近日，工信部、國家發改委、生態環境部、住建部等四部門聯合印發《建材行業碳達峰實施方案》，提出建材行業節能低碳技術持續推廣，水泥、玻璃、陶瓷等重點產品單位能耗、碳排放強度不斷下降，水泥熟料單位產品綜合能耗水平降低3%以上。
據水泥人網了解，水泥窯預分解系統翻板閥在預熱器系統中的作用是實現物料分離、防止氣流短路，在系統節能降耗方面占據至關重要的地位。但由于翻板閥的工作環境相對惡劣，如翻板閥設計不合理和維護檢修不方便，易導致閥板動作不靈活，造成鎖風不嚴，形成所謂的內漏風，將增加整個系統熱耗、影響產質量和運轉率。
針對以上技術問題，河南匯金智能裝備有限公司(以下簡稱“河南匯金”)研發生產的HJ新型翻板閥在結構設計和工藝設計進行了大的創新和改進，解決了翻板閥在使用過程中閥板卡頓、鎖風不嚴的技術問題，本文結合翻板閥在現場實際使用過程中的常見技術問題及解決方案如下：
1 閥殼體跑灰漏料
翻板閥為了便于使用過程中在線觀察內部狀況、清理內部結皮，常在殼體上設置觀察孔、清堵門，為了便于停窯時期對內部閥板、閥軸的維修更換，還設置有檢修門。觀察孔、清堵門、檢修門是從外部維護、使用翻板閥必不可少的結構，同時也是翻板閥跑灰漏料問題最常發生、最為嚴重的地方。
目前市場上翻板閥為解決閥體漏料，大多采用在各孔門接觸面上壓裝盤根起到壓緊密封的作用。觀察孔、清堵門由于使用過程中需要頻繁的開合，盤根很難完好地貼合在接觸面上，而且頻繁地更換盤根不僅麻煩且存在一定的危險因素。檢修門由于接觸面積較大，金屬受熱變形常導致接觸面間夾緊受力不均，部分區域漏風。
針對上述問題，HJ新型翻板閥在接觸面上設計特有密封機構，該結構由盤根壓條、盤根槽、密封盤根組成(見圖1、圖2)。盤根壓條上設計梯形凸起，即便于接觸面閉合定位，同時接觸面閉合后梯形凸起還能擠壓盤根，將盤根完全填充進盤根槽與盤根壓條間的空腔內部，形成迷宮結構，進而解決密封面間因夾緊力不夠導致的跑風漏料。盤根槽與密封盤根之間采用過盈配合，盤根在外力作用下壓入盤根槽，解決了密封面頻繁開合過程中盤根掉落問題。
2 轉動部位漏風
閥軸轉動部位漏風是翻板閥使用過程中最難徹底解決的漏風問題，轉動部位漏風，輕則影響現場環境造成系統能耗增加，重則影響設備轉動靈活性，造成設備卡死，甚至停機。目前翻板閥大多采用盤根填料密封，其原理是通過對密封填料施加一定的徑向力從而填堵翻板閥殼體與活動閥板軸之間的間隙，該密封方式必然會導致轉動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，徑向力過小，軸轉動靈活，但密封效果又不理想。
針對上述問題，HJ新型翻板閥設計思路是將密封和轉動兩個相互矛盾問題拆開后分別處理。由內而外設置迷宮、填料、油封三層密封結構(見圖3)。其中迷宮、油封結構不直接與轉動軸接觸，迷宮結構內部設置引流環，可提前大幅度卸去沖擊到填料上面的瞬時正壓，由于接觸填料的瞬時正壓變低，填料密封的效果更加顯著。設置在最外端的油封既可以減少外部粉塵進入填料，也可以再次降低漏料幾率。
圖3 HJ新型翻板閥密封結構
3 閥體內部閉合漏風
正如前文所提到的，翻板閥在預熱器體系中的主要作用是實現物料分離、防止氣流短路。翻板閥工藝效果的好壞取決于工作時閥體上部物料下落閥板開啟過程中下部竄流到上部的煙氣流量，煙氣流量越小，系統熱損耗越低，從而起到節能降耗的效果。這就要求翻板閥閥板與上部料管間有良好的密閉性，閥板受物料沖擊時要反應靈敏。
HJ新型翻板閥在閥板上部設置密封環，密封環與閥板配合面使用磨床加工，保證閥板密閉時各部位接觸面光滑、無間隙(見圖4)。閥體轉動部件結構設計借鑒有限元仿真分析，計算解析運動副最佳受力點，使物料下落的沖擊力、下級換熱管道氣流向上的推力，以及配重錘的重力三個平衡力相互作用后，閥板受到物料沖擊后開合更加靈敏。翻板閥安裝且下料平穩后，配重臂可以在一定范圍人工調整，保證配重臂始終保持在水平15°夾角內，從而使翻板處于平衡狀態并保持小幅度震顫，達到設備即能連續脈動給料的同時又具有良好鎖風的功能。
圖4 HJ新型翻板閥密封面結構
4 其他因素
翻板閥漏風是一個系統性問題，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、盤根壓緊螺栓松動、配件形變、生產裝配精度過低等都可能對翻板閥系統密封造成影響，需要認真對待翻板閥設計、安裝和使用中的每一個過程，定期檢查維護。
圖5 HJ新型翻板閥實物圖
翻板閥漏風的情況復雜多樣，需要生產者、使用者共同分析探討。河南匯金經過三年的總結改進，HJ新型閥板閥在生產設計過程中應對各種漏風問題的解決方案直觀有效，不僅降低了系統熱耗，也減少了由于翻板閥問題造成的停窯現象。其產品的穩定性與經濟性得到了客戶的一致認可，為水泥企業帶來了一定的經濟價值，值得推廣。
小編：江春曉，楊紅旭，袁虎