左慶愛，李平均，孫建勝，董士玉，周 凱，徐洪源

（山東鋼鐵萊蕪分公司能源動力廠，山東萊蕪 271104）

1 概述

通過對萊鋼能源動力廠2016年彈簧式安全閥故障情況進行分析，發(fā)現(xiàn)車間6套干法除塵，全年彈簧式安全閥故障次數(shù)高達63次。故障類型主要集中在卸爆后無法回座、無法正常開啟泄壓、密封腐蝕、彈簧老化4個方面。彈簧式安全閥做為干法除塵箱體卸爆閥，其是否安全、穩(wěn)定運行，直接影響著整個干法除塵甚至高爐的安全穩(wěn)定運行。隨著國家對鋼鐵企業(yè)安全環(huán)保要求的提高，干法除塵卸爆系統(tǒng)升級改造勢在必行。

2 存在問題

2.1 安全閥卸爆后無法回座

自2012年根據(jù)相關部門要求，為了發(fā)揮高爐的最大效率，1#、2#、5#、6#高爐相繼提壓，提壓后干法除塵系統(tǒng)工作壓力一般在198 kPa左右，作為干法除塵系統(tǒng)的保護裝置彈簧式安全閥的參數(shù)需同步進行調整，在調整過程中對相關參數(shù)按照GB/T 12243-2005《彈簧直接載荷式安全閥》標準進行如下計算：整定壓力（啟座壓力）＜工作壓力；排放壓力＝1.1×整定壓力；回座壓力＝0.85×整定壓力；密封壓力＝0.9×整定壓力。

表1 高爐提壓前后參數(shù)變化對比 kPa

由表1可知，高爐提壓前，安全閥完全符合工藝要求。高爐提壓后，3#、4#適合現(xiàn)生產工藝，而 1#、2#、5#、6#工作壓力＞回座壓力/密封壓力，導致安全閥在壓力異常泄壓后無法回座、密封。而且安全閥排放壓力接近系統(tǒng)設計壓力250 kPa，存在安全隱患。因此，原彈簧式安全閥已經不適合生產工藝要求。

2.2 受煤氣酸性腐蝕作用，安全閥動作異常

2.2.1 正常情況下泄漏

彈簧式安全閥內部壓緊彈簧存在易老化問題，造成彈簧緊力降低，導致高爐爐頂壓力穩(wěn)定時突然卸爆，造成煤氣壓力瞬間降低，影響高爐正常生產。

2.2.2 異常情況下無法打開

彈簧式安全閥密封面選用普通材質，抗銹蝕能力非常差，尤其在煤氣酸性腐蝕的作用下，易導致密封面和閥座被鐵銹牢牢地粘合在一起，當壓力出現(xiàn)異常升高時，不能及時開啟，泄去箱體內的壓力，極易對箱體內的布袋、龍骨造成破壞，甚至出現(xiàn)將箱體、煤氣管道撕裂，存在巨大的安全隱患。

為了保證安全生產，采取了周期性更換箱體彈簧式安全閥的預防性措施，勉強維持設備的安全運行。即使通過這種手段2015年11月，5#干法除塵爐頂壓力異常升高至230 kPa，達到設定的開啟壓力，可是12個彈簧式安全閥，只開啟2臺。由此可見，此種彈簧式安全閥的安全性無法保證。

2.3 彈簧式安全閥需定期校驗

彈簧式安全閥作為箱體的保護裝置，按照相關規(guī)定需每年校驗一次，而且必須將閥門拆除后，送往具備專業(yè)資質的單位校驗，不但存在著校驗費用高的問題，而且協(xié)調過程不順暢，對干法除塵的生產造成一定的影響。

2.4 實施點檢過程危險性大

彈簧式安全閥在運行過程中，或由于高爐壓力不穩(wěn)，或由于腐蝕泄漏原因，隨時都有爆破的風險，實施點檢過程危險性極大，因而無法按照常規(guī)方式對其實施點檢。

3 解決措施

將復合型卸放閥應用于干法除塵卸爆系統(tǒng)中，復合型卸放閥具備自動和手動的功能。自動功能投入：當達到設定卸放壓力值時，自動保護程序被觸發(fā)，由PLC發(fā)出指令，閥門開啟泄壓。如果出現(xiàn)閥門由于各原因未及時開啟，當達到機械保護設定卸放值時，機械保護動作，將復合型卸放閥打開泄壓。手動功能投入：當設備需檢修，退出時，則在值班室內手動開啟閥門泄壓。

3.1 實施步驟

首先，將電動放散閥拆除，并用盲板法蘭封堵。然后，拆除安全閥并安裝復合型卸放閥。最后，將PLC控制程序同步進行修改。

3.2 操作方式

自動卸壓功能：某一箱體正常運行時，復合型卸放閥常閉，自動功能投入，當達到設定排放壓力0.23 MPa時，PLC發(fā)出開閥指令，觸發(fā)二位五通換向閥動作，閥門開啟泄壓。當?shù)陀谠O定值0.23 MPa時，PLC發(fā)出關閥指令，觸發(fā)二位五通電磁換向閥動作，閥門關閉。如果出現(xiàn)閥門未及時開啟，當達到機械保護設定值0.25 MPa時，機械保護動作，閥門打開泄壓。當?shù)陀谠O定值0.25 MPa時，機械保護再次動作，閥門關閉。

箱體放散功能：某一箱體需退出檢修時，手動功能投入，點擊開閥按鈕，由PLC發(fā)出開閥指令，復合型卸放閥打開，卸去箱體內的壓力，為后續(xù)箱體檢修創(chuàng)造條件。

復合型卸放閥，密封采用剛柔結合方式，柔性密封選用硅橡膠材質，剛性密封選用普通45#鋼材質，硅橡膠耐腐蝕、耐高溫性能非常強，受煤氣酸性腐蝕影響非常小，密封不容易被破壞，密封效果優(yōu)勢明顯。

4 實施后的效果

（1）穩(wěn)定高爐爐頂壓力，保證高爐生產順行。

當高爐爐頂壓力異常升高后，原彈簧式安全閥卸爆后，煤氣壓力瞬間大幅降低，大量煤氣外泄，污染環(huán)境。而此時閥門又無法自動回座密封，必須將箱體退出運行，泄壓后，手動密封。應用復合型卸放閥后，能夠實現(xiàn)自動泄壓、回座，避免了箱體卸爆后大量煤氣的外泄問題，穩(wěn)定了高爐爐頂壓力，保護了環(huán)境，安全、環(huán)保效益顯著。

（2）降低了設備故障率，確保了干法除塵卸爆系統(tǒng)的安全運行。

復合型卸放閥同時具備箱體放散和瞬間泄壓保護箱體的功能，改造后運行安全可靠，廢棄了原電動放散球閥以及彈簧式安全閥，設備故障點隨之減少，設備故障率明顯降低，干法除塵卸爆系統(tǒng)的安全運行得到保障。

（3）選用剛柔結合的密封方式，延長了復合型卸放閥的使用壽命。

復合型卸放閥密封方式選用的剛柔結合的密封方式，柔性密封件防腐蝕、耐高溫優(yōu)勢明顯，有效地避免了腐蝕泄漏問題的發(fā)生，延長了復合型卸放閥的使用壽命，降低了干法除塵的運行成本。

（4）使用過程簡單，不需要定期校驗，節(jié)約了定期校驗費用的支出。

5 結論

實踐證明，復合型卸放閥應用后，降低了干法除塵卸爆系統(tǒng)的故障率，確保了干法除塵系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，此項技術值得在冶金企業(yè)干法除塵系統(tǒng)中大面積推廣應用。