近日，工信部、國家發(fā)改委、生態(tài)環(huán)境部、住建部等四部門聯(lián)合印發(fā)《建材行業(yè)碳達峰實施方案》，提出建材行業(yè)節(jié)能低碳技術(shù)持續(xù)推廣，水泥、玻璃、陶瓷等重點產(chǎn)品單位能耗、碳排放強度不斷下降，水泥熟料單位產(chǎn)品綜合能耗水平降低3%以上。
據(jù)水泥人網(wǎng)了解，水泥窯預(yù)分解系統(tǒng)翻板閥在預(yù)熱器系統(tǒng)中的作用是實現(xiàn)物料分離、防止氣流短路，在系統(tǒng)節(jié)能降耗方面占據(jù)至關(guān)重要的地位。但由于翻板閥的工作環(huán)境相對惡劣，如翻板閥設(shè)計不合理和維護檢修不方便，易導(dǎo)致閥板動作不靈活，造成鎖風(fēng)不嚴，形成所謂的內(nèi)漏風(fēng)，將增加整個系統(tǒng)熱耗、影響產(chǎn)質(zhì)量和運轉(zhuǎn)率。
針對以上技術(shù)問題，河南匯金智能裝備有限公司(以下簡稱“河南匯金”)研發(fā)生產(chǎn)的HJ新型翻板閥在結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝設(shè)計進行了大的創(chuàng)新和改進，解決了翻板閥在使用過程中閥板卡頓、鎖風(fēng)不嚴的技術(shù)問題，本文結(jié)合翻板閥在現(xiàn)場實際使用過程中的常見技術(shù)問題及解決方案如下：
1 閥殼體跑灰漏料
翻板閥為了便于使用過程中在線觀察內(nèi)部狀況、清理內(nèi)部結(jié)皮，常在殼體上設(shè)置觀察孔、清堵門，為了便于停窯時期對內(nèi)部閥板、閥軸的維修更換，還設(shè)置有檢修門。觀察孔、清堵門、檢修門是從外部維護、使用翻板閥必不可少的結(jié)構(gòu)，同時也是翻板閥跑灰漏料問題最常發(fā)生、最為嚴重的地方。
目前市場上翻板閥為解決閥體漏料，大多采用在各孔門接觸面上壓裝盤根起到壓緊密封的作用。觀察孔、清堵門由于使用過程中需要頻繁的開合，盤根很難完好地貼合在接觸面上，而且頻繁地更換盤根不僅麻煩且存在一定的危險因素。檢修門由于接觸面積較大，金屬受熱變形常導(dǎo)致接觸面間夾緊受力不均，部分區(qū)域漏風(fēng)。
針對上述問題，HJ新型翻板閥在接觸面上設(shè)計特有密封機構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由盤根壓條、盤根槽、密封盤根組成(見圖1、圖2)。盤根壓條上設(shè)計梯形凸起，即便于接觸面閉合定位，同時接觸面閉合后梯形凸起還能擠壓盤根，將盤根完全填充進盤根槽與盤根壓條間的空腔內(nèi)部，形成迷宮結(jié)構(gòu)，進而解決密封面間因夾緊力不夠?qū)е碌呐茱L(fēng)漏料。盤根槽與密封盤根之間采用過盈配合，盤根在外力作用下壓入盤根槽，解決了密封面頻繁開合過程中盤根掉落問題。
2 轉(zhuǎn)動部位漏風(fēng)
閥軸轉(zhuǎn)動部位漏風(fēng)是翻板閥使用過程中最難徹底解決的漏風(fēng)問題，轉(zhuǎn)動部位漏風(fēng)，輕則影響現(xiàn)場環(huán)境造成系統(tǒng)能耗增加，重則影響設(shè)備轉(zhuǎn)動靈活性，造成設(shè)備卡死，甚至停機。目前翻板閥大多采用盤根填料密封，其原理是通過對密封填料施加一定的徑向力從而填堵翻板閥殼體與活動閥板軸之間的間隙，該密封方式必然會導(dǎo)致轉(zhuǎn)動軸的密封性與靈活性相互矛盾。填料所受徑向力越大，軸端密封效果越好，但軸的靈活性越差，徑向力過小，軸轉(zhuǎn)動靈活，但密封效果又不理想。
針對上述問題，HJ新型翻板閥設(shè)計思路是將密封和轉(zhuǎn)動兩個相互矛盾問題拆開后分別處理。由內(nèi)而外設(shè)置迷宮、填料、油封三層密封結(jié)構(gòu)(見圖3)。其中迷宮、油封結(jié)構(gòu)不直接與轉(zhuǎn)動軸接觸，迷宮結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置引流環(huán)，可提前大幅度卸去沖擊到填料上面的瞬時正壓，由于接觸填料的瞬時正壓變低，填料密封的效果更加顯著。設(shè)置在最外端的油封既可以減少外部粉塵進入填料，也可以再次降低漏料幾率。
圖3 HJ新型翻板閥密封結(jié)構(gòu)
3 閥體內(nèi)部閉合漏風(fēng)
正如前文所提到的，翻板閥在預(yù)熱器體系中的主要作用是實現(xiàn)物料分離、防止氣流短路。翻板閥工藝效果的好壞取決于工作時閥體上部物料下落閥板開啟過程中下部竄流到上部的煙氣流量，煙氣流量越小，系統(tǒng)熱損耗越低，從而起到節(jié)能降耗的效果。這就要求翻板閥閥板與上部料管間有良好的密閉性，閥板受物料沖擊時要反應(yīng)靈敏。
HJ新型翻板閥在閥板上部設(shè)置密封環(huán)，密封環(huán)與閥板配合面使用磨床加工，保證閥板密閉時各部位接觸面光滑、無間隙(見圖4)。閥體轉(zhuǎn)動部件結(jié)構(gòu)設(shè)計借鑒有限元仿真分析，計算解析運動副最佳受力點，使物料下落的沖擊力、下級換熱管道氣流向上的推力，以及配重錘的重力三個平衡力相互作用后，閥板受到物料沖擊后開合更加靈敏。翻板閥安裝且下料平穩(wěn)后，配重臂可以在一定范圍人工調(diào)整，保證配重臂始終保持在水平15°夾角內(nèi)，從而使翻板處于平衡狀態(tài)并保持小幅度震顫，達到設(shè)備即能連續(xù)脈動給料的同時又具有良好鎖風(fēng)的功能。
圖4 HJ新型翻板閥密封面結(jié)構(gòu)
4 其他因素
翻板閥漏風(fēng)是一個系統(tǒng)性問題，除了上述三種因素外，密封填料老化、填料與密封部位壓力不足、盤根壓緊螺栓松動、配件形變、生產(chǎn)裝配精度過低等都可能對翻板閥系統(tǒng)密封造成影響，需要認真對待翻板閥設(shè)計、安裝和使用中的每一個過程，定期檢查維護。
圖5 HJ新型翻板閥實物圖
翻板閥漏風(fēng)的情況復(fù)雜多樣，需要生產(chǎn)者、使用者共同分析探討。河南匯金經(jīng)過三年的總結(jié)改進，HJ新型閥板閥在生產(chǎn)設(shè)計過程中應(yīng)對各種漏風(fēng)問題的解決方案直觀有效，不僅降低了系統(tǒng)熱耗，也減少了由于翻板閥問題造成的停窯現(xiàn)象。其產(chǎn)品的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性得到了客戶的一致認可，為水泥企業(yè)帶來了一定的經(jīng)濟價值，值得推廣。
小編：江春曉，楊紅旭，袁虎
