近日，工信部、國(guó)家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、住建部等四部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《建材行業(yè)碳達(dá)峰實(shí)施方案》，提出建材行業(yè)節(jié)能低碳技術(shù)持續(xù)推廣，水泥、玻璃、陶瓷等重點(diǎn)產(chǎn)品單位能耗、碳排放強(qiáng)度不斷下降，水泥熟料單位產(chǎn)品綜合能耗水平降低3%以上。
據(jù)水泥人網(wǎng)了解，水泥窯預(yù)分解系統(tǒng)翻板閥在預(yù)熱器系統(tǒng)中的作用是實(shí)現(xiàn)物料分離、防止氣流短路，在系統(tǒng)節(jié)能降耗方面占據(jù)至關(guān)重要的地位。但由于翻板閥的工作環(huán)境相對(duì)惡劣，如翻板閥設(shè)計(jì)不合理和維護(hù)檢修不方便，易導(dǎo)致閥板動(dòng)作不靈活，造成鎖風(fēng)不嚴(yán)，形成所謂的內(nèi)漏風(fēng)，將增加整個(gè)系統(tǒng)熱耗、影響產(chǎn)質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)率。
針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，河南匯金智能裝備有限公司(以下簡(jiǎn)稱“河南匯金”)研發(fā)生產(chǎn)的HJ新型翻板閥在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了大的創(chuàng)新和改進(jìn)，解決了翻板閥在使用過(guò)程中閥板卡頓、鎖風(fēng)不嚴(yán)的技術(shù)問(wèn)題，本文結(jié)合翻板閥在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用過(guò)程中的常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題及解決方案如下：
1 閥殼體跑灰漏料
翻板閥為了便于使用過(guò)程中在線觀察內(nèi)部狀況、清理內(nèi)部結(jié)皮，常在殼體上設(shè)置觀察孔、清堵門(mén)，為了便于停窯時(shí)期對(duì)內(nèi)部閥板、閥軸的維修更換，還設(shè)置有檢修門(mén)。觀察孔、清堵門(mén)、檢修門(mén)是從外部維護(hù)、使用翻板閥必不可少的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是翻板閥跑灰漏料問(wèn)題最常發(fā)生、最為嚴(yán)重的地方。
目前市場(chǎng)上翻板閥為解決閥體漏料，大多采用在各孔門(mén)接觸面上壓裝盤(pán)根起到壓緊密封的作用。觀察孔、清堵門(mén)由于使用過(guò)程中需要頻繁的開(kāi)合，盤(pán)根很難完好地貼合在接觸面上，而且頻繁地更換盤(pán)根不僅麻煩且存在一定的危險(xiǎn)因素。檢修門(mén)由于接觸面積較大，金屬受熱變形常導(dǎo)致接觸面間夾緊受力不均，部分區(qū)域漏風(fēng)。
針對(duì)上述問(wèn)題，HJ新型翻板閥在接觸面上設(shè)計(jì)特有密封機(jī)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由盤(pán)根壓條、盤(pán)根槽、密封盤(pán)根組成(見(jiàn)圖1、圖2)。盤(pán)根壓條上設(shè)計(jì)梯形凸起，即便于接觸面閉合定位，同時(shí)接觸面閉合后梯形凸起還能擠壓盤(pán)根，將盤(pán)根完全填充進(jìn)盤(pán)根槽與盤(pán)根壓條間的空腔內(nèi)部，形成迷宮結(jié)構(gòu)，進(jìn)而解決密封面間因夾緊力不夠?qū)е碌呐茱L(fēng)漏料。盤(pán)根槽與密封盤(pán)根之間采用過(guò)盈配合，盤(pán)根在外力作用下壓入盤(pán)根槽，解決了密封面頻繁開(kāi)合過(guò)程中盤(pán)根掉落問(wèn)題。
2 轉(zhuǎn)動(dòng)部位漏風(fēng)
閥軸轉(zhuǎn)動(dòng)部位漏風(fēng)是翻板閥使用過(guò)程中最難徹底解決的漏風(fēng)問(wèn)題，轉(zhuǎn)動(dòng)部位漏風(fēng)，輕則影響現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境造成系統(tǒng)能耗增加，重則影響設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性，造成設(shè)備卡死，甚至停機(jī)。目前翻板閥大多采用盤(pán)根填料密封，其原理是通過(guò)對(duì)密封填料施加一定的徑向力從而填堵翻板閥殼體與活動(dòng)閥板軸之間的間隙，該密封方式必然會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)軸的密封性與靈活性相互矛盾。填料所受徑向力越大，軸端密封效果越好，但軸的靈活性越差，徑向力過(guò)小，軸轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，但密封效果又不理想。
針對(duì)上述問(wèn)題，HJ新型翻板閥設(shè)計(jì)思路是將密封和轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)相互矛盾問(wèn)題拆開(kāi)后分別處理。由內(nèi)而外設(shè)置迷宮、填料、油封三層密封結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3)。其中迷宮、油封結(jié)構(gòu)不直接與轉(zhuǎn)動(dòng)軸接觸，迷宮結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置引流環(huán)，可提前大幅度卸去沖擊到填料上面的瞬時(shí)正壓，由于接觸填料的瞬時(shí)正壓變低，填料密封的效果更加顯著。設(shè)置在最外端的油封既可以減少外部粉塵進(jìn)入填料，也可以再次降低漏料幾率。
圖3 HJ新型翻板閥密封結(jié)構(gòu)
3 閥體內(nèi)部閉合漏風(fēng)
正如前文所提到的，翻板閥在預(yù)熱器體系中的主要作用是實(shí)現(xiàn)物料分離、防止氣流短路。翻板閥工藝效果的好壞取決于工作時(shí)閥體上部物料下落閥板開(kāi)啟過(guò)程中下部竄流到上部的煙氣流量，煙氣流量越小，系統(tǒng)熱損耗越低，從而起到節(jié)能降耗的效果。這就要求翻板閥閥板與上部料管間有良好的密閉性，閥板受物料沖擊時(shí)要反應(yīng)靈敏。
HJ新型翻板閥在閥板上部設(shè)置密封環(huán)，密封環(huán)與閥板配合面使用磨床加工，保證閥板密閉時(shí)各部位接觸面光滑、無(wú)間隙(見(jiàn)圖4)。閥體轉(zhuǎn)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)借鑒有限元仿真分析，計(jì)算解析運(yùn)動(dòng)副最佳受力點(diǎn)，使物料下落的沖擊力、下級(jí)換熱管道氣流向上的推力，以及配重錘的重力三個(gè)平衡力相互作用后，閥板受到物料沖擊后開(kāi)合更加靈敏。翻板閥安裝且下料平穩(wěn)后，配重臂可以在一定范圍人工調(diào)整，保證配重臂始終保持在水平15°夾角內(nèi)，從而使翻板處于平衡狀態(tài)并保持小幅度震顫，達(dá)到設(shè)備即能連續(xù)脈動(dòng)給料的同時(shí)又具有良好鎖風(fēng)的功能。
圖4 HJ新型翻板閥密封面結(jié)構(gòu)
4 其他因素
翻板閥漏風(fēng)是一個(gè)系統(tǒng)性問(wèn)題，除了上述三種因素外，密封填料老化、填料與密封部位壓力不足、盤(pán)根壓緊螺栓松動(dòng)、配件形變、生產(chǎn)裝配精度過(guò)低等都可能對(duì)翻板閥系統(tǒng)密封造成影響，需要認(rèn)真對(duì)待翻板閥設(shè)計(jì)、安裝和使用中的每一個(gè)過(guò)程，定期檢查維護(hù)。
圖5 HJ新型翻板閥實(shí)物圖
翻板閥漏風(fēng)的情況復(fù)雜多樣，需要生產(chǎn)者、使用者共同分析探討。河南匯金經(jīng)過(guò)三年的總結(jié)改進(jìn)，HJ新型閥板閥在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)對(duì)各種漏風(fēng)問(wèn)題的解決方案直觀有效，不僅降低了系統(tǒng)熱耗，也減少了由于翻板閥問(wèn)題造成的停窯現(xiàn)象。其產(chǎn)品的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性得到了客戶的一致認(rèn)可，為水泥企業(yè)帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，值得推廣。
小編：江春曉，楊紅旭，袁虎