復(fù)合型卸放閥在干法除塵中的應(yīng)用

左慶愛，李平均，孫建勝，董士玉，周 凱，徐洪源

（山東鋼鐵萊蕪分公司能源動(dòng)力廠，山東萊蕪 271104）

1 概述

通過對(duì)萊鋼能源動(dòng)力廠2016年彈簧式安全閥故障情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)車間6套干法除塵，全年彈簧式安全閥故障次數(shù)高達(dá)63次。故障類型主要集中在卸爆后無法回座、無法正常開啟泄壓、密封腐蝕、彈簧老化4個(gè)方面。彈簧式安全閥做為干法除塵箱體卸爆閥，其是否安全、穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響著整個(gè)干法除塵甚至高爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著國(guó)家對(duì)鋼鐵企業(yè)安全環(huán)保要求的提高，干法除塵卸爆系統(tǒng)升級(jí)改造勢(shì)在必行。

2 存在問題

2.1 安全閥卸爆后無法回座

自2012年根據(jù)相關(guān)部門要求，為了發(fā)揮高爐的最大效率，1#、2#、5#、6#高爐相繼提壓，提壓后干法除塵系統(tǒng)工作壓力一般在198 kPa左右，作為干法除塵系統(tǒng)的保護(hù)裝置彈簧式安全閥的參數(shù)需同步進(jìn)行調(diào)整，在調(diào)整過程中對(duì)相關(guān)參數(shù)按照GB/T 12243-2005《彈簧直接載荷式安全閥》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行如下計(jì)算：整定壓力（啟座壓力）＜工作壓力；排放壓力＝1.1×整定壓力；回座壓力＝0.85×整定壓力；密封壓力＝0.9×整定壓力。

表1 高爐提壓前后參數(shù)變化對(duì)比 kPa

由表1可知，高爐提壓前，安全閥完全符合工藝要求。高爐提壓后，3#、4#適合現(xiàn)生產(chǎn)工藝，而 1#、2#、5#、6#工作壓力＞回座壓力/密封壓力，導(dǎo)致安全閥在壓力異常泄壓后無法回座、密封。而且安全閥排放壓力接近系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力250 kPa，存在安全隱患。因此，原彈簧式安全閥已經(jīng)不適合生產(chǎn)工藝要求。

2.2 受煤氣酸性腐蝕作用，安全閥動(dòng)作異常

2.2.1 正常情況下泄漏

彈簧式安全閥內(nèi)部壓緊彈簧存在易老化問題，造成彈簧緊力降低，導(dǎo)致高爐爐頂壓力穩(wěn)定時(shí)突然卸爆，造成煤氣壓力瞬間降低，影響高爐正常生產(chǎn)。

2.2.2 異常情況下無法打開

彈簧式安全閥密封面選用普通材質(zhì)，抗銹蝕能力非常差，尤其在煤氣酸性腐蝕的作用下，易導(dǎo)致密封面和閥座被鐵銹牢牢地粘合在一起，當(dāng)壓力出現(xiàn)異常升高時(shí)，不能及時(shí)開啟，泄去箱體內(nèi)的壓力，極易對(duì)箱體內(nèi)的布袋、龍骨造成破壞，甚至出現(xiàn)將箱體、煤氣管道撕裂，存在巨大的安全隱患。

為了保證安全生產(chǎn)，采取了周期性更換箱體彈簧式安全閥的預(yù)防性措施，勉強(qiáng)維持設(shè)備的安全運(yùn)行。即使通過這種手段2015年11月，5#干法除塵爐頂壓力異常升高至230 kPa，達(dá)到設(shè)定的開啟壓力，可是12個(gè)彈簧式安全閥，只開啟2臺(tái)。由此可見，此種彈簧式安全閥的安全性無法保證。

2.3 彈簧式安全閥需定期校驗(yàn)

彈簧式安全閥作為箱體的保護(hù)裝置，按照相關(guān)規(guī)定需每年校驗(yàn)一次，而且必須將閥門拆除后，送往具備專業(yè)資質(zhì)的單位校驗(yàn)，不但存在著校驗(yàn)費(fèi)用高的問題，而且協(xié)調(diào)過程不順暢，對(duì)干法除塵的生產(chǎn)造成一定的影響。

2.4 實(shí)施點(diǎn)檢過程危險(xiǎn)性大

彈簧式安全閥在運(yùn)行過程中，或由于高爐壓力不穩(wěn)，或由于腐蝕泄漏原因，隨時(shí)都有爆破的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施點(diǎn)檢過程危險(xiǎn)性極大，因而無法按照常規(guī)方式對(duì)其實(shí)施點(diǎn)檢。

3 解決措施

將復(fù)合型卸放閥應(yīng)用于干法除塵卸爆系統(tǒng)中，復(fù)合型卸放閥具備自動(dòng)和手動(dòng)的功能。自動(dòng)功能投入：當(dāng)達(dá)到設(shè)定卸放壓力值時(shí)，自動(dòng)保護(hù)程序被觸發(fā)，由PLC發(fā)出指令，閥門開啟泄壓。如果出現(xiàn)閥門由于各原因未及時(shí)開啟，當(dāng)達(dá)到機(jī)械保護(hù)設(shè)定卸放值時(shí)，機(jī)械保護(hù)動(dòng)作，將復(fù)合型卸放閥打開泄壓。手動(dòng)功能投入：當(dāng)設(shè)備需檢修，退出時(shí)，則在值班室內(nèi)手動(dòng)開啟閥門泄壓。

3.1 實(shí)施步驟

首先，將電動(dòng)放散閥拆除，并用盲板法蘭封堵。然后，拆除安全閥并安裝復(fù)合型卸放閥。最后，將PLC控制程序同步進(jìn)行修改。

3.2 操作方式

自動(dòng)卸壓功能：某一箱體正常運(yùn)行時(shí)，復(fù)合型卸放閥常閉，自動(dòng)功能投入，當(dāng)達(dá)到設(shè)定排放壓力0.23 MPa時(shí)，PLC發(fā)出開閥指令，觸發(fā)二位五通換向閥動(dòng)作，閥門開啟泄壓。當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值0.23 MPa時(shí)，PLC發(fā)出關(guān)閥指令，觸發(fā)二位五通電磁換向閥動(dòng)作，閥門關(guān)閉。如果出現(xiàn)閥門未及時(shí)開啟，當(dāng)達(dá)到機(jī)械保護(hù)設(shè)定值0.25 MPa時(shí)，機(jī)械保護(hù)動(dòng)作，閥門打開泄壓。當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值0.25 MPa時(shí)，機(jī)械保護(hù)再次動(dòng)作，閥門關(guān)閉。

箱體放散功能：某一箱體需退出檢修時(shí)，手動(dòng)功能投入，點(diǎn)擊開閥按鈕，由PLC發(fā)出開閥指令，復(fù)合型卸放閥打開，卸去箱體內(nèi)的壓力，為后續(xù)箱體檢修創(chuàng)造條件。

復(fù)合型卸放閥，密封采用剛?cè)峤Y(jié)合方式，柔性密封選用硅橡膠材質(zhì)，剛性密封選用普通45#鋼材質(zhì)，硅橡膠耐腐蝕、耐高溫性能非常強(qiáng)，受煤氣酸性腐蝕影響非常小，密封不容易被破壞，密封效果優(yōu)勢(shì)明顯。

4 實(shí)施后的效果

（1）穩(wěn)定高爐爐頂壓力，保證高爐生產(chǎn)順行。

當(dāng)高爐爐頂壓力異常升高后，原彈簧式安全閥卸爆后，煤氣壓力瞬間大幅降低，大量煤氣外泄，污染環(huán)境。而此時(shí)閥門又無法自動(dòng)回座密封，必須將箱體退出運(yùn)行，泄壓后，手動(dòng)密封。應(yīng)用復(fù)合型卸放閥后，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)泄壓、回座，避免了箱體卸爆后大量煤氣的外泄問題，穩(wěn)定了高爐爐頂壓力，保護(hù)了環(huán)境，安全、環(huán)保效益顯著。

（2）降低了設(shè)備故障率，確保了干法除塵卸爆系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

復(fù)合型卸放閥同時(shí)具備箱體放散和瞬間泄壓保護(hù)箱體的功能，改造后運(yùn)行安全可靠，廢棄了原電動(dòng)放散球閥以及彈簧式安全閥，設(shè)備故障點(diǎn)隨之減少，設(shè)備故障率明顯降低，干法除塵卸爆系統(tǒng)的安全運(yùn)行得到保障。

（3）選用剛?cè)峤Y(jié)合的密封方式，延長(zhǎng)了復(fù)合型卸放閥的使用壽命。

復(fù)合型卸放閥密封方式選用的剛?cè)峤Y(jié)合的密封方式，柔性密封件防腐蝕、耐高溫優(yōu)勢(shì)明顯，有效地避免了腐蝕泄漏問題的發(fā)生，延長(zhǎng)了復(fù)合型卸放閥的使用壽命，降低了干法除塵的運(yùn)行成本。

（4）使用過程簡(jiǎn)單，不需要定期校驗(yàn)，節(jié)約了定期校驗(yàn)費(fèi)用的支出。

5 結(jié)論

實(shí)踐證明，復(fù)合型卸放閥應(yīng)用后，降低了干法除塵卸爆系統(tǒng)的故障率，確保了干法除塵系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，此項(xiàng)技術(shù)值得在冶金企業(yè)干法除塵系統(tǒng)中大面積推廣應(yīng)用。