煤化工飛灰儲罐鎖斗閥技術(shù)改造

　　河南煤化集團中原大化公司煤化工是河南省重點(diǎn)建設項目，煤氣化采用荷蘭殼牌公司專(zhuān)利技術(shù)氣化爐SCGP粉煤加壓氣化技術(shù)，年產(chǎn)500kt甲醇。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。15XV-0015是煤化工氣化裝置飛灰氣提冷卻罐V1504A到中間飛灰儲罐V1505A下灰鎖斗控制閥，它是一臺氣動(dòng)活塞式執行機構、硬密封切斷球閥。該閥是西班牙進(jìn)口閥門(mén)，價(jià)格十分昂貴，該閥門(mén)在使用過(guò)程中經(jīng)�？ㄈ�，無(wú)法啟閉，而一旦故障，無(wú)法下灰，就會(huì )造成氣化爐加不上負荷，引起氣化爐停車(chē)，從而造成整個(gè)系統停車(chē)。該閥門(mén)曾經(jīng)幾次返回國外廠(chǎng)家進(jìn)行檢修，查找原因，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)，成為煤化工裝置生產(chǎn)的瓶頸問(wèn)題。

1、控制閥門(mén)存在問(wèn)題及故障分析

　　1.1、主要工藝參數

　　閥門(mén)類(lèi)型 開(kāi)關(guān)球閥

　　執行機構 氣動(dòng)活塞執行機構

　　作用形式 雙作用式

　　介質(zhì) 煤灰

　　壓力 0.8MPa

　　溫度 70℃

　　閥體材質(zhì) WCB

　　閥門(mén)口徑 203.2mm(8”)

　　1.2、閥門(mén)存在問(wèn)題

　　該閥自2008年5月開(kāi)車(chē)以來(lái)，經(jīng)�？ㄈ�，無(wú)法正常使用。該控制閥結構見(jiàn)圖1。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，而恢復上線(xiàn)，設備開(kāi)車(chē)運行后隨即又出現卡塞現象，針對故障原因進(jìn)行分析并進(jìn)行了結構改造。

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

　　1.3、閥門(mén)故障原因分析

　　(1)氣動(dòng)球閥的工作原理就是氣缸通過(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，而實(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一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題，而經(jīng)過(guò)認真分析和測量及計算，閥球的加工誤差竟達到+2.4mm，屬于嚴重超差，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，造成了閥門(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，造成閥球不能開(kāi)關(guān)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90b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)閥座在彈簧作用下產(chǎn)生位移，實(shí)現工作目的，也保證了良好的進(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，使彈簧失去了作用，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、閥門(mén)改造方案

　　(1)針對閥球加工誤差大而造成的閥球不對中的情況，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的閥座的背面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，重新測繪，并加工處理，盡量消除因為閥球加工誤差而造成的操作扭矩的增加。

　　(2)對氣缸力矩傳遞軸進(jìn)行了加工修復處理，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)對傳遞軸又進(jìn)行了偏心處理，定位軸也采用新工藝，對不合理的設計進(jìn)行了改進(jìn)，增加了銅合金套替代傳統的不銹鋼套或四氟套，既增加耐磨性又保證了轉動(dòng)良好。保證了傳遞軸、閥球、定位軸三者同心，確保閥球能夠開(kāi)關(guān)到位，在一定程度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)的移動(dòng)，一定要保證彈簧的彈性，而要達到這樣的目的，就要使彈簧腔不積灰。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，增加兩道橡膠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，從而保護了彈簧，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)對閥門(mén)15XV-0015的上述改造，使閥門(mén)能正常使用，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，也為煤化工裝置長(cháng)周期安全運行奠定了基礎。與15XV-0015同類(lèi)型的閥門(mén)在煤化工裝置有幾十臺，15XV-0015閥門(mén)的成功改造對其他閥門(mén)的技術(shù)改進(jìn)有著(zhù)指導意義，并有推廣價(jià)值。