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气动圆顶阀在煤粉喷吹罐上的应用
点击次数:1229 更新时间:2016-03-30

           高炉喷煤指把符合粒度、水分和煤种等要求的煤粉喷吹到高炉里,使其充分燃烧,提高铁矿石还原能力,从而降低高炉焦炭使用比例,提高高炉操作水平,降低吨铁成本。喷煤喷吹罐是控制高炉喷煤量的关键设备,和高炉  

 

            高炉喷煤指把符合粒度、水分和煤种等要求的煤粉喷吹到高炉里,使其充分燃烧,提高铁矿石还原能力,从而降低高炉焦炭使用比例,提高高炉操作水平,降低吨铁成本。喷煤喷吹罐是控制高炉喷煤量的关键设备,和高炉设备同步,处于自动连续生产和持续喷吹煤粉的状态。在喷吹罐生产实践中,圆顶阀以其特殊的密封结构和气动系统的逻辑控制,实现了自动连续的装喷煤粉,性能可靠,运行稳定。
    1 喷煤喷吹罐的工作原理
    喷煤系统采用气力浓相输送技术,通过计算机控制实现三个喷吹罐自动循环,连续向高炉喷吹煤粉。在生产中,一个即将装料的喷吹罐检测到罐内压力、重量和各阀门状态符合预定值,由控制系统发出信号,密封阀换向,圆顶阀密封压力释放为常压,压力变送器反馈常压信号,然后圆顶阀气缸回退,圆顶阀打开,喷吹罐开始装煤粉;称量系统动态检测重量,当罐重增加到预定值15.9t时,系统控制圆顶阀关闭,密封阀复位,密封腔充压,压力达到预定值1.6MPa,压力变送器反馈充压信号,然后喷吹罐使用氮气充压,当罐压达到预定值1.04MPa,输煤阀打开,通过煤粉输送管道向高炉喷吹煤粉;当罐重减少到预定值5.6t时,放散阀打开泄压,罐压达到常压后,系统确认罐重和各阀门的状态,开始装料,循环实现自动连续生产。除了圆顶阀外,喷吹罐上的其它阀门都选用了球阀,安装简单示意图见图1。喷吹罐装料口使用气动控制圆顶阀,有利于实现圆顶阀本体的逻辑顺序控制和整个喷吹系统的自动控制。

    2 圆顶阀的结构及其特点
    2.1 圆顶阀的结构
    圆顶阀采用了特殊的密封结构,密封腔在常压状态下密封圈和圆顶不接触,充压后阀门实现密封效果,圆顶阀的结构见图2。

    密封圈选用弹性橡胶材料制造,嵌入安装在圆顶阀阀体上,密封气源可以通过一个约5mm的圆柱孔连接到密封腔。阀芯采用球面圆顶,阀体与阀芯的接触面加工成球面,在配合处存在约1mm间隙。阀芯固定在轴销上和曲柄连接,通过连接到曲柄上的执行机构实现圆顶阀的开关。圆顶阀需要关闭时,球面圆顶首先向上旋转到和料口中心垂直的位置,带压密封气充到密封腔内,密封圈受压膨胀,和圆顶密切接触,实现密封关闭;圆顶阀需要打开时,先要把密封腔内的带压气体排放到大气,密封腔泄压变成常压,密封圈自然收缩,和圆顶的配合处出现约1mm的密封间隙,曲柄带动圆顶旋转90°,阀门打开。密封圈密封前后的状态对比示意图见图3。

    2.2 圆顶阀的使用特点
    圆顶阀常应用在气固两相喷吹或输送的管道和罐体上,实现切断或关闭功能。圆顶阀密封腔常压时,圆顶阀芯和阀体、密封圈不接触,圆顶阀的开关动作不会对各个部件产生磨损[1];密封腔充压后,密封圈膨胀实现密封,残留在圆顶上的粉料被挤压在密封球面内,防止流动时对密封圈和阀体的磨损;圆顶阀的密封圈嵌入安装在阀体上,是*和圆顶阀芯接触的部件,即使出现磨损,也便于拆装维修[2];密封接触面和圆顶在长期的生产中会出现轻微磨损,但是密封腔充压后,膨胀的密封圈会自动补偿产生的磨损量,因此圆顶阀的磨损极限比其他任何类型的阀门都要大很多,密封效果更好,使用寿命也更长。
    在现场使用时,喷吹罐要先泄压为常压,圆顶阀上下没有压差时才可以打开,否则阀门动作时,煤粉在压差的带动下快速冲刷密封圈和圆顶阀芯,会加速阀门磨损;密封腔充压压力为1.6MPa,大于喷吹罐zui大工作压力1.04MPa,否则充压后密封圈不能*膨胀,达不到密封效果,导致密封圈和圆顶之间产生间隙和煤粉泄漏。

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