日照鋼鐵有限公司動力廠煤氣綜合利用發電車間現有8臺50MW高爐煤氣發電機組，總裝機容量400MW，是目前國內冶金企業規模最大的高爐煤氣綜合利用發電廠，配套8臺220t/h鍋爐，鍋爐的燃料就是煉鐵生產過程中的剩余煤氣。為了實現對煤氣管網壓力和發電負荷的調節，每臺鍋爐設計有8臺煤氣調節閥，調節閥直徑800mm。閥門工作原理比較簡單就是執行機構接受DCS發出的4~20mA電流信號，經過閥門定位器將電信號轉換為氣壓信號，推動活塞氣缸動作，從而帶動蝶閥閥(fa)(fa)板動作，改變(bian)閥(fa)(fa)板截流面(mian)積，達到(dao)調節介質流量的功(gong)能。但是(shi)在(zai)實際使用過程中(zhong)(zhong)(zhong)煤(mei)氣調節閥(fa)(fa)各類故(gu)障較多，從2010年度檢修車間維修記(ji)錄(lu)來看，共計處(chu)理煤(mei)氣調節閥(fa)(fa)故(gu)障問題98臺次，其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)儀表信號、定位器問題8次，機械卡(ka)澀(se)90臺次，機械卡(ka)澀(se)中(zhong)(zhong)(zhong)僅有3次是(shi)填料壓蓋處(chu)過緊，其(qi)余的均是(shi)在(zai)前后軸(zhou)套(tao)處(chu)卡(ka)澀(se)。

    以前一旦出現調節閥問題，往往是工藝人員從DCS監控畫面發現調節閥的指令與反饋值不對應，聯系熱工儀表人員，儀表人員檢查信號、線路、都正常，再聯系機械維修人員將氣動執行機構與閥體部件分離，在不帶蝶閥閥板的情況下，發出信號與執行機構轉動機械位置是一致的。機械人員的處理辦法主要是在填料壓蓋處噴除銹劑潤滑，人工加上管鉗在軸上加力配合，反復活動。卡澀比較厲害的就用氣焊烤軸套處，再嚴重的就需要停爐在管道上開人孔，大錘敲擊閥板，儀表人員配合加大氣動執行器氣源壓力，現(xian)場手(shou)動(dong)控(kong)制閥(fa)門定位(wei)器(qi)，協助強制活動(dong)閥(fa)門，但是以上辦法只能(neng)解決(jue)一時，治(zhi)標不治(zhi)本(ben)，使用(yong)2~3個月后會繼續(xu)出現(xian)閥(fa)門不靈活或者(zhe)卡(ka)澀現(xian)象。

    2 原因分析

    我們總(zong)結多(duo)年(nian)使用調(diao)節閥的經驗(yan)，經過細致(zhi)的研究，總(zong)結出造成(cheng)調(diao)節閥卡(ka)澀的原因有如(ru)下幾(ji)方面。

    2.1 安裝方式不合適

    現(xian)在(zai)大都是(shi)(shi)垂直(zhi)、正立安裝在(zai)水(shui)(shui)平管(guan)道上(shang)（閥(fa)板軸(zhou)垂直(zhi)水(shui)(shui)平面），這(zhe)種(zhong)方(fang)法是(shi)(shi)保(bao)證(zheng)執行機構在(zai)煤氣(qi)(qi)管(guan)道的(de)上(shang)部，但是(shi)(shi)閥(fa)的(de)后軸(zhou)處于管(guan)道底(di)部，煤氣(qi)(qi)管(guan)道中(zhong)的(de)水(shui)(shui)分、雜質等就會落(luo)到或淤(yu)積于后軸(zhou)承(cheng)處，日久天長將空隙(xi)填滿，造成(cheng)腐蝕卡住閥(fa)軸(zhou)。

    2.2 設計結構不合理

    經過歷次解體(ti)維(wei)修發現，閥(fa)板(ban)驅動(dong)軸(zhou)的(de)(de)軸(zhou)套(tao)與閥(fa)體(ti)的(de)(de)間(jian)隙(xi)處被(bei)一些異(yi)物充滿(man)，有(you)泥渣、水、銹蝕(shi)等結垢。而且原設計的(de)(de)軸(zhou)套(tao)長(chang)度太大(da)，調節(jie)閥(fa)的(de)(de)前后軸(zhou)軸(zhou)套(tao)部(bu)位承受閥(fa)軸(zhou)來回(hui)轉動(dong)的(de)(de)摩擦力，隨(sui)著運行時間(jian)的(de)(de)延長(chang)，煤氣(qi)中的(de)(de)粉塵(chen)，管(guan)道的(de)(de)銹蝕(shi)雜質等就容易進(jin)入(ru)軸(zhou)套(tao)間(jian)隙(xi)，增大(da)自身轉動(dong)阻力，逐漸積累的(de)(de)混合物就會將空隙(xi)填滿(man)，將閥(fa)軸(zhou)、軸(zhou)套(tao)和(he)閥(fa)體(ti)固化(hua)在一體(ti)，阻礙閥(fa)軸(zhou)的(de)(de)靈活轉動(dong)。    

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    2.3 煤氣腐蝕

    目前國內所有鋼廠高爐煤氣管道都存在著嚴重的腐蝕現象，煤氣管道受到較強的腐蝕，主要表現在補償器會經常洞蝕開裂，管路上煤氣泄漏、管線上的閥門、減壓閥等部(bu)件由于腐蝕無法(fa)正(zheng)常運行，高(gao)爐煤(mei)氣(qi)的(de)腐蝕性給設備運行和煤(mei)氣(qi)管(guan)道帶來(lai)了(le)嚴重的(de)安全隱患。

    我(wo)們的(de)(de)煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道同樣也存在(zai)局部腐蝕(shi)透漏氣(qi)(qi)(qi)和(he)補償器(qi)波(bo)紋管(guan)處洞蝕(shi)滴水的(de)(de)現象，由此(ci)可知對閥門影響(xiang)也是很嚴重的(de)(de)，為了對煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)腐蝕(shi)情況(kuang)進(jin)行分(fen)析，我(wo)們在(zai)發電車(che)間的(de)(de)兩路煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道處分(fen)別取煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)樣進(jin)行分(fen)析化驗(yan)。

表(biao)1 高爐(lu)煤氣中(zhong)的成分(fen)分(fen)析  %VOL

    高溫的H₂、CO、H₂O等對鋼鐵亦有相當的腐蝕，由于煤氣中含水，特別是發電系統一般都在整個煤氣管網的后面或者末端，管道中有著數量較多的冷凝水，經過檢測日鋼電廠煤氣管道中凝結水pH值在5~6左右，電導率在2762μs/cm，此外含有大量鐵離子、氯離子、硫酸根離子。部分資料顯示Cl-和SO₄^2-誘發應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，就(jiu)煤氣(qi)管道和(he)設備的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形(xing)(xing)態而言，主要是(shi)(shi)非均勻腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，其具體表(biao)現形(xing)(xing)態為：（1）垢下(xia)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，又稱縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)；（2）斑點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)；（3）點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)；（4）磨損(sun)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)；（5）應(ying)力(li)(li)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。冷凝水的存在對管道具有(you)一定的腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)，電導率越高腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)速(su)度(du)越快(kuai)。煤氣(qi)介(jie)質臟污及腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的特點是(shi)(shi)造成(cheng)閥門卡澀的主要誘因。

    2.4 使用不當

    由于目前煤氣調節(jie)(jie)閥沒有投入(ru)閉環自動(dong)調節(jie)(jie)運(yun)行(xing)(xing)，閥門(men)(men)依靠運(yun)行(xing)(xing)人員人為通(tong)過DCS設定(ding)開度進行(xing)(xing)調節(jie)(jie)，有時負(fu)荷(he)比(bi)較穩定(ding)，閥板長(chang)時間處于某一(yi)固定(ding)的(de)角度，不經常活動(dong)，也容易(yi)造(zao)成閥門(men)(men)的(de)動(dong)作不靈活。

    3 改進措施

    3.1 安裝方式

    安裝(zhuang)方式由垂直安裝(zhuang)改(gai)為水平(ping)安裝(zhuang)。避免介質中雜質、水分和污垢(gou)在重力的作用下沉積到(dao)軸(zhou)套(tao)間隙處。

    3.2 降低煤氣酸性

    由于煤氣(qi)(qi)(qi)酸性對(dui)整個煤氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道(dao)系統、大型閥門(men)、補(bu)償器等(deng)危害較(jiao)大，已引起公司高層領(ling)導(dao)的(de)關注，公司采用了(le)在(zai)TRT入口處煤氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道(dao)處加噴堿液中(zhong)和的(de)辦法，經過對(dui)發(fa)電煤氣(qi)(qi)(qi)管(guan)道(dao)中(zhong)冷凝水(shui)取樣分析得知(zhi)其pH值為6左(zuo)右。

    3.3 對設計不合理的軸套部分進行改進

    將軸套尺寸縮短(duan)，前(qian)軸套長度(du)由(you)400減(jian)(jian)為(wei)(wei)200，后軸套長度(du)由(you)800減(jian)(jian)為(wei)(wei)200。材質方面由(you)不銹鋼，根據JB/T1759-2010，改為(wei)(wei)可(ke)鑄(zhu)銅銅合(he)金(jin)，牌號為(wei)(wei)：ZCuSn10Pb1。即使出現縫隙內部輕微結垢現象，由(you)于(yu)軸套長度(du)大為(wei)(wei)減(jian)(jian)少，所(suo)以摩擦力就相應減(jian)(jian)少了1/2到3/4，閥門(men)(men)動作相對就容易(yi)很多。同(tong)時也將此(ci)項改進(jin)建議無償提供給供貨廠家，以后再提報此(ci)類閥門(men)(men)備件時，要求廠家按照我(wo)們的要求定做。

    檢修檢查中還發現，閥軸上部填(tian)料壓(ya)(ya)蓋(gai)過緊，個別的填(tian)料壓(ya)(ya)蓋(gai)螺絲因扭矩過大(da)斷裂。通過機加工重新加工壓(ya)(ya)蓋(gai)時，適(shi)當(dang)增大(da)間隙，間隙處用(yong)黃(huang)油灌滿，防止漏煤氣(qi)。

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    3.4 工藝方面

    改進(jin)工藝(yi)規程，要求司爐人員每班對(dui)所(suo)有(you)煤氣調節閥(fa)進(jin)行活動(dong)試(shi)驗，并做好表格記錄指令與反饋值，防(fang)止(zhi)閥(fa)板長時(shi)間固(gu)(gu)定(ding)在某一開(kai)度下(xia)，造成結垢固(gu)(gu)化(hua)抱軸(zhou)。

    3.5 維修策略方面

    購置4臺(tai)備(bei)用調節(jie)閥(fa)(fa)，采用替換(huan)輪流維(wei)修(xiu)法(fa)，就是一旦有停(ting)爐機會根(gen)據工藝(yi)人(ren)員活動試驗情況，找出卡澀最嚴重的閥(fa)(fa)門，進行(xing)更換(huan)。下(xia)線的調節(jie)閥(fa)(fa)進行(xing)解體檢修(xiu)改進后，潤滑保養備(bei)用，以節(jie)省停(ting)爐時間。

    3.6 潤滑維護方面

    每(mei)月對在線運行(xing)的(de)煤氣(qi)調節閥填料壓蓋(gai)，前后軸處加油潤(run)滑，做好(hao)設備的(de)點檢，及時了解設備運行(xing)狀態。儀控人員(yuan)做好(hao)控制(zhi)部分(fen)（閥門定位器）設備的(de)防(fang)雨(yu)、防(fang)腐(fu)，定期檢查氣(qi)源壓力，各(ge)氣(qi)源連(lian)接部分(fen)有(you)無堵(du)、漏(lou)現象，及壓縮空(kong)氣(qi)品質。

    另外適當提高壓縮氣源壓力，增大執行機構的輸出力。儀表人員通過調節定位器前的減壓閥，將壓力穩定在0.5MPa左右。每次有停爐大修機會(hui)安排清(qing)理管道內的淤泥、雜質碎片等，以減少(shao)磨(mo)損腐蝕。

    4 實施效果

    通過制定(ding)修(xiu)(xiu)改工(gong)藝規程，使操作人員也(ye)時刻關注調節(jie)(jie)閥的(de)(de)運行(xing)狀態，達到(dao)(dao)了(le)(le)全員管理設備(bei)的(de)(de)目的(de)(de)，實際(ji)上(shang)也(ye)是狀態維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)模式的(de)(de)一個嘗試。改進(jin)后減(jian)少了(le)(le)維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)量，維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)周(zhou)期平均由原先的(de)(de)2~3個月(yue)(yue)延長到(dao)(dao)6~8個月(yue)(yue)，維(wei)(wei)修(xiu)(xiu)工(gong)人的(de)(de)勞(lao)動強度大(da)大(da)降低(di)，關鍵是保(bao)證(zheng)了(le)(le)調節(jie)(jie)閥的(de)(de)靈活、可(ke)靠，為鍋爐安全穩定(ding)運行(xing)提供了(le)(le)設備(bei)保(bao)障。此種解決(jue)辦法還可(ke)以推廣(guang)到(dao)(dao)煤氣管道上(shang)的(de)(de)其他大(da)型閥門。