分析了飛灰鎖斗控制閥出現(xiàn)故障的原因;提出了消除閥座加工誤差、修復(fù)氣缸力矩傳遞軸、增加閥座防塵裝置的技改方案;結(jié)果表明，改進(jìn)后閥門使用周期從原來(lái)的幾天延長(zhǎng)到幾個(gè)月有以上。

　　河南煤化集團(tuán)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(xiàng)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(chǔ)罐下灰鎖斗控制閥。該閥為氣動(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(guó)外廠家進(jìn)行檢修，但始終無(wú)法解決問(wèn)題，閥門故障依然頻發(fā)，嚴(yán)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://www.13house.cn/)的技術(shù)人員通過(guò)對(duì)故障原因的分析，對(duì)鎖斗閥結(jié)構(gòu)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、鎖斗控制閥門概況

1.1、工藝參數(shù)

　　閥門類型為開(kāi)關(guān)球閥，采用氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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，閥門口徑為DN200mm。

1.2、存在問(wèn)題

　　鎖斗閥自2008年5月開(kāi)車以來(lái)，經(jīng)常卡塞，無(wú)法正常使用。每當(dāng)出現(xiàn)卡塞時(shí)，對(duì)閥門解體檢查，清理灰塵后又恢復(fù)使用，但設(shè)備開(kāi)車運(yùn)行后隨即又出現(xiàn)卡塞現(xiàn)象。由于出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法下灰，往往會(huì)導(dǎo)致氣化爐因負(fù)荷過(guò)低而被迫停車，從而引起整個(gè)系統(tǒng)停車。

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(zhuǎn)軸帶動(dòng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)閥球繞閥球中心線作90°旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)閥門的開(kāi)啟或關(guān)閉的目的。對(duì)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(cè)量及計(jì)算，出現(xiàn)故障的閥球的加工誤差竟達(dá)到+2.4mm，這樣就無(wú)法保證閥球在工作時(shí)準(zhǔn)確的中心位置。由于閥球的加工誤差造成了閥門開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)的附加力矩，使閥門操作扭矩成倍增加，無(wú)法保證閥門良好的操作性能，造成閥門無(wú)法正常工作。

　　(2)該閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(xiàn)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(shè)計(jì)也不合理，傳動(dòng)軸與閥球中心及定位軸不在同一軸線上，造成閥球開(kāi)啟關(guān)閉不到位。

　　(3)該閥門是固定球氣動(dòng)球閥，工作時(shí)閥球繞閥球中心線作90°旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，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(duì)該閥解體時(shí)發(fā)現(xiàn)，此閥彈簧腔內(nèi)積滿了灰，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，這就增加了閥門的操作力矩，造成閥門卡死，無(wú)法開(kāi)啟或關(guān)閉。

2、改造方案

　　鎖斗控制閥結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1，改造方案如下。

圖1 控制閥結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)　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(jī)構(gòu)固定螺栓　11)閥前定位機(jī)構(gòu)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(duì)閥球加工誤差大而造成閥球不對(duì)中的情況，在無(wú)法對(duì)閥球處理的情況下，對(duì)金屬閥座進(jìn)行了加工處理，對(duì)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(cè)繪并加工處理，盡量消除因?yàn)殚y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(fù)。對(duì)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(duì)傳遞軸進(jìn)行偏心處理，定位軸采用新工藝。對(duì)不合理的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，采用銅合金套替代傳統(tǒng)的不銹鋼套或四氟套，既增加耐磨性，又保持良好轉(zhuǎn)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(yàn)、摸索，最后決定在閥座導(dǎo)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(hù)了彈簧，使浮動(dòng)閥座不會(huì)變?yōu)楣潭ㄩy座，減少了閥門動(dòng)作時(shí)的操作力矩，確保了閥座的自由運(yùn)動(dòng)，保證了閥門正常工作。

3、改造效果

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