1、引言

　　日照鋼鐵有限公司動力廠煤氣綜合利用發(fā)電車間現(xiàn)有8臺50MW高爐煤氣發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量400MW，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，鍋爐的燃料就是煉鐵生產(chǎn)過程中的剩余煤氣。為了實(shí)現(xiàn)對煤氣管網(wǎng)壓力和發(fā)電負(fù)荷的調(diào)節(jié)，每臺鍋爐設(shè)計(jì)有8臺煤氣調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥直徑800mm。閥門工作原理比較簡單就是執(zhí)行機(jī)構(gòu)接受DCS發(fā)出的4~20mA電流信號，經(jīng)過閥門定位器將電信號轉(zhuǎn)換為氣壓信號，推動活塞氣缸動作，從而帶動蝶閥閥板動作，改變閥板截流面積，達(dá)到調(diào)節(jié)介質(zhì)流量的功能。但是在實(shí)際使用過程中煤氣調(diào)節(jié)閥各類故障較多，從2010年度檢修車間維修記錄來看，共計(jì)處理煤氣調(diào)節(jié)閥故障問題98臺次，其中儀表信號、定位器問題8次，機(jī)械卡澀90臺次，機(jī)械卡澀中僅有3次是填料壓蓋處過緊，其余的均是在前后軸套處卡澀。

　　以前一旦出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥問題，往往是工藝人員從DCS監(jiān)控畫面發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥的指令與反饋值不對應(yīng)，聯(lián)系熱工儀表人員，儀表人員檢查信號、線路、都正常，再聯(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，在不帶蝶閥閥板的情況下，發(fā)出信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動機(jī)械位置是一致的。機(jī)械人員的處理辦法主要是在填料壓蓋處噴除銹劑潤滑，人工加上管鉗在軸上加力配合，反復(fù)活動。卡澀比較厲害的就用氣焊烤軸套處，再嚴(yán)重的就需要停爐在管道上開人孔，大錘敲擊閥板，儀表人員配合加大氣動執(zhí)行器氣源壓力，現(xiàn)場手動控制閥門定位器，協(xié)助強(qiáng)制活動閥門，但是以上辦法只能解決一時，治標(biāo)不治本，使用2~3個月后會繼續(xù)出現(xiàn)閥門不靈活或者卡澀現(xiàn)象。

2、原因分析

　　我們總結(jié)多年使用調(diào)節(jié)閥的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過細(xì)致的研究，總結(jié)出造成調(diào)節(jié)閥卡澀的原因有如下幾方面。

2.1、安裝方式不合適

　　現(xiàn)在大都是垂直、正立安裝在水平管道上(閥板軸垂直水平面)，這種方法是保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)在煤氣管道的上部，但是閥的后軸處于管道底部，煤氣管道中的水分、雜質(zhì)等就會落到或淤積于后軸承處，日久天長將空隙填滿，造成腐蝕卡住閥軸。

2.2、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理

　　經(jīng)過歷次解體維修發(fā)現(xiàn)，閥板驅(qū)動軸的軸套與閥體的間隙處被一些異物充滿，有泥渣、水、銹蝕等結(jié)垢。而且原設(shè)計(jì)的軸套長度太大，調(diào)節(jié)閥的前后軸軸套部位承受閥軸來回轉(zhuǎn)動的摩擦力，隨著運(yùn)行時間的延長，煤氣中的粉塵，管道的銹蝕雜質(zhì)等就容易進(jìn)入軸套間隙，增大自身轉(zhuǎn)動阻力，逐漸積累的混合物就會將空隙填滿，將閥軸、軸套和閥體固化在一體，阻礙閥軸的靈活轉(zhuǎn)動。

2.3、煤氣腐蝕

　　目前國內(nèi)所有鋼廠高爐煤氣管道都存在著嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，煤氣管道受到較強(qiáng)的腐蝕，主要表現(xiàn)在補(bǔ)償器會經(jīng)常洞蝕開裂，管路上煤氣泄漏、管線上的閥門、減壓閥等部件由于腐蝕無法正常運(yùn)行，高爐煤氣的腐蝕性給設(shè)備運(yùn)行和煤氣管道帶來了嚴(yán)重的安全隱患。

　　我們的煤氣管道同樣也存在局部腐蝕透漏氣和補(bǔ)償器波紋管處洞蝕滴水的現(xiàn)象，由此可知對閥門影響也是很嚴(yán)重的，為了對煤氣腐蝕情況進(jìn)行分析，我們在發(fā)電車間的兩路煤氣管道處分別取煤氣樣進(jìn)行分析化驗(yàn)。

表1 高爐煤氣中的成分分析 %VOL

　　高溫的H2、CO、H2O等對鋼鐵亦有相當(dāng)?shù)母�蝕，由于煤氣中含水，特別是發(fā)電系統(tǒng)一般都在整個煤氣管網(wǎng)的后面或者末端，管道中有著數(shù)量較多的冷凝水，經(jīng)過檢測日鋼電廠煤氣管道中凝結(jié)水pH值在5~6左右，電導(dǎo)率在2762μs/cm，此外含有大量鐵離子、氯離子、硫酸根離子。部分資料顯示Cl-和SO42-誘發(fā)應(yīng)力腐蝕，就煤氣管道和設(shè)備的腐蝕形態(tài)而言，主要是非均勻腐蝕，其具體表現(xiàn)形態(tài)為：(1)垢下腐蝕，又稱縫隙腐蝕;(2)斑點(diǎn)腐蝕;(3)點(diǎn)腐蝕;(4)磨損腐蝕;(5)應(yīng)力腐蝕。冷凝水的存在對管道具有一定的腐蝕性，電導(dǎo)率越高腐蝕速度越快。煤氣介質(zhì)臟污及腐蝕的特點(diǎn)是造成閥門卡澀的主要誘因。

2.4、使用不當(dāng)

　　由于目前煤氣調(diào)節(jié)閥沒有投入閉環(huán)自動調(diào)節(jié)運(yùn)行，閥門依靠運(yùn)行人員人為通過DCS設(shè)定開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，有時負(fù)荷比較穩(wěn)定，閥板長時間處于某一固定的角度，不經(jīng)常活動，也容易造成閥門的動作不靈活。

3、改進(jìn)措施

3.1、安裝方式

　　安裝方式由垂直安裝改為水平安裝。避免介質(zhì)中雜質(zhì)、水分和污垢在重力的作用下沉積到軸套間隙處。

3.2、降低煤氣酸性

　　由于煤氣酸性對整個煤氣管道系統(tǒng)、大型閥門、補(bǔ)償器等危害較大，已引起公司高層領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注，公司采用了在TRT入口處煤氣管道處加噴堿液中和的辦法，經(jīng)過對發(fā)電煤氣管道中冷凝水取樣分析得知其pH值為6左右。

3.3、對設(shè)計(jì)不合理的軸套部分進(jìn)行改進(jìn)

　　將軸套尺寸縮短，前軸套長度由400減為200，后軸套長度由800減為200。材質(zhì)方面由不銹鋼，根據(jù)JB/T1759-2010，改為可鑄銅銅合金，牌號為：ZCuSn10Pb1。即使出現(xiàn)縫隙內(nèi)部輕微結(jié)垢現(xiàn)象，由于軸套長度大為減少，所以摩擦力就相應(yīng)減少了1/2到3/4，閥門動作相對就容易很多。同時也將此項(xiàng)改進(jìn)建議無償提供給供貨廠家，以后再提報此類閥門備件時，要求廠家按照我們的要求定做。

　　檢修檢查中還發(fā)現(xiàn)，閥軸上部填料壓蓋過緊，個別的填料壓蓋螺絲因扭矩過大斷裂。通過機(jī)加工重新加工壓蓋時，適當(dāng)增大間隙，間隙處用黃油灌滿，防止漏煤氣。

3.4、工藝方面

　　改進(jìn)工藝規(guī)程，要求司爐人員每班對所有煤氣調(diào)節(jié)閥進(jìn)行活動試驗(yàn)，并做好表格記錄指令與反饋值，防止閥板長時間固定在某一開度下，造成結(jié)垢固化抱軸。

3.5、維修策略方面

　　購置4臺備用調(diào)節(jié)閥，采用替換輪流維修法，就是一旦有停爐機(jī)會根據(jù)工藝人員活動試驗(yàn)情況，找出卡澀最嚴(yán)重的閥門，進(jìn)行更換。下線的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行解體檢修改進(jìn)后，潤滑保養(yǎng)備用，以節(jié)省停爐時間。

3.6、潤滑維護(hù)方面

　　每月對在線運(yùn)行的煤氣調(diào)節(jié)閥填料壓蓋，前后軸處加油潤滑，做好設(shè)備的點(diǎn)檢，及時了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。儀控人員做好控制部分(閥門定位器)設(shè)備的防雨、防腐，定期檢查氣源壓力，各氣源連接部分有無堵、漏現(xiàn)象，及壓縮空氣品質(zhì)。

　　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。每次有停爐大修機(jī)會安排清理管道內(nèi)的淤泥、雜質(zhì)碎片等，以減少磨損腐蝕。

4、實(shí)施效果

　　通過制定修改工藝規(guī)程，使操作人員也時刻關(guān)注調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到了全員管理設(shè)備的目的，實(shí)際上也是狀態(tài)維修模式的一個嘗試。改進(jìn)后減少了維修量，維修周期平均由原先的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(yùn)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。