1、概述

　　干熄焦技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能、環(huán)保的先進(jìn)技術(shù)。國家發(fā)改委將其列為“十五”重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。2002年以前，國內(nèi)各套干熄焦裝置(CDQ)中使用的旋轉(zhuǎn)排出閥(又稱旋轉(zhuǎn)密封閥)一直由國外引進(jìn)。2001年開始，國內(nèi)研制成功了國產(chǎn)第一臺(tái)旋轉(zhuǎn)排出閥，之后相繼使用于國內(nèi)多家鋼廠，實(shí)踐使用證明國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)排出閥性能優(yōu)良，穩(wěn)定可靠，達(dá)到了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，可替代進(jìn)口產(chǎn)品使用。

　　旋轉(zhuǎn)排出閥(又稱旋轉(zhuǎn)密封閥、格式密封閥)是焦化廠干熄焦工程中的關(guān)鍵設(shè)備，安裝在干熄爐底部，入料口與振動(dòng)給料器連接、出料口于排焦溜槽相連接。其作用是把振動(dòng)給料器定量排出的焦炭在密閉狀態(tài)下連續(xù)排出。是一種具有密封性能的多格式旋轉(zhuǎn)排料器，既能連續(xù)定量的排料，又具有良好的密封性及耐磨性。安裝于CDQ裝置的最下端出口處，主要由閥體、轉(zhuǎn)子、密封副、下料槽、機(jī)架、臺(tái)車、驅(qū)動(dòng)裝置、自動(dòng)給脂裝置等組成(見圖1)。該設(shè)備是干熄爐的唯一出口，要求它能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。功能是保證連續(xù)定量排焦并同時(shí)將系統(tǒng)內(nèi)外分隔，穩(wěn)定CDQ系統(tǒng)壓力。

圖1 旋轉(zhuǎn)排出閥

圖2 旋轉(zhuǎn)排出閥工作原理

　　旋轉(zhuǎn)排出閥工作原理如圖2所示，旋轉(zhuǎn)過程中，焦炭經(jīng)各隔艙由上至下均勻排出，調(diào)整料倉的大小及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速可適應(yīng)不同料流量。為減少CDQ內(nèi)氣體介質(zhì)外漏，需控制轉(zhuǎn)子刃與集體內(nèi)壁的間隙。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(dòng)補(bǔ)償間隙誤差(見圖3)。為防止粉塵進(jìn)入，此處設(shè)計(jì)有氣體輔助密封，可保證端面密封裝置正常運(yùn)行。

圖3 密封副示意圖

　　在排焦工作狀態(tài)，焦炭對(duì)基體和轉(zhuǎn)子造成強(qiáng)烈磨損，需安裝高耐磨襯板保護(hù)，旋轉(zhuǎn)排出閥下出口處采用了特殊“積窩”結(jié)構(gòu)，使落料盡量不接觸機(jī)體，最大限度地減小磨耗。為維修和安裝方便，設(shè)計(jì)上采用了臺(tái)車結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)先將其整體吊裝到導(dǎo)軌上，再拖入到預(yù)定位置。

2、工況條件與使用環(huán)境

　　旋轉(zhuǎn)排出閥處于干熄爐的底部，使用環(huán)境較惡劣。負(fù)責(zé)長時(shí)間連續(xù)排出焦炭，而焦炭對(duì)閥體內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子持續(xù)磨損消耗也是持續(xù)不停的，同時(shí)整個(gè)閥體內(nèi)部充滿含有CO等混合氣體，因此旋轉(zhuǎn)排出閥要求是密封的和耐磨的，既防止有毒氣體泄漏到外面，也要保證設(shè)備有相當(dāng)長時(shí)間的持續(xù)正常使用。

3、旋轉(zhuǎn)排出閥的常見失效形式及原因分析

3.1、密封副的損毀

　　1)此類失效多因密封氣源的氣體壓力不足造成的。旋轉(zhuǎn)排出閥在設(shè)計(jì)時(shí)，為防止熱焦粉進(jìn)入閥體兩側(cè)軸承箱，轉(zhuǎn)子與閥體相應(yīng)部位設(shè)置軟硬密封機(jī)構(gòu)，形成盛料部位與軸承箱隔離空腔，見圖3密封副示意圖，并在此隔離空腔通入輔助密封氮?dú)獯祾�、冷卻。圖示密封副由自動(dòng)給脂裝置定時(shí)定量供給潤滑油脂，同時(shí)輔助密封氮?dú)獬錆M轉(zhuǎn)子兩側(cè)密封腔，因?yàn)橐�求氮�(dú)獾膲毫Ω哂谛�轉(zhuǎn)排出閥內(nèi)部含塵氣體壓力，從而起到防止熱的含塵氣體進(jìn)入兩側(cè)密封腔。如果輔助密封氣體壓力過低或斷風(fēng)，則焦炭粉首先進(jìn)入密封副，先破壞密封副，然后逐漸把閥體耐磨靜環(huán)磨穿，進(jìn)而焦炭粉大量進(jìn)入兩側(cè)密封腔，圖4為使用一段時(shí)間后檢修時(shí)拍攝的，左圖為密封副已破壞，繼續(xù)使用將導(dǎo)致密封腔體內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)磨損，甚至導(dǎo)致主承載軸承損壞，使設(shè)備整體失效，同時(shí)密封副潤滑破壞，是密封副摩擦力距嚴(yán)重增加，會(huì)使設(shè)備經(jīng)�？ㄗ�。所以在使用過程中應(yīng)注意在密封氣源壓力(正常為8kPa～12kPa，建議設(shè)置為10kPa)不足時(shí)禁止啟動(dòng)。

圖4 密封副破壞和正常情況對(duì)比

　　因密封副潤滑供給斷缺造成的：旋轉(zhuǎn)密封閥與一般設(shè)備的潤滑要求完全不同，因?yàn)樾�轉(zhuǎn)排出閥設(shè)置了自動(dòng)給脂裝置對(duì)各潤滑部位進(jìn)行潤滑，尤其是密封副部位，超過30分鐘潤滑油脂沒有達(dá)到設(shè)備潤滑部位就必須停機(jī)進(jìn)行檢修，排出故障后方可以重新啟動(dòng)。

　　2)耐磨塊的磨損

　　如密封副圖所示，密封副的旋轉(zhuǎn)閥體上的襯墊是靜止的，轉(zhuǎn)子上的耐磨塊相對(duì)于襯墊是運(yùn)動(dòng)的，雖然有潤滑油的潤滑，但經(jīng)過長期的磨損，耐磨塊也是整個(gè)設(shè)備上的易損件。設(shè)備經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，磨損達(dá)到一定程度時(shí)也需要更換耐磨塊。

3.2、耐磨材料的損毀

　　1)陶瓷片耐磨材料的損毀

　　日本制作的旋轉(zhuǎn)密封閥的設(shè)計(jì)閥體的耐磨材料多采用的是陶瓷片鑲嵌結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是耐磨損，但耐沖擊能力較差，經(jīng)長時(shí)間使用會(huì)出現(xiàn)局部面積的陶瓷片脫落的現(xiàn)象(圖5)，從而導(dǎo)致密封失效的現(xiàn)象，一種情況是閥體內(nèi)部陶瓷片(左)脫落，另一種情況是轉(zhuǎn)子密封副處的陶瓷片(右)脫落。

圖5 陶瓷片耐磨材料脫落

　　2)耐磨板耐磨材料的磨損

　　此類失效形式都屬于設(shè)備長期使用的正常磨損，主要有以下幾種情況。

　　(1)閥體耐磨板的磨損

　　閥體耐磨板的磨損主要是出現(xiàn)耐磨板上出現(xiàn)條狀溝痕和耐磨板直徑變大的情況，一般磨損較嚴(yán)重的地方出現(xiàn)在圖2中的B區(qū)，而同樣處于閥體內(nèi)部的A區(qū)卻磨損很少;分析原因?yàn)榻固繌娜肓峡谙侣涞叫�轉(zhuǎn)密封閥內(nèi)開始大部分焦炭停留在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)格呢，當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)至正下方時(shí)，焦炭從出料口排出，但有部分剩余小顆粒狀焦炭仍未完全排出，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至B區(qū)時(shí)，部分小顆粒狀焦炭滑落至轉(zhuǎn)子刃與閥體襯板之間或與閥體貼近的轉(zhuǎn)子葉片頂部，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，焦炭顆粒摩擦閥體耐磨板，日積月累長時(shí)間磨損后形成閥體上深度不等的條狀磨損(圖6左)。

圖6 閥體和轉(zhuǎn)子襯板磨損

　　(2)轉(zhuǎn)子上耐磨板的磨損

　　轉(zhuǎn)子上的耐磨板一般磨損較閥體輕，但長時(shí)間的連續(xù)使用也會(huì)造成耐磨板的磨損嚴(yán)重現(xiàn)象，如圖(圖6右)是一家使用廠家連續(xù)三次檢修未換耐磨板并連續(xù)使用的情況，可見已有近一半的耐磨板已磨透，如繼續(xù)使用則造成轉(zhuǎn)子基體的磨透，造成不可修復(fù)的結(jié)果。

　　(3)入料口、出料口處

　　耐磨板的磨損入料口的主要磨損形式是耐磨板上的平滑凹陷狀磨損，分析原因可以用“水滴石穿”的比喻來形容，因焦炭從上落入旋轉(zhuǎn)閥經(jīng)減振器減震后彈落或直接落到某些部位的幾率較多，長時(shí)間的沖撞形成凹陷狀磨損。

　　出料口的磨損是整個(gè)閥體上磨損最輕微的部位，因旋轉(zhuǎn)排出閥下出口處采用了特殊/積窩0結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)本身已經(jīng)使落料盡量不接觸機(jī)體，最大限度地減小磨耗。目前發(fā)現(xiàn)的磨損多見下出口兩側(cè)對(duì)稱部位3～6塊耐磨板的磨損和積窩結(jié)構(gòu)堆焊耐磨合金層的磨損。

4、旋轉(zhuǎn)排出的修復(fù)

　　旋轉(zhuǎn)排出閥在正常使用狀態(tài)下，連續(xù)運(yùn)行壽命可達(dá)到3年以上，經(jīng)過更換耐磨襯板后，整體壽命可達(dá)到6～8年，常見的修復(fù)方式即是更換耐磨襯板的過程，用戶可定期檢查產(chǎn)品上的襯板磨損情況，當(dāng)襯板磨損后最薄處厚度小于設(shè)計(jì)厚度的20%時(shí)，需整機(jī)下線運(yùn)至專業(yè)廠家解體修復(fù)，并按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)整機(jī)使用性能。旋轉(zhuǎn)排出閥上的電機(jī)、減速器、潤滑系統(tǒng)的分配器、自動(dòng)給脂裝置等外部部件的損毀，在用戶現(xiàn)場即可更換維修完成，使旋轉(zhuǎn)排出閥繼續(xù)使用。

5、結(jié)語

　　干熄焦工藝在國內(nèi)推廣時(shí)間不是很長，很多用戶對(duì)相關(guān)設(shè)備的使用維護(hù)還不是很熟悉，其中干熄焦旋轉(zhuǎn)排出閥在使用中如果不注意，就很容易造成設(shè)備損壞，產(chǎn)生不必要的損失，如果掌握了旋轉(zhuǎn)排出閥的正確使用方法和注意事項(xiàng)，就能夠使設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。定期的檢修和必要的修復(fù)則能有效保證旋轉(zhuǎn)排出閥的長期正常使用，為用戶帶來最大的效益。