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        干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥失效原因分析及改進(jìn)措施

        2017-12-21 09:02:14
        山東冶金 2017年5期
        關(guān)鍵詞:萊蕪閥體內(nèi)襯

        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)

        通過對干熄焦旋轉(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。通過氮氣供氣改造及潤滑改造,各潤滑點未出現(xiàn)堵塞情況,密封副密封情況良好,延長了旋轉(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t。排焦系統(tǒng)由平板閘門、振動給料器、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)定量排焦并同時將系統(tǒng)內(nèi)外分隔,穩(wěn)定干熄焦系統(tǒng)壓力。在實際生產(chǎn)中,旋轉(zhuǎn)密封閥發(fā)生故障會嚴(yán)重影響干熄焦正常生產(chǎn)。本文對旋轉(zhuǎn)密封閥失效原因進(jìn)行了分析,采取了改進(jìn)措施,延長了旋轉(zhuǎn)密封閥的使用壽命。

        2 密封閥常見失效形式及原因分析

        在設(shè)備檢修過程中通過對干熄焦旋轉(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)計時,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補(bǔ)償間隙誤差。為防止粉塵進(jìn)入,此處設(shè)計有氣體輔助密封,可保證端面密封裝置正常運(yùn)行。

        1)氮氣氣封失效。為防止焦粉進(jìn)入閥體兩側(cè)的軸承箱,向隔離空腔通入氮氣并保證氮氣壓力高于排出密封旋轉(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。如果氮氣壓力過低或中斷供風(fēng),則焦粉會進(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;氣氛壓力過高容易造成潤滑脂被吹散,同時造成氮氣過量消耗。

        2)潤滑失效。旋轉(zhuǎn)密封閥運(yùn)轉(zhuǎn)期間,潤滑油脂通過自動給油脂泵注入密封副之間,起到潤滑和密封的雙重作用。在生產(chǎn)中,由于潤滑油脂管路堵塞、分配器分配不均、給油脂泵故障等原因,造成潤滑油脂供應(yīng)不足無法填充密封副。焦粉會進(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)備長期使用的正常磨損。通過對失效旋轉(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)密封閥隨即無法正常運(yùn)行。

        3 改進(jìn)措施

        3.1 氮氣供氣改造

        通過測定干熄焦裝置爐底CO壓力計算得出,氮氣壓力保持在10 kPa即可達(dá)到氣封效果。氮氣壓力過大,會造成氮氣消耗量大且易造成潤滑油脂沖散,氮氣壓力小無法實現(xiàn)氣封。針對氮氣失效的原因,在氮氣進(jìn)氣管處安裝穩(wěn)壓閥,設(shè)定供應(yīng)氮氣壓力為10 kPa,同時安裝氮氣供應(yīng)聯(lián)鎖裝置。當(dāng)?shù)獨鈮毫Σ蛔慊蛑袛喙?yīng)時,排焦停止,以保護(hù)旋轉(zhuǎn)密封閥。

        3.2 潤滑改造

        1)潤滑系統(tǒng)改造。對原有自動給油裝置進(jìn)行升級改造,采用可編程控制器作為主要控制元件。通過與控制電腦相聯(lián)進(jìn)行實時監(jiān)控,如圖1所示。現(xiàn)場給油分配器直接受可編程控制器的控制,通過流量傳感器實時檢測每個潤滑點的運(yùn)行狀態(tài),并具有故障報警功能,便于準(zhǔn)確判斷油脂故障部位。

        2)潤滑點改造。根據(jù)密封副潤滑失效分析,對原設(shè)計潤滑點進(jìn)行優(yōu)化。新潤滑點共計12個沿圓周均勻分布于旋轉(zhuǎn)密封閥兩側(cè),每個潤滑點實現(xiàn)配合智能潤滑系統(tǒng)采用單線潤滑,實現(xiàn)潤滑油脂精確到達(dá)潤滑部位。

        圖1 潤滑系統(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受到同樣程度的磨損,而是在幾個關(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這些磨損情況嚴(yán)重的地方進(jìn)行性能強(qiáng)化,通過強(qiáng)化這些關(guān)鍵位置,磨損速度會大幅度降低。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℃以上時耐磨性能就會大幅降低。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。通過對修復(fù)再制造對易損壞材料進(jìn)行升級改造完成的旋轉(zhuǎn)密封閥已經(jīng)成功上線運(yùn)行。通過對3#干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥使用6個月檢測表明,各潤滑點未出現(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,各項指標(biāo)均符合使用要求,預(yù)計使用壽命可提高1.6~2倍。根據(jù)旋轉(zhuǎn)密封閥在線使用情況,及時對潤滑系統(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。

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