添加时间：2016-11-2 11:40:07    摘抄：www.aosailuo.com

　　【摘要】根据热风阀密封失效的不同原因,采用完善冷却方式,改变阀杆材质,增设辅助密封以及在线修复技术予以改进,杜绝了热风阀跑风故障,为高炉提高风温打下了坚实的基础。

　　【关键词】失效;泄漏;脱落;密封

　　1 前言

　　热风炉是高炉炼铁生产的送风系统设备，起着连续不断地供应高炉大量的高温空气的作用。热风阀是热风炉不可或缺少的重要设备，热风炉的燃烧期和送风期的正常工作和切换，都要靠热风阀等阀门的开关来实现。热风阀在1000~1300℃高温和约0.36MPa压力的恶劣条件下工作，当热风炉处于燃烧期，热风阀关闭隔断热风炉和热风管道，此时，热风阀面向热风炉的一侧承受很大的热负荷。为降低高炉生铁成本，提高热风温度是非常中澳的措施，但风温提高后，热风阀的工作环境进一步劣化。虽然用水冷却热风阀的阀板、阀座和阀盖等重要零件，但是热风阀阀杆、法兰密封成为整台热风阀的薄弱环节，易爆发密封失效的连接处严重漏风，甚至烧坏热风阀等设备，导致高炉被迫休风检修。莱钢炼铁厂四座1080m³高炉对Φ1100热风阀进行完善阀体冷却方式，改变阀杆材质，增设辅助密封以及在线修复技术予以改进，改造效果良好，具有一定的参考价值。

　　2 改进方案研究

　　2.1 运行现状分析

　　热风阀由阀体、阀盖、阀板、传动架和液压缸五大部件组成。阀体阀盖间以金属密封圈密封，阀盖和阀杆连接采用浮动密封装置密封，阀门下部设有排污阀、排灰阀，用于定期清除阀腔内的积垢，传动系统直接连接在阀盖上，可保证阀门运行精度，液压传动平稳，无振动。阀门开关必须在均压条件下运行，开关动作由液压缸带动阀杆实现，开关位置由行程开关控制。

　　2013年发生的两次热风阀密封失效故障均表现为阀盖、阀杆连接处跑风，主要原因为：

　　2.1.1阀杆密封装置出现密封不严，造成泄漏，吹损密封或阀杆

　　浮动密封集浮环密封、间隙密封和梳齿密封于一体，并运用油墨的张力阻止泄漏的流阻型非接触式动密封，是依靠密封间隙内的流体阻力效应而达到阻漏的目的。阀盖与阀杆之间带有若干个依次排序的小游隙的凹凸环形密封齿组合，密封齿与阀杆之间形成一系列节流游隙和膨胀空腔，高速气体每通过一道密封齿，必将遇到很大的阻力，从而产生节流效应，使气体的速度不断减弱，最终顺着密封齿的内侧返回到热风阀的密闭空间。由于浮动密封存在间隙，避免固体摩擦的优点和容易泄漏气体的缺点都十分明显。因此阀盖与阀杆间连接处必须配备一套辅助密封来弥补浮动密封的不足。

　　2.1.2阀杆镀口层脱落

　　热风阀开关过程中，阀杆沿轴线往复运动，与过盈配合的密封、阀盖不断产生滑动摩擦。由于接触紧密，阀杆表面纯净无杂质，阀盖与阀杆间产生粘附即冷焊现象，导致镀铬阀杆镀层与母材基质间产生剥离，最终成片脱落。

　　2.1.3 热风阀的法兰易出现跑风故障

　　当阀杆表面出现点蚀或密封失效时，高速流动的气流十分容易将热风阀法兰吹出缺口，导致跑风。

　　2.2 解决方案

　　1)沿热风阀送风方向在浮动密封之后增设一套辅助密封。对热风阀实施Y型圈辅助密封，在原阀杆密封处添加辅助密封盒，盒内压填丁腈橡胶Y型圈及润滑油环，在热风阀只能润滑管线上加一旁通，对辅助密封实施智能润滑，满足辅助密封运行要求。

　　2)重新选择阀杆材质消除镀层脱落现象。通过对比停用镀铬阀杆，改用不锈钢材质阀杆。45钢镀铬材质与不锈钢材质性能对比如表1所示。

　　3)改善热风阀冷却方式。原热风阀阀帽内壁敷设一层8~12mm厚耐火材料涂层，用以隔绝热能，保护密封。这种方式的优点是热能传导慢，避免了温度急剧上升造成的密封材质变质失效。但它的缺点也十分明显，就是散热慢。当输送的热风与耐火涂层达到热平衡时，温度波动就会很小，导致密封长期处于“小火慢炖”的烘烤中。因此车间选用冷却水作为绝热材质，由热风阀生产厂家在阀盖处设置冷却室，外通冷却水。

　　4)法兰外包覆填料盒，内充泥状软填料，实现法兰吹损后的在线修复。改造方法就是在原轴封压盖上焊接一个由Φ108mm管制作的密封盒，在密封盒上留有填充口，填充口外接常闭球阀。阀杆运动时软有少部分填料会被阀杆带出，降低其密封效果。但是软填料无需停机检修便可以通过球阀压住补充，有效的防止了填料因磨损而发生泄漏的情况发生，保证其密封效果。安装结构如图所示。

　　5)在法兰盘根外加设热点偶，实现热风阀密封处的在线智能监测，掌握实时温度数据，一旦异常，及时采取补救措施，尽可能减少对高炉的不利影响。

　　3 技术创新点

　　1)改变热风阀阀杆使用的单一密封，采用辅助密封对浮动密封存在的气体泄漏进行二次密封，提高了密封可靠性;2)改变阀杆材质，从根本上消除阀杆镀层脱落引发的密封失效故障;3)使用泥状软填料包覆盒包覆损坏法兰，实现密封在线修复;4)在密封位置安装温度检测电偶，实现实时监控，确保发生故障及时发现，为抢修赢得时间。

　　4 改造效果

　　改造后的热风阀投入使用后，热风阀跑风故障不再出现，实践证明设备运行安全、稳定、可靠、杜绝了因热风阀泄漏造成的故障休风，不仅节约了大量的设备维修费用，大大降低了工人的劳动强度，而且设备故障的减少，高炉休风率的降低，为高炉提高风温、连续生产、稳定操作奠定了基础。取得了良好的社会和经济效益。

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