河南煤化集團中原大化公司煤化工是河南省重點建設項目，煤氣化采用荷蘭殼牌公司專利技術氣化爐SCGP粉煤加壓氣化技術，年產500kt甲醇。該項目于2008年5月建成投產并順利生產出合格甲醇產品。15XV-0015是煤化工氣化裝置飛灰氣提冷卻罐V1504A到中間飛灰儲罐V1505A下灰鎖斗控制閥，它是一臺氣動活塞式執(zhí)行機構、硬密封切斷球閥。該閥是西班牙進口閥門，價格十分昂貴，該閥門在使用過程中經�？ㄈ�，無法啟閉，而一旦故障，無法下灰，就會造成氣化爐加不上負荷，引起氣化爐停車，從而造成整個系統停車。該閥門曾經幾次返回國外廠家進行檢修，查找原因，但始終無法解決問題，閥門故障依然頻發(fā)，嚴重制約了正常生產，成為煤化工裝置生產的瓶頸問題。

1、控制閥門存在問題及故障分析

　　1.1、主要工藝參數

　　閥門類型 開關球閥

　　執(zhí)行機構 氣動活塞執(zhí)行機構

　　作用形式 雙作用式

　　介質 煤灰

　　壓力 0.8MPa

　　溫度 70℃

　　閥體材質 WCB

　　閥門口徑 203.2mm(8”)

　　1.2、閥門存在問題

　　該閥自2008年5月開車以來，經�？ㄈ�，無法正常使用。該控制閥結構見圖1。當出現卡塞時，對閥門解體檢查，清理灰塵后又恢復使用，而恢復上線，設備開車運行后隨即又出現卡塞現象，針對故障原因進行分析并進行了結構改造。

圖1 控制閥結構示意

1. 改造后增加的防塵罩; 2. 改造后去除量1 /2e; 3. 彈簧腔; 4. 閥前定位機構; 5. 偏移量e; 6. 球芯; 7. 閥后定位軸;8. 閥座; 9. 閥后密封環(huán); 10. 閥前定位機構固定螺栓; 11. 閥前定位機構密封環(huán); 12. 銅合金套; 13. 填料;14. 汽缸力矩傳遞軸; 15. 增加的1 /2e 偏量; 16. 防松彈簧;17. 填料壓緊螺母; 18. 填料壓蓋; 19. 防松螺母

　　1.3、閥門故障原因分析

　　(1)氣動球閥的工作原理就是氣缸通過傳動轉軸帶動閥桿轉動從而帶動閥球繞閥球中心線作90°旋轉，而實現閥門的開啟或關閉的目的。對于開關球閥來說，閥球與閥座的加工精度是一個很關鍵的問題，而經過認真分析和測量及計算，閥球的加工誤差竟達到+2.4mm，屬于嚴重超差，這樣就無法保證閥球在工作時準確的中心位置。由于閥球的加工誤差造成了閥門開啟或關閉時的附加力矩，使閥門操作扭矩成倍增加，無法保證閥門良好的操作性能，造成了閥門無法正常工作。

　　(2)該閥門執(zhí)行機構與閥球靠力矩傳遞軸連接，閥球下端靠定位軸定位，檢查后發(fā)現傳遞軸與氣缸及閥球的連接部分配合間隙過大，定位軸的設計也不合理，傳動軸與閥球中心及定位軸不在同一軸線上，造成閥球不能開關到位。

　　(3)該閥門是固定球氣動球閥，工作時閥球繞閥球中心線作90b旋轉而不產生上下左右的位移。閥座是浮動閥座，閥座背面采用了彈簧結構，關閉或開啟時閥座在彈簧作用下產生位移，實現工作目的，也保證了良好的進出口雙向密封性能。對該閥解體時發(fā)現，此閥彈簧腔內積滿了灰，使彈簧失去了作用，開啟時閥座與閥球不能迅速脫離，而使浮動閥座變成了固定閥座，這就增加了閥門的操作力矩，造成閥門卡死，無法開啟(或關閉)。

2、閥門改造方案

　　(1)針對閥球加工誤差大而造成的閥球不對中的情況，在無法對閥球處理的情況下，對金屬閥座進行了加工處理，對閥球加工誤差大的一面的閥座的背面進行技術改進，重新測繪，并加工處理，盡量消除因為閥球加工誤差而造成的操作扭矩的增加。

　　(2)對氣缸力矩傳遞軸進行了加工修復處理，對軸端進行堆焊加工處理，使傳遞軸與氣缸、閥球都能配合良好，同時對傳遞軸又進行了偏心處理，定位軸也采用新工藝，對不合理的設計進行了改進，增加了銅合金套替代傳統的不銹鋼套或四氟套，既增加耐磨性又保證了轉動良好。保證了傳遞軸、閥球、定位軸三者同心，確保閥球能夠開關到位，在一定程度上消除了閥球加工誤差造成的影響。

　　(3)要保證閥座在受壓時的移動，一定要保證彈簧的彈性，而要達到這樣的目的，就要使彈簧腔不積灰。經過多次試驗、摸索，最后決定在閥座導向部分和背面增加防塵裝置，增加兩道橡膠O型環(huán)，這樣就起到了密封作用，使閥座移動時彈簧腔不會進灰，從而保護了彈簧，使浮動閥座不會變?yōu)楣潭ㄩy座，減少了閥門動作時的操作力矩，確保了閥座的自由運動，保證了閥門正常工作。

3、改造效果

　　通過對閥門15XV-0015的上述改造，使閥門能正常使用，使用周期由原來幾天延長到現在的幾個月以上，取得了良好的效果，也為煤化工裝置長周期安全運行奠定了基礎。與15XV-0015同類型的閥門在煤化工裝置有幾十臺，15XV-0015閥門的成功改造對其他閥門的技術改進有著指導意義，并有推廣價值。