氣化爐氮氣切斷閥動作時間不滿足工藝要求，經(jīng)常導(dǎo)致氣化爐投料失敗，為不影響公司正常生產(chǎn)，我們對氮氣切斷閥執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改造以滿足工藝要求。本文敘述了技術(shù)改造的方案及過程。

1、德士古氣化技術(shù)簡述

　　德士古氣化技術(shù)是國內(nèi)應(yīng)用比較先進(jìn)的氣化技術(shù)，廣泛應(yīng)用于煤化工行業(yè)。在氣化階段，料漿通過高壓料漿泵送入氣化爐，與氧氣在氣化爐內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成以CO、H2和CO2為主要成分的粗合成氣。

　　德士古氣化技術(shù)操作壓力在4.0MPa以上、操作溫度在1000℃以上，屬于我廠重大危險源，但其儀表自動化水平較高，如氣化爐發(fā)生工藝指標(biāo)異常，安全聯(lián)鎖系統(tǒng)就會立即啟動，切斷煤漿和氧氣進(jìn)料并進(jìn)行氮氣吹掃以防止發(fā)生爆炸。在儀表安全聯(lián)鎖系統(tǒng)中，其氧氣管線、煤漿管線、氮氣管線切斷閥動作的可靠性及動作時間是安全聯(lián)鎖系統(tǒng)正常工作的重要保證。

2、技術(shù)改造的背景

　　我公司自生產(chǎn)以來多次因為氧氣、煤漿、氮氣切斷閥動作時間超時而導(dǎo)致氣化爐投料失敗，嚴(yán)重影響公司正常生產(chǎn)運行。我們秉承公司提倡的“增強創(chuàng)新能力，完善公司技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)管理”的理念，通過查找技術(shù)設(shè)計，與學(xué)校專家認(rèn)真分析、研究對閥門執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行了技術(shù)改造，經(jīng)過近兩年的運行，取得了很好的效果，為公司穩(wěn)定生產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

　　氣化爐XV-12004A/C、XV-12005A、XV-12010A/B/C、XV-12011A/B/C九臺氮塞閥和氮氣吹掃閥由于原閥的執(zhí)行機構(gòu)彈簧復(fù)位系統(tǒng)作用力不夠等問題，使閥門的關(guān)閉時間在11MPa氮氣壓力作用下由技術(shù)要求的≤5s，延長至5.59～6.37s。這些閥門動作時間的延長導(dǎo)致了氣化爐開車順控中氧超時計時器超時(氧超時計時器為氣化爐投料按鈕按下到煤漿、氧氣入爐的時間，要求≤50s)，氧超時計時器超時后氣化爐就自動執(zhí)行停車程序，致使氣化爐投料失敗，從而影響公司正常生產(chǎn)。

3、改造方案

　　原執(zhí)行機構(gòu)為活塞式單作用執(zhí)行機構(gòu)，氣缸進(jìn)氣時閥門打開，彈簧復(fù)位閥門關(guān)閉，氣源壓力為0.4～0.6MPa，其執(zhí)行機構(gòu)氣路圖見圖1。通過對現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)的研究，我們發(fā)現(xiàn)可以將單作用執(zhí)行機構(gòu)改造為雙作用執(zhí)行機構(gòu)，以增加彈簧作用力，同時還能保證閥門的故障安全性。在氣路配管上放大執(zhí)行機構(gòu)的進(jìn)氣管路的口徑，增加一套氣路三聯(lián)件，互相調(diào)節(jié)氣量的平衡和大小，保證閥門開關(guān)速度達(dá)到工藝要求。

1.氣缸;2.空氣過濾減壓閥;3.電磁閥;4.氣控閥

圖1 改造前執(zhí)行機構(gòu)氣路圖

4、技術(shù)改造實施步驟

　　4.1 檢查執(zhí)行機構(gòu)的進(jìn)氣孔、排氣孔、注油孔的布置，利用這些螺紋孔來設(shè)計氣路走向，盡量保證執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、強度不被破壞。原執(zhí)行機構(gòu)上的進(jìn)氣孔、排氣孔、注油孔剛好可以滿足氣路改造要求。

　　4.2 對執(zhí)行機構(gòu)的進(jìn)氣、排氣通道和加油通道進(jìn)行氣密性試驗，并對執(zhí)行機構(gòu)兩側(cè)缸蓋密封也進(jìn)行氣密性試驗，通過氣密性試驗得知在氣源壓力0.4～0.6MPa下其氣密性都可以滿足要求。

　　4.3 檢查進(jìn)氣、排氣通道和加油通道的螺紋，螺紋規(guī)格為M10×1，密封性滿足氣路連接的需要。

　　4.4 設(shè)計、安裝氣路，把原氣控閥更換為兩位五通式氣控閥，通過電磁閥進(jìn)行控制輸入、輸出氣源的轉(zhuǎn)換，一路通過空氣過濾減壓閥、快排閥進(jìn)入氣缸，另一路通過快排閥直接進(jìn)入彈簧輔助氣缸。

　　安裝完畢后進(jìn)行開關(guān)試驗，開閥時間≤5S滿足要求，但關(guān)閥時間大于8S，不能滿足工藝要求。分析原因為彈簧輔助氣缸進(jìn)氣量太大而導(dǎo)致關(guān)閥時排氣不暢，最終導(dǎo)致閥門關(guān)閉時間不能滿足要求。

　　4.5 重新設(shè)計氣路見圖2，又在彈簧輔助氣缸進(jìn)氣管路上增加一套空氣過濾減壓閥來調(diào)節(jié)進(jìn)氣量大小，主要控制此路氣源壓力對助力的影響，另外還可以通過調(diào)節(jié)氣源壓力來控制開閥時間和關(guān)閥時間的互相影響。

1.氣缸;2.空氣過濾減壓閥;3.電磁閥，4.兩位五通氣控閥

圖2 改造前執(zhí)行機構(gòu)氣路圖

　　經(jīng)反復(fù)試驗調(diào)節(jié)彈簧輔助氣源壓力為0.18MPa時，閥門在11MPa大壓差下動作，開閥和關(guān)閥時間全部滿足工藝要求。

　　4.6 改造后測試閥門故障安全性未改變，滿足工藝要求。

　　4.7 氣路改造時也考慮了接管尺寸、螺紋等連接件的技術(shù)條件和氣路走向美觀等問題。

5、結(jié)束語

　　經(jīng)過實際檢驗后，氣化爐氮氣閥的開關(guān)時間在11MPa高壓差條件下開關(guān)時間全部符合技術(shù)要求≤5s，并符合原設(shè)計的故障安全性，能保證氣化爐的正常開停車，達(dá)到了預(yù)期改造效果。因氮氣切斷閥為原裝進(jìn)口閥門，如果不進(jìn)行改造，而更換新的執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)計、訂貨、安裝需要近一年的時間，會嚴(yán)重影響公司正常生產(chǎn)(停產(chǎn)一天損失約100萬元)，并需要直接經(jīng)濟費用約50萬元。

　　在氣化爐近兩年運行過程中，改造后的氮氣切斷閥全部滿足工藝要求，為生產(chǎn)穩(wěn)定運行創(chuàng)造了堅實的基礎(chǔ)。

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