轉(zhuǎn)爐液動(dòng)送風(fēng)蝶閥的氣動(dòng)改造

轉(zhuǎn)爐液動(dòng)送風(fēng)蝶閥的氣動(dòng)改造

【摘

要】針對(duì)轉(zhuǎn)爐工序液壓送風(fēng)蝶閥改造，介紹改造原因，改造方法以及改造結(jié)果?！娟P(guān)鍵詞】液壓站、液動(dòng)送風(fēng)蝶閥、氣動(dòng)送風(fēng)蝶閥；Pneumaticmodificationofhydraulicairsupplybutterflyvalveinconverter(JilinZijinCopperIndustryCo.,Ltd.,)Abstract

Aimingatthetransformationofthehydraulicairsupplybutterflyvalveinconverterprocess,thereasons,methodsandresultsofthetransformationareintroducedindetail.keywordsHydraulicstation,hydraulicairsupplybutterflyvalve,pneumaticairsupplybutterflyvalve;前言：轉(zhuǎn)爐送風(fēng)閥性能好壞對(duì)于轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)影響較大，其開(kāi)關(guān)速度和泄露量如果不合格，一是會(huì)影響開(kāi)風(fēng)速度，二是會(huì)造成灌風(fēng)眼。針對(duì)目前熔煉廠所用的液壓蝶閥所存在的問(wèn)題加以描述，并試驗(yàn)用氣動(dòng)三偏心蝶閥替代之。一、氣路圖因?yàn)橹饕菍?duì)控制閥門的改造，工藝過(guò)程不在這里描述。轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)機(jī)送出的空氣與制氧站送來(lái)的氧氣混合，通過(guò)風(fēng)眼進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)。二、送風(fēng)蝶閥動(dòng)力源--液壓站簡(jiǎn)介液壓泵M1或M2輸出液壓壓力，經(jīng)溢流閥10穩(wěn)壓保護(hù)，過(guò)濾器3去除雜質(zhì)，由不銹鋼管線送至閥組。液壓站共有4套閥組，使用了其中的3套，分別控制1/2/3號(hào)轉(zhuǎn)爐的液壓送風(fēng)蝶閥開(kāi)關(guān)。每套閥組均由三部分組成，第一層為先導(dǎo)式三位四通閥，用來(lái)控制蝶閥的開(kāi)關(guān)。第二層為雙向液壓鎖，用以實(shí)現(xiàn)蝶閥的靜態(tài)鎖止。第三層為雙單向節(jié)流閥，用來(lái)保證閥門的平穩(wěn)開(kāi)啟和關(guān)閉，防止損傷蝶閥的內(nèi)部密封。蝶閥帶有開(kāi)關(guān)限位，用來(lái)向DCS反饋位置信號(hào)，與正常搖爐和事故傾轉(zhuǎn)形成連鎖。三、液壓系統(tǒng)存在的問(wèn)題1、液壓鎖關(guān)閉不嚴(yán)。①導(dǎo)致蝶閥關(guān)閉不嚴(yán)，漏風(fēng)嚴(yán)重，使正在使用的轉(zhuǎn)爐風(fēng)量不足。②導(dǎo)致蝶閥在開(kāi)啟后，慢慢關(guān)閉，開(kāi)到位信號(hào)丟失，連鎖導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐事故傾轉(zhuǎn)。2、冬季環(huán)境溫度低，位于室外的液壓油輸送管路保溫效果不好，送至終端的油壓不足導(dǎo)致蝶閥在開(kāi)啟后，慢慢關(guān)閉，開(kāi)到位信號(hào)丟失，連鎖導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐事故傾轉(zhuǎn)?；?qū)е碌y關(guān)閉不嚴(yán)，漏風(fēng)嚴(yán)重，使正在使用的轉(zhuǎn)爐風(fēng)量不足。3、液壓泵故障頻繁，不能保證油壓平穩(wěn)。4、溢流閥偶爾有故障，導(dǎo)致油壓不穩(wěn)。5、液壓系統(tǒng)需長(zhǎng)期運(yùn)行，耗費(fèi)電能，運(yùn)行成本高。6、液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行，維護(hù)成本高，占用較多設(shè)備人員的工作時(shí)間。7、液壓系統(tǒng)元件種類較多，由于是重要的獨(dú)生子設(shè)備，所以備件數(shù)量要充足，庫(kù)存壓力大。四、改進(jìn)措施側(cè)吹爐送風(fēng)系統(tǒng)采用的氣動(dòng)蝶閥，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用，沒(méi)有什么問(wèn)題，例如關(guān)閉不嚴(yán)、打不開(kāi)等等，故障率很低，有鑒于此，決定將轉(zhuǎn)爐的液壓送風(fēng)蝶閥改為氣動(dòng)送風(fēng)蝶閥。改造過(guò)程分為硬件和程序改造兩部分，但必須保證不改動(dòng)原有液壓系統(tǒng)，防止氣動(dòng)送風(fēng)蝶閥如果不好使時(shí)，原有液動(dòng)閥可以繼續(xù)使用。五、改造方法1、閥門的選型；

轉(zhuǎn)爐送風(fēng)管道規(guī)格為DN600，口徑較大，從體積、重量以及成本上考慮，最終選擇偏心蝶閥。偏心蝶閥又分單偏心、雙偏心和三偏心蝶閥。單偏心蝶閥為解決同心蝶閥的蝶板與閥座的擠壓?jiǎn)栴}、由此產(chǎn)生了單偏心蝶閥、其結(jié)構(gòu)特征為閥桿軸心偏離了蝶板中心、從而使蝶板上下端不再成為回轉(zhuǎn)軸心、分散、減輕了蝶板上下端與閥座的過(guò)度擠壓。但由于單偏心構(gòu)造在閥門的整個(gè)開(kāi)關(guān)過(guò)程中蝶板與閥座的刮擦現(xiàn)象并未消失、在應(yīng)用范圍上和同心蝶閥大同小異、故采用不多。雙偏心蝶閥在單偏心蝶閥的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改良成型的就是應(yīng)用最廣泛的雙偏心蝶閥。其結(jié)構(gòu)特征為在閥桿軸心既偏離蝶板中心、也偏離本體中心。雙偏心的效果使閥門被開(kāi)啟后蝶板能迅即脫離閥座、大幅度地消除了蝶板與閥座的不必要的過(guò)度擠壓、刮擦現(xiàn)象、減輕了開(kāi)啟阻距、降低了磨損、提高了閥座壽命。刮擦的大幅度降低、同時(shí)還使得雙偏心蝶閥也可以采用金屬閥座、提高了蝶閥在高溫領(lǐng)域的應(yīng)用。但因?yàn)槠涿芊庠韺傥恢妹芊鈽?gòu)造、即蝶板與閥座的密封面為線接觸、通過(guò)蝶板擠壓閥座所造成的彈性變形產(chǎn)生密封效果、故對(duì)關(guān)閉位置要求很高(特別是金屬閥座)、承壓能力低、這就是為什么傳統(tǒng)上人們認(rèn)為蝶閥不耐高壓、泄漏量大的原因。要耐高溫、必須使用硬密封、但泄漏量大;要零泄漏、必須使用軟密封、卻不耐高溫。為克服雙偏心蝶閥這一矛盾、又對(duì)蝶閥進(jìn)行了第三次偏心。其結(jié)構(gòu)特征為在雙偏心的閥桿軸心位置偏心的同時(shí)、使蝶板密封面的圓錐型軸線偏斜于本體圓柱軸線、也就是說(shuō)、經(jīng)過(guò)第三次偏心后、蝶板的密封斷面不再是真圓、而是橢圓、其密封面形狀也因此而不對(duì)稱、一邊傾斜于本體中心線、另一邊則平行于本體中心線。這第三次偏心的最大特點(diǎn)就是從根本上改變了密封構(gòu)造、不再是位置密封、而是扭力密封、即不是依靠閥座的彈性變形、而是完全依靠閥座的接觸面壓來(lái)達(dá)到密封效果、因此一舉解決了金屬閥座零泄漏這一難題、并因接觸面壓與介質(zhì)壓力是成正比的、耐高壓高溫也迎刃而解。(1)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)要求零泄漏，所以選擇三偏心蝶閥。轉(zhuǎn)爐區(qū)域溫度較高，而且對(duì)開(kāi)關(guān)速度都有要求，根據(jù)這一點(diǎn)要求閥門的氣路管徑要大于12毫米，配備氣動(dòng)放大器，閥板與閥座密封采用硬密封，軟密封會(huì)老化。原有送風(fēng)蝶閥采用開(kāi)關(guān)量控制，開(kāi)關(guān)量反饋，為離散量，不太穩(wěn)定。對(duì)于大口徑蝶閥，它的有效的控制行程，保守的估計(jì)在5%到95%之間，甚至還要比這個(gè)范圍小。也就是說(shuō)，在0~5%和95~100%這兩個(gè)范圍內(nèi)，蝶閥的動(dòng)作對(duì)于介質(zhì)流量的影響可以忽略不計(jì)。依據(jù)這個(gè)原理，蝶閥不再采用開(kāi)關(guān)型，而采用調(diào)節(jié)型。在0~1%的行程內(nèi)對(duì)應(yīng)關(guān)到位，95~100%行程內(nèi)對(duì)應(yīng)開(kāi)到位，這樣就從本質(zhì)上消除了由于限位開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)而造成的虛接，從而錯(cuò)誤的發(fā)出信號(hào)，啟動(dòng)事故連鎖?？傊?，蝶閥選型定為能控制開(kāi)關(guān)大小的開(kāi)關(guān)閥。主要的參數(shù)要求見(jiàn)下表：蝶閥類型三偏心式閥板/閥座/閥桿/閥體材質(zhì)304定位器的輸入和輸出4到20毫安氣路外徑＞10流量特性快開(kāi)（5S）過(guò)程連接法蘭式作用形式雙作用附件一氣動(dòng)放大器故障時(shí)保持原位附件二保位閥2、使用效果比對(duì)2020年6月初，在3號(hào)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)管道上安裝了一臺(tái)DN600氣動(dòng)三偏心蝶閥。原有的液壓蝶閥都沒(méi)有改變，隨時(shí)可以投入使用。以下是兩臺(tái)閥門打開(kāi)時(shí)，流量變化時(shí)間和打開(kāi)時(shí)間的對(duì)比圖：兩種閥門的對(duì)比如下表：開(kāi)/關(guān)時(shí)間流量達(dá)到18000NM3/h時(shí)間液動(dòng)蝶閥3S12S氣動(dòng)蝶閥7S15S由于氣動(dòng)蝶閥的關(guān)閥時(shí)間比液動(dòng)