石灰窯窯頂DN400除塵管線閥門改型

　，，，，　

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山　063305)

目前在滿足我公司正常生產(chǎn)的情況下，10臺(tái)石灰窯產(chǎn)生的窯氣富余量約為10%～15%左右，約15 000～20 000 m3/h左右。這些富余的窯氣首先將會(huì)進(jìn)入與轉(zhuǎn)斗蓋連接的除塵管線，然后通過窯頂除塵布袋設(shè)備進(jìn)行除塵，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放。在與轉(zhuǎn)斗蓋連接的除塵管線0.5 m位置處安裝一臺(tái)DN400除塵管線閥門，通過DCS系統(tǒng)對(duì)窯頂富余窯氣的抽氣量進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，保證窯頂不外泄窯氣，達(dá)到現(xiàn)在的環(huán)保要求?，F(xiàn)有DN400除塵管線閥門閥軸與軸套的配合方式為間隙配合，而富余窯氣中含有大量粉塵極易進(jìn)入閥軸與軸套的配合間隙處，造成閥門的卡澀現(xiàn)象，最終導(dǎo)致閥門不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，致使檢修工頻繁維護(hù)或更換閥門，不僅耗費(fèi)了大量人力物力，同時(shí)也增加了檢修工作過程中的風(fēng)險(xiǎn)，而且也達(dá)不到環(huán)保要求。為保證除塵管線閥門能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)其改造工作勢(shì)在必行。

1　現(xiàn)有除塵管線閥門存在問題

現(xiàn)在正在使用的DN400除塵管線閥門主要由氣動(dòng)閥頭和閥本體組成，其中閥本體由閥體、閥板、閥軸、填料函和填料函內(nèi)的填料、閥頭座等組成。其中閥體和閥板均為鑄件，兩個(gè)填料函及填料函內(nèi)的填料用于支撐閥軸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。將0.4 MPa的壓縮空氣通過氣源管接入氣動(dòng)閥頭中，通過化工操作人員在主控室調(diào)控DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)閥板的啟閉和調(diào)節(jié)過程，從而方便快捷的實(shí)現(xiàn)對(duì)窯頂富余窯氣進(jìn)行除塵工作。該閥體結(jié)構(gòu)簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)快速調(diào)節(jié)，但是由于填料函與閥軸間存在間隙，導(dǎo)致窯氣中的粉塵極易進(jìn)入填料函中形成結(jié)疤，造成閥板不能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，在填料函內(nèi)的結(jié)疤同時(shí)會(huì)附著在閥軸和填料上，當(dāng)閥軸在做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)加速填料的磨損消耗，由于填料函內(nèi)填料數(shù)量是有限的，填料在隨著閥門的使用會(huì)逐漸減少，結(jié)疤在填料函內(nèi)將越積越多，使需要閥軸帶動(dòng)閥板自由轉(zhuǎn)動(dòng)的力逐漸加大，最終導(dǎo)致閥門無法轉(zhuǎn)動(dòng)，窯頂富余窯氣將會(huì)從轉(zhuǎn)斗蓋、密封不嚴(yán)的人孔法蘭等其它設(shè)備間隙處冒出，造成窯頂窯氣的跑冒現(xiàn)象，給化工操作人員的調(diào)控帶來了很大壓力。

現(xiàn)有除塵管線閥門安裝在距離地面35 m的石灰窯窯頂處，在更換閥門時(shí)需50T吊車(個(gè)別石灰窯由于位置原因需80T吊車)將新閥門吊至窯頂進(jìn)行更換，同時(shí)由于石灰窯位置所限，還需在窯頂將閥門運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢?。在進(jìn)行更換除塵管線閥門時(shí)，大量富余窯氣從連接轉(zhuǎn)斗蓋的除塵管處冒出，此時(shí)窯氣中含有較多的一氧化碳，由于現(xiàn)有閥門閥體為壁厚較厚的不銹鋼材質(zhì)，檢修工需要使用手拉葫蘆對(duì)閥門進(jìn)行吊裝作業(yè)，此時(shí)檢修工不可避免將會(huì)吸入含有一氧化碳的窯氣，存在一定一氧化碳中毒的風(fēng)險(xiǎn)。由于富余窯氣的跑冒現(xiàn)象，對(duì)環(huán)保也造成了較大壓力。

2　DN400除塵管線閥門改型

針對(duì)上述現(xiàn)有DN400除塵管線閥門存在的問題，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改型設(shè)計(jì)。首先對(duì)填料函進(jìn)行改造優(yōu)化，將原填料函改為特制軸承定位座，在該軸承內(nèi)裝入角接觸球軸承和耐高溫的氟膠骨架油封，通過軸承座的法蘭盤限定軸承位置，壓蓋對(duì)軸承的壓緊作用，避免閥軸的軸向竄動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)閥板在閥體中的準(zhǔn)確定位，提高閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性。在壓蓋一側(cè)裝有一件骨架油封，可以防止粉塵從外部進(jìn)入軸承內(nèi)部，造成軸承的磨損，在法蘭盤內(nèi)部裝有一正一反兩件骨架油封，既可以有效的阻止閥門內(nèi)部粉塵進(jìn)入軸承，同時(shí)又能保證在后續(xù)所加的潤滑脂全部保留在法蘭盤內(nèi)部，保障軸承能夠得到充分的潤滑。同時(shí)將現(xiàn)有的DN400除塵管線閥門閥體改為壁厚為6 mm的不銹鋼材質(zhì)，最大限度的減輕了閥體的重量，大大降低了檢修工在窯頂運(yùn)輸閥門備件時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度。特制軸承定位座結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

通過兩個(gè)特制的軸承定位座將閥軸準(zhǔn)確定位在筒體中央，采用結(jié)構(gòu)簡單的支撐板和筋板代替現(xiàn)有閥門特殊鑄件連接法蘭盤，用以支撐氣動(dòng)閥頭，同時(shí)將閥板與閥軸使用螺栓連接，對(duì)于日后的拆卸維修工作更加方便。改型后的DN400除塵管線閥門見圖2。

1.緊固螺栓　2.壓蓋　3.法蘭盤　4.骨架油封 5.軸承　6.骨架油封　7.法蘭蓋圖1　軸承定位座結(jié)構(gòu)示意圖

1.軸套　2.支撐板　3.筋板　4.非標(biāo)法蘭　5.閥軸　6.筒體　7.連接螺栓　8.閥板　9.軸承座圖2　改型后的DN400除塵管線閥門

3　改型后DN400除塵管線閥門特點(diǎn)

改型后的閥門具有結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、調(diào)節(jié)靈活、造價(jià)低廉的特點(diǎn)。在除塵管線保持負(fù)壓的使用條件下，特制軸承座內(nèi)的耐高溫的氟膠骨架油封可以在窯頂窯氣超出正常頂溫后有效隔絕窯氣的粉塵沿閥軸和骨架油封的接觸部位竄入，防止粉塵顆粒進(jìn)入滾動(dòng)軸承內(nèi)部，造成軸承的非正常磨損；同時(shí)滾動(dòng)軸承的使用，可以有效的提高閥板在筒體內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性；在特制軸承座與壓蓋形成的密閉空間內(nèi)加入耐高溫的二硫化鉬鋰基脂，保持軸承在高溫窯氣下的正常潤滑，有效延長軸承的使用壽命；閥軸前端加工的特殊軸套可以使鉗工更加方便快速的將閥體與氣動(dòng)閥頭配合安裝，提高了鉗工的工作效率。通過特制的定位軸承座可以有效阻止粉塵進(jìn)入閥軸和軸承的配合位處，徹底消除了閥門因粉塵結(jié)疤運(yùn)轉(zhuǎn)卡澀的現(xiàn)象，使得閥門的使用周期得到了最大限度的延長，可以保障除塵管線閥門1年內(nèi)無需進(jìn)行檢修，極大地緩解了窯頂?shù)沫h(huán)保壓力。

4　結(jié)　語

目前在窯頂除塵管線上使用的閥門由于其結(jié)構(gòu)的不合理性，導(dǎo)致檢修工經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行維護(hù)更換，同時(shí)給環(huán)保、生產(chǎn)也帶來了較大壓力。在冬季時(shí)，由于窯頂結(jié)露現(xiàn)象嚴(yán)重，使得閥門的更換周期更加頻繁，甚至?xí)剐掳惭b的閥門在兩周之內(nèi)就必須更換一次，10臺(tái)石灰窯所用的閥門在一年內(nèi)至少更換3～4次，我公司每年需購置20臺(tái)以上的閥門用于現(xiàn)場備機(jī)的維護(hù)更換，頻繁更換備機(jī)，耗費(fèi)大量人力物力，同時(shí)由于窯頂窯氣的外泄不僅給檢修工帶來了一定的安全隱患，也給環(huán)保、生產(chǎn)也帶來了較大的壓力。改型后的除塵管線閥門，能夠保證長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，減少了在更換閥門過程中的一氧化碳?xì)怏w的泄漏，保障了窯頂除塵設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使得發(fā)生人員中毒和氣體燃爆的風(fēng)險(xiǎn)得到了非常有效的控制，給環(huán)保、生產(chǎn)提供了更有力的保障。新型除塵管線閥門制作工藝簡單，成本低廉，性價(jià)比高，在本公司內(nèi)部即可完成制作，為公司的采購節(jié)省了大量資金，并且因其閥板拆裝方便，可以更加快速的維護(hù)保養(yǎng)，同時(shí)其重量較輕，更換過程也比較容易，大大降低了檢修工的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第五版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007

[2]陸培文.實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第三版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012