日照鋼鐵有限公司電力廠煤氣綜合利用發(fā)電車間8臺50MW總裝機(jī)容量4000的高爐煤氣發(fā)電機(jī)組MW，是目前國內(nèi)冶金企業(yè)規(guī)模最大的高爐煤氣綜合利用發(fā)電廠，配套8臺220t/h鍋爐，鍋爐的燃料是煉鐵生產(chǎn)過程中的剩余氣體。為了調(diào)節(jié)氣體管網(wǎng)的壓力和發(fā)電負(fù)荷，每個鍋爐設(shè)計了8個氣體調(diào)節(jié)閥，直徑800個mm。閥門的工作原理相對簡單，執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受DCS發(fā)出的4~20mA電流信號通過閥門定位器將電信號轉(zhuǎn)換為氣壓信號，促進(jìn)活塞氣缸動作，驅(qū)動蝶閥板動作，改變閥板截流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的功能。但在實際使用過程中，氣體調(diào)節(jié)閥故障較多，從2010年維修車間維修記錄來看，共處理氣體調(diào)節(jié)閥故障98次，包括儀表信號、定位器問題8次，機(jī)械卡90次，機(jī)械卡只有3次填料蓋太緊，其余在前后軸套。

過去，一旦出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥問題，工藝人員往往從DCS監(jiān)控屏幕發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥指令與反饋值不對應(yīng)，聯(lián)系熱儀器人員，儀器人員檢查信號、線路正常，然后聯(lián)系機(jī)械維修人員將氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體部件分離，無蝶閥板，發(fā)出信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)機(jī)械位置一致。機(jī)械人員的處理方法主要是在填料蓋上噴灑除銹劑潤滑，手動加管鉗在軸上，反復(fù)移動。氣焊軸套嚴(yán)重，嚴(yán)重需要停止管道人孔，大錘敲閥板，儀器人員配合增加氣動執(zhí)行器氣源壓力，現(xiàn)場手動控制閥定位器，協(xié)助強(qiáng)制活動閥，但上述方法只能解決一段時間，癥狀不是根本原因，使用2~閥門不靈活或卡澀將在三個月后繼續(xù)發(fā)生。

2 原因分析

我們總結(jié)了多年使用調(diào)節(jié)閥的經(jīng)驗。經(jīng)過仔細(xì)研究，我們總結(jié)了調(diào)節(jié)閥卡住的原因如下。

2.1安裝方法不合適

目前大部分垂直、垂直安裝在水平管道上（閥板軸垂直水平面），該方法是確保執(zhí)行機(jī)構(gòu)在氣體管道上部，但閥門后軸在管道底部，氣體管道中的水、雜質(zhì)會落入或沉積在后軸承上，長時間填充間隙，導(dǎo)致閥軸腐蝕。

2.二 設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理

經(jīng)過多次拆卸和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)閥板驅(qū)動軸的軸套與閥體之間的間隙充滿了一些異物，包括泥渣、水、腐蝕等結(jié)垢。此外，原設(shè)計的軸套長度過大，調(diào)節(jié)閥的前后軸套部分承受著閥軸來回旋轉(zhuǎn)的摩擦。隨著運行時間的延長，氣體中的灰塵和管道中的腐蝕雜質(zhì)容易進(jìn)入軸套間隙，增加自身的旋轉(zhuǎn)阻力。逐漸積累的混合物將填充間隙，固化閥軸、軸套和閥體，阻礙閥軸的靈活旋轉(zhuǎn)。

♂

2.3煤氣腐蝕

目前，我國所有鋼廠高爐氣體管道腐蝕嚴(yán)重，氣體管道腐蝕強(qiáng)，主要表現(xiàn)在補償器經(jīng)常開裂、氣體泄漏、管道閥門、減壓閥等部件腐蝕不能正常運行，高爐氣體腐蝕給設(shè)備運行和氣體管道帶來嚴(yán)重的安全風(fēng)險。

我們的煤氣管道也有局部腐蝕泄漏和補償器波紋管處的洞蝕滴水，可以看出對閥門的影響也非常嚴(yán)重。為了分析氣體腐蝕，我們在發(fā)電車間的兩個氣體管道中分別取氣體樣本進(jìn)行分析和測試。

表1 高爐煤氣成分分析 %VOL

高溫的H₂、CO、H₂O對鋼材也有相當(dāng)大的腐蝕。由于煤氣中含有水，特別是發(fā)電系統(tǒng)一般在整個煤氣管網(wǎng)的后端或末端，管道中有大量的冷凝水。經(jīng)檢測，鋼鐵電廠煤氣管道中的冷凝水pH值在5~電導(dǎo)率約為2762μs/cm，還含有大量的鐵離子、氯離子、硫酸根離子。Cl-和SO₄^2-對于氣體管道和設(shè)備的腐蝕形式，誘發(fā)應(yīng)力腐蝕主要是不均勻腐蝕，具體表現(xiàn)形式為：（1）垢腐蝕，又稱間隙腐蝕；（2）斑點腐蝕；（3）點腐蝕；（4）磨損腐蝕；（5）應(yīng)力腐蝕。冷凝水的存在對管道有一定的腐蝕性，導(dǎo)電性越高，腐蝕速度越快。氣體介質(zhì)的污垢和腐蝕是閥門堵塞的主要原因。

2.4使用不當(dāng)

由于目前氣體調(diào)節(jié)閥尚未投入閉環(huán)自動調(diào)節(jié)操作，閥門依靠操作人員人工通過DCS調(diào)整設(shè)定開度，有時負(fù)荷相對穩(wěn)定，閥板長時間處于固定角度，不經(jīng)常移動，也容易導(dǎo)致閥門動作不靈活。

3 改進(jìn)措施

3.1 安裝方式

安裝方法由垂直安裝改為水平安裝。在重力作用下，避免雜質(zhì)、水和污垢沉積在軸套間隙中。

3.降低氣酸

由于氣體酸性對整個氣體管道系統(tǒng)、大型閥門、補償器等有害，引起了公司高級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注，公司采用了TRT通過對發(fā)電煤氣管道中冷凝水的取樣分析，了解了入口處煤氣管道處灑堿液中和的方法pH值為6左右。

3.3.改進(jìn)設(shè)計不合理的軸套

縮短軸套尺寸，前軸套長度由400減為200，后軸套長度由800減為200。根據(jù)不銹鋼的材料JB/T1759-2010，改為可鑄銅合金，牌號為：ZCuSn10Pb1.即使縫隙內(nèi)有輕微結(jié)垢，由于軸套長度大大降低，摩擦力也相應(yīng)降低了1/2到3/4，閥門動作相對容易得多。同時，建議將此改進(jìn)免費提供給供應(yīng)商。以后提交此類閥門備件時，要求廠家按照我們的要求定制。

維護(hù)檢查還發(fā)現(xiàn)，閥軸上部的填料蓋太緊，個別填料蓋螺釘因扭矩過大而斷裂。通過機(jī)器加工和重新加工蓋時，適當(dāng)增加間隙，間隙填充黃油，防止漏氣。

♂

3.4工藝方面

改進(jìn)工藝規(guī)程，要求爐人員每班對所有氣體調(diào)節(jié)閥進(jìn)行活動試驗，記錄表格指令和反饋值，防止閥板長時間固定在一定開度下，導(dǎo)致結(jié)垢固化軸。

3.5.維修策略

購買4個備用調(diào)節(jié)閥，采用更換輪流維護(hù)方法，即一旦有機(jī)會根據(jù)工藝人員的活動試驗，找出最嚴(yán)重的閥門，更換。離線調(diào)節(jié)閥解體維修改進(jìn)后，潤滑維護(hù)備用，節(jié)省停機(jī)時間。

3.6 潤滑維護(hù)

每月在線操作氣體調(diào)節(jié)閥填料蓋，前后軸加油潤滑，檢查設(shè)備點，及時了解設(shè)備運行狀態(tài)。儀器控制人員應(yīng)做好控制部件（閥門定位器）設(shè)備的防雨、防腐工作，定期檢查氣源壓力、氣源連接部件是否堵塞、泄漏，壓縮空氣質(zhì)量。

另外適當(dāng)提高壓縮氣源壓力，增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力。儀表人員通過調(diào)節(jié)定位器前的減壓閥，將壓力穩(wěn)定在0.5MPa左右。每次少磨損和腐蝕，每次都有泥和雜質(zhì)碎片，以減少磨損和腐蝕。

4 實施效果

通過制定修改工藝規(guī)程，操作人員始終關(guān)注調(diào)節(jié)閥的運行狀態(tài)，達(dá)到全員管理設(shè)備的目的。事實上，這也是狀態(tài)維護(hù)模式的一種嘗試。改進(jìn)后，維護(hù)量減少，平均維護(hù)周期為2~3個月延長到6~8個月，維修工人的勞動強(qiáng)度大大降低，關(guān)鍵是保證了調(diào)節(jié)閥的靈活、可靠，為鍋爐安全穩(wěn)定運行提供了設(shè)備保障。此種解決辦法還可以推廣到煤氣管道上的其他大型閥門。