梅鋼高爐煤氣放散閥煤氣泄漏原因分析及處理

1、中國冶金裝備網(wǎng)一中國冶金人的網(wǎng)梅鋼高爐煤氣放散閥煤氣泄漏原因分析及處理李華 李國軍（寶鋼股份上海梅山鋼鐵公司，南京210039）摘要：為了確保高爐煤氣放散閥安全、穩(wěn)定、環(huán)保運行，論文對其使用狀況進(jìn)行深入調(diào)查研究, 分析出煤氣泄漏的原因，并且提出切實可行的處理對策，避免泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，消除潛在設(shè)備隱 患，同時提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，具有在同類企業(yè)推廣的價值。關(guān)鍵詞：高爐放散閥；煤氣泄漏；分析；處理Meishan Steel blast furnace gas relief valveanalysis and treatment of gas leakageLi Hua Li Guo-j un，Nanj

2、ing 210039)(Sha nghai Meisha n Iron & Steel of Baosteelto en sure security, its paper usageAbstract : Blast furnace gas relief valve in order environmental protection and operation of inv estigati on and an alysis of the reas ons for the gas leak, and put forward p ractical elim in ati ng efficie nc

3、y Key Words:stability,in-depthstrategies to p reve nt the occurre nee of equipment p roblems, while improve the enterprises in the promotion ；Gas leaks ； Analysis ； Treatmenttreatme ntpoten tialof enterprises with similar Blast furn ace relief valveleakage, econo mic of value.2檢修狀態(tài)、事故休風(fēng)狀態(tài)及正常布料均壓時，都根

4、據(jù)煉鐵生產(chǎn)工藝及安全的需要，高爐每次開停爐、需要對含塵煤氣進(jìn)行放散，煤氣放散需要通過煤氣放散閥來完成。由于煤氣尚未經(jīng)過除塵處理，其灰塵粒 徑較大而且堅硬，致使放散閥經(jīng)常被吹損。在對國內(nèi)多座高爐煤氣放散閥跟蹤統(tǒng)計，高爐的煤氣放散閥平 均使用壽命不超過6個月，壽命最短的甚至只有幾天時間。因此，尋找各項有效方法分析煤氣泄漏的原因, 及進(jìn)行有效地處理，成為高爐設(shè)備維護(hù)人員的緊迫任務(wù)。2高爐煤氣放散閥結(jié)構(gòu)及工作原理由于外開式垂直放散閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，避免了煤氣流的沖刷， 從而可以達(dá)到延長其使用壽命的目的，因此在國內(nèi)大型高爐中使用比較廣泛。此種結(jié)構(gòu)的高爐煤氣放散閥閥門由閥蓋，閥體，擺動桶和連桿等機(jī) 構(gòu)組成

5、（見圖1），結(jié)構(gòu)比較簡單，操作方便靈活。閥蓋，閥體和擺動桶為鑄鋼件，連桿則由優(yōu)質(zhì)低碳鋼制 成。擺動桶內(nèi)疊加安裝若干片蝶簧，通過調(diào)節(jié)頂端螺母來控制彈簧壓縮量，從而達(dá)到控制閥門壓力的目的。閥蓋和閥體的密封面堆焊合金材料及硬質(zhì)合金層，有利于耐高溫及耐磨。閥門密封面采用錐形球面線接觸 形式，以提高其密封性能及使用壽命。閥門的正常開啟與關(guān)閉是靠液壓油缸實現(xiàn)的，油缸工作時帶動曲柄轉(zhuǎn)動，彈簧倉轉(zhuǎn)動又帶動連桿和轉(zhuǎn) 臂轉(zhuǎn)動，使閥門開啟。由于采用了鉸鏈五連桿機(jī)構(gòu)，從而保證了閥門的運動軌跡。閥門安全放散時油缸并 不動作而是由爐內(nèi)壓力升高到大于閥門密封比壓時，閥板帶動轉(zhuǎn)臂壓縮彈簧倉的彈簧，使閥蓋微量開啟， 從而達(dá)到放

6、散減壓的目的。C13H1-液壓油缸；2-油缸座；3-擺臂裝配；4-碟簧；5-擺動筒裝配；6-閥蓋調(diào)整螺母；7-碟簧；8-軸承；9-調(diào)節(jié)螺栓;10-O型密封圈；11-閥蓋裝配；12-橡膠密封圈；13-閥座裝配；14-閥體圖1：高爐煤氣放散閥1013高爐煤氣放散閥煤氣泄漏原因分析 3.1閥蓋、閥座圓周方向接觸不同步高爐每次開停爐、檢修狀態(tài)、事故休風(fēng)狀態(tài)及正常布料均壓要開啟煤氣放散閥時，由于煤氣垂直向上 放散，一些灰塵顆粒不可避免地落在水平布置的閥座上，致使閥座表面積灰。在關(guān)閉放散閥時，閥蓋邊緣 距連桿（圖1）中心的半徑距離不同，導(dǎo)致的閥蓋、閥座圓周方向不能同時接觸，距連桿中心距離小的點 較早接觸，

7、使得閥蓋在關(guān)閉的過程中存在的不同步，造成閥蓋與閥座配合不緊密。較早接觸的部位閥蓋與 閥座之間容易夾住灰塵顆粒，受灰塵顆粒的支撐，造成配合不嚴(yán)，半徑距離較小的一面較早吹損，導(dǎo)致高 爐煤氣放散閥煤氣泄漏。同時，接觸較遲的一面放散面積減小，夾帶灰塵顆粒的煤氣流速加快，沖擊力變 大，過多地受到?jīng)_擊而吹損，導(dǎo)致高爐煤氣放散閥泄漏。3.2高爐工藝部分不合理高爐爐頂煤氣放散閥的作用是在高爐開停爐、檢修狀態(tài)、事故休風(fēng)狀態(tài)及正常布料均壓時使用，將爐 內(nèi)壓力泄壓，為保證高爐放散狀態(tài)的安全性，每次放散時要將大量的蒸汽充入到高爐中，用大量的蒸汽將 爐內(nèi)的煤氣通過煤氣放散閥進(jìn)行放散。此時，由于高爐爐頂煤氣放散閥溫度較高

8、，在帶有大量蒸汽并帶有 灰塵的煤氣通過放散閥時，煤氣中的灰塵就會積聚在放散閥閥座的位置，并在較高的溫度下灰塵硬化，越 積越多越大，造成閥座密封面凸凹不平，致使放散閥關(guān)閉過程中，閥蓋與閥座之間的配合面出現(xiàn)問題，由 于堅硬灰塵的存在，使得密封面不能有效的密封，造成密封不嚴(yán)，造成高爐煤氣放散閥泄漏。3.3閥蓋密封結(jié)構(gòu)不合理閥蓋設(shè)計時采用雙重密封，即閥蓋與閥座接觸面有軟密封和硬密封，雖然設(shè)計理念比較理想，但是不 適合現(xiàn)場實際工作環(huán)境。正常密封見圖2所示。放散閥的軟密封安裝在閥座外側(cè)，為硅橡膠密封圈，更換密封面為球面與錐面接觸，閥門關(guān)閉時由于另一邊不能有效的接觸， 這時閥蓋處于“張嘴”方便，然而，硬密封

9、是在閥蓋與閥座接觸面上堆焊硬質(zhì)合金， 對中性差，使得閥蓋與閥座內(nèi)圈的硬密封一邊過早的接觸， 狀態(tài)，使得閥蓋與閥座不能有效密封，造成泄漏，見圖中國冶金裝備網(wǎng)一中國冶金人的網(wǎng)!lgI1-軸承；2-碟簧；3-閥蓋調(diào)節(jié)螺母；4-閥蓋裝配；5-0型密封圈；6-硬密封；7-橡膠密封；8-閥座圖2:閥蓋正常工作時位置示意圖1-軸承；2-碟簧；3-閥蓋調(diào)節(jié)螺母；圖3:4-閥蓋裝配；5-0型密封圈；6-硬密封；7-橡膠密封；8-閥座 閥蓋非正常工作時位置示意圖4高爐煤氣放散閥煤氣泄漏處理對策 4.1合理準(zhǔn)確調(diào)整閥蓋位置從閥蓋結(jié)構(gòu)上分析，只要合理準(zhǔn)確調(diào)整閥蓋的位置，保證閥蓋在關(guān)閉的過程中不發(fā)生偏心現(xiàn)象，使得 閥蓋

10、與閥座能夠良好的密封，就能解決此類泄漏。 首先，由于放散閥門密封方式對閥蓋的對中性要求較高,若出現(xiàn)變形現(xiàn)象則閥蓋不能有良好的對中性，造成放散閥泄漏，因此增加三只型號為M20X 60的調(diào)節(jié)螺栓,將螺栓強(qiáng)度增加一個等級。其次，制作安裝三個擋塊，三個擋塊的安裝焊接位置基本上和調(diào)節(jié)螺栓位置一 致分布，擋塊的側(cè)面與閥蓋凸臺的距離選擇合適，現(xiàn)場距離調(diào)整為5毫米，避免在閥蓋關(guān)閉過程中出現(xiàn)閥蓋偏心現(xiàn)象發(fā)生。4.2合理調(diào)整高爐生產(chǎn)工藝在高爐每次開停爐、檢修狀態(tài)、事故休風(fēng)狀態(tài)及正常布料均壓時，需開啟放散閥之前，高爐爐內(nèi)及爐 頂需要通蒸汽，用大量的蒸汽將爐內(nèi)的煤氣排放，致使煤氣泄漏。為了解決工藝不合理問題，改變置換

11、氣 體的介質(zhì)，從安全性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性方面綜合分析，選用氮氣為置換蒸汽的氣體介質(zhì)。用氮氣將爐內(nèi)煤 氣放散，效果相當(dāng)明顯，既使得放散閥等各管道清潔干凈，且能解決高爐爐頂煤氣放散閥積灰泄漏問題。4.3放散閥密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)高爐正常生產(chǎn)時爐內(nèi)正常壓力在0.24 Mp左右，外圈的硅橡膠軟密封已足以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要，因此，將內(nèi)圈堆焊硬質(zhì)合金車床車20mm車床車削方向為閥蓋密封軸向，將內(nèi)圈堆焊硬質(zhì)合金密封車削后如圖4所示。改造完成后，閥蓋關(guān)閉時閥蓋的受力部位發(fā)生了改變，閥蓋的受力部位由原來的兩部分即硬密封和軟密封，變?yōu)楝F(xiàn)在的軟密封部位單一受力。一方面 由于硬密封部位往閥蓋軸向方向車削了20毫米，使得硬質(zhì)合金密封與閥座沒有接觸，避免了閥蓋在關(guān)閉時出現(xiàn)偏心不對中現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面，閥蓋施力部位發(fā)生改變后，由于閥蓋上所有的壓力均施壓在硅橡 膠密封上，使得硅橡膠密封的壓縮量變大，為避免硅橡膠密封的過度變形造成的閥蓋的不對中現(xiàn)象發(fā)生， 在安裝硅橡膠密封的底部位置安裝10毫米紙板，在閥蓋施力時，10毫米紙板的作用即可將上述問題解決，又使得放散閥密封良好。經(jīng)過上述的改造，大大提高了閥