重力除塵器雙密封卸灰閥應用
通過(guò)對重力除塵器卸灰閥在放灰過(guò)程中存的問(wèn)題進(jìn)行反復分析、不斷總結，經(jīng)過(guò)三代技術(shù)改造，開(kāi)發(fā)出一種使用壽命長(cháng)、密 封性能好、操作安全可靠的雙密封卸灰閥，實(shí)際應用效果良好。
1、手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥存在的問(wèn)題
350m3高爐在生產(chǎn)過(guò)程中，原、燃料從爐頂進(jìn)入爐內，靠重力的作用下行，鼓風(fēng)動(dòng)能從高爐下部風(fēng)口進(jìn)入，在爐內上行，下行的原、燃料與上行的高溫空氣混合，燒結礦等原料中的高價(jià)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(jià)鐵，無(wú)法還原的爐料形成粉料，與沒(méi)有利用的一氧化碳及其他生成的混合氣體混合，隨著(zhù)上行的鼓風(fēng)形成含塵荒煤氣，通過(guò)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構簡(jiǎn)單、除塵效率高、阻力損失小等特點(diǎn)，被廣泛應用在高爐煤氣的除塵系統中，除塵效率可以達到80%。高爐產(chǎn)生的高速流動(dòng)、含塵的荒煤氣由截面積較小的管道進(jìn)入容積較大的重力除塵器沉降室時(shí)，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(guò)沉降室的時(shí)間大于或等于塵粒從頂部沉降到底部所需要的時(shí)間，則具有沉降可能的塵粒能夠全部沉降，一定時(shí)間內，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固體灰，固體灰的排放通過(guò)重力除塵器下方的卸灰閥來(lái)完成。濟鋼第一煉鐵廠(chǎng)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(dòng)卷?yè)P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(shí)主要是以加濕放灰為主，放灰運行方面存在以下兩個(gè)方面的問(wèn)題。
(1)手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥壽命不能滿(mǎn)足目前高爐6個(gè)月休風(fēng)周期的需要，因為該閥門(mén)密封差，性能不穩定。重力除塵器內灰若放不盡，會(huì )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(huì )附著(zhù)一層灰膜，灰膜在爐頂壓力波動(dòng)時(shí)存在擊穿現象，出現輕微泄漏，這種現象非常普遍;重力除塵器內灰若放盡，一次密封無(wú)法保證嚴密性，手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥密封面吹損加劇。高爐荒煤氣含水量高時(shí)，泄漏量會(huì )加劇，煤氣夾雜粉塵大量沖刷閥蓋、閥座，曾經(jīng)出現閥蓋本體被被磨出孔洞的現象。
(2)手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥放灰時(shí)存在不同程度的揚塵，特別是放灰末期，會(huì )出現較嚴重的揚塵現象，因為手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥屬開(kāi)放式結構，無(wú)法控制二次揚塵。該閥由于密封性能差，導致周邊煤氣存在，嚴重時(shí)周邊大面積濃度超過(guò)1000μg/g，嚴重威脅著(zhù)職工的身心健康。
2、分析及改造
濟鋼第一煉鐵廠(chǎng)使用的手動(dòng)卷?yè)P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，閥蓋固定在杠桿的一端，通過(guò)開(kāi)、關(guān)閥蓋來(lái)完成放灰的過(guò)程。手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥在關(guān)閥的過(guò)程中，閥蓋接觸面不能確保同時(shí)與閥座接觸，較早結合的部位容易夾住灰塵顆粒，隨著(zhù)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(méi)有夾住灰塵顆粒，閥蓋與閥座較遲結合部位因過(guò)多地受沖擊而吹損，再加之手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥屬單一硬密封接觸面，不可避免的出現輕微泄漏。由于除塵器內0.1MPa壓力的存在，荒煤氣長(cháng)期沖刷卸灰閥接觸面，從每一次休風(fēng)周期對原閥門(mén)進(jìn)行檢查發(fā)現，都有不同程度的溝槽狀磨損，嚴重時(shí)磨漏。
為了滿(mǎn)足高爐高頂壓、大風(fēng)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(jìn)行技術(shù)改造。
高爐重力除塵器卸灰系統對高爐的安全穩定生產(chǎn)至關(guān)重要，濟鋼第一煉鐵廠(chǎng)對此十分重視，已進(jìn)行三次技術(shù)改造。
第一代卸灰閥為手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥，本體材料是鑄鋼件，應用在6座350m3高爐，平均壽命3個(gè)月左右，而且每次更換發(fā)現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(zhù)高爐“大計劃、長(cháng)周期”的檢修模式及生產(chǎn)的安全。
第二代卸灰閥在原手動(dòng)卷?yè)P卸灰閥的接觸面上滲碳化鎢進(jìn)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(mén)的使用壽命，但是完全密封的問(wèn)題還沒(méi)有徹底解決。
第三代卸灰閥是在第二代卸灰閥的基礎上方安裝了密封性能好的電動(dòng)球閥，先后在空間比較大的3-6#350m3高爐上試用并進(jìn)行推廣。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐運行發(fā)現，電動(dòng)球閥作為卸灰閥只適于常開(kāi)或常閉兩種工況，不適合調節卸灰量的大小。因為球閥調節灰量時(shí)，閥芯會(huì )處于半開(kāi)半關(guān)的狀態(tài)，由于受高壓高流速的煤氣灰的沖刷，閥門(mén)壽命無(wú)法保證，通過(guò)配置調整灰量機構雖能在一定程度上解決問(wèn)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(dòng)球閥密封材料無(wú)法適應故障高溫的特殊情況。
在總結前三代閥門(mén)運行的基礎上，開(kāi)發(fā)了第四代雙密封卸灰閥(圖1)。雙密封卸灰閥是由上、下兩組閥體構成，實(shí)現了初次密封并承料與完全密封分開(kāi)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構，實(shí)現了完全密封;上、下兩組閥的動(dòng)力采用配套液壓系統，并通過(guò)控制系統滿(mǎn)足放灰的需要，實(shí)現操作安全、可靠、方便。該閥首先在3#1750高爐試用，在取得一定生產(chǎn)運行的基礎上，對局部部位進(jìn)行完善，然后在1#350m3高爐應用。
圖1 雙密封卸灰閥結構示意圖
3、雙密封卸灰閥結構及應用優(yōu)點(diǎn)重力除塵器雙密封卸灰閥主要由上、下兩組閥構成本體，上閥座與上閥蓋構成上閥體，下閥座與下閥板構成下閥體。上閥座與下閥座在本體上，上閥蓋在上、下閥座中間，沿固定在閥體一側的軸作偏心旋轉動(dòng)動(dòng)，閥蓋中心與曲臂以萬(wàn)向節連接，自由找平;上閥體閥蓋與閥座接合外表面經(jīng)過(guò)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，閥座下側設置落灰孔，確保閥門(mén)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、電控系統等組成，上、下閥運動(dòng)件的打開(kāi)和關(guān)閉是通過(guò)電磁換向閥控制油缸的前進(jìn)和后退，并結合角位移傳感器，在電控箱上實(shí)現開(kāi)度顯示。為了保證停電時(shí)此閥門(mén)為關(guān)閉狀態(tài)，液壓站安裝蓄能器，采用停電復位，以保證煤氣不會(huì )外泄。
高爐重力除塵器雙密封清灰閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)實(shí)現初次密封并承料與完全密封分開(kāi)的功能，達到完全密封的效果。設備壽命的提高，不僅適應了高爐“長(cháng)計劃、大周期”的休風(fēng)要求，而且能增加重力除塵器放灰次數，保持重力除塵器內的容積，無(wú)形之中提高除塵效率，最終提高了煤氣質(zhì)量。
(2)采用自動(dòng)控制，開(kāi)啟角度隨意可調，更好地滿(mǎn)足了重力除塵器放灰工藝的要求。
(3)機構聯(lián)鎖保護，使設備運行安全可靠。
(4)整體結構緊湊，對安裝現場(chǎng)的適應性強。
(5)閥門(mén)全封閉式結構，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(shí)踐證明，對重力除塵器卸灰系統的完善改造從根本上滿(mǎn)足了高爐“長(cháng)計劃、大周期”的休風(fēng)要求，保證了高爐的安全穩定生產(chǎn)。
