三次风闸板阀的改造

王国飞，毛玉兰

新型干法水泥熟料生产线二次风和三次风用量的平衡主要是通过调节三次风闸板阀的开度来实现的，三次风闸板阀的调节灵活度和使用寿命是平衡二次风和三次风用量的重要保障。我公司初期使用的闸板阀结构为耐热铸钢结构骨架加不定形耐火材料。运行过程中，闸板阀经常性出现变形卡死无法调整的现象，同时闸板阀变形弯曲后内部耐热件经过高温氧化极易断裂脱落，导致工艺调整非常被动。

1 三次风闸板阀现状及缺陷分析

我公司5 000t/d新型干法水泥熟料生产线设计的三次风管直径为φ3 200mm，较正常5 000t/d生产线三次风管配置偏大，砌筑耐火材料后，有效内径为φ2 752mm。最初使用的三次风闸板阀结构为耐热铸钢结构骨架，其框架结构使用耐热钢材料，体积约占整个三次风闸板阀的1/3，使用寿命最短的在3个月左右。在三次风闸板阀出现损坏后，二次风和三次风用量严重失衡，造成窑产质量大幅下滑，生产成本上升。其主要缺陷如下：

（1）三次风闸板阀使用耐热钢材料体积占比较大，在使用过程中由于骨架受热膨胀易使耐火材料产生裂缝，导致骨架变形弯曲，进而造成浇筑的不定型耐火材料产生脱落，严重时整体断落，使用寿命短，易造成二次风和三次风用量失衡。

（2）三次风闸板阀使用的不定形耐火材料是在公司内部自行浇筑成型的，浇筑过程中预留的膨胀缝偏小，浇筑后未经过高温反复烘烤养护，导致三次风闸板阀在使用过程中易出现浇筑料裂缝及脱落现象。

（3）三次风闸板阀调整卡槽为耐火浇筑料浇筑，在使用过程中极易发生脱落，造成三次风闸板阀卡死。

（4）三次风挡板开度较小（20%～30%），三次风闸板阀裸露在三次风管中的比例太大，长期受风扫后容易弯曲变形。

2 改造措施

三次风挡板的使用寿命较短，损坏后无法及时进行调整，将会严重影响生产系统热工制度，造成产质量大幅波动。最初在三次风闸板阀损坏后，我们采取了在其下方人工堆积部分耐火砖的措施进行调整，但此种操作方式存在严重的安全隐患，而且调整灵活性差。为了彻底解决相关问题，采取了以下改造措施，取得了较好的效果。闸板阀改造后的安装效果见图1。

图1 闸板阀改造后的安装效果图

2.1 增大三次风闸板阀开度，降低闸板阀在风管中的裸露比例

由于我公司分解炉下缩口尺寸设计过大，烟室拱顶至烟室斜坡垂直距离过小，在正常生产过程中造成烟室积料严重，影响窑内通风，须关小三次风闸板阀开度，强制加大窑内通风。

改造措施为，缩小分解炉下缩口尺寸，扩大烟室拱顶至烟室斜坡垂直距离，降低烟室处风速，消除烟室积料，从而增大窑内通风量；同时砌筑护砖，使闸板阀处三次风管的有效内径缩小，从而达到增大三次风闸板阀开度的目的，现实际运行过程中闸板阀开度约在60%左右。

2.2 改变三次风闸板阀骨架设计，降低热膨胀的影响

现使用的闸板阀结构为耐热铸钢结构骨架，其骨架材料体积约占整个三次风闸板阀体积的1/3左右。改造思路为，改变骨架结构，使用φ16mm的耐热钢编制骨架，从而降低耐热材料的体积占比。改造实施后，其骨架材料占比降低了90%，有效降低了骨架因受热膨胀对浇注料的影响。改造后的三次风闸板阀骨架结构见图2。

图2 改造后的三次风闸板阀骨架

2.3 砌筑护砖，防止三次风闸板阀弯曲变形

在三次风闸板阀背风面砌筑材质为刚玉—莫来石高强浇筑料的护砖，一是可有效降低该处三次风管的有效内径；二是通过在背风面设计护砖，可防止三次风闸板阀长时间承受风力造成闸板阀弯曲变形。

2.4 去除两侧卡槽，防止闸板阀卡死

原三次风闸板阀两侧设计卡槽，是为了防止三次风闸板阀来回摆动，但卡槽易脱落造成三次风闸板阀卡死。现通过在三次风闸板阀背面设计护砖，可有效防止三次风闸板阀迎风摆动。另外，通过去除两侧卡槽，在闸板阀三次风顶部设计卡槽，可有效防止三次风闸板阀在使用过程中卡死。

2.5 缩小三次风闸板阀整体尺寸，降低维修费用

鉴于三次风闸板阀原设计均随三次风管形状尺寸设计，但在实际运行过程中三次风闸板阀必须有不同程度的开度，故本次改造时，将原设计在下部的半圆形部位改成方形，并将原尺寸高度缩小500mm，即，将原三次风闸板阀外形尺寸面积缩小约20%，此改动可有效降低维修费用。改造前后的闸板阀外观见图3。

图3 三次风闸板阀改造前后外观图

3 结语

本次改造中，去除了三次风闸板阀的两侧卡槽，更改为护砖保护，改造后三次风闸板阀在使用过程中再未出现过弯曲断裂现象，调节过程中也未出现过卡顿现象，为窑系统稳定热工制度提供了有利保障，也为窑系统优质高产奠定了良好的基础。另外，改造后，三次风闸板阀的使用寿命由原来最长6个月更换一次延长至18个月更换一次，在保障窑系统稳定运行的同时，大幅减少了维修量及维修成本。