偏心半球阀在高炉煤气布袋除尘系统中的应用精

1、偏心半球阀在高炉煤气布袋除尘系统中的应用张亦平，刘新华，周伟，殷忠桥，张安龙揭乐标(武钢集团国际经济贸易总公司，湖北武汉，430081摘要:本文阐述了高炉煤气布袋除尘输灰系统的结构及工艺，介绍了原输灰阀的 缺陷，分析了偏心半球阀的结构及其工作原理，总结了偏心半球阀的优点，分析结果 表明:偏心半球阀不但能够减小高速流体对阀门密封面和阀瓣的冲刷,还能减小阀 瓣和阀座密封面之间的 相互磨损，从而延长了输灰阀的使用寿命。本文的数据还表明:阀门密封面及阀瓣的硬度越 高，其使用寿命越长。偏心半球阀应用在高炉煤气 布袋除尘输灰系统中，不但保证了安全生 产，提高了工作效率，还取得了显著的经济 效益。关键字:偏

2、心半球阀；高炉煤气；布袋除尘；硬度。中图分类号：Application of Eccentricity Half-ball Valve in BF Gas Bag-type Dusting SystemZHANG Yi-ping, LIU Xin-hua, ZHOU Wei, YIN Zhong-qiao,ZHANG An-long, JIE Le-biao(International Economic and Trading Corporation, WISCO, Wuhan,430081,China Abstract: The configuration and the technique

3、s of the BF gas bag-type dusting transportation system were expatiated, the defects of the dust transportation valve were introduced, and then the configuration and the function of the eccentricity half-ball valve were analyzed, the excellences of which were summarized also, the result indicate that

4、 the high speed fluid scour to valve seal and the disc could be minished not only, but also the seals between the disc and the seat, which were also owed to eccentricity half-ball valve, consequently the life of the dust transportation valve was prolonged. The data also indicate that the useful life

5、 of the valve will be longer if the rigidity of the valve seal andthe disc are higher. Using in BF gas bag-type dusting system, the eccentricity half-ball valve not only ensured the production safely and improved the work efficiency, but also acquired the notable benefits.Keywords: eccentricity half

6、-ball valve; BF gas; bag-type dusting; rigidity1概述作为当前冶金行业的一项新技术，高炉煤气布袋除尘系统具有节电、节水、 污 染少、除尘效率高、综合社会效益好、节约资金等多种优点 1,已在中小型高炉得 到了广泛应用，大型高炉也在逐步推广该技术2 o然而，自该技术投入使用开始，作为除尘系统中动作最频繁的设备的输灰阀在金属粉尘较多、需要经常带压启闭的恶劣工况下一直存在使用寿命较短的缺陷。某钢厂高炉煤气布袋除尘系统中的输灰阀门使用周期较短，一般为5 15天,使用周期过后磨损较为严重， 且试用期间经常出现阀门开关不到位等故障，不但影响输灰效率，还造成环境污

7、 染， 急需对输灰阀门进行改造。2高炉煤气布袋除尘输灰系统2.1 输灰系统结构高炉煤气布袋除尘输灰系统结构简图如图 1。输灰系统采用浓相气力输灰方 式，输灰系统用氮气压力为0.7MPa，其中输灰用氮气减压至0.4MPa使用，气动阀门 动力气源用氮气为0.7MPa。每个仓泵带有料位计一台，仓泵本体设有压力 变送器 一台，气动双闸板进料阀（DN200一台，气动双闸板出料阀（DN100两台,进料阀和出料 阀即为本文所探讨的输灰阀。出料阀间设有压力变送器一台，以检测出料阀1泄漏情况，为防粉尘磨损输灰管，输送管道弯头内衬耐磨陶瓷。仓泵下封头设一流化气室内装流化盘，流化气室与氮气管道相联，通过加压阀控制氮

8、气的流入。T P TLT电磁阀箱减压阀加压阀节流阀吹扫阀出料阀1出料阀2防堵阀进料阀N2N2筒体灰斗仓泵流化盘图1高炉煤气布袋除尘输灰系统结构简图2.2 输灰工艺仓泵的输灰过程按工作状态可大致分为三个阶段：(1进料阶段:进料阀呈开启状态，加压阀和出料阀关闭，仓泵内部与灰斗 连通，仓 泵内压力与除尘器内部等压，粉尘从除尘器灰斗进入仓泵，当仓泵内粉尘高至与料位计探头接触，则料位计发出料满信号，料位(或设定时间到触发输 灰程序，系统自动关闭进料阀，进料阶段结束 进入加压阶段。(2加压阶段:进料阀关闭后，打开加压阀，氮气通过流化盘进入仓泵，与仓泵内积 灰均匀混合，仓泵内粉尘充分流态化，同时压力升高，当

9、压力达到设定 值时打制系统 依次打开出料阀2、出料阀1,加压阶段结束，进入输送阶段。(3输送阶段:2台出料 阀均打开，此时加压阀继续给仓泵供气，同时气灰 混和物通过出料阀进入输灰管道，输送至大灰仓。仓泵内积灰输送完后，仓泵压 力降低，当仓泵内压力降低至设定值 时，输送阶段结束,加压阀关闭,出料阀1、2依次关闭，进料阀开启，重新进入进料阶段。3输灰阀改造3.1 平板闸阀缺陷高炉煤气输灰系统原用阀门为平板闸阀，密封面采用硬质合金对焊而成，密封 面硬度可达HV700，但该阀在多粉尘、带压启闭频率较高的工况下其使用寿命 只有 5 15大，经综合分析，该阀存在3个缺陷：1.1 大，启闭时间长。由于开启时

10、需将阀板完全提升到阀座通孔上方,关闭时又需将阀板全部落下挡住阀座通孔，所以阀板的启闭行程很大，其高度也相应增大，启 闭时间较长，影响工作效率；2密封面易产生擦伤。启闭时阀板与阀座相接触的两密封面之间有相对滑动，在介质力作用下易产生擦伤，从而破坏密封性能，影响使用寿命。3易出现关闭不严 故障,加剧密封面的磨损。金属灰容易沉积在沟槽 处，致使阀板关闭不严，给金属灰留 下过往的缝隙。金属灰在气压作用下经缝隙高速冲刷阀体和密封面，从而加剧了阀 体和密封面的磨损。图2双闸板阀 图3偏心半球阀外形图图4偏心半球阀组装图图5偏心半球阀1.2 偏心半球阀结构及其优点针对双闸板阀体现出的缺陷，选用偏心半球阀替代

11、双闸板阀。偏心半 球阀外形图如图3,其工作原理为：由上阀轴带动球体2（设置在阀腔内的 偏心半球体围绕上阀轴1和下阀轴4作90旋转。顺时针旋转时，球体2进入阀座3,在偏心的作用下，球体2向阀座3加压，达到紧密密封而使 阀门关闭;逆时针旋转时，在偏心的作用下，球 体2迅速脱离阀座3,旋转90为完全开启（如图4及图5。偏心半球阀有以下优点：1启闭无摩擦。手轮转动的最后几圈，阀杆底部的角形平面机械地楔 向压迫球 体，使其紧密地压在阀座上，达到完全密封。当逆时针转动手轮 时，阀杆则反向运动， 其底部角形平面使球体脱开阀座。这一功能完全解 决了传统阀门因密封面之间相互摩擦而影响密封的问题3。2密封面及阀瓣

12、硬度高，耐磨性能好3。该阀密封面采用硬质合金（钻基237 硬质合金堆焊或喷涂碳化鸨耐磨涂层，阀瓣也喷有耐磨涂层，具有很高的硬度（钻基 237硬质合金硬度达HV700,碳化鸨涂层硬度达HV997和耐磨性能，可切断钢筋、 编织物之类软或硬的杂物，挤碎密封面上的结疤，且耐腐蚀,使用寿命长。3低扭矩设计。特殊结构设计的阀杆，且阀门体积小，重量轻，只需配一个小手把 阀门就能轻松启闭。4减小高速流体对密封面及阀瓣的冲刷。阀门开启瞬间，由于偏心的 作用，阀瓣能够迅速与阀座脱离3,从而缩短了密封面开启的时间，加大了单位时间内阀门的 开启度，从而降低了流体速度，消除了高速流体对阀门 密封面及阀瓣的冲刷405密封

13、面自清洁结构。当阀门开启时，管线中的流体沿球体密封面成 360均匀 通过，可冲走密封面上的聚积物，达到自清洁的目的3。1.3 改进效果采用偏心半球阀后，在密封面及阀瓣材料均采用钻基硬质合金（硬度为HV700 的情况下，输灰阀的使用寿命由原来的 5 15天延长至75 100天；当偏心半 球阀密封面及阀瓣均采用碳化鸨耐磨涂层时，其使用寿命可达100120天。各 阀门的使用寿命情况如表1。表1各阀门使用寿命对比阀门类别双闸板阀偏心半球阀偏心半球阀密封面及网澹材质钻城硬质合金牯基硬质价金碳化铝耐磨涂层空封面及阀温硬度HV700HV700HV997使用寿命(大)51575901001204、结语在气压彳用下，金属粉尘对密封面及阀瓣的高速冲刷是高炉布袋除尘输灰阀密封面损坏的重要原因。由于偏心作用，偏心半球阀能够加大单位时间内阀门的开启度,降低流体速度，消除高速流体对阀座局部的冲刷；同时,偏心半 球阀能够消除启闭 时密封面之间的相互摩擦，进一步减小密封面的磨损。另外，密封面及阀瓣的磨损也 与材质有关，硬度越大，密封面、阀瓣的磨损越慢，其使用寿命越长。本文通过将高炉 煤气布