干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥失效原因分析及改進措施

高 峰

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 設(shè)備檢修中心，山東 萊蕪271104）

干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥失效原因分析及改進措施

高 峰

（萊蕪鋼鐵集團有限公司 設(shè)備檢修中心，山東 萊蕪271104）

通過對干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥的故障分析，密封閥的失效故障主要有軸承箱密封副失效、內(nèi)襯耐磨板失效。通過氮氣供氣改造及潤滑改造，各潤滑點未出現(xiàn)堵塞情況，密封副密封情況良好，延長了旋轉(zhuǎn)密封閥使用壽命。

干熄焦；旋轉(zhuǎn)密封閥；軸承箱；耐磨板

1 前言

山鋼萊蕪分公司焦化廠目前有4套干熄焦裝置，年處理焦炭400萬t。排焦系統(tǒng)由平板閘門、振動給料器、旋轉(zhuǎn)密封閥等部件組成。其中旋轉(zhuǎn)密封閥安裝在干熄爐底部，功能是保證連續(xù)定量排焦并同時將系統(tǒng)內(nèi)外分隔，穩(wěn)定干熄焦系統(tǒng)壓力。在實際生產(chǎn)中，旋轉(zhuǎn)密封閥發(fā)生故障會嚴重影響干熄焦正常生產(chǎn)。本文對旋轉(zhuǎn)密封閥失效原因進行了分析，采取了改進措施，延長了旋轉(zhuǎn)密封閥的使用壽命。

2 密封閥常見失效形式及原因分析

在設(shè)備檢修過程中通過對干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥的故障分析，發(fā)現(xiàn)密封閥的故障主要有軸承箱密封副失效、內(nèi)襯耐磨板失效兩種形式。

2.1 軸承箱密封副失效

軸承箱密封副原理。旋轉(zhuǎn)密封閥在設(shè)計時，為防止熱焦粉進入閥體兩側(cè)軸承箱，轉(zhuǎn)子斷面密封采用金屬硬密封結(jié)構(gòu)。密封副為一組合金金屬圓環(huán)，有彈簧壓緊并能自動補償間隙誤差。為防止粉塵進入，此處設(shè)計有氣體輔助密封，可保證端面密封裝置正常運行。

1）氮氣氣封失效。為防止焦粉進入閥體兩側(cè)的軸承箱，向隔離空腔通入氮氣并保證氮氣壓力高于排出密封旋轉(zhuǎn)閥內(nèi)部氣體壓力，以防止含塵氣體進入閥體兩側(cè)密封腔。如果氮氣壓力過低或中斷供風，則焦粉會進入密封副，逐漸把密封副和耐磨靜環(huán)磨穿，造成焦粉進入閥體兩側(cè)密封腔；氣氛壓力過高容易造成潤滑脂被吹散，同時造成氮氣過量消耗。

2）潤滑失效。旋轉(zhuǎn)密封閥運轉(zhuǎn)期間，潤滑油脂通過自動給油脂泵注入密封副之間，起到潤滑和密封的雙重作用。在生產(chǎn)中，由于潤滑油脂管路堵塞、分配器分配不均、給油脂泵故障等原因，造成潤滑油脂供應不足無法填充密封副。焦粉會進入密封副，逐漸把密封副和耐磨靜環(huán)磨穿，造成密封副失效。另外，因旋轉(zhuǎn)密封閥的出料部位溫度較高，鋰基脂需要耐高溫，否則油脂乳化變質(zhì)而造成潤滑密封不合格，造成密封副失效。

2.2 內(nèi)襯耐磨板失效

內(nèi)襯耐磨板失效形式屬于設(shè)備長期使用的正常磨損。通過對失效旋轉(zhuǎn)密封閥拆解發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)子的葉片中間落料位置、入料口、出料口、積窩處兩側(cè)面磨損量較大，耐磨板磨損失效導致基體穿透，旋轉(zhuǎn)密封閥隨即無法正常運行。

3 改進措施

3.1 氮氣供氣改造

通過測定干熄焦裝置爐底CO壓力計算得出，氮氣壓力保持在10 kPa即可達到氣封效果。氮氣壓力過大，會造成氮氣消耗量大且易造成潤滑油脂沖散，氮氣壓力小無法實現(xiàn)氣封。針對氮氣失效的原因，在氮氣進氣管處安裝穩(wěn)壓閥，設(shè)定供應氮氣壓力為10 kPa，同時安裝氮氣供應聯(lián)鎖裝置。當?shù)獨鈮毫Σ蛔慊蛑袛喙獣r，排焦停止，以保護旋轉(zhuǎn)密封閥。

3.2 潤滑改造

1）潤滑系統(tǒng)改造。對原有自動給油裝置進行升級改造，采用可編程控制器作為主要控制元件。通過與控制電腦相聯(lián)進行實時監(jiān)控，如圖1所示。現(xiàn)場給油分配器直接受可編程控制器的控制，通過流量傳感器實時檢測每個潤滑點的運行狀態(tài)，并具有故障報警功能，便于準確判斷油脂故障部位。

2）潤滑點改造。根據(jù)密封副潤滑失效分析，對原設(shè)計潤滑點進行優(yōu)化。新潤滑點共計12個沿圓周均勻分布于旋轉(zhuǎn)密封閥兩側(cè)，每個潤滑點實現(xiàn)配合智能潤滑系統(tǒng)采用單線潤滑，實現(xiàn)潤滑油脂精確到達潤滑部位。

圖1 潤滑系統(tǒng)智能控制示意

3）結(jié)構(gòu)強化改造。旋轉(zhuǎn)密封閥并不是所有的位置都會受到同樣程度的磨損，而是在幾個關(guān)鍵的部位磨損狀態(tài)特別嚴重，通常在轉(zhuǎn)子的葉片中間落料位置、入料口、出料口、積窩處兩側(cè)面磨損量較大，應進行強化改進。①采用特種耐磨焊材對這些磨損情況嚴重的地方進行性能強化，通過強化這些關(guān)鍵位置，磨損速度會大幅度降低。②重新制作耐磨板，選用在常溫下具有良好耐磨性能，且在高溫情況下也能保持良好耐磨性能的材料。以往的閥體上耐磨板的高溫耐磨性差，在600℃以上時耐磨性能就會大幅降低。③選用耐磨性能優(yōu)良的材料重新制作金屬密封副替代原廠耐磨件，提高耐磨性能。

4 應用情況

以上改造已經(jīng)在萊蕪分公司焦化廠4座干熄焦系統(tǒng)中陸續(xù)推廣使用。通過對修復再制造對易損壞材料進行升級改造完成的旋轉(zhuǎn)密封閥已經(jīng)成功上線運行。通過對3#干熄焦旋轉(zhuǎn)密封閥使用6個月檢測表明，各潤滑點未出現(xiàn)堵塞情況，密封副密封情況良好，襯板磨損最重部位在原厚度85%以上，各項指標均符合使用要求，預計使用壽命可提高1.6～2倍。根據(jù)旋轉(zhuǎn)密封閥在線使用情況，及時對潤滑系統(tǒng)、內(nèi)襯耐磨材料進行優(yōu)化、完善，提高運行水平。

TQ520.5

B

1004-4620（2017）05-0074-01

2017-01-09

高峰，男，1984年生，2007年畢業(yè)于青島科技大學過程裝備與控制工程專業(yè)?，F(xiàn)為萊蕪鋼鐵集團有限公司設(shè)備檢修中心工程師，從事技術(shù)管理工作。