章廣健,白麗霞
寧波鋼鐵有限公司,浙江 寧波 315807
冶金、發(fā)電企業(yè)中的煤氣管網是安全生產的控制重點,如何安全、可靠地開啟、關閉煤氣管道一直是各冶金、發(fā)電行業(yè)關注的話題,由于煤氣的高危性,一旦發(fā)生煤氣泄漏或爆炸,不僅嚴重影響生產,甚至會造成人員傷亡。縱觀國內各大鋼廠的煤氣爆炸事故,基本都與閥門操作失誤或閥門泄漏有關。
常用的管道切斷閥分為普通隔斷裝置和可靠隔斷裝置兩種。為了保證設備和人身的安全,煤氣管道通常采用可靠的隔斷裝置,常用的煤氣隔斷裝置有以下幾種。
在煤氣管道進、出口管道中間設置V形、U形或箱式水封閥,利用水密封性能好的特點,對煤氣介質進行切斷。在封止、開啟時要注意煤氣泄出或竄入水管,同時要監(jiān)控水位,保證水量一直處于溢出狀態(tài),以保證煤氣已可靠切斷。
通過旋轉眼鏡閥的閥板,使煤氣管道關閉或開啟。眼鏡閥操作簡單,但外形尺寸較大。
通過閥芯在閥體內轉動,使煤氣管道關閉或開啟,為了保證可靠切斷煤氣,對密封面的加工精度要求較高,如果密封面磨損,容易引起煤氣泄 漏。
在實際使用中,以上閥門通常與其他切斷閥門如閘閥、插板閥、蝶閥等組合使用,完成煤氣管道在開啟、關閉時的煤氣吹掃、放散工藝,以防止空氣與煤氣混合,發(fā)生爆炸。
但正因為各種閥門需組合使用,在煤氣管道開啟、關閉時,操作工藝比較復雜,實際操作中,如果操作人員沒有按照順序開關閥門,就會發(fā)生煤氣泄漏。同時由于長時間使用,閥門容易出現密封磨損或關不到位的現象,也容易出現煤氣泄漏。
如何安全、可靠地實現煤氣管網的隔斷,保證安全生產,一直是一個難題。近年來,隨著制造業(yè)技術的發(fā)展,出現了一種新型的可靠煤氣隔斷裝置——雙球面板旋塞式球閥,又名NK閥,寧鋼在一期燒結點火爐改造中,在點火爐用焦爐煤氣管道上采用了江蘇特一制造的NK閥,使用效果良好。此次NK閥用于切斷燒結點火爐使用的焦爐煤氣,煤氣熱值約16.72MJ/m3,壓力≥12kPa ;燃氣參考成份:CO8.6%,CO22.2%,H255.3%,CH423.2%,CmHn2.8%,O20.6%,N27.3%。
NK閥為雙球面板結構,雙密封。雙閥板為球面,與球形的閥體密封,閥門和其他閥門一樣,由傳動機構、閥體、閥桿、閥板組成,此外還有獨特的自動轉向機構和伸縮機構。實物如圖1所示。
圖1 NK閥實物圖
圖2 閥板自動旋轉機構
閥板自動轉向機構由閥桿、閥桿固定軸組成,閥桿沿圓周方向加工有螺旋形的槽孔,閥桿上端徑向固定在固定軸上,閥桿下端安裝有與閥板相連的十字軸,當閥桿向下沿軸向移動時,螺旋形的槽孔引導閥桿做旋轉運動,帶動閥板旋轉90°。閥板的自動轉向機構設計巧妙,結構簡單、加工、操作方便,是NK閥的一個顯著特色。自動旋轉機構見圖2。
圖3 閥板伸縮機構
閥板伸縮機構由伸縮桿和斜鐵組成。閥板固定在閥桿下端的斜鐵上,斜鐵上沿閥桿軸向加工有斜槽孔,當閥桿帶動斜鐵向下軸向運動時,推動銷接在斜鐵斜槽孔上的閥板伸縮桿沿球形半徑方向做徑向移動,使閥板緊緊壓在閥座上,完成閥門關閉動作。閥板伸縮機構見圖3。
當開啟閥門時,伸縮桿帶著球面閥板向閥桿軸心方向移動,密封面分離,然后開啟閥門。當閥門關閉時,伸縮桿帶著球面閥板向閥桿軸心反方向移動,球面閥板上的密封面被緊緊頂在閥體上,實現密封。
考慮到本次NK閥的使用介質為焦爐煤氣,為了避免煤氣中的焦油腐蝕閥板密封,增加了蒸汽沖掃系統(tǒng),定期對閥體進行吹掃,防止焦油結焦,保證密封可靠。
為了保證更可靠的密封,還可以在兩片閥板之間增加水封裝置,在兩個球面板中央注入壓力水,更加可靠地徹底切斷煤氣。
NK閥可以在煤氣管道上單獨使用,不需要與其他閥門配套,操作簡捷可靠。
閥門在啟閉過程中全部封閉,無煤氣外溢。
雙閥板密封,密封性能好。閥門關閉后在閥體中腔注入密封壓力水,可以可靠切斷煤氣。水密封裝置好像一道雙保險,更加提高閥門密封的可靠性。尤其適用于煤氣總管的可靠切斷。
NK閥可以采用氣動、電動的方式進行驅動,氣動、電動裝置的動作時間即為閥門啟閉時間,可以大大縮短操作或檢修時間。通過控制箱,把閥門操作信號引進中控室,還可以實現遠程操作,最大程度保證了操作人員的人身安全。
NK閥在寧鋼燒結煤氣系統(tǒng)投入使用后,效果非常好。寧鋼今年還會把NK閥應用到高爐噴煤的煤氣系統(tǒng)改造中。