高 峰

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 設(shè)備檢修中心，山東 萊蕪271104）

干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥失效原因分析及改進(jìn)措施

高 峰

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司 設(shè)備檢修中心，山東 萊蕪271104）

通過(guò)對(duì)干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥的故障分析，密封閥的失效故障主要有軸承箱密封副失效、內(nèi)襯耐磨板失效。通過(guò)氮?dú)夤飧脑旒皾?rùn)滑改造，各潤(rùn)滑點(diǎn)未出現(xiàn)堵塞情況，密封副密封情況良好，延長(zhǎng)了旋轉(zhuǎn)密封閥使用壽命。

干熄焦；旋轉(zhuǎn)密封閥；軸承箱；耐磨板

1 前言

山鋼萊蕪分公司焦化廠目前有4套干熄焦裝置，年處理焦炭400萬(wàn)t。排焦系統(tǒng)由平板閘門、振動(dòng)給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥等部件組成。其中旋轉(zhuǎn)密封閥安裝在干熄爐底部，功能是保證連續(xù)定量排焦并同時(shí)將系統(tǒng)內(nèi)外分隔，穩(wěn)定干熄焦系統(tǒng)壓力。在實(shí)際生產(chǎn)中，旋轉(zhuǎn)密封閥發(fā)生故障會(huì)嚴(yán)重影響干熄焦正常生產(chǎn)。本文對(duì)旋轉(zhuǎn)密封閥失效原因進(jìn)行了分析，采取了改進(jìn)措施，延長(zhǎng)了旋轉(zhuǎn)密封閥的使用壽命。

2 密封閥常見(jiàn)失效形式及原因分析

在設(shè)備檢修過(guò)程中通過(guò)對(duì)干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥的故障分析，發(fā)現(xiàn)密封閥的故障主要有軸承箱密封副失效、內(nèi)襯耐磨板失效兩種形式。

2.1 軸承箱密封副失效

軸承箱密封副原理。旋轉(zhuǎn)密封閥在設(shè)計(jì)時(shí)，為防止熱焦粉進(jìn)入閥體兩側(cè)軸承箱，轉(zhuǎn)子斷面密封采用金屬硬密封結(jié)構(gòu)。密封副為一組合金金屬圓環(huán)，有彈簧壓緊并能自動(dòng)補(bǔ)償間隙誤差。為防止粉塵進(jìn)入，此處設(shè)計(jì)有氣體輔助密封，可保證端面密封裝置正常運(yùn)行。

1）氮?dú)鈿夥馐?。為防止焦粉進(jìn)入閥體兩側(cè)的軸承箱，向隔離空腔通入氮?dú)獠⒈ＷC氮?dú)鈮毫Ω哂谂懦雒芊庑D(zhuǎn)閥內(nèi)部氣體壓力，以防止含塵氣體進(jìn)入閥體兩側(cè)密封腔。如果氮?dú)鈮毫^(guò)低或中斷供風(fēng)，則焦粉會(huì)進(jìn)入密封副，逐漸把密封副和耐磨靜環(huán)磨穿，造成焦粉進(jìn)入閥體兩側(cè)密封腔；氣氛壓力過(guò)高容易造成潤(rùn)滑脂被吹散，同時(shí)造成氮?dú)膺^(guò)量消耗。

2）潤(rùn)滑失效。旋轉(zhuǎn)密封閥運(yùn)轉(zhuǎn)期間，潤(rùn)滑油脂通過(guò)自動(dòng)給油脂泵注入密封副之間，起到潤(rùn)滑和密封的雙重作用。在生產(chǎn)中，由于潤(rùn)滑油脂管路堵塞、分配器分配不均、給油脂泵故障等原因，造成潤(rùn)滑油脂供應(yīng)不足無(wú)法填充密封副。焦粉會(huì)進(jìn)入密封副，逐漸把密封副和耐磨靜環(huán)磨穿，造成密封副失效。另外，因旋轉(zhuǎn)密封閥的出料部位溫度較高，鋰基脂需要耐高溫，否則油脂乳化變質(zhì)而造成潤(rùn)滑密封不合格，造成密封副失效。

2.2 內(nèi)襯耐磨板失效

內(nèi)襯耐磨板失效形式屬于設(shè)備長(zhǎng)期使用的正常磨損。通過(guò)對(duì)失效旋轉(zhuǎn)密封閥拆解發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)子的葉片中間落料位置、入料口、出料口、積窩處兩側(cè)面磨損量較大，耐磨板磨損失效導(dǎo)致基體穿透，旋轉(zhuǎn)密封閥隨即無(wú)法正常運(yùn)行。

3 改進(jìn)措施

3.1 氮?dú)夤飧脑?/h3>

通過(guò)測(cè)定干熄焦裝置爐底CO壓力計(jì)算得出，氮?dú)鈮毫Ρ３衷?0 kPa即可達(dá)到氣封效果。氮?dú)鈮毫^(guò)大，會(huì)造成氮?dú)庀牧看笄乙自斐蓾?rùn)滑油脂沖散，氮?dú)鈮毫πo(wú)法實(shí)現(xiàn)氣封。針對(duì)氮?dú)馐У脑?，在氮?dú)膺M(jìn)氣管處安裝穩(wěn)壓閥，設(shè)定供應(yīng)氮?dú)鈮毫?0 kPa，同時(shí)安裝氮?dú)夤?yīng)聯(lián)鎖裝置。當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫Σ蛔慊蛑袛喙?yīng)時(shí)，排焦停止，以保護(hù)旋轉(zhuǎn)密封閥。

3.2 潤(rùn)滑改造

1）潤(rùn)滑系統(tǒng)改造。對(duì)原有自動(dòng)給油裝置進(jìn)行升級(jí)改造，采用可編程控制器作為主要控制元件。通過(guò)與控制電腦相聯(lián)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如圖1所示?，F(xiàn)場(chǎng)給油分配器直接受可編程控制器的控制，通過(guò)流量傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，并具有故障報(bào)警功能，便于準(zhǔn)確判斷油脂故障部位。

2）潤(rùn)滑點(diǎn)改造。根據(jù)密封副潤(rùn)滑失效分析，對(duì)原設(shè)計(jì)潤(rùn)滑點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。新潤(rùn)滑點(diǎn)共計(jì)12個(gè)沿圓周均勻分布于旋轉(zhuǎn)密封閥兩側(cè)，每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)實(shí)現(xiàn)配合智能潤(rùn)滑系統(tǒng)采用單線潤(rùn)滑，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油脂精確到達(dá)潤(rùn)滑部位。

圖1 潤(rùn)滑系統(tǒng)智能控制示意

3）結(jié)構(gòu)強(qiáng)化改造。旋轉(zhuǎn)密封閥并不是所有的位置都會(huì)受到同樣程度的磨損，而是在幾個(gè)關(guān)鍵的部位磨損狀態(tài)特別嚴(yán)重，通常在轉(zhuǎn)子的葉片中間落料位置、入料口、出料口、積窩處兩側(cè)面磨損量較大，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化改進(jìn)。①采用特種耐磨焊材對(duì)這些磨損情況嚴(yán)重的地方進(jìn)行性能強(qiáng)化，通過(guò)強(qiáng)化這些關(guān)鍵位置，磨損速度會(huì)大幅度降低。②重新制作耐磨板，選用在常溫下具有良好耐磨性能，且在高溫情況下也能保持良好耐磨性能的材料。以往的閥體上耐磨板的高溫耐磨性差，在600℃以上時(shí)耐磨性能就會(huì)大幅降低。③選用耐磨性能優(yōu)良的材料重新制作金屬密封副替代原廠耐磨件，提高耐磨性能。

4 應(yīng)用情況

以上改造已經(jīng)在萊蕪分公司焦化廠4座干熄焦系統(tǒng)中陸續(xù)推廣使用。通過(guò)對(duì)修復(fù)再制造對(duì)易損壞材料進(jìn)行升級(jí)改造完成的旋轉(zhuǎn)密封閥已經(jīng)成功上線運(yùn)行。通過(guò)對(duì)3#干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥使用6個(gè)月檢測(cè)表明，各潤(rùn)滑點(diǎn)未出現(xiàn)堵塞情況，密封副密封情況良好，襯板磨損最重部位在原厚度85%以上，各項(xiàng)指標(biāo)均符合使用要求，預(yù)計(jì)使用壽命可提高1.6～2倍。根據(jù)旋轉(zhuǎn)密封閥在線使用情況，及時(shí)對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)、內(nèi)襯耐磨材料進(jìn)行優(yōu)化、完善，提高運(yùn)行水平。

TQ520.5

B

1004-4620（2017）05-0074-01

2017-01-09

高峰，男，1984年生，2007年畢業(yè)于青島科技大學(xué)過(guò)程裝備與控制工程專業(yè)?，F(xiàn)為萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司設(shè)備檢修中心工程師，從事技術(shù)管理工作。