日照钢铁有限公司电力厂煤气综合利用发电车间8台50MW总装机容量4000的高炉煤气发电机组MW，是目前国内冶金企业规模最大的高炉煤气综合利用发电厂，配套8台220t/h锅炉，锅炉的燃料是炼铁生产过程中的剩余气体。为了调节气体管网的压力和发电负荷，每个锅炉设计了8个气体调节阀，直径800个mm。阀门的工作原理相对简单，执行机构接受DCS发出的4~20mA电流信号通过阀门定位器将电信号转换为气压信号，促进活塞气缸动作，驱动蝶阀板动作，改变阀板截流面积，达到调节介质流量的功能。但在实际使用过程中，气体调节阀故障较多，从2010年维修车间维修记录来看，共处理气体调节阀故障98次，包括仪表信号、定位器问题8次，机械卡90次，机械卡只有3次填料盖太紧，其余在前后轴套。
过去，一旦出现调节阀问题，工艺人员往往从DCS监控屏幕发现调节阀指令与反馈值不对应，联系热仪器人员，仪器人员检查信号、线路正常，然后联系机械维修人员将气动执行机构与阀体部件分离，无蝶阀板，发出信号与执行机构旋转机械位置一致。机械人员的处理方法主要是在填料盖上喷洒除锈剂润滑，手动加管钳在轴上，反复移动。气焊轴套严重，严重需要停止管道人孔，大锤敲阀板，仪器人员配合增加气动执行器气源压力，现场手动控制阀定位器，协助强制活动阀，但上述方法只能解决一段时间，症状不是根本原因，使用2~阀门不灵活或卡涩将在三个月后继续发生。
2 原因分析
我们总结了多年使用调节阀的经验。经过仔细研究，我们总结了调节阀卡住的原因如下。
2.1安装方法不合适
目前大部分垂直、垂直安装在水平管道上（阀板轴垂直水平面），该方法是确保执行机构在气体管道上部，但阀门后轴在管道底部，气体管道中的水、杂质会落入或沉积在后轴承上，长时间填充间隙，导致阀轴腐蚀。
2.二 设计结构不合理
经过多次拆卸和维护，发现阀板驱动轴的轴套与阀体之间的间隙充满了一些异物，包括泥渣、水、腐蚀等结垢。此外，原设计的轴套长度过大，调节阀的前后轴套部分承受着阀轴来回旋转的摩擦。随着运行时间的延长，气体中的灰尘和管道中的腐蚀杂质容易进入轴套间隙，增加自身的旋转阻力。逐渐积累的混合物将填充间隙，固化阀轴、轴套和阀体，阻碍阀轴的灵活旋转。
♂
2.3煤气腐蚀
目前，我国所有钢厂高炉气体管道腐蚀严重，气体管道腐蚀强，主要表现在补偿器经常开裂、气体泄漏、管道阀门、减压阀等部件腐蚀不能正常运行，高炉气体腐蚀给设备运行和气体管道带来严重的安全风险。
我们的煤气管道也有局部腐蚀泄漏和补偿器波纹管处的洞蚀滴水，可以看出对阀门的影响也非常严重。为了分析气体腐蚀，我们在发电车间的两个气体管道中分别取气体样本进行分析和测试。
表1 高炉煤气成分分析 %VOL
高温的H2、CO、H2O对钢材也有相当大的腐蚀。由于煤气中含有水，特别是发电系统一般在整个煤气管网的后端或末端，管道中有大量的冷凝水。经检测，钢铁电厂煤气管道中的冷凝水pH值在5~电导率约为2762μs/cm，还含有大量的铁离子、氯离子、硫酸根离子。Cl-和SO42-对于气体管道和设备的腐蚀形式，诱发应力腐蚀主要是不均匀腐蚀，具体表现形式为：（1）垢腐蚀，又称间隙腐蚀；（2）斑点腐蚀；（3）点腐蚀；（4）磨损腐蚀；（5）应力腐蚀。冷凝水的存在对管道有一定的腐蚀性，导电性越高，腐蚀速度越快。气体介质的污垢和腐蚀是阀门堵塞的主要原因。
2.4使用不当
由于目前气体调节阀尚未投入闭环自动调节操作，阀门依靠操作人员人工通过DCS调整设定开度，有时负荷相对稳定，阀板长时间处于固定角度，不经常移动，也容易导致阀门动作不灵活。
3 改进措施
3.1 安装方式
安装方法由垂直安装改为水平安装。在重力作用下，避免杂质、水和污垢沉积在轴套间隙中。
3.降低气酸
由于气体酸性对整个气体管道系统、大型阀门、补偿器等有害，引起了公司高级领导的关注，公司采用了TRT通过对发电煤气管道中冷凝水的取样分析，了解了入口处煤气管道处洒碱液中和的方法pH值为6左右。
3.3.改进设计不合理的轴套
缩短轴套尺寸，前轴套长度由400减为200，后轴套长度由800减为200。根据不锈钢的材料JB/T1759-2010，改为可铸铜合金，牌号为：ZCuSn10Pb1.即使缝隙内有轻微结垢，由于轴套长度大大降低，摩擦力也相应降低了1/2到3/4，阀门动作相对容易得多。同时，建议将此改进免费提供给供应商。以后提交此类阀门备件时，要求厂家按照我们的要求定制。
维护检查还发现，阀轴上部的填料盖太紧，个别填料盖螺钉因扭矩过大而断裂。通过机器加工和重新加工盖时，适当增加间隙，间隙填充黄油，防止漏气。
♂
3.4工艺方面
改进工艺规程，要求炉人员每班对所有气体调节阀进行活动试验，记录表格指令和反馈值，防止阀板长时间固定在一定开度下，导致结垢固化轴。
3.5.维修策略
购买4个备用调节阀，采用更换轮流维护方法，即一旦有机会根据工艺人员的活动试验，找出最严重的阀门，更换。离线调节阀解体维修改进后，润滑维护备用，节省停机时间。
3.6 润滑维护
每月在线操作气体调节阀填料盖，前后轴加油润滑，检查设备点，及时了解设备运行状态。仪器控制人员应做好控制部件（阀门定位器）设备的防雨、防腐工作，定期检查气源压力、气源连接部件是否堵塞、泄漏，压缩空气质量。
另外适当提高压缩气源压力，增大执行机构的输出力。仪表人员通过调节定位器前的减压阀，将压力稳定在0.5MPa左右。每次少磨损和腐蚀，每次都有泥和杂质碎片，以减少磨损和腐蚀。
4 实施效果
通过制定修改工艺规程，操作人员始终关注调节阀的运行状态，达到全员管理设备的目的。事实上，这也是状态维护模式的一种尝试。改进后，维护量减少，平均维护周期为2~3个月延长到6~8个月，维修工人的劳动强度大大降低，关键是保证了调节阀的灵活、可靠，为锅炉安全稳定运行提供了设备保障。此种解决办法还可以推广到煤气管道上的其他大型阀门。
咨询需求
