新型雙球面板NK閥在寧鋼燒結煤氣系統上的應用

章廣健，白麗霞

寧波鋼鐵有限公司，浙江 寧波 315807

冶金、發電企業中的煤氣管網是安全生產的控制重點，如何安全、可靠地開啟、關閉煤氣管道一直是各冶金、發電行業關注的話題，由于煤氣的高危性，一旦發生煤氣泄漏或爆炸，不僅嚴重影響生產，甚至會造成人員傷亡。縱觀國內各大鋼廠的煤氣爆炸事故，基本都與閥門操作失誤或閥門泄漏有關。

一、常用煤氣切斷閥的形式和特點

常用的管道切斷閥分為普通隔斷裝置和可靠隔斷裝置兩種。為了保證設備和人身的安全，煤氣管道通常采用可靠的隔斷裝置，常用的煤氣隔斷裝置有以下幾種。

1.水封閥

在煤氣管道進、出口管道中間設置V形、U形或箱式水封閥，利用水密封性能好的特點，對煤氣介質進行切斷。在封止、開啟時要注意煤氣泄出或竄入水管，同時要監控水位，保證水量一直處于溢出狀態，以保證煤氣已可靠切斷。

2.眼鏡閥

通過旋轉眼鏡閥的閥板，使煤氣管道關閉或開啟。眼鏡閥操作簡單，但外形尺寸較大。

3.旋塞閥

通過閥芯在閥體內轉動，使煤氣管道關閉或開啟，為了保證可靠切斷煤氣，對密封面的加工精度要求較高，如果密封面磨損，容易引起煤氣泄 漏。

在實際使用中，以上閥門通常與其他切斷閥門如閘閥、插板閥、蝶閥等組合使用，完成煤氣管道在開啟、關閉時的煤氣吹掃、放散工藝，以防止空氣與煤氣混合，發生爆炸。

但正因為各種閥門需組合使用，在煤氣管道開啟、關閉時，操作工藝比較復雜，實際操作中，如果操作人員沒有按照順序開關閥門，就會發生煤氣泄漏。同時由于長時間使用，閥門容易出現密封磨損或關不到位的現象，也容易出現煤氣泄漏。

如何安全、可靠地實現煤氣管網的隔斷，保證安全生產，一直是一個難題。近年來，隨著制造業技術的發展，出現了一種新型的可靠煤氣隔斷裝置——雙球面板旋塞式球閥，又名NK閥，寧鋼在一期燒結點火爐改造中，在點火爐用焦爐煤氣管道上采用了江蘇特一制造的NK閥，使用效果良好。此次NK閥用于切斷燒結點火爐使用的焦爐煤氣，煤氣熱值約16.72MJ/m3，壓力≥12kPa ；燃氣參考成份：CO8.6%，CO22.2%，H255.3%，CH423.2%，CmHn2.8%，O20.6%，N27.3%。

二、NK閥的結構和工作原理

NK閥為雙球面板結構，雙密封。雙閥板為球面，與球形的閥體密封，閥門和其他閥門一樣，由傳動機構、閥體、閥桿、閥板組成，此外還有獨特的自動轉向機構和伸縮機構。實物如圖1所示。

圖1 NK閥實物圖

圖2 閥板自動旋轉機構

1.閥板自動轉向機構

閥板自動轉向機構由閥桿、閥桿固定軸組成，閥桿沿圓周方向加工有螺旋形的槽孔，閥桿上端徑向固定在固定軸上，閥桿下端安裝有與閥板相連的十字軸，當閥桿向下沿軸向移動時，螺旋形的槽孔引導閥桿做旋轉運動，帶動閥板旋轉90°。閥板的自動轉向機構設計巧妙，結構簡單、加工、操作方便，是NK閥的一個顯著特色。自動旋轉機構見圖2。

圖3 閥板伸縮機構

2.閥板伸縮機構

閥板伸縮機構由伸縮桿和斜鐵組成。閥板固定在閥桿下端的斜鐵上，斜鐵上沿閥桿軸向加工有斜槽孔，當閥桿帶動斜鐵向下軸向運動時，推動銷接在斜鐵斜槽孔上的閥板伸縮桿沿球形半徑方向做徑向移動，使閥板緊緊壓在閥座上，完成閥門關閉動作。閥板伸縮機構見圖3。

3.閥板與閥體接觸密封

當開啟閥門時，伸縮桿帶著球面閥板向閥桿軸心方向移動，密封面分離，然后開啟閥門。當閥門關閉時，伸縮桿帶著球面閥板向閥桿軸心反方向移動，球面閥板上的密封面被緊緊頂在閥體上，實現密封。

考慮到本次NK閥的使用介質為焦爐煤氣，為了避免煤氣中的焦油腐蝕閥板密封，增加了蒸汽沖掃系統，定期對閥體進行吹掃，防止焦油結焦，保證密封可靠。

4.水封裝置

為了保證更可靠的密封，還可以在兩片閥板之間增加水封裝置，在兩個球面板中央注入壓力水，更加可靠地徹底切斷煤氣。

三、NK閥的使用特點

1.操作簡單、方便

NK閥可以在煤氣管道上單獨使用，不需要與其他閥門配套，操作簡捷可靠。

2.安全、可靠性好

閥門在啟閉過程中全部封閉，無煤氣外溢。

3.密封性好

雙閥板密封，密封性能好。閥門關閉后在閥體中腔注入密封壓力水，可以可靠切斷煤氣。水密封裝置好像一道雙保險，更加提高閥門密封的可靠性。尤其適用于煤氣總管的可靠切斷。

4.啟閉迅速

NK閥可以采用氣動、電動的方式進行驅動，氣動、電動裝置的動作時間即為閥門啟閉時間，可以大大縮短操作或檢修時間。通過控制箱，把閥門操作信號引進中控室，還可以實現遠程操作，最大程度保證了操作人員的人身安全。

四、使用效果

NK閥在寧鋼燒結煤氣系統投入使用后，效果非常好。寧鋼今年還會把NK閥應用到高爐噴煤的煤氣系統改造中。