锅炉除灰系统输灰阀故障原因分析及改进方案

陈德福

(新疆乌鲁木齐石化分公司 化肥厂，乌鲁木齐 830019)



锅炉除灰系统输灰阀故障原因分析及改进方案

陈德福

(新疆乌鲁木齐石化分公司 化肥厂，乌鲁木齐 830019)

摘要：锅炉除灰系统在运送粉煤灰过程中，由于切断阀与阀体连接为一体设计，灰尘易沿着阀杆与填料套间隙直接进入气缸，造成汽缸壁与活塞磨损，致使气缸串气发生事故。拆装该阀检修劳动强度大，且造成环境污染。针对该隐患故障将封闭填料改为敞开式填料设计，使介质夹带灰尘无法进入气缸。改造后的输灰阀用肉眼即可判断泄漏故障，减少故障发生，降低检修劳动强度，延长阀使用寿命。

关键词：锅炉除灰系统输灰阀故障

1装置简介

锅炉除灰系统专门用于处理煤粉锅炉燃烧后排向大气的烟气粉尘的除尘、输送、储存和外运。由2台煤锅炉燃烧后排出的粉尘烟气，通过尾部烟道进入电除尘器。每台锅炉的电除尘器有4个电场，可通过静电作用除去烟气中98%的粉尘，除尘后的烟气通过烟囱排向大气。粉煤灰通过灰斗、仓泵，通过管线输向1000m以外的灰库。除灰的效

果直接影响环保质量，因而除灰系统输灰阀的维护尤显重要。

2工艺流程

1) 电除尘器除尘原理是灰尘尘粒通过高压静电场时，与电极间的正负离子和电子发生碰撞，带电尘粒在电磁力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，通过振动等各种方式使电极上的灰尘落入集灰斗中，工艺流程如图1所示。

图1　除灰工艺流程示意

2) 当手动闸阀、进灰阀打开时，灰斗中的灰自动落入仓泵中，当仓泵中的灰位达到高料位时，料位计发出信号给可编程控制器(PLC)，该控制器发出信号控制进灰阀和排汽阀关闭，并进行逻辑判断。当灰库无高料位或高高料位，空压机进气压力正常，同一条灰管上没有别的仓泵在排灰，在满足这三个条件的基础上，进气阀会自动打开，高速的压缩空气(PA)进入，通过设在仓泵底部的流化盘，使仓泵中的飞灰处于干流化状，当仓泵压力达到设定值时(0.4MPa)，灰库的布袋式过滤器运行，并无高料位信号发出，装在仓泵上的压力开关发出信号给PLC，PLC发出信号自动打开出灰阀，高度流化状态的飞灰从仓泵出灰管低速进入灰管(密相输送)，同时设在仓泵灰管尾部的稀释阀自动打开，对灰管中的灰进行稀释，仓泵中的灰通过灰管被送往灰库。

3) 设在灰管末端的压力开关和压力变送器测出即时的灰管压力，当灰管压力达到设定低值(0.1MPa)时，说明灰管中的灰已送完，此时PLC自动关上进气阀和出灰阀，开旁路阀。过一定时间后，关上旁路阀，打开平衡阀。当灰斗内的压力与仓泵中的压力相同或相近时进灰阀打开，开始准备下一次的送灰过程，各个灰斗的仓泵依次送灰到灰库，排队的原则是先到达设定值灰位的仓泵优先送灰。

3输灰阀故障原因分析及设计改造

3.1输灰阀故障原因分析

输灰阀气缸漏气是故障发生的根本原因，如果气缸动作迟缓会直接影响阀门灵活性，导致仓泵升压无法达到设定压力，使仓泵升压失败。限制仓泵输灰量和输灰次数，导致仓泵上部灰斗积灰，积到一定量时电除尘内部就会因为灰粉传导造成短路跳停，导致烟气除尘效果差，烟气出口风尘含量就会超标，直接影响环保。

输灰阀原设计是阀体与气缸连接为一体，填料函包括在内，由于填料函老化灰尘必定从填料函泄漏，通过连接壳体进入气缸，使气缸活塞产生磨损，直接造成气缸两边串气，使气缸发生故障，最终导致输灰阀动作失灵。另外一个不可忽视的严重问题是： 灰尘随着气源沿气路管线进入集中控制箱直接损坏电磁阀，造成大面积输灰阀发生故障。

3.2输灰阀发生故障造成结果

1) 输灰阀频繁发生故障，更换频率高，增大工人劳动强度。

2) 更换频率高，拆卸时需要打开管道，造成环境污染，且对操作人员、维护人员的健康造成伤害。

3.3改造方案

1) 总体设计思路： 把输灰阀一体设计封闭填料改为敞开式填料设计，介质夹带灰尘无法进入气缸。填料泄漏时可以用肉眼直接判断，有利于填料紧固及更换填料。

2) 使输灰阀气缸与阀体连接板之间有100mm间距，方便独立填料紧固及观察。

3) 加工输灰阀气缸与阀体连接板双头螺栓，以便固定气缸与阀体连接。

4) 新设计的阀体与气缸连接需要加长阀杆长度100mm，其阀杆两头仍为与插板、活塞连接。

5) 由于封闭式填料改为敞开式填料设计，需要在阀体上钻孔攻丝，再加工新填料压盖固定填料。

4运行效果

1) 锅炉除灰系统16台输灰阀已经全部改造完毕，运行由原来平均18天更换一次输灰阀，现平均延长180天更换一次，最长可以延长1年以上，达到延长使用寿命的目的。

2) 输灰阀改造覆盖全部输灰系统，优化了生产装置环境，减少了污染，很大程度上减轻了企业员工劳动强度，有利于企业员工的健康。

3) 节约成本，减少输灰阀更换次数(购买1台新阀需要2.915万元，16台需要46.64万元)，为企业开源节流、降本增效贡献力量。

5结束语

通过整体设计改造，输灰阀得以优化，延长了使用寿命，减少了事故发生，保障了装置长周期运行，对保护环境有着积极作用，对国内除灰系统输灰阀改进起到积极推进作用。

参考文献:

[1]陆培文.使用阀门设计手册[M].北京： 机械工业出版社，2002.

[2]哈奇森 J W.调节阀手册[M].北京： 化学工业出版社，1976.

[3]王孝天，杨源泉，贺友宗.不锈钢阀门的设计与改造[M].北京： 原子能出版社，1987.

[4]陆培文.调节阀实用技术[M].北京： 机械工业出版社，2006.

作者简介：陈德福(1966—)男，安徽亳州人，现就职于新疆乌鲁木齐石化分公司化肥厂，主要从事仪表设备控制管理及技术改造工作，任仪表副总工程师。

中图分类号：TH138.52

文献标志码：B

文章编号：1007-7324(2016)02-0073-02

稿件收到日期： 2015-12-24。