為了確保高爐煤氣放散閥安全、穩(wěn)定、環(huán)保運行，對其使用狀況進行深入分析，找出煤氣泄漏的原因，并且提出切實可行的處理對策，避免泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，消除潛在設備隱患，同時提高企業(yè)經(jīng)濟效益，具有同類企業(yè)參考的價值。

1、前言

　　根據(jù)煉鐵生產(chǎn)工藝及安全的需要，高爐每次開停爐、檢修狀態(tài)、事故休風狀態(tài)及正常布料均壓時，都需要對含塵煤氣進行放散，煤氣放散需要通過煤氣放散閥來完成。由于煤氣尚未經(jīng)過除塵處理，其灰塵粒徑較大而且堅硬，致使放散閥經(jīng)常被吹損。在對國內(nèi)多座高爐煤氣放散閥跟蹤統(tǒng)計，高爐的煤氣放散閥平均使用壽命不超過6個月，壽命最短的甚至只有幾天時間。因此，尋找各項有效方法分析煤氣泄漏的原因，及進行有效地處理，成為高爐設備維護人員的緊迫任務。

2、高爐煤氣放散閥結(jié)構及工作原理

　　由于外開式垂直放散閥門結(jié)構設計合理，避免了煤氣流的沖刷，可以達到延長其使用壽命的目的，因此在國內(nèi)大型高爐中使用比較廣泛。此種結(jié)構的高爐煤氣放散閥閥門由閥蓋，閥體，擺動桶和連桿等機構組成(見圖1)，結(jié)構比較簡單，操作方便靈活。閥蓋、閥體和擺動桶為鑄鋼件，連桿則由優(yōu)質(zhì)低碳鋼制成。擺動桶內(nèi)疊加安裝若干片蝶簧，通過調(diào)節(jié)頂端螺母來控制彈簧壓縮量，從而達到控制閥門壓力的目的。閥蓋和閥體的密封面堆焊合金材料及硬質(zhì)合金層，有利于耐高溫及耐磨。閥門密封面采用錐形球面線接觸形式，以提高其密封性能及使用壽命。

圖1 高爐煤氣放散閥

1-液壓油缸;2-油缸座;3-擺臂裝配;4-碟簧;5-擺動筒裝配;6-閥蓋調(diào)整螺母;7-碟簧;8-軸承;9-調(diào)節(jié)螺栓;10-O形密封圈;11-閥蓋裝配;12-橡膠密封圈;13-閥座裝配;14-閥體

　　閥門的正常開啟與關閉是靠液壓油缸實現(xiàn)的，油缸工作時帶動曲柄轉(zhuǎn)動，彈簧倉轉(zhuǎn)動又帶動連桿和轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動，使閥門開啟。由于采用了鉸鏈五連桿機構，從而保證了閥門的運動軌跡。閥門安全放散時油缸并不動作而是由爐內(nèi)壓力升高到大于閥門密封比壓時，閥板帶動轉(zhuǎn)臂壓縮彈簧倉的彈簧，使閥蓋微量開啟，從而達到放散減壓的目的。

3、高爐煤氣放散閥煤氣泄漏原因分析

　　3.1、閥蓋和閥座圓周方向接觸不同步

　　高爐每次開停爐、檢修狀態(tài)、事故休風狀態(tài)及正常布料均壓要開啟煤氣放散閥時，由于煤氣垂直向上放散，一些灰塵顆粒不可避免地落在水平布置的閥座上，致使閥座表面積灰。在關閉放散閥時，閥蓋邊緣距連桿(圖1)中心的半徑距離不同，導致的閥蓋、閥座圓周方向不能同時接觸，距連桿中心距離小的點較早接觸，使得閥蓋在關閉的過程中存在的不同步，造成閥蓋與閥座配合不緊密。較早接觸的部位閥蓋與閥座之間容易夾住灰塵顆粒，受灰塵顆粒的支撐，造成配合不嚴，半徑距離較小的一面較早吹損，導致高爐煤氣放散閥煤氣泄漏。同時，接觸較遲的一面放散面積減小，夾帶灰塵顆粒的煤氣流速加快，沖擊力變大，過多地受到?jīng)_擊而吹損，導致高爐煤氣放散閥泄漏。

　　3.2、高爐工藝部分不合理

　　高爐爐頂煤氣放散閥的作用是在高爐開停爐、檢修狀態(tài)、事故休風狀態(tài)及正常布料均壓時使用，將爐內(nèi)壓力泄壓，為保證高爐放散狀態(tài)的安全性，每次放散時要將大量的蒸汽充入到高爐中，用大量的蒸汽將爐內(nèi)的煤氣通過煤氣放散閥進行放散。此時，由于高爐爐頂煤氣放散閥溫度較高，在帶有大量蒸汽并帶有灰塵的煤氣通過放散閥時，煤氣中的灰塵就會積聚在放散閥閥座的位置，并在較高的溫度下灰塵硬化，越積越多越大，造成閥座密封面凸凹不平，致使放散閥關閉過程中，閥蓋與閥座之間的配合面出現(xiàn)問題，由于堅硬灰塵的存在，使得密封面不能有效的密封，造成密封不嚴，造成高爐煤氣放散閥泄漏。

　　3.3、閥蓋密封結(jié)構不合理

圖2 閥蓋正常工作時位置示意圖

1-軸承;2-碟簧;3-閥蓋調(diào)節(jié)螺母;4-閥蓋裝配;5-O型密封圈;6-硬密封;7-橡膠密封;8-閥座

　　閥蓋設計時采用雙重密封，即閥蓋與閥座接觸面有軟密封和硬密封，雖然設計理念比較理想，但是不適合現(xiàn)場實際工作環(huán)境。正常密封見圖2所示。放散閥的軟密封安裝在閥座外側(cè)，為硅橡膠密封圈，更換方便，然而，硬密封是在閥蓋與閥座接觸面上堆焊硬質(zhì)合金，密封面為球面與錐面接觸，閥門關閉時由于對中性差，使得閥蓋與閥座內(nèi)圈的硬密封一邊過早的接觸，另一邊不能有效的接觸，這時閥蓋處于“張嘴”狀態(tài)，使得閥蓋與閥座不能有效密封，造成泄漏，見圖3。

圖3 閥蓋非正常工作時位置示意圖

1-軸承;2-碟簧;3-閥蓋調(diào)節(jié)螺母;4-閥蓋裝配;5-O形密封圈;6-硬密封;7-橡膠密封;8-閥座

4、高爐煤氣放散閥煤氣泄漏處理對策

　　4.1、合理準確調(diào)整閥蓋位置

　　從閥蓋結(jié)構上分析，只要合理準確調(diào)整閥蓋的位置，保證閥蓋在關閉的過程中不發(fā)生偏心現(xiàn)象，使得閥蓋與閥座能夠良好的密封，就能解決此類泄漏。首先，由于放散閥門密封方式對閥蓋的對中性要求較高，若出現(xiàn)變形現(xiàn)象則閥蓋不能有良好的對中性，造成放散閥泄漏，因此增加三只型號為M20×60的調(diào)節(jié)螺栓，將螺栓強度增加一個等級。其次，制作安裝三個擋塊，三個擋塊的安裝焊接位置基本上和調(diào)節(jié)螺栓位置一致分布，擋塊的側(cè)面與閥蓋凸臺的距離選擇合適，現(xiàn)場距離調(diào)整為5mm，避免在閥蓋關閉過程中出現(xiàn)閥蓋偏心現(xiàn)象發(fā)生。

　　4.2、合理調(diào)整高爐生產(chǎn)工藝

　　在高爐每次開停爐、檢修狀態(tài)、事故休風狀態(tài)及正常布料均壓時，需開啟放散閥之前，高爐爐內(nèi)及爐頂需要通蒸汽，用大量的蒸汽將爐內(nèi)的煤氣排放，致使煤氣泄漏。為了解決工藝不合理問題，改變置換氣體的介質(zhì)，從安全性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性方面綜合分析，選用氮氣為置換蒸汽的氣體介質(zhì)。用氮氣將爐內(nèi)煤氣放散，效果相當明顯，既使得放散閥等各管道清潔干凈，且能解決高爐爐頂煤氣放散閥積灰泄漏問題。

　　4.3、放散閥密封結(jié)構改進

　　高爐正常生產(chǎn)時爐內(nèi)正常壓力在0.24MPa左右，外圈的硅橡膠軟密封已足以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需要，因此，將內(nèi)圈堆焊硬質(zhì)合金在車床車20mm，車床車削方向為閥蓋密封軸向，將內(nèi)圈堆焊硬質(zhì)合金密封車削后如圖4所示。改造完成后，閥蓋關閉時閥蓋的受力部位發(fā)生了改變，閥蓋的受力部位由原來的兩部分即硬密封和軟密封，變?yōu)楝F(xiàn)在的軟密封部位單一受力。一方面由于硬密封部位往閥蓋軸向方向車削了20mm，使得硬質(zhì)合金密封與閥座沒有接觸，避免了閥蓋在關閉時出現(xiàn)偏心不對中現(xiàn)象的發(fā)生。另一方面，閥蓋施力部位發(fā)生改變后，由于閥蓋上所有的壓力均施壓在硅橡膠密封上，使得硅橡膠密封的壓縮量變大，為避免硅橡膠密封的過度變形造成的閥蓋的不對中現(xiàn)象發(fā)生，在安裝硅橡膠密封的底部位置安裝10mm紙板，在閥蓋施力時，10mm紙板的作用即可將上述問題解決，又使得放散閥密封良好。經(jīng)過上述的改造，大大提高了閥蓋的密封性能，避免了放散閥泄漏。

圖4 改造后閥蓋示意圖

1-閥蓋裝配;2-橡膠密封;3-閥座裝配

5、結(jié)束語

　　高爐煤氣放散閥是高爐生產(chǎn)時的關鍵設備，放散煤氣泄漏會給高爐生產(chǎn)造成影響，筆者分析出泄漏的幾大原因，并且提出了切實可行的解決方案，確保了高爐煤氣放散閥運行安全、環(huán)保，增加了經(jīng)濟效益，具有一定的前瞻性，具有在同類企業(yè)推廣的價值。