鍋爐除灰系統輸灰閥故障原因分析及改進方案

陳德福

(新疆烏魯木齊石化分公司 化肥廠，烏魯木齊 830019)

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鍋爐除灰系統輸灰閥故障原因分析及改進方案

陳德福

(新疆烏魯木齊石化分公司 化肥廠，烏魯木齊 830019)

摘要：鍋爐除灰系統在運送粉煤灰過程中，由于切斷閥與閥體連接為一體設計，灰塵易沿著閥桿與填料套間隙直接進入氣缸，造成汽缸壁與活塞磨損，致使氣缸串氣發生事故。拆裝該閥檢修勞動強度大，且造成環境污染。針對該隱患故障將封閉填料改為敞開式填料設計，使介質夾帶灰塵無法進入氣缸。改造后的輸灰閥用肉眼即可判斷泄漏故障，減少故障發生，降低檢修勞動強度，延長閥使用壽命。

關鍵詞：鍋爐除灰系統輸灰閥故障

1裝置簡介

鍋爐除灰系統專門用于處理煤粉鍋爐燃燒后排向大氣的煙氣粉塵的除塵、輸送、儲存和外運。由2臺煤鍋爐燃燒后排出的粉塵煙氣，通過尾部煙道進入電除塵器。每臺鍋爐的電除塵器有4個電場，可通過靜電作用除去煙氣中98%的粉塵，除塵后的煙氣通過煙囪排向大氣。粉煤灰通過灰斗、倉泵，通過管線輸向1000m以外的灰庫。除灰的效

果直接影響環保質量，因而除灰系統輸灰閥的維護尤顯重要。

2工藝流程

1) 電除塵器除塵原理是灰塵塵粒通過高壓靜電場時，與電極間的正負離子和電子發生碰撞，帶電塵粒在電磁力的作用下向異性電極運動并積附在異性電極上，通過振動等各種方式使電極上的灰塵落入集灰斗中，工藝流程如圖1所示。

圖1　除灰工藝流程示意

2) 當手動閘閥、進灰閥打開時，灰斗中的灰自動落入倉泵中，當倉泵中的灰位達到高料位時，料位計發出信號給可編程控制器(PLC)，該控制器發出信號控制進灰閥和排汽閥關閉，并進行邏輯判斷。當灰庫無高料位或高高料位，空壓機進氣壓力正常，同一條灰管上沒有別的倉泵在排灰，在滿足這三個條件的基礎上，進氣閥會自動打開，高速的壓縮空氣(PA)進入，通過設在倉泵底部的流化盤，使倉泵中的飛灰處于干流化狀，當倉泵壓力達到設定值時(0.4MPa)，灰庫的布袋式過濾器運行，并無高料位信號發出，裝在倉泵上的壓力開關發出信號給PLC，PLC發出信號自動打開出灰閥，高度流化狀態的飛灰從倉泵出灰管低速進入灰管(密相輸送)，同時設在倉泵灰管尾部的稀釋閥自動打開，對灰管中的灰進行稀釋，倉泵中的灰通過灰管被送往灰庫。

3) 設在灰管末端的壓力開關和壓力變送器測出即時的灰管壓力，當灰管壓力達到設定低值(0.1MPa)時，說明灰管中的灰已送完，此時PLC自動關上進氣閥和出灰閥，開旁路閥。過一定時間后，關上旁路閥，打開平衡閥。當灰斗內的壓力與倉泵中的壓力相同或相近時進灰閥打開，開始準備下一次的送灰過程，各個灰斗的倉泵依次送灰到灰庫，排隊的原則是先到達設定值灰位的倉泵優先送灰。

3輸灰閥故障原因分析及設計改造

3.1輸灰閥故障原因分析

輸灰閥氣缸漏氣是故障發生的根本原因，如果氣缸動作遲緩會直接影響閥門靈活性，導致倉泵升壓無法達到設定壓力，使倉泵升壓失敗。限制倉泵輸灰量和輸灰次數，導致倉泵上部灰斗積灰，積到一定量時電除塵內部就會因為灰粉傳導造成短路跳停，導致煙氣除塵效果差，煙氣出口風塵含量就會超標，直接影響環保。

輸灰閥原設計是閥體與氣缸連接為一體，填料函包括在內，由于填料函老化灰塵必定從填料函泄漏，通過連接殼體進入氣缸，使氣缸活塞產生磨損，直接造成氣缸兩邊串氣，使氣缸發生故障，最終導致輸灰閥動作失靈。另外一個不可忽視的嚴重問題是： 灰塵隨著氣源沿氣路管線進入集中控制箱直接損壞電磁閥，造成大面積輸灰閥發生故障。

3.2輸灰閥發生故障造成結果

1) 輸灰閥頻繁發生故障，更換頻率高，增大工人勞動強度。

2) 更換頻率高，拆卸時需要打開管道，造成環境污染，且對操作人員、維護人員的健康造成傷害。

3.3改造方案

1) 總體設計思路： 把輸灰閥一體設計封閉填料改為敞開式填料設計，介質夾帶灰塵無法進入氣缸。填料泄漏時可以用肉眼直接判斷，有利于填料緊固及更換填料。

2) 使輸灰閥氣缸與閥體連接板之間有100mm間距，方便獨立填料緊固及觀察。

3) 加工輸灰閥氣缸與閥體連接板雙頭螺栓，以便固定氣缸與閥體連接。

4) 新設計的閥體與氣缸連接需要加長閥桿長度100mm，其閥桿兩頭仍為與插板、活塞連接。

5) 由于封閉式填料改為敞開式填料設計，需要在閥體上鉆孔攻絲，再加工新填料壓蓋固定填料。

4運行效果

1) 鍋爐除灰系統16臺輸灰閥已經全部改造完畢，運行由原來平均18天更換一次輸灰閥，現平均延長180天更換一次，最長可以延長1年以上，達到延長使用壽命的目的。

2) 輸灰閥改造覆蓋全部輸灰系統，優化了生產裝置環境，減少了污染，很大程度上減輕了企業員工勞動強度，有利于企業員工的健康。

3) 節約成本，減少輸灰閥更換次數(購買1臺新閥需要2.915萬元，16臺需要46.64萬元)，為企業開源節流、降本增效貢獻力量。

5結束語

通過整體設計改造，輸灰閥得以優化，延長了使用壽命，減少了事故發生，保障了裝置長周期運行，對保護環境有著積極作用，對國內除灰系統輸灰閥改進起到積極推進作用。

參考文獻:

[1]陸培文.使用閥門設計手冊[M].北京： 機械工業出版社，2002.

[2]哈奇森 J W.調節閥手冊[M].北京： 化學工業出版社，1976.

[3]王孝天，楊源泉，賀友宗.不銹鋼閥門的設計與改造[M].北京： 原子能出版社，1987.

[4]陸培文.調節閥實用技術[M].北京： 機械工業出版社，2006.

作者簡介：陳德福(1966—)男，安徽亳州人，現就職于新疆烏魯木齊石化分公司化肥廠，主要從事儀表設備控制管理及技術改造工作，任儀表副總工程師。

中圖分類號：TH138.52

文獻標志碼：B

文章編號：1007-7324(2016)02-0073-02

稿件收到日期： 2015-12-24。