影响干熄焦旋转密封阀运转因素分析

赵华，马银华，代成，韩旭

（鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁 营口 115007）

旋转密封阀与平板闸阀、振动给料器构成干熄焦排焦关键设备，其作用是将干熄焦炉内冷却后的焦炭在密闭状态下连续、定量地排出，干熄焦旋转密封阀在干熄焦排焦系统中处于承上启下的作用，是干熄焦排焦系统的“咽喉”，但在实际生产中故障率较高，对干熄焦稳定运行造成较大的影响。由于旋转密封阀在工序中所处位置以及干熄焦气体循环系统的特点，处理旋转密封阀卡阻具有一定的危险性，国内焦化企业也曾发生过处理旋转密封阀卡阻的安全事故[1]。针对干熄焦旋转密封阀高故障率，鞍山拜尔公司将传统分体式镶嵌陶瓷片结构的旋转密封阀改为增设耐磨衬板一体式结构[2],改善了密封副易破损松动脱落问题。太钢、安钢、宣钢等国内焦化企业主要针对旋转密封阀卡堵问题及设备维护进行部分改进攻关，在一定程度上改善了旋转密封阀卡堵问题。

文中围绕鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司160 t/h干熄焦旋转密封阀系统频繁出现问题进行分析，并针对旋转密封阀卡堵及配套的润滑系统提出了处理方法和预防措施。

1　影响旋转密封阀运行因素分析

旋转密封阀既要连续定量地排焦，又要具有良好的密封性及耐磨性，才可有效地控制干熄炉内的循环气体和粉尘的外泄量，从而稳定干熄炉内循环气体的压力[1]。旋转密封阀密封副为多瓣环形结构，采用硬密封结合形式和弹簧辅助压紧能够在运转过程中进行误差间隙自动补偿，保证密封性能，并在阀体两侧轴承箱内通入高于干熄焦炉内压力的氮气辅助密封，使干熄炉内高温含尘气体不能进入，改善轴承和密封环的工作环境，同时密封副之间由自动给脂装置定量给脂，最大限度地减小密封副之间磨损，有效地防止轴承温升超高，保证旋转密封阀稳定运行。影响旋转密封阀运行主要因素为旋转密封阀杂物卡堵和润滑系统故障。

1.1　旋转密封阀杂物卡堵

旋转密封阀结构见图1。焦炭从干熄焦炉冷却段排出，经平板闸阀、振动给料器进入旋转密封阀，经旋转密封阀旋转箱体分割叶片形成的腔体到达溜槽，然后经溜槽到达皮带上。由于旋转密封阀分割叶片尺寸限制，致使旋转密封阀焦炭承载腔空间较小，很容易发生卡堵、焦炭停排等故障，影响干熄焦操作正常运行。

图1　旋转密封阀结构

经现场调查分析，导致旋转密封阀卡堵杂物主要来源有配合煤中夹带的铁件、炉台装煤孔掉入的铁钎、拦焦车导焦栅脱落的衬板、石墨、干熄焦装焦装置脱落的衬板、干熄焦炉内脱落的耐火砖等几类难烧熔的杂物。

1.2　旋转密封阀润滑系统故障

为了确保端面密封装置正常运行，旋转密封阀需要定期自动对转子端面与旋转密封阀壳体进行给脂加油润滑。原旋转密封阀加油给脂系统由压杆式给脂器、定时给脂装置及其管线组成。原旋转密封阀加油给脂系统见图2所示。

图2　原旋转密封阀加油给脂系统

因为需要人工给定时给脂装置补充润滑脂，所以该系统实际上为半自动给脂系统，并且压杆式给脂器容积小，为20 L，每周都需要反复补充润滑脂。由于干熄焦系统运行环境恶劣、粉尘较多，在补充润滑脂过程中极易混入焦粉，致使给脂管线堵塞，甚至进入到旋转密封阀转子和轴承中，造成设备磨损。

2　预防措施和系统优化

2.1　预防旋转密封阀卡堵措施

针对导致旋转密封阀卡堵的杂物来源，在生产过程中采用可预防措施、可预判处理和不可预判快速处理旋转密封阀卡堵三种措施。

（1）旋转密封阀卡堵预防措施。针对配合煤夹带杂物，将装煤车装煤口钢网改为篦条网，以拦截混入配合煤的杂物；拦焦车导焦栅容易脱落的衬板和干熄焦装焦装置脱落的衬板主要是由于固定衬板的全部螺栓均被焦炭不断磨损掉造成的，因此，需要在检修期间对设备进行巡检，避免旋转密封阀卡堵现象发生。

（2）旋转密封阀卡堵可预判处理。针对炉台装煤孔掉入的铁钎等情况，可以通知熄焦车司机及时将干熄罐车调整为湿熄焦罐车，在事前避免出现旋转密封阀卡堵事故。

（3）旋转密封阀卡堵不可预判快速处理。干熄焦炉内脱落耐火砖造成旋转密封阀卡堵事故是不可预判的，只能在出现事故后进行处理，实践中总结出了快速处理事故方法。在干熄炉停止装焦时，将旋转密封阀转为手动，现场启动旋转密封阀，如果旋转密封阀点动正转、反转都能转上一圈以上，说明是排焦量过大造成，需要将旋转密封阀内焦炭排空，空转试验运行正常后，可以减少排焦量，继续生产；如果点动时，正转、反转都有被卡的现象，证明旋转密封阀内有异物，则需关闭平板闸门，根据工况调整风机转数，关闭顶吹压缩空气，把预存段压力控制在负压200 Pa；启动轴流风机对旋转密封阀人孔处10 kg左右的焦炭有针对性地进行局部强制降温，降温时间为0.5 h（以往需增加循环风量对干熄炉整炉500 t左右焦炭进行冷却，降温时间需要6～8 h左右），同时开顶吹压缩空气，降低CO含量和粉尘量，采取安全措施打开旋转密封阀上部人孔；关闭顶吹压缩空气，点动旋转密封阀查找异物，切断旋转密封阀、振动给料器电源，将异物取出，即可恢复正常生产。

2.2　旋转密封阀润滑系统改进

针对原润滑系统不足，对油脂补充装置进行了优化，将原压杆式给脂器改造为自动补充油脂装置，以油脂标准供给桶作为自动补充油脂装置储存部分，既解决原补充油脂装置存储量小的问题（现储存量为200 L），也方便补充油脂装置自身油脂更换补充问题，避免了焦粉混入油脂中去；同时通过添加低液位接触开关，当定时给脂装置油脂不足时，液位计就会接触低液位接触开关，达到定时为给脂装置自动补充油脂的目的，实现旋转密封阀润滑系统全自动运行。改进后旋转密封阀加油给脂系统如图3所示。

图3　改进后旋转密封阀加油给脂系统

3　应用效果

（1）通过对易导致干熄焦旋转密封阀卡堵的难熔物排查清理，干熄焦旋转密封阀频繁卡堵情况得到了有效遏制，干熄焦旋转密封阀卡堵现象降低了2/3。

（2）旋转密封阀卡堵处理时间主要在前期降温阶段，通过轴流风机强制局部降温方式，代替干熄焦整体风降方式，避免了干熄焦停产工艺参数调整及干熄焦炉内红焦整体降温过程，使干熄焦旋转密封阀卡堵处理时间由原来6～8 h降低至现在0.5 h左右，有效降低了事故处理时间。

（3）旋转密封阀润滑系统将油脂补充桶改为油脂标准供给桶，油脂储存量由原来的20 L提高到200 L，减少了补充油脂次数，同时将干熄焦旋转密封阀加油给脂系统由半自动系统改为全自动系统，提高了整个系统的密封性，避免了焦粉进入油脂及系统频繁缺油脂的现象，干熄焦旋转密封阀没再发生因无油或混进焦粉 “憋停”事故。

4　结语

（1）针对导致旋转密封阀卡堵杂物来源的性质，分别提出了旋转密封阀卡堵可预防措施、可预判处理和不可预判处理三种应对措施，通过预处理可有效降低干熄焦旋转密封阀卡堵次数，通过系统排查处理以及卡堵快速处理技术，使干熄焦旋转密封阀卡堵处理时间由原来6～8 h降低至现在0.5 h左右，有效提高了旋转密封阀稳定运行率。

（2）通过旋转密封阀加油给脂系统自动化程度升级，降低了人工劳动强度，提高了整个系统的密封性，避免了焦粉进入油脂及系统频繁缺油脂的现象，干熄焦旋转密封阀没有再次发生因无油或混进焦粉“憋停”事故，有效降低了旋转密封阀故障率。