OG除塵系統三通切換閥的應用和故障分析

摘 要：三通切換閥用在轉爐OG除塵煤氣回收裝置中，是控制煤氣回收或放散的主要設備，與水封逆止閥、旁通閥、蝶閥、盲板閥組成煤氣回收閥組，可自動控制切換也可手動操作切換，因此可滿足遠距離集中控制要求，具有性能可靠、控制精度高、切換速度快、整機密閉性能好等特點。

關鍵詞：三通切換閥；結構；故障

1 概述

三通切換閥，主要由三通主閥體（1）和聯結在閥體上的兩個相同形式的密封性蝶閥（2、3）、驅動裝置（4、5、6）、機械四桿機構（7）所組成。具體結構如圖1所示。

2 工作原理

三通切換閥是由兩臺密封性蝶閥組成，放散側蝶閥為主閥，有兩個氣缸驅動，受力均衡，同步運行，并通過同步連桿帶動回收側蝶閥（副閥）旋轉，兩閥相互切換，由兩只限位開關發出開關量信號。

三通閥與水封逆止閥連鎖，放散時，三通閥放散側先打開，到位后由限位開關發出信號，水封逆止閥關閉；回收時，則是水封逆止閥先打開，到位后三通閥回收側打開、放散側關閉。

3 結構特點

閥門中蝶閥采用偏心軟密封結構形式，密封圈采用特種橡膠，具有優良的耐高溫、耐腐蝕特性。

閥門密封副由嵌在閥板里的橡膠圈和不銹鋼閥座密封面組成，為防止閥座密封面積灰所導致的磨損，兩蝶閥閥體上帶有環型水環，閥座前設噴水板，可以在閥板開、閉切換時，沖洗閥座，并可實現雙側水沖洗，閥體底部設有排污孔。

閥門軸承采用外置結構，閥門兩軸端密封采用自封式填料。閥門耐高溫，啟閉靈活，運行平穩，可有效防止高溫抱軸現象出現。

性能參數（如表1）。

4 三通閥故障及處理

（1）某鋼廠轉爐吹煉完成，一次除塵切換到放散位時，三通閥出現故障，無法進行切換，由于前期水封逆止閥出現故障，處于常開的狀態，且三通閥出現故障時旁通閥未打開，煤氣分析儀信號反饋延時，煤氣柜進口盲板閥未及時關閉，煤氣柜進入大量空氣，造成重大顯兆安全隱患。

事故原因分析：三通閥密封副處積垢嚴重，積垢阻力超出連桿機構驅動力，導致三通閥未正常切換是造成此次事故的直接原因。

由于一次除塵風機后煙道設計問題，三通閥在回收系統中倒置（如圖2中1所示），排污管（圖1中8）在閥門最高處，三通閥密封副水沖洗若投用，回收段煙道至水封逆止閥處會大量積水，導致煤氣回收受阻，所以三通閥密封副自動水沖洗自投產未投入使用。濕法除塵長時間使用后，會出現二文喉口捅針部分不動作、一文噴嘴、噴槍堵塞等情況，除塵效果下降，大量煙塵進入機后煙道，因為三通閥所在位置的特殊性，蝶閥密封副大量積垢，水沖洗無法使用，密封副清理不及時，蝶閥啟閉時受阻。

改進方法：a.在轉爐一次除塵系統設計施工時，應統籌考慮設備結構和周圍環境，保證設備的功能和精度完好；b.針對上述情況，可修訂三通閥維修作業標準，利用轉爐定修定期對三通閥內部進行清理，對三通閥、旁通閥、水封逆止閥進行連鎖調試，確保回收閥組穩定可靠運行。

（2）某鋼廠三通閥所用氣源為壓縮空氣，壓縮空氣儲罐壓力約0.35Mpa，設備調試時滿足生產需要，因此一直使用壓縮空氣。三通閥上線3年后，閥門偶爾出現自動切換時卡阻，需要人工操作氣源點閥箱或敲擊連桿輔助其動作，影響轉爐冶煉和煤氣回收。

故障原因分析：三通閥下線拆檢蝶閥軸端，無軸承、加油孔，軸和軸套在裝配時加油潤滑，后期免維護，蝶閥密封損壞后，水及煙塵進入軸端凝固成塊，導致翻板旋轉阻力大。另外由于氣源壓力較低（接近于額定值下限），穩定性差，氣缸不能帶動連桿動作，無法實現切換。

改進方法：a.每季度對三通閥軸端密封進行檢查，利用轉爐定修，進入三通閥內部檢查軸端密封磨損情況，如填料磨損嚴重，需將填料盒清理干凈后更換密封填料；b.將三通閥氣源改為低壓氮，低壓氮氣支管供氣壓力0.5-0.6MPa，通過氮氣罐后輸出壓力0.5MPa左右（供氣壓力過大可導致氣缸動作快，對三通閥傳動機構和密封副形成沖擊，導致密封破損、鍵、銷折斷），滿足三通閥氣缸供氣要求；c.做好三通閥突發事故應急預案，排除傳動機構故障后，可采用外力輔助打開三通閥，并通過連續動作，判斷三通閥能否恢復使用。

1.三通切換閥；2.水封逆止閥；3.V型水封；4.旁通閥

（3）某鋼廠一次除塵7#轉爐在煤氣回收結束進行放散切換時，三通閥顯示已切換到放散位，但是風機出口壓差變大，轉爐爐口反煙，放散煙囪不出煙，打開旁通閥后放散恢復正常。

故障原因：停爐檢查一次除塵系統，發現三通閥氣缸、連桿動作，放散蝶閥運動正常，回收蝶閥翻板用圓柱銷固定在軸上，開關時圓柱銷收到徑向的剪切力，再由于潮濕煙氣的腐蝕，上線幾年后圓柱銷會產生塑性變形、甚至斷裂，導致翻板脫落，無法開關。

改進方法：a.每季度對三通閥內部進行檢查，利用轉爐定修檢查三通閥翻板固定銷完整性；b.轉爐爐役檢修時，同步更換一次除塵三通閥翻板固定銷。

5 結束語

三通切換閥是煤氣回收系統的重點設備，要落實好三通閥的專業點檢和周期拆檢，使設備狀態受控，做好三通閥突發事故應急預案演練，定期對三通閥、旁通閥、水封逆止閥進行連鎖調試，保障轉爐冶煉節奏和煤氣回收安全。