1、引言

　　日照鋼鐵有限公司動力廠煤氣綜合利用發(fā)電車間現(xiàn)有8臺50MW高爐煤氣發(fā)電機組，總裝機容量400MW，是目前國內(nèi)冶金企業(yè)規(guī)模最大的高爐煤氣綜合利用發(fā)電廠，配套8臺220t/h鍋爐，鍋爐的燃料就是煉鐵生產(chǎn)過程中的剩余煤氣。為了實現(xiàn)對煤氣管網(wǎng)壓力和發(fā)電負荷的調(diào)節(jié)，每臺鍋爐設(shè)計有8臺煤氣調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥直徑800mm。閥門工作原理比較簡單就是執(zhí)行機構(gòu)接受DCS發(fā)出的4~20mA電流信號，經(jīng)過閥門定位器將電信號轉(zhuǎn)換為氣壓信號，推動活塞氣缸動作，從而帶動蝶閥閥板動作，改變閥板截流面積，達到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的功能。但是在實際使用過程中煤氣調(diào)節(jié)閥各類故障較多，從2010年度檢修車間維修記錄來看，共計處理煤氣調(diào)節(jié)閥故障問題98臺次，其中儀表信號、定位器問題8次，機械卡澀90臺次，機械卡澀中僅有3次是填料壓蓋處過緊，其余的均是在前后軸套處卡澀。

　　以前一旦出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥問題，往往是工藝人員從DCS監(jiān)控畫面發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的指令與反饋值不對應(yīng)，聯(lián)系熱工儀表人員，儀表人員檢查信號、線路、都正常，再聯(lián)系機械維修人員將氣動執(zhí)行機構(gòu)與閥體部件分離，在不帶蝶閥閥板的情況下，發(fā)出信號與執(zhí)行機構(gòu)轉(zhuǎn)動機械位置是一致的。機械人員的處理辦法主要是在填料壓蓋處噴除銹劑潤滑，人工加上管鉗在軸上加力配合，反復(fù)活動�？�澀比較厲害的就用氣焊烤軸套處，再嚴重的就需要停爐在管道上開人孔，大錘敲擊閥板，儀表人員配合加大氣動執(zhí)行器氣源壓力，現(xiàn)場手動控制閥門定位器，協(xié)助強制活動閥門，但是以上辦法只能解決一時，治標不治本，使用2~3個月后會繼續(xù)出現(xiàn)閥門不靈活或者卡澀現(xiàn)象。

2、原因分析

　　我們總結(jié)多年使用調(diào)節(jié)閥的經(jīng)驗，經(jīng)過細致的研究，總結(jié)出造成調(diào)節(jié)閥卡澀的原因有如下幾方面。

2.1、安裝方式不合適

　　現(xiàn)在大都是垂直、正立安裝在水平管道上(閥板軸垂直水平面)，這種方法是保證執(zhí)行機構(gòu)在煤氣管道的上部，但是閥的后軸處于管道底部，煤氣管道中的水分、雜質(zhì)等就會落到或淤積于后軸承處，日久天長將空隙填滿，造成腐蝕卡住閥軸。

2.2、設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理

　　經(jīng)過歷次解體維修發(fā)現(xiàn)，閥板驅(qū)動軸的軸套與閥體的間隙處被一些異物充滿，有泥渣、水、銹蝕等結(jié)垢。而且原設(shè)計的軸套長度太大，調(diào)節(jié)閥的前后軸軸套部位承受閥軸來回轉(zhuǎn)動的摩擦力，隨著運行時間的延長，煤氣中的粉塵，管道的銹蝕雜質(zhì)等就容易進入軸套間隙，增大自身轉(zhuǎn)動阻力，逐漸積累的混合物就會將空隙填滿，將閥軸、軸套和閥體固化在一體，阻礙閥軸的靈活轉(zhuǎn)動。

2.3、煤氣腐蝕

　　目前國內(nèi)所有鋼廠高爐煤氣管道都存在著嚴重的腐蝕現(xiàn)象，煤氣管道受到較強的腐蝕，主要表現(xiàn)在補償器會經(jīng)常洞蝕開裂，管路上煤氣泄漏、管線上的閥門、減壓閥等部件由于腐蝕無法正常運行，高爐煤氣的腐蝕性給設(shè)備運行和煤氣管道帶來了嚴重的安全隱患。

　　我們的煤氣管道同樣也存在局部腐蝕透漏氣和補償器波紋管處洞蝕滴水的現(xiàn)象，由此可知對閥門影響也是很嚴重的，為了對煤氣腐蝕情況進行分析，我們在發(fā)電車間的兩路煤氣管道處分別取煤氣樣進行分析化驗。

表1 高爐煤氣中的成分分析 %VOL

　　高溫的H2、CO、H2O等對鋼鐵亦有相當(dāng)?shù)母�蝕，由于煤氣中含水，特別是發(fā)電系統(tǒng)一般都在整個煤氣管網(wǎng)的后面或者末端，管道中有著數(shù)量較多的冷凝水，經(jīng)過檢測日鋼電廠煤氣管道中凝結(jié)水pH值在5~6左右，電導(dǎo)率在2762μs/cm，此外含有大量鐵離子、氯離子、硫酸根離子。部分資料顯示Cl-和SO42-誘發(fā)應(yīng)力腐蝕，就煤氣管道和設(shè)備的腐蝕形態(tài)而言，主要是非均勻腐蝕，其具體表現(xiàn)形態(tài)為：(1)垢下腐蝕，又稱縫隙腐蝕;(2)斑點腐蝕;(3)點腐蝕;(4)磨損腐蝕;(5)應(yīng)力腐蝕。冷凝水的存在對管道具有一定的腐蝕性，電導(dǎo)率越高腐蝕速度越快。煤氣介質(zhì)臟污及腐蝕的特點是造成閥門卡澀的主要誘因。

2.4、使用不當(dāng)

　　由于目前煤氣調(diào)節(jié)閥沒有投入閉環(huán)自動調(diào)節(jié)運行，閥門依靠運行人員人為通過DCS設(shè)定開度進行調(diào)節(jié)，有時負荷比較穩(wěn)定，閥板長時間處于某一固定的角度，不經(jīng)�；顒樱�也容易造成閥門的動作不靈活。

3、改進措施

3.1、安裝方式

　　安裝方式由垂直安裝改為水平安裝。避免介質(zhì)中雜質(zhì)、水分和污垢在重力的作用下沉積到軸套間隙處。

3.2、降低煤氣酸性

　　由于煤氣酸性對整個煤氣管道系統(tǒng)、大型閥門、補償器等危害較大，已引起公司高層領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注，公司采用了在TRT入口處煤氣管道處加噴堿液中和的辦法，經(jīng)過對發(fā)電煤氣管道中冷凝水取樣分析得知其pH值為6左右。

3.3、對設(shè)計不合理的軸套部分進行改進

　　將軸套尺寸縮短，前軸套長度由400減為200，后軸套長度由800減為200。材質(zhì)方面由不銹鋼，根據(jù)JB/T1759-2010，改為可鑄銅銅合金，牌號為：ZCuSn10Pb1。即使出現(xiàn)縫隙內(nèi)部輕微結(jié)垢現(xiàn)象，由于軸套長度大為減少，所以摩擦力就相應(yīng)減少了1/2到3/4，閥門動作相對就容易很多。同時也將此項改進建議無償提供給供貨廠家，以后再提報此類閥門備件時，要求廠家按照我們的要求定做。

　　檢修檢查中還發(fā)現(xiàn)，閥軸上部填料壓蓋過緊，個別的填料壓蓋螺絲因扭矩過大斷裂。通過機加工重新加工壓蓋時，適當(dāng)增大間隙，間隙處用黃油灌滿，防止漏煤氣。

3.4、工藝方面

　　改進工藝規(guī)程，要求司爐人員每班對所有煤氣調(diào)節(jié)閥進行活動試驗，并做好表格記錄指令與反饋值，防止閥板長時間固定在某一開度下，造成結(jié)垢固化抱軸。

3.5、維修策略方面

　　購置4臺備用調(diào)節(jié)閥，采用替換輪流維修法，就是一旦有停爐機會根據(jù)工藝人員活動試驗情況，找出卡澀最嚴重的閥門，進行更換。下線的調(diào)節(jié)閥進行解體檢修改進后，潤滑保養(yǎng)備用，以節(jié)省停爐時間。

3.6、潤滑維護方面

　　每月對在線運行的煤氣調(diào)節(jié)閥填料壓蓋，前后軸處加油潤滑，做好設(shè)備的點檢，及時了解設(shè)備運行狀態(tài)。儀控人員做好控制部分(閥門定位器)設(shè)備的防雨、防腐，定期檢查氣源壓力，各氣源連接部分有無堵、漏現(xiàn)象，及壓縮空氣品質(zhì)。

　　另外適當(dāng)提高壓縮氣源壓力，增大執(zhí)行機構(gòu)的輸出力。儀表人員通過調(diào)節(jié)定位器前的減壓閥，將壓力穩(wěn)定在0.5MPa左右。每次有停爐大修機會安排清理管道內(nèi)的淤泥、雜質(zhì)碎片等，以減少磨損腐蝕。

4、實施效果

　　通過制定修改工藝規(guī)程，使操作人員也時刻關(guān)注調(diào)節(jié)閥的運行狀態(tài)，達到了全員管理設(shè)備的目的，實際上也是狀態(tài)維修模式的一個嘗試。改進后減少了維修量，維修周期平均由原先的2~3個月延長到6~8個月，維修工人的勞動強度大大降低，關(guān)鍵是保證了調(diào)節(jié)閥的靈活、可靠，為鍋爐安全穩(wěn)定運行提供了設(shè)備保障。此種解決辦法還可以推廣到煤氣管道上的其他大型閥門。