāi)啟時(shí)通過(guò)閥座在彈簧作用下產(chǎn)生位移，來(lái)保證良好的進(jìn)出口雙向密封性能。對該閥解體時(shí)發(fā)現，此閥彈簧腔內積滿(mǎn)了灰，彈簧失去了作用，開(kāi)啟時(shí)閥座與閥球不能迅速脫離，而使浮動(dòng)閥座變成了固定閥座，這就增加了閥門(mén)的操作力矩，造成閥門(mén)卡死，無(wú)法開(kāi)啟或關(guān)閉。

2、改造方案

　　鎖斗控制閥結構示意見(jiàn)圖1，改造方案如下。

圖1 控制閥結構示意

　　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　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)閥前定位機構固定螺栓　11)閥前定位機構密封環(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(wú)法對閥球處理的情況下，對金屬閥座進(jìn)行了加工處理，對閥球加工誤差大的一面閥座的背面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，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(jìn)行加工修復。對軸端進(jìn)行堆焊加工處理，使傳遞軸與氣缸、閥球都能配合良好，同時(shí)對傳遞軸進(jìn)行偏心處理，定位軸采用新工藝。對不合理的設計進(jìn)行了改進(jìn)，采用銅合金套替代傳統的不銹鋼套或四氟套，既增加耐磨性，又保持良好轉動(dòng)，保證了傳遞軸、閥球、定位軸三者同心，確保了閥球能夠開(kāi)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(shí)能夠移動(dòng)，就要保證彈簧的彈性，使彈簧腔不積灰。經(jīng)過(guò)多次試驗、摸索，最后決定在閥座導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(dòng)時(shí)彈簧腔不會(huì )進(jìn)灰，保護了彈簧，使浮動(dòng)閥座不會(huì )變?yōu)楣潭ㄩy座，減少了閥門(mén)動(dòng)作時(shí)的操作力矩，確保了閥座的自由運動(dòng)，保證了閥門(mén)正常工作。

3、改造效果

　　通過(guò)鎖斗控制閥門(mén)的上述改造，閥門(mén)使用正常，使用周期由原來(lái)幾天延長(cháng)到現在的幾個(gè)月以上，取得了良好的效果，為煤化工裝置長(cháng)周期安全運行奠定了基礎。與鎖斗控制閥同類(lèi)型的閥門(mén)在我公司煤化工裝置上還有幾十臺，該閥門(mén)的成功改造，對其他閥門(mén)的技術(shù)改進(jìn)具有指導意義，可推廣借鑒。