唐新宇

（天津中材工程研究中心有限公司， 天津 300400）

水泥熟料生產(chǎn)線的三次風閥門是預(yù)熱器風量調(diào)節(jié)的重要設(shè)備，其工作原理是通過調(diào)整閥門開度來改變?nèi)物L管阻力進而分配回轉(zhuǎn)窯與三次風管的風量。分解爐燃燒所需的三次風量對燒成系統(tǒng)正常運行有直接影響。

1 三次風閥門的主要問題

現(xiàn)在使用的三次風閥門，大多數(shù)是閘板閥，很少是蝶閥。蝶閥的整個閥板甚至軸都在三次風管內(nèi)，接受三次風和熟料粉塵的沖刷，使用壽命一般不超過3 個月，現(xiàn)在已經(jīng)極少使用，基本被淘汰。所以一般所說的三次風閥門通常都是閘板閥。閘板閥通過調(diào)節(jié)閥板的插入深度，改變?nèi)物L管的通風面積，從而改變?nèi)物L管的阻力。閘板閥的上部為長方形，下部為弧形，閥板只有一部分在三次風管內(nèi)，因此收到的沖刷小于蝶閥。但是由于三次風閥門的工作環(huán)境非常惡劣，三次風溫度在1000℃以上，壓力低于大氣壓力且常常攜帶100g/Nm3 以上的熟料粉塵。因此，閘板閥的壽命與其他水泥設(shè)備相比，仍然偏短。筆者認為理想的三次風閥門需要解決以下2 個問題：

第一，閥門必須有較長的使用壽命。由于閥門內(nèi)部不同材料存在熱膨脹系數(shù)差異，且考慮到三次風的高溫，必須想辦法減弱不同材料熱膨脹不同導(dǎo)致的應(yīng)力。目前三次風閥門在水泥廠使用時間一般不超過8 個月，有的甚至只有幾個月。另外由于三次風管內(nèi)粉塵濃度較高，需要提高閥門的抗沖刷能力。

第二，閥門的氣密性要好，防止大氣中的空氣竄入三次風管，導(dǎo)致三次風溫度降低，造成分解爐燃燒情況變差。

2 生產(chǎn)中解決三次風閥門問題的方案

水泥企業(yè)在生產(chǎn)中主要是想辦法提高三次風閥門的使用壽命。針對三次風管內(nèi)粉塵濃度過大的問題，很多水泥企業(yè)采用在三次風管中加耐火磚的形式，延長三次風閥門的壽命。李錦標[1]在三次風閥門前0.1 米處用耐火磚砌筑2 道同一剖面的弓形，弓形的弦與水平面垂直。該方案的優(yōu)點一方面三次風管的通風面積縮小，閘板寬度減小同時插入深度縮短，延長了閘板壽命；另一方面縮小了三次風管局部區(qū)域的當量直徑，增加了三次風量的可調(diào)節(jié)性，其缺點是必然增加三次風管的阻力。胡飛云[2]在閥門前0.2 米處砌筑耐火磚墻，遮蓋處50%的通風面積，同時為了引流和提高磚墻強度將磚墻砌筑成沿氣流方向小于45°，減少三次風對磚墻的沖擊力。李迎春[3]與前兩者類似，也延長了閘板閥壽命。黃鋒[4]則是直接將閘板處的三次風風管直徑縮小做成一個縮口，其原理也是通過縮短三次風管的通風面積，減小閘板與三次風的接觸面積，縮小閘板的尺寸。

此外，李迎春[3]用黑膠布纏繞在把丁上，有效緩解澆注料與鋼之間不同熱膨脹系數(shù)的帶來的內(nèi)應(yīng)力影響。朱永璋[5]發(fā)現(xiàn)如果在閥板上開孔，閥板會在孔的位置產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，而應(yīng)力則被分散到圓形的邊，因此在閥板上開數(shù)量和直徑適宜的圓孔可以提高閥板的強度。

3 三次風閥門的新進展

柴曉東[6]發(fā)明了一種新的三次風閘板閥，他將一個整塊的閥板分割為多塊互相平行的閥板，具有如下優(yōu)點：第一，通過調(diào)整每一塊閥板的插入深度，調(diào)整方式更加多樣化，可以實現(xiàn)對閥門阻力的可控調(diào)整；第二，由于不同閥板之間可發(fā)生相對移動，因此具備主動清理結(jié)皮的功能；第三，方便檢修和維護；第四，閥板整體在一個密封的空間內(nèi)，減少三次風管的漏風。

在密封問題上，琚瑞喜[7]在閘板四周用硅酸鈣板密封，用扁鐵、彈簧固定硅酸鈣板，同時用調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)彈簧的松緊度，使硅酸鈣板與閘閥閥板緊貼，起到很好的密封效果，應(yīng)用中可以把三次風溫度從870 度提升到890 度，有力改善了分解爐內(nèi)的燃燒狀況。黃鋒[2]也是采用彈簧壓緊密封的方式，改善了原有的密封效果。郭義剛[8]則用陶瓷纖維板作為密封板壓在閘板。吳有還[9]還增加了密封合進一步保證氣密性。

為了充分削弱閥板內(nèi)應(yīng)力，魯鳳鳴[10]發(fā)明了一種子閥塊機械安裝在閥板的閘板閥，子閥塊之間通過凸凹槽連接，該方法拆卸方便，便于更換。在此基礎(chǔ)上陳廷偉[11]發(fā)明了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的閥板。閥板的框架與陶瓷塊采用機械結(jié)合的形式成型，預(yù)留熱膨脹縫并平鋪陶瓷纖維毯，在使用時熱膨脹縫可以起到消減內(nèi)應(yīng)力的作用，因此該類型閥板較難發(fā)生應(yīng)力集中與變形等問題。此類型閥板還有陶瓷材料耐磨性強，陶瓷塊單個更換維護簡單的優(yōu)點。

4 總結(jié)

水泥熟料生產(chǎn)線的三次風閥門是預(yù)熱器風量調(diào)節(jié)的重要設(shè)備，在使用中主要存在使用壽命短、密封差等問題。水泥工作者在生產(chǎn)和研究中逐步采用了耐火磚砌墻、閥板開孔、把丁消減應(yīng)力、壓片密封、將單一閥板改變?yōu)槎嚅y板或多個獨立零件等方式提高閥門性能。目前，三次風閥門還處在大規(guī)模升級換代的前夜，值得水泥工作者關(guān)注。