影響干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥運(yùn)轉(zhuǎn)因素分析

趙華，馬銀華，代成，韓旭

（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營(yíng)口 115007）

旋轉(zhuǎn)密封閥與平板閘閥、振動(dòng)給料器構(gòu)成干熄焦排焦關(guān)鍵設(shè)備，其作用是將干熄焦?fàn)t內(nèi)冷卻后的焦炭在密閉狀態(tài)下連續(xù)、定量地排出，干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥在干熄焦排焦系統(tǒng)中處于承上啟下的作用，是干熄焦排焦系統(tǒng)的“咽喉”，但在實(shí)際生產(chǎn)中故障率較高，對(duì)干熄焦穩(wěn)定運(yùn)行造成較大的影響。由于旋轉(zhuǎn)密封閥在工序中所處位置以及干熄焦氣體循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)，處理旋轉(zhuǎn)密封閥卡阻具有一定的危險(xiǎn)性，國(guó)內(nèi)焦化企業(yè)也曾發(fā)生過處理旋轉(zhuǎn)密封閥卡阻的安全事故[1]。針對(duì)干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥高故障率，鞍山拜爾公司將傳統(tǒng)分體式鑲嵌陶瓷片結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)密封閥改為增設(shè)耐磨襯板一體式結(jié)構(gòu)[2],改善了密封副易破損松動(dòng)脫落問題。太鋼、安鋼、宣鋼等國(guó)內(nèi)焦化企業(yè)主要針對(duì)旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵問題及設(shè)備維護(hù)進(jìn)行部分改進(jìn)攻關(guān)，在一定程度上改善了旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵問題。

文中圍繞鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司160 t/h干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)問題進(jìn)行分析，并針對(duì)旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵及配套的潤(rùn)滑系統(tǒng)提出了處理方法和預(yù)防措施。

1　影響旋轉(zhuǎn)密封閥運(yùn)行因素分析

旋轉(zhuǎn)密封閥既要連續(xù)定量地排焦，又要具有良好的密封性及耐磨性，才可有效地控制干熄爐內(nèi)的循環(huán)氣體和粉塵的外泄量，從而穩(wěn)定干熄爐內(nèi)循環(huán)氣體的壓力[1]。旋轉(zhuǎn)密封閥密封副為多瓣環(huán)形結(jié)構(gòu)，采用硬密封結(jié)合形式和彈簧輔助壓緊能夠在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行誤差間隙自動(dòng)補(bǔ)償，保證密封性能，并在閥體兩側(cè)軸承箱內(nèi)通入高于干熄焦?fàn)t內(nèi)壓力的氮?dú)廨o助密封，使干熄爐內(nèi)高溫含塵氣體不能進(jìn)入，改善軸承和密封環(huán)的工作環(huán)境，同時(shí)密封副之間由自動(dòng)給脂裝置定量給脂，最大限度地減小密封副之間磨損，有效地防止軸承溫升超高，保證旋轉(zhuǎn)密封閥穩(wěn)定運(yùn)行。影響旋轉(zhuǎn)密封閥運(yùn)行主要因素為旋轉(zhuǎn)密封閥雜物卡堵和潤(rùn)滑系統(tǒng)故障。

1.1　旋轉(zhuǎn)密封閥雜物卡堵

旋轉(zhuǎn)密封閥結(jié)構(gòu)見圖1。焦炭從干熄焦?fàn)t冷卻段排出，經(jīng)平板閘閥、振動(dòng)給料器進(jìn)入旋轉(zhuǎn)密封閥，經(jīng)旋轉(zhuǎn)密封閥旋轉(zhuǎn)箱體分割葉片形成的腔體到達(dá)溜槽，然后經(jīng)溜槽到達(dá)皮帶上。由于旋轉(zhuǎn)密封閥分割葉片尺寸限制，致使旋轉(zhuǎn)密封閥焦炭承載腔空間較小，很容易發(fā)生卡堵、焦炭停排等故障，影響干熄焦操作正常運(yùn)行。

圖1　旋轉(zhuǎn)密封閥結(jié)構(gòu)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵雜物主要來源有配合煤中夾帶的鐵件、爐臺(tái)裝煤孔掉入的鐵釬、攔焦車導(dǎo)焦柵脫落的襯板、石墨、干熄焦裝焦裝置脫落的襯板、干熄焦?fàn)t內(nèi)脫落的耐火磚等幾類難燒熔的雜物。

1.2　旋轉(zhuǎn)密封閥潤(rùn)滑系統(tǒng)故障

為了確保端面密封裝置正常運(yùn)行，旋轉(zhuǎn)密封閥需要定期自動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)子端面與旋轉(zhuǎn)密封閥殼體進(jìn)行給脂加油潤(rùn)滑。原旋轉(zhuǎn)密封閥加油給脂系統(tǒng)由壓桿式給脂器、定時(shí)給脂裝置及其管線組成。原旋轉(zhuǎn)密封閥加油給脂系統(tǒng)見圖2所示。

圖2　原旋轉(zhuǎn)密封閥加油給脂系統(tǒng)

因?yàn)樾枰斯そo定時(shí)給脂裝置補(bǔ)充潤(rùn)滑脂，所以該系統(tǒng)實(shí)際上為半自動(dòng)給脂系統(tǒng)，并且壓桿式給脂器容積小，為20 L，每周都需要反復(fù)補(bǔ)充潤(rùn)滑脂。由于干熄焦系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境惡劣、粉塵較多，在補(bǔ)充潤(rùn)滑脂過程中極易混入焦粉，致使給脂管線堵塞，甚至進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)密封閥轉(zhuǎn)子和軸承中，造成設(shè)備磨損。

2　預(yù)防措施和系統(tǒng)優(yōu)化

2.1　預(yù)防旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵措施

針對(duì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵的雜物來源，在生產(chǎn)過程中采用可預(yù)防措施、可預(yù)判處理和不可預(yù)判快速處理旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵三種措施。

（1）旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵預(yù)防措施。針對(duì)配合煤夾帶雜物，將裝煤車裝煤口鋼網(wǎng)改為篦條網(wǎng)，以攔截混入配合煤的雜物；攔焦車導(dǎo)焦柵容易脫落的襯板和干熄焦裝焦裝置脫落的襯板主要是由于固定襯板的全部螺栓均被焦炭不斷磨損掉造成的，因此，需要在檢修期間對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，避免旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵現(xiàn)象發(fā)生。

（2）旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵可預(yù)判處理。針對(duì)爐臺(tái)裝煤孔掉入的鐵釬等情況，可以通知熄焦車司機(jī)及時(shí)將干熄罐車調(diào)整為濕熄焦罐車，在事前避免出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵事故。

（3）旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵不可預(yù)判快速處理。干熄焦?fàn)t內(nèi)脫落耐火磚造成旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵事故是不可預(yù)判的，只能在出現(xiàn)事故后進(jìn)行處理，實(shí)踐中總結(jié)出了快速處理事故方法。在干熄爐停止裝焦時(shí)，將旋轉(zhuǎn)密封閥轉(zhuǎn)為手動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)密封閥，如果旋轉(zhuǎn)密封閥點(diǎn)動(dòng)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)都能轉(zhuǎn)上一圈以上，說明是排焦量過大造成，需要將旋轉(zhuǎn)密封閥內(nèi)焦炭排空，空轉(zhuǎn)試驗(yàn)運(yùn)行正常后，可以減少排焦量，繼續(xù)生產(chǎn)；如果點(diǎn)動(dòng)時(shí)，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)都有被卡的現(xiàn)象，證明旋轉(zhuǎn)密封閥內(nèi)有異物，則需關(guān)閉平板閘門，根據(jù)工況調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，關(guān)閉頂吹壓縮空氣，把預(yù)存段壓力控制在負(fù)壓200 Pa；啟動(dòng)軸流風(fēng)機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)密封閥人孔處10 kg左右的焦炭有針對(duì)性地進(jìn)行局部強(qiáng)制降溫，降溫時(shí)間為0.5 h（以往需增加循環(huán)風(fēng)量對(duì)干熄爐整爐500 t左右焦炭進(jìn)行冷卻，降溫時(shí)間需要6～8 h左右），同時(shí)開頂吹壓縮空氣，降低CO含量和粉塵量，采取安全措施打開旋轉(zhuǎn)密封閥上部人孔；關(guān)閉頂吹壓縮空氣，點(diǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)密封閥查找異物，切斷旋轉(zhuǎn)密封閥、振動(dòng)給料器電源，將異物取出，即可恢復(fù)正常生產(chǎn)。

2.2　旋轉(zhuǎn)密封閥潤(rùn)滑系統(tǒng)改進(jìn)

針對(duì)原潤(rùn)滑系統(tǒng)不足，對(duì)油脂補(bǔ)充裝置進(jìn)行了優(yōu)化，將原壓桿式給脂器改造為自動(dòng)補(bǔ)充油脂裝置，以油脂標(biāo)準(zhǔn)供給桶作為自動(dòng)補(bǔ)充油脂裝置儲(chǔ)存部分，既解決原補(bǔ)充油脂裝置存儲(chǔ)量小的問題（現(xiàn)儲(chǔ)存量為200 L），也方便補(bǔ)充油脂裝置自身油脂更換補(bǔ)充問題，避免了焦粉混入油脂中去；同時(shí)通過添加低液位接觸開關(guān)，當(dāng)定時(shí)給脂裝置油脂不足時(shí)，液位計(jì)就會(huì)接觸低液位接觸開關(guān)，達(dá)到定時(shí)為給脂裝置自動(dòng)補(bǔ)充油脂的目的，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)密封閥潤(rùn)滑系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行。改進(jìn)后旋轉(zhuǎn)密封閥加油給脂系統(tǒng)如圖3所示。

圖3　改進(jìn)后旋轉(zhuǎn)密封閥加油給脂系統(tǒng)

3　應(yīng)用效果

（1）通過對(duì)易導(dǎo)致干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵的難熔物排查清理，干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥頻繁卡堵情況得到了有效遏制，干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵現(xiàn)象降低了2/3。

（2）旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵處理時(shí)間主要在前期降溫階段，通過軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制局部降溫方式，代替干熄焦整體風(fēng)降方式，避免了干熄焦停產(chǎn)工藝參數(shù)調(diào)整及干熄焦?fàn)t內(nèi)紅焦整體降溫過程，使干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵處理時(shí)間由原來6～8 h降低至現(xiàn)在0.5 h左右，有效降低了事故處理時(shí)間。

（3）旋轉(zhuǎn)密封閥潤(rùn)滑系統(tǒng)將油脂補(bǔ)充桶改為油脂標(biāo)準(zhǔn)供給桶，油脂儲(chǔ)存量由原來的20 L提高到200 L，減少了補(bǔ)充油脂次數(shù)，同時(shí)將干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥加油給脂系統(tǒng)由半自動(dòng)系統(tǒng)改為全自動(dòng)系統(tǒng)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的密封性，避免了焦粉進(jìn)入油脂及系統(tǒng)頻繁缺油脂的現(xiàn)象，干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥沒再發(fā)生因無油或混進(jìn)焦粉 “憋?！笔鹿省?/p>

4　結(jié)語(yǔ)

（1）針對(duì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵雜物來源的性質(zhì)，分別提出了旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵可預(yù)防措施、可預(yù)判處理和不可預(yù)判處理三種應(yīng)對(duì)措施，通過預(yù)處理可有效降低干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵次數(shù)，通過系統(tǒng)排查處理以及卡堵快速處理技術(shù)，使干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥卡堵處理時(shí)間由原來6～8 h降低至現(xiàn)在0.5 h左右，有效提高了旋轉(zhuǎn)密封閥穩(wěn)定運(yùn)行率。

（2）通過旋轉(zhuǎn)密封閥加油給脂系統(tǒng)自動(dòng)化程度升級(jí)，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了整個(gè)系統(tǒng)的密封性，避免了焦粉進(jìn)入油脂及系統(tǒng)頻繁缺油脂的現(xiàn)象，干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥沒有再次發(fā)生因無油或混進(jìn)焦粉“憋停”事故，有效降低了旋轉(zhuǎn)密封閥故障率。