高温插板阀的改造实践

张　勇 ， 常海锋

(河南豫光金铅股份有限公司 ， 河南 济源　459000)



高温插板阀的改造实践

张勇 ， 常海锋

(河南豫光金铅股份有限公司 ， 河南 济源459000)

摘要：因锅炉降温效果差，时常造成电除尘停运检修，为有效解决插板阀高温漏气问题，通过结构式的改进，解决了在温度高、粉尘浓度大的腐蚀性烟气条件下的漏气问题。

关键词：高温 ； 插板阀 ； 密封 ； 漏气

0前言

2002年河南豫光金铅股份有限公司建成国内首条富氧底吹铅冶炼生产线，烟气收尘系统余热锅炉出口与电除尘器入口直接对接，两者之间有一台不锈钢补偿器。试产初期因锅炉降温效果差、电除尘入口温度过高，阴极线结构性问题时常造成电除尘停运检修；为缩短检修时电除尘的降温时间，在电除尘入口喇叭口法兰后矩形烟管上方割一长口，安装一垂直制插板阀；检修时放下插板阀阀板将其与余热锅炉隔断，打开电除尘人孔门后用后续排风机抽风降温，缩短电除尘的降温时间。投产前，用导链将插板阀吊起，插板阀与阀体间缝隙用高温陶瓷布填塞后，缝隙用耐火料填充进行覆盖。

1插板阀的漏气

余热锅炉出口设计为微负压状态(-100 Pa)运行，由于余热锅炉管束表面积灰和本体漏风等因素，余热锅炉出口通常处于正压(>0 Pa)状态，工艺控制余热锅炉出口温度400～430 ℃，插板阀采用16 mm厚的阀板，为防止高温下阀板变形与阀体卡碰，阀槽宽度设计为60 mm，填充的耐火材料在阀板上部耐高温陶瓷布的缝隙处受高温出现崩裂，含硫烟气沿阀板向上冒出，操作人员当闻到刺鼻的SO2气体时，用刚和好的耐火料重新进行覆盖堵漏，但是效果不佳。

2堵漏方案的对比

图2　不同蒸汽干度时压力分布曲线(注汽压力16 MPa)

3.3提高油层附近泥岩夹层和断层附近套管强度

在油层附近的泥岩夹层和浅部断层附近选择合适的套管等级和壁厚，提高套管局部抗外挤强度，延长套管使用寿命。

3.4断层附近控制注采平衡及注汽压力

现场资料表明，油田的断层极为复杂，一旦断层活动加上地层倾角的影响，套管很容易损坏。对于断层附近的油井，断层两侧应合理控制地层压力，保持注采平衡，加强断层两侧压力监测，防止因两侧压差过大，引发断层活动导致套损。

4结论

通过分析，杨楼油田套损原因主要有：①浅层部位套损：地表水腐蚀；②油层段内或油层上界附近套损：地层出砂、高温高压注汽、固井质量、作业施工；③生产井段以上的Ⅳ6～7层(未射孔)套损：汽窜造成非射孔层段泥岩膨胀、断层活动。

为有效地解决插板阀的漏气问题，对公司3条铅冶炼生产线中的电除尘入口阀进行分析。

2.1第1套底吹生产线

2002年投产的该条生产线，存在余热锅炉与电除尘直联的弊端，直升烟道顶部与锅炉本体顶部平齐，烟气流速高，大部分粉尘在余热对流区才能得到沉降，锅炉蒸发量不足、降温效果差，造成电除尘入口温度偏高，对电除尘的后续生产造成严重的影响，为降少电除尘停机检修时间，在电除尘入口临时增加插板阀，受压差变化、高温等因素的影响，插板阀上部存在漏气现象。

2.2第2套底吹生产线

2005年投产的第2条生产线，未对锅炉结构改动的情况下，在吸收第1条生产线余热锅炉与电除尘直联弊端的基础上，在电除尘入口加装旋风除尘器，并在旋风除尘后的管道上加装一台圆形蝶阀进行调控，经旋风除尘后管道内温度在330～380 ℃，粉尘量相对较小，圆形蝶阀密封性良好、使用正常。

2.3直接炼铅生产线

2010年投运的直接炼铅生产线，将余热锅炉选型由老系统的8 t/h增加到9.6 t/h，而且将直升烟道拔高9 m(前2套锅炉直升烟道顶部与锅炉本体顶部平齐)，可有效增强烟尘在锅炉辐射区的沉降效果，增加锅炉降温效果，降低锅炉出口温度，锅炉和电除尘之间增设15 m长的沉降室，沉降室后的烟气粉尘量相对更少，电除尘器入口的电液翻板阀因长期不用已锈死。

3插板阀的漏气处理

因工况的差异，电除尘入口采用何种阀门方式需进行对比分析。

3.1圆形通风蝶阀

圆形通风蝶阀详见图1。

图1　圆形通风蝶阀

圆形通风蝶阀密封效果较好，该类阀门有主轴水平和垂直安装两种形式，根据以往的使用经验，垂直安装容易发生下转轴处烟气低温结露，造成阀板下轴端阀板卡死；同时因管道内下部积灰，阀门开闭存在卡阻现象，所以在粉尘较大的场合，主轴水平安装的阀门要优于垂直安装。

根据该系统余热锅炉降温效果差、电场入口粉尘大的特点，若使用水平安装的密闭式阀门，烟气中的粉尘容易在水平阀板上堆积，造成烟气通道直径的相对减少；若遇到阀板开闭不到位的情况，也容易造成烟道流通直径的相对减少；在高温下阀板主轴传热对两端轴承的使用寿命是一种严峻的考验。电液翻板阀也存在类似的问题。

3.2水平插板阀

因管道截面积较大，水平插板阀开闭的机构较为复杂，同样存在漏气的问题，故不予考虑。

3.3垂直插板阀

垂直安装的插板阀被列入优化的方案，结合原装补偿器的锈蚀情况，利用2015年大修对补偿器及插板阀其进行了更换，详见图2。

图2　新装电除尘入口插板阀

3.3.1新装补偿器段的改进项目

①因原不锈钢补偿器两端法兰厚度较薄，受通道内高温烟气影响，已出现形变、腐蚀和漏气，取消补偿器两端法兰，改为焊接方式；②将不锈钢补偿器用自制盒装式补偿器替代；③在余热锅炉出口喇叭口段左侧下方开一300 mm×600 mm(长×高)的人孔，便于检修和清灰作业；④将插板阀向补偿器一侧平移,消除与插板阀阀板与电除尘入口法兰的碰摩；⑤补偿器和插板阀焊接在一起,减少变形和漏气的发生。

3.3.2新装插板阀的优化

对新装插板阀的密封作为重点，进行了改进和优化，详见图3。

图3　插板阀密封结构图

第一组密封：①在阀板的下部焊接一水平挡板，与阀板成90°，形成一个“丄”字；②在“丄”字的下部水平板上间隔钻孔，上部配扁铁，将裁成拖把头装的高温陶瓷布用螺栓固定在扁铁下；③阀板提起后“丄”字区域与阀板入口长孔叠加，有效封闭插板阀开孔处。通过高温陶瓷布将插板阀开孔处封堵。第二组密封：①在插板阀开孔处两侧法兰和阀板上部焊接相对应的法兰，两法兰之间用耐高温、耐腐蚀、密封性较高的帆布连接；②在阀板提起后，形成一个

裙状的软联接密封囊，对穿破第一组密封的SO2气体，起到二次封锁的作用。

4改造效果

2014年7月完成该插板阀的更换和密封改造，开炉后出现第二组密封裙状软联接密封囊起鼓现象，检修时发现阀板下部“丄”字下部挡板上的耐高温陶瓷布两侧小面上未加装，造成烟气进入第二组密封内。后对阀板“丄”字下部挡板两端部进行完善；在转入生产后，阀板提起，经过2～3 d的运行，“丄”字挡板上的高温陶瓷布内将黏满粉尘，适当调整阀板起吊导链的松紧度，隔断正压状态下的SO2气体进入软联接密封囊中，一年来插板阀未出现漏气现象。

5结语

插板阀密封改造实践是在温度高、粉尘浓度大的腐蚀性烟气条件下的一次尝试，所取得的经验为冶炼企业类似工况作用下的阀门选型、安装提供了技术指导，也可作为行业内设备管理经验的交流。

收稿日期：2016-02-27

作者简介：张勇(1985-)，男，助理工程师，从事设备管理工作，电话：13949693756。

中图分类号：TQ050.2

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2016)05-0051-03