煤气调节蝶阀卡涩应对策略

煤气调节蝶阀卡涩应对策略

高强

陕西龙门钢铁有限责任公司陕西渭南715405

摘要：调节阀是煤气清洗精除尘设备之一，阀安装在调径文氏管喉口处，用以控制煤气流速。在煤气流速和压力波动时，控制喉口煤气流速恒定，确保高炉炉顶高压操作能够稳定，使高炉生产顺利进行。

关键词：调节蝶阀；卡涩；技术

通过对煤气管网上用于煤气压力及用户用量调节的蝶阀卡涩、故障原因归纳分析，探寻应对策略，解决了蝶阀常见卡涩问题，降低了蝶阀故障率。

一、慨述

调节蝶阀广泛应用于煤气管网，实现管网的压力调节及用户用量及热值的调节，是系统运行中必不可少的设备，无其他较好的替代品。因其运行过程中煤气水分及杂质给阀体带来的影响，调节蝶阀经常出现卡涩现象。调节蝶阀卡涩会导致系统压力无法平衡，用户端卡涩会导致用户用量低或热值不能满足生产需要，甚至导致用户熄火等介质中断事故的发生。调节蝶阀的卡涩会造成执行结构的损坏，甚至会导致电机的烧损，增大了电机报废率，增加了企业设备运行成本。从近年调节蝶阀的使用情况分析来看，累计共发生调节蝶阀问题11项，其中由于卡涩导致不能投入使用的占9项，卡涩问题占调节蝶阀故障的81.8%。通过对蝶阀现场调查及存在的问题来看，调节蝶阀卡涩是制约生产转供的瓶颈问题，蝶阀卡涩严重威胁煤气系统管网压力的调节及煤气供应，还增加了日常蝶阀维修的频次，增加阀门维护成本。

二、煤气调节蝶阀卡涩原因分析

对在线的调节蝶阀卡涩及其带来的影响进行分析，主要有以下问题：

1、调节蝶阀为不间断运行，长时间不动，易造成轴与轴套间隙破坏、轴套生锈粘连在轴上。调节蝶阀的内部结构差异，通过对现场的调节蝶阀结构分析，阀体主要有两类，单轴套及双轴套。

2、阀门的生产厂家不同，阀体轴套材质的选用存在差别，较好的轴套采用铜质或铜质基材内涂自润滑复合材料，这样因轴套材质不同，发生轴与轴套锈蚀的可能性将大大降低。阀门日常未定期试转，根据输送介质含尘量及饱和水量的多少制定蝶阀定期试转计划，避免灰尘及水分引起的轴套间隙破坏。阀体轴头压兰填料的老化失效，引起压兰对轴的摩擦力增大，导致过力矩阀体不动作。阀门两侧温差、压差大，引起阀板不均匀变形、受力不均无法转动或转动不灵活。安装方向不正确，未将阀板转轴与地面平行安装，易造成轴头积灰、水分聚集腐蚀转轴。

三、煤气调节蝶阀卡涩解决对策

从卡涩转动不灵活等原因来看，引起蝶阀卡涩的原因较多，这给阀体故障的判断增加了难度。所以阀体的日常检查维护显得更为重要，为了确保阀体的正常运行，主要从以下方面着手，解决阀体卡涩问题：

1、阀体的选用在满足使用要求的前提下，优先选用轴套材质为铜质或自润滑复合材料的调节蝶阀，钢质轴套易生锈，铜质材质因与轴的材质是两种不同材质或复合材料带自润滑性能，生锈粘连的可能性很小。从阀体结构来看，选用单轴套蝶阀转动比选用双轴套蝶阀更省力。调节蝶阀扭矩等于力矩乘扭力。在力矩一定的情况下，扭矩的大小与扭力的大小成正比。扭力的大小与摩擦力的大小成正比，摩擦力与摩擦系数成正比，从而验证了轴套间隙破坏、轴套生锈粘连、或盘根老化均会引起摩擦系数变化，从而引起扭矩增大。另证实了轴套材质的不同，摩擦系数不同，接触面积不同摩擦力也不同。从日常管理来看，阀体要定期试转。轴头压兰填料应定期更换，选用石墨盘根填料，避免牛油盘根或无油盘根老化发硬引起的摩擦力增大。

2、阀体运行确保阀门两侧管道温度、压力均衡，避免温差、压差大而引起的不均变形及不平衡受力导致阀门卡涩。对于煤气中的含尘及水分，尽可能控制在低限，利于阀体的运行，阀体安装时应使阀体轴与地面平行，这样避免了轴竖直安装带来的轴头积水积灰而引起的轴与轴套间隙破坏。阀杆和蝶板的定位，由于阀门的密封是通过关闭力矩使偏置的内外圆锥面互相挤压产生密封应力而实现的。因此阀杆的回转精度直接关系到阀门的密封性能，为此在加工蝶板的阀杆孔前%先将蝶板压紧在阀体密封面上，产生密封预紧力，然后配钻阀体和蝶板的阀杆孔，阀杆穿过阀体和蝶板后%由轴承对阀杆进行轴向和径向的定位，最后将阀杆和蝶板用锥销定位。

3、对于避免轴与轴套间隙破坏、轴套生锈粘连在轴上，轴与轴套间隙已存在轻微间隙破坏或已出现轻微卡涩的问题，可以采取在轴头打孔安装注油孔的方法给轴套与轴润滑，解决卡涩，打孔的深度为刚好打通轴套未伤及阀板轴为佳。开孔后安装注油嘴，采用高压油枪将稀油注入，达到润滑的目的。

4、密闭调节蝶阀防止发生回火爆炸。爆炸极限可燃物质与空气或氧气必须在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气，遇着火源才会发生爆炸．这个浓度范围称为爆炸极限或爆炸浓度极限。可燃气体与氧气的混合物要密闭在一定的空间内，要达到燃烧所需温度。要解决放散前、后发生回火爆炸问题，应从阻断可燃物爆炸所需条件入手。在火炬投运前、后向放散管内引入氮气，使放散管内的可燃气体不在爆炸极限范围。在运行中通过控制煤气流速让可燃气体处于扩散燃烧状态，不会进入预混合燃烧，从而避免回火。随着放散管内氮气量的增加，可燃气体退出着火区间，可燃气体自然熄灭。在火炬头下方安装煤气切断装置，使混合气体不能进入到放散管内部，无法产生相对的密闭空间，避免爆炸。可用动态密封如气体分子密封；机械密封如蝶阀、填料阻火器等。通氮控制方式，放散系统消火氮气采用DN50mm的阀门接入DN1200mm调节蝶阀后放散主管，氮气工作压力0.4MPa。煤气放散开始前，煤气主管压力值大于放散压力设定压力值时，首先打开氮阀门向放散管内充氮气吹扫，30s后氮气阀门关闭，液动调节阀开始打开放散。在放散调节中，放散压力设定值大于煤气主管网压力值时，液动调节阀开始回关，当放散液动调节阀开度小于25°时，氮气阀门开启。调节阀全关后80s，关闭氮气阀门。采用放散前、后通氮这种方式在高炉放散管运行，运行中要保证通入氮气的阀门能可靠开关，为增加安全系数，可长期少量通入保安氮气。

5、效果评价。通过对蝶阀卡涩原因的全面分析，引起蝶阀卡涩的主要原因是轴套的数量、轴套的材质及轴套与轴间隙的破坏。对于已经上线的阀体，在线是无法改变轴套数量及轴套材质的，只能通过解决轴与轴套间隙破坏问题解决卡涩问题。可行的办法就是加装注油孔，该方法不需要蝶阀停运离线，需要提前加工注油嘴，准备高压注油枪即可，实施操作简单，实施后无新的问题及风险的引入，可在线进行，不需要停气处理煤气。通过轴头加装注油孔，可以确保轴与轴套间隙不被破坏、轴套不发生生锈粘连，避免因摩擦力增大而导致的扭矩增大而带来的阀体卡涩。

对调节蝶阀卡涩原因进行了全面剖析，彻底查明了电动调节蝶阀卡涩的原因，对每个原因提出了相应的应对措施，可以有效解决蝶阀卡涩问题，确保了设备的长周期运行，降低了介质供应中断事故的发生，减少了检修劳动强度，有侧重地总结分析出了卡涩的要因，针对要因提出了轴头加装注油孔的解决方案。以上所述不仅适用煤气管网调节蝶阀，该方法也可延伸至相关阀体转动部位故障的判断、处理，解决类似问题。

参考文献：

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