| 水泥纯低温余热发电系统烟气阀门存在问题及改进探析 |
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发布时间：2009-04-06 来源地：
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一、AQC炉篦冷机出风口烟道阀门 目前大部分企业把该阀的阀体材质采用碳钢，阀板材质采用碳钢或不锈钢，轴材质采用2Cr13.但是由于水泥窑运行经常要根据三次风温度或熟料产量，来调节燃煤、调整篦床的走料厚度，在操作过程中极易出现料层太薄、使料层阻力变小、冷却风量增加、出现飞砂现象，由于飞砂都是熟料颗粒和粉尘，颗粒的具有温度高、硬度高，由于出风口烟道阀门作为调节烟气流量主要设备，因此一般该阀的阀板处在半开、半关状态，气流一般是直接冲刷在阀板上，同时碳钢阀板或不锈钢阀板，在高温情况下，其机械强度下降一半以上，（426℃是碳钢阀板的机械强度和其它机械性能下降一半）,如果介质温度在小于400℃时和篦床上的物料层比较厚，烟气里带有小量颗粒时，使用该材料一般没有问题。但烟气温度比较高，篦床上的物料薄，烟气里带有飞沙时，一般碳钢阀板只能使用三给月左右，一般不锈钢材质的阀板也只能9-12月给左右。当阀板被磨损掉后，往AQC锅炉烟气量增大，引起蒸发量增加，影响锅炉的正常运行，篦轮机出风口抢风，影响水泥线二次风、三次风调节，严重影响了熟料线的正常生产，目前这种情况是普遍存在的问题。为了彻底解决这个问题，我们设计了特殊的阀板，钢制阀板上进行特殊处理，即阀板的迎风面或双面打上高强度耐磨浇注料，这是钢制阀板只需确保其承受的风压和阀板自身重量的机械强度，表面的耐磨性能有高强度耐磨浇注料来确保，可以弥补钢制阀板在高温情况下耐磨性能的缺陷，可大大提高阀板的使用寿命。该阀门已经在数十条5000t/d余热发电工程上使用，效果显着，深受用户好评。 二、AQC锅炉的出风口烟道阀门 设在AQC锅炉与电收尘器之间出风口烟道阀门，目前都采用百叶阀，泄漏率比较高，当锅炉需要检修而水泥生产线不停的时候，由于阀门的泄漏，还有一部分高温烟气从电收尘器进往锅炉，使得检修人员无法进入锅炉进行检修。在正常运行时该阀都是全开的，只是在锅炉检修时关闭，它主要是切断烟气功能。针对这种情况，我们把该阀设计为插板阀结构，在阀体上设有很宽的密封面，在插板和的阀体上设有特殊的夹紧密封结构，使之在关闭插板的瞬间阀板越关越紧，同时在阀体的外部设有预备夹紧装置，可以确保插板阀在关闭时密封可靠性。由于出风口烟道的烟气中含一定灰尘量，长期使用能在插板阀的底部结灰，因此我们在插板阀的底部设置清灰口，随时可以打开清理，因此该插板阀的泄露率能确保在小于0.1%范围内，是目前百叶阀无法比拟的，给锅炉检修带来了方便和安全保证。通过在数十条水泥窑余热发电工程上使用，效果很好。 三、关于烟气阀门泄漏大的问题 水泥余热发电由于自身的特点，于水泥工艺阀门和火电厂风阀有着很大的差别。在水泥工艺线上，由于低价竞争，加上工艺对阀门的泄漏要求很低，使用介质温度低，介质对阀门的磨损比较小等特征，火电厂风门介质一般是常温，主要用于风量的调节。水泥余热发电的介质是烟气，温度高，并含有熟料粉尘和颗粒、速度快、负压大，如在余热发电也同样采用电厂风门和水泥厂的工艺阀门，势必造成阀板变形，出现阀板卡死，阀板很快就磨损，无法确保阀门的正常使用。目前大部分水泥余热发电项目当中，很多采用三轴和五轴百叶阀，该阀门泄漏率均在3~10%之间，损失了不少余热废气，并且影响锅炉检修时时间及检修安全性。烟道阀门存在的泄漏的问题归根结底是阀门的结构问题，目前关于水泥余热发电的烟道阀门，有着不同的说法，如采用百叶式主要考虑，阀板三叶或五叶式，受热面积小，不容易变形，也容易卡死，还能起到大致的调节作用，可由于叶片与叶片之间的空隙，长时间受到熟料粉尘的磨损，很快泄漏量逐渐增大，以及阀板变形后泄漏量更大；采用单片式主要考虑泄漏率小，调节精度比较好，（它在开度为30-60度的时候，是线性百分比的调节特性）但由于阀板重量较重，阀板面积比较大，存在的变形的可能性比百叶阀大，其它的性能都明显优于百叶式。我认为只要阀门生产厂家充分考虑其阀板和阀体的机械性能，解决好单板蝶阀的机械强度，就完全可以使减少阀板的变形量，能确保阀板在允许的范围内变化，达到确保阀门正常使用。我们在设计大口径阀门的阀板时采用三层甲龟式结构，该结构其强度非常高，不易变形，我们在数十个余热发电项目上采用单片式结构，至今没有出现阀板变形卡死，泄漏率低，调节性能好。由此可见，单片式结构烟道阀门并不是人们所担心的那样容易变形卡死，烟道阀门的卡死不一定就是阀板造成的，也可能是阀体的强度不够造成的，在这里我特别要强调的阀体的机械强度也是非常重要的，烟道阀门的阀体不但要承担压力的强度及自身的阀体强度，更重要的来自于管道本身选材比较薄、强度比较低、加上在高温情况下变形带动阀体变形，使阀板在变形的阀体内卡死。我在这里还的向设计单位和用户提个建议在安装管道的时候，要求在管道内加上梅花型支架，特别是在烟道阀门的两侧，确保管道在使用过程减少变形量，对烟道阀门的影响。 四、密封型烟道阀门 我们针对水泥余热发电烟气的特点，研究发明了一种泄漏率都小于0.5%的新型烟气切断阀门--即迷宫式金属密封蝶阀，该产品我们已经向国家申请发明专利。我认为除了篦冷机出风口烟道阀门采用百叶阀外，其他地方都可以使用迷宫式金属密封蝶阀。由于该阀门的密封结构是迷宫式密封环，该结构的密封原理是采用逐步减压和增加阻力原理，能起到良好密封效果，其泄漏率0.5%.因为迷宫式密封环受热胀冷缩和阀板小量变形对密封的影响很小，但是必须要保证阀体和阀板有足够的机械强度，我们认为烟道蝶阀改进为迷宫式金属密封蝶阀，是提高废气利用率的最有效方式，同时也是增加成本最少，见效最好的改进方式。 五、如何提高余热发电的效率 在目前成熟的余热发电的工艺和很高的锅炉热交换率的情况下，我认为充分利用余热废气率，是一个快速、简便、有效的设想，提高废气的利用率，首先要解决烟道阀门的泄漏率，它是唯一一个能提高废气的利用率，投资成本最低、效果最为显着的方法。余热发电具有较好的经济效益、社会效益、节能减排效果，得到广泛认可、正在大力推广使用，我国余热发电技术及工程实践也日日以完善，烟道阀门作为余热发电系统的重要设备，关系到水泥窑、余热发电的正常运行和检修，通过对烟道阀门的不断改进，减少泄漏、提高余热回收效率，提高阀门的使用寿命、运行的可靠性，对于提高我国纯低温余热发电技术及装备水平具有很大的意义，同时也为广大业主节约了生产成本。我们作为最早进入余热发电烟气阀门的生产厂家，愿意和各位专家、设计院、总包单位和广大业主合作，为水泥纯余热发电做出更大的贡献。 |
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