干灰輸送系統落料圓頂閥故障分析

摘要：本文主要對陡河發電廠干灰輸送系統圓頂閥發故障信號原因進行分析、歸類、總結。通過總結設備缺陷消除過程中的經驗，探尋缺陷發生原因，尋找設備缺陷處理方法和防范措施，以供同行參考。

關鍵詞：干灰輸送系統 圓頂閥 故障 原因分析 處理措施

中圖分類號：TH132文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）08（c）-0073-02

1 干灰輸送系統圓頂閥的作用、構造及原理

圓頂閥是世界上最有效、能迅速開閉的物料輸送閥，也是目前國際上燃煤電廠輸灰系統使用數量最多、使用效果最佳的關鍵性閥門，在系統運行中用于隔斷和接通電除塵灰斗與倉泵之間的下料、用作倉泵排氣門、用于單元倉泵的輸送出料門、灰庫切換圓頂閥、灰庫卸料圓頂閥等等（圖1）。

落料圓頂閥使得灰斗里的積灰定時定量的落入到倉泵內，每一個灰斗的倉泵配備一臺落料圓頂閥。一旦圓頂閥出現故障，如果處理不及時，積灰輸不出去，灰斗里的料位越來越高，越過料位計后會報警，嚴重的可以把灰斗撐裂或把電場頂掉，甚至可能造成機組停運事故。例如大唐國際托克托發電公司#1機組在2012年3月的B級檢修中發現一電場B側#3倉泵圓頂閥執行器曲臂圓柱銷失效，使得閥門無法正常開啟，灰斗內積灰不能正常落下、輸送，灰斗內積灰高度已達陽打運轉層2m以上，不僅使#1機組電除塵器一右二電場掉閘退出運行，還給設備和人身安全造成威脅，所以圓頂閥故障極為敏感，也備受重視。

圓頂閥由氣缸、拉桿、頂蓋、托盤、密封圈、氣源管、接觸點電磁閥及半球閥芯組成（圖2）。

圓頂閥閥芯是一個球面圓頂，圓頂閥在開關過程中，閥芯與橡膠密封圈間保持有約2mm的間隙，使閥芯和橡膠密封圈可以以無接觸的方式運動，目的是使閥芯與橡膠密封圈之間不產生摩擦，減少磨損。閥門開啟時，料口全流通無阻擋，避免了物料對閥芯的直接沖刷。圓頂閥的氣動執行元件為直行程雙作用氣缸，直接驅動圓頂閥轉動，有效的防止了灰塵進入其中造成磨損、泄漏等現象的發生。當圓頂閥處于關閉狀態時，橡膠密封圈充氣、膨脹，緊緊的壓在球面圓頂閥芯上，從而形成一個非常可靠的密封環帶，阻止了管道內物料的流動。

閥門的工作過程為圖3。

常態：閥芯處于關閉位置時，轉臂上的調整螺釘壓住二位三通電磁閥的頂桿，壓縮空氣對密封圈充氣。壓力表顯示出作用在密封圈上的壓力。

打開狀態：直行程氣缸開始動作的瞬間，轉臂上的調整螺栓脫離二位三通電磁閥的頂桿，其密封圈內的氣從快速排氣閥的排氣孔排出，此時閥芯開始轉動，在轉動過程中，閥芯與密封圈之間不接觸（圖4）。

關閉狀態：在關閉的指令下，氣缸開始反向動作，閥芯反向轉動，當轉至關閉狀態時，轉臂上的調整螺栓壓住二位三通電磁閥的頂桿，氣源對密封圈供氣。（關閉到位—充氣之間的時間通過調整螺釘來完成。（圖5））

2 圓頂閥在運行過程中經常發現的故障、原因及對應解決方法

2.1 閥門開關不靈活

發生原因：①半球閥芯兩端各有一根驅動軸，靠近閥門內部的軸端裝有密封環，如果密封環老化，無法嚴密密封，在落料或輸送時，灰進入軸與軸套之間導致開關不靈活。②半球閥芯與密封圈之間的間隙過小，閥門開關時兩者之間的摩擦力過大，導致不能靈活開關。

解決辦法：①拆下半球閥芯，清理軸套，更換驅動軸密封環。②通過增加或減小頂蓋和閥體之間的調整墊厚度來調整密封圈與半球閥芯間的間隙，該間隙值需控制在一定范圍內，如果小于最小值閥門會出現開關不靈活、不到位的故障，如果大于最大值會出現密封圈密封不嚴密的故障。一般來講，DN200圓頂閥的該間隙值控制范圍是0.25-0.5mm，DN300圓頂閥的該間隙值控制范圍是0.8-1.2mm。

2.2 圓頂閥密封圈泄漏密封不嚴。這是圓頂閥較為常見的故障（圖6）

發生原因：①輸送粉煤灰中夾雜異物，劃傷密封圈。②密封圈超過使用壽命。③密封氣源壓力不足，使密封圈和半球閥芯之間進入灰粒，磨損密封圈和球面，長時間受磨損的密封圈會破裂，順著破損部位噴入的灰氣混合氣流把球閥吹成溝，嚴重時將球體吹漏。氣源壓力很重要，一旦氣壓達不到，吹掃過程中形成不了密封作用的密封圈必定受損。④密封圈與半球閥芯之間間隙過大，密封壓力同樣不足，使得兩者之間進入灰粒，磨損密封圈和閥芯。

解決辦法：①電除塵檢修時將灰斗內雜物清理干凈，焊接部分保證牢固。②使用超過一年的密封圈進行更換。③檢查密封氣源管的漏點并進行處理。④調整密封圈與半球閥芯間的間隙至合格值。

2.3 閥門開關不到位。

發生原因：①半球閥芯與密封圈之間的間隙過小，閥門開關時兩者之間的摩擦力過大，導致開關不到位。②半球閥芯與閥體軸套見的圓柱銷或氣缸執行機構與曲臂之間的圓柱銷出現故障，不能起到良好的定位作用，上文中的托電公司出現的問題原因就在此。③執行器曲臂的調整螺栓與二位三通電磁閥頂桿之間的限位位置調整不合適。④執行器氣缸故障，較為常見的是曲臂斷裂，例如陡河發電廠#4干除灰一單元#1倉泵發生過曲臂斷裂從而導致閥門開關不到位。除此之外，氣缸漏氣或活塞不靈活也有可能造成開關不到位。

解決方法：①調整密封圈與半球閥芯間的間隙至合格值。②更換圓柱銷。③重新調整限位位置。④檢查曲臂、氣缸、活塞是存在缺陷，進行更換或檢修。

3 圓頂閥使用中應注意問題

（1）閥芯與密封圈的間隙為0.3～0.5mm，密封圈充氣壓力應保證在0.50～0.60MPa，且高于輸送壓力0.15MPa，氣缸工作壓力0.45～0.65MPa，使用潔凈、干燥、無油壓縮空氣。

（2）運行人員加強巡檢，檢修利用二五檢查時間，及時發現問題。多觀察設備，并且定期對軸端進行加油。圓頂閥旋轉軸部位，每周加注一次潤滑脂。

（3）圓頂閥的密封壓力信號應作為系統運行的必要條件。

（4）當密封壓力不能達到0.5MPa時，要馬上檢查氣路，如系密封圈損壞所致，要立即更換密封圈。

（5）當圓頂閥作為入口閥＼出口閥使用時，在氣缸進氣側供氣管路和密封氣路中均應使用快速排氣閥。