气动卸灰球阀改造措施

    1 立项背景

    2008年8月莱钢引进了第一台气力输灰装置并安装于老区1#干法除尘系统，为莱钢的环境保护工作做出了突出的贡献，使干法除尘系统扬尘这个老大难问题得到彻底的解决。但是通过近几年的现场应用实践发现气动卸灰球阀作为仓泵的出料阀，存在着故障率非常高的缺陷，造成车间维修费用居高不下，检修人员劳动强度增大，给生产带来一定的影响。因此，降低出料阀的故障率成为亟待解决的问题。

    2 技术难点

    2.1 气动卸灰球阀密封圈易磨损

    气力输灰装置运行至输送阶段时，需要开启仓泵出料阀——气动卸灰球阀，由于此时仓泵在出料前已经进行加压流化，仓泵内部压力非常高，气动卸灰球阀不得不带压开启，而在开启瞬间能量达到最大值，加上瓦斯灰的流速非常快，此部分力量瞬间集中作用在球体表面，导致球体表面被高速流动的瓦斯灰冲刷出一道道凹坑并附着着一层瓦斯灰，而球阀主要是靠球阀密封圈与球体表面的接触形成密封面，在球阀频繁的开关过程中，已经被损坏的球体表面容易磨损球阀密封圈，导致球阀密封失效，球阀串气。因此，要想达到降低气动卸灰球阀故障率的目的，必须采取措施，避免高速流动的瓦斯灰对球体的冲刷。

    2.2 球体表面与阀体之间易形成夹灰

    图1是卸灰球阀的结构示意图。图1中A图是阀芯全开位置，B图是阀芯全关位置，C图是阀芯处于任意位置。

    在气动卸灰球阀开启过程中，如图1中C图阀芯处于任意位置时，球阀密封圈失效，阀芯与阀体之间存在缝隙，瓦斯灰很容易自阀芯与阀体之间的缝隙进入阀芯与阀体之间的空腔内，由于气动卸灰球阀启闭非常频繁，阀芯与阀体之间的夹灰越来越多很难自己排出，导致球体开关卡涩、不到位、球体磨损严重的故障，出现这种情况，必须将筒体退出运行，将气动卸灰球阀进行解体维修，维修过程主要分为三步：第一步，对于球面磨损比较严重的，需要将球面进行重新堆焊并打磨光滑。第二步，将密封圈进行更换。第三步，球阀阀体内部清灰。职工的劳动强度非常大。因此，要想降低气动卸灰钟阀的故障率，必须采取相应的措施，避免阀芯与阀体之间的空腔内积灰造成的阀芯磨损。

图1 卸灰球阀的结构示意图

    3 关键技术及创新点

    经过对现场进行了认真分析，发现只要在气动卸灰球阀上安装一套“在线清灰装置”即可有效地避免高速流动的瓦斯灰对球体的冲刷及阀芯与阀体之间的空腔内积灰造成的阀芯磨损的情况发生，从而达到降低气动卸灰球阀故障率的目的。下面对“在线清灰装置”进行介绍：

    构成：由氮气气源、快速接头、气源管、二位五通电磁换向阀、单向阀五部分构成。

    制作方法：如图2所示改造分四步进行：第一步，在气动球阀阀体正中相对位置钻DN10的孔一支，并利用丝锥攻出M12的螺纹。第二步，将铜气源接头一端与M12的螺纹相连接，另一端与气源管进行连接。第三步，安装单向阀及二位五通电磁换向阀。第四步，将控制信号与气动球阀开关信号线并联。

图2 气动卸灰球阀改造后图

    工作原理：因为“在线清灰装置”的启闭信号同时由一个二位五通电磁换向阀控制，实现了“在线清灰装置”与气动球阀启闭同时进行，即当气动球阀得到启闭信号时，同时“在线清灰装置”也得到相应的启闭信号，此时气源接通或关闭，在气动球阀启闭的过程中，“在线清灰装置”利用氮气气源的压力对气动卸灰球阀阀芯外表面进行吹扫，氮气气源压力有效地克服高速流动的瓦斯灰的压力，双方压力互相抵消，使瓦斯灰不能进入阀体与阀芯之间的空腔内，有效地避免了积灰的形成和高速流动的瓦斯灰对球体的冲刷。大大降低了气动卸灰球阀的故障率。

    4 研究开发效果

    气动卸灰球阀作为仓泵的出料阀，如果出现阀门故障时，按照以往经验必须先由运行人员通过对阀门的操作将筒体退出运行，再由维修人员对气动卸灰球阀进行解体维修。造成运行人员的工作效率非常低、检修人员劳动强度非常大、在煤气设施上检修危险系数非常高的问题，而且同时还造成仓泵利用率低，如果出现高炉风量较大，但由于气动卸灰故障而无法将仓泵投入使用，极易导致在运筒体内的煤气压力升高，存在巨大的安全隐患。“在线清灰装置”应用于气动卸灰球阀后，主要取得以下几方面效果：

    （1）有效地避免了阀体与阀芯之间的空腔内积灰的形成和高速流动的瓦斯灰对球体的冲刷，大大降低了气动卸灰球阀的故障率，延长了气动卸灰球阀的使用寿命，节约了大量的备件采购费用，经济效益显著。

    （2）提高了运行人员的工作效率，大大降低了维修人员的劳动强度，有效地避免了在煤气设施上实施检修工作。

    （3）提高了仓泵的利用率，保证了安全生产。

    5 结束语

    气动卸灰球阀安装上“在线清灰装置”后，投入使用已经近一年时间，阀门故障率下降非常明显，职工的劳动强度大大降低，阀门的使用寿命由原来的1年增至现在的5年，节约了大量的购买气动卸灰球阀的资金支出，车间的备件支出费用持续下降，为莱钢节约了大量的资金，实践证明“在线清灰装置”应用于气动卸灰球阀后效果显著，经济效益和社会效益明显，值得广泛推广及应用。