干灰輸送系統(tǒng)落料圓頂閥故障分析

摘要：本文主要對(duì)陡河發(fā)電廠干灰輸送系統(tǒng)圓頂閥發(fā)故障信號(hào)原因進(jìn)行分析、歸類、總結(jié)。通過總結(jié)設(shè)備缺陷消除過程中的經(jīng)驗(yàn)，探尋缺陷發(fā)生原因，尋找設(shè)備缺陷處理方法和防范措施，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：干灰輸送系統(tǒng) 圓頂閥 故障 原因分析 處理措施

中圖分類號(hào)：TH132文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2012）08（c）-0073-02

1 干灰輸送系統(tǒng)圓頂閥的作用、構(gòu)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(guó)際上燃煤電廠輸灰系統(tǒng)使用數(shù)量最多、使用效果最佳的關(guān)鍵性閥門，在系統(tǒng)運(yùn)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?guī)烨袚Q圓頂閥、灰?guī)煨读蠄A頂閥等等（圖1）。

落料圓頂閥使得灰斗里的積灰定時(shí)定量的落入到倉泵內(nèi)，每一個(gè)灰斗的倉泵配備一臺(tái)落料圓頂閥。一旦圓頂閥出現(xiàn)故障，如果處理不及時(shí)，積灰輸不出去，灰斗里的料位越來越高，越過料位計(jì)后會(huì)報(bào)警，嚴(yán)重的可以把灰斗撐裂或把電場(chǎng)頂?shù)簦踔量赡茉斐蓹C(jī)組停運(yùn)事故。例如大唐國(guó)際托克托發(fā)電公司#1機(jī)組在2012年3月的B級(jí)檢修中發(fā)現(xiàn)一電場(chǎng)B側(cè)#3倉泵圓頂閥執(zhí)行器曲臂圓柱銷失效，使得閥門無法正常開啟，灰斗內(nèi)積灰不能正常落下、輸送，灰斗內(nèi)積灰高度已達(dá)陽打運(yùn)轉(zhuǎn)層2m以上，不僅使#1機(jī)組電除塵器一右二電場(chǎng)掉閘退出運(yùn)行，還給設(shè)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(diǎn)電磁閥及半球閥芯組成（圖2）。

圓頂閥閥芯是一個(gè)球面圓頂，圓頂閥在開關(guān)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(yùn)動(dòng)，目的是使閥芯與橡膠密封圈之間不產(chǎn)生摩擦，減少磨損。閥門開啟時(shí)，料口全流通無阻擋，避免了物料對(duì)閥芯的直接沖刷。圓頂閥的氣動(dòng)執(zhí)行元件為直行程雙作用氣缸，直接驅(qū)動(dòng)圓頂閥轉(zhuǎn)動(dòng)，有效的防止了灰塵進(jìn)入其中造成磨損、泄漏等現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)圓頂閥處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，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(gè)非?？煽康拿芊猸h(huán)帶，阻止了管道內(nèi)物料的流動(dòng)。

閥門的工作過程為圖3。

常態(tài)：閥芯處于關(guān)閉位置時(shí)，轉(zhuǎn)臂上的調(diào)整螺釘壓住二位三通電磁閥的頂桿，壓縮空氣對(duì)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(tài)：直行程氣缸開始動(dòng)作的瞬間，轉(zhuǎn)臂上的調(diào)整螺栓脫離二位三通電磁閥的頂桿，其密封圈內(nèi)的氣從快速排氣閥的排氣孔排出，此時(shí)閥芯開始轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，閥芯與密封圈之間不接觸（圖4）。

關(guān)閉狀態(tài)：在關(guān)閉的指令下，氣缸開始反向動(dòng)作，閥芯反向轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)至關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)臂上的調(diào)整螺栓壓住二位三通電磁閥的頂桿，氣源對(duì)密封圈供氣。（關(guān)閉到位—充氣之間的時(shí)間通過調(diào)整螺釘來完成。（圖5））

2 圓頂閥在運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的故障、原因及對(duì)應(yīng)解決方法

2.1 閥門開關(guān)不靈活

發(fā)生原因：①半球閥芯兩端各有一根驅(qū)動(dòng)軸，靠近閥門內(nèi)部的軸端裝有密封環(huán)，如果密封環(huán)老化，無法嚴(yán)密密封，在落料或輸送時(shí)，灰進(jìn)入軸與軸套之間導(dǎo)致開關(guān)不靈活。②半球閥芯與密封圈之間的間隙過小，閥門開關(guān)時(shí)兩者之間的摩擦力過大，導(dǎo)致不能靈活開關(guān)。

解決辦法：①拆下半球閥芯，清理軸套，更換驅(qū)動(dòng)軸密封環(huán)。②通過增加或減小頂蓋和閥體之間的調(diào)整墊厚度來調(diào)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(nèi)，如果小于最小值閥門會(huì)出現(xiàn)開關(guān)不靈活、不到位的故障，如果大于最大值會(huì)出現(xiàn)密封圈密封不嚴(yán)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(yán)。這是圓頂閥較為常見的故障（圖6）

發(fā)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(jìn)入灰粒，磨損密封圈和球面，長(zhǎng)時(shí)間受磨損的密封圈會(huì)破裂，順著破損部位噴入的灰氣混合氣流把球閥吹成溝，嚴(yán)重時(shí)將球體吹漏。氣源壓力很重要，一旦氣壓達(dá)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(jìn)入灰粒，磨損密封圈和閥芯。

解決辦法：①電除塵檢修時(shí)將灰斗內(nèi)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(jìn)行更換。③檢查密封氣源管的漏點(diǎn)并進(jìn)行處理。④調(diào)整密封圈與半球閥芯間的間隙至合格值。

2.3 閥門開關(guān)不到位。

發(fā)生原因：①半球閥芯與密封圈之間的間隙過小，閥門開關(guān)時(shí)兩者之間的摩擦力過大，導(dǎo)致開關(guān)不到位。②半球閥芯與閥體軸套見的圓柱銷或氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)與曲臂之間的圓柱銷出現(xiàn)故障，不能起到良好的定位作用，上文中的托電公司出現(xiàn)的問題原因就在此。③執(zhí)行器曲臂的調(diào)整螺栓與二位三通電磁閥頂桿之間的限位位置調(diào)整不合適。④執(zhí)行器氣缸故障，較為常見的是曲臂斷裂，例如陡河發(fā)電廠#4干除灰一單元#1倉泵發(fā)生過曲臂斷裂從而導(dǎo)致閥門開關(guān)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(guān)不到位。

解決方法：①調(diào)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(diào)整限位位置。④檢查曲臂、氣缸、活塞是存在缺陷，進(jìn)行更換或檢修。

3 圓頂閥使用中應(yīng)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(yīng)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(yùn)行人員加強(qiáng)巡檢，檢修利用二五檢查時(shí)間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。多觀察設(shè)備，并且定期對(duì)軸端進(jìn)行加油。圓頂閥旋轉(zhuǎn)軸部位，每周加注一次潤(rùn)滑脂。

（3）圓頂閥的密封壓力信號(hào)應(yīng)作為系統(tǒng)運(yùn)行的必要條件。

（4）當(dāng)密封壓力不能達(dá)到0.5MPa時(shí)，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(dāng)圓頂閥作為入口閥＼出口閥使用時(shí)，在氣缸進(jìn)氣側(cè)供氣管路和密封氣路中均應(yīng)使用快速排氣閥。