圆顶阀在高炉重力除尘器卸灰的成功应用
1 前言
高炉重力除尘器卸灰一般采用手动卸灰阀门，手动卸灰阀门存在开关费力、使用寿命低、必 须现场作业的缺点，一般手动卸灰阀门的使用寿命为高炉的一个检修周期（3个月左右），手动 卸灰阀门密封面极易磨损造成阀门内泄，严重威胁高炉的稳定生产，同时阀门内泄出的介质为高 炉荒煤气，存在较大的安全隐患，通过对工况进行分析后高炉重力除尘器卸灰引入了复合型圆顶阀，复合型圆顶阀具有使用寿命高、可远程操作的优点，复合型圆顶阀的成功应用为高炉重力除尘器提供了一种新型的卸灰装置。
2 高炉重力除尘器卸灰情况的简介
高炉冶炼过程中同时生成大量的粉尘及煤气，高炉冶炼产生的粗煤气经重力除尘器出口管道排出，而大部分的粉尘经重力除尘器卸灰阀门排出，由于粉尘温度高颗粒细对重力除尘器卸灰球阀磨损较大，一般的重力除尘器手动卸灰阀门使用寿命只有3-5个月，因此每次高炉检修都要对重力除尘器手动卸灰球阀进行更换，为了延长卸灰球阀的使用寿命，为职工创造安全的工作环境，经过与专业厂家技术交流，重力除尘器卸灰决定采用圆顶阀，考虑实际工况在单独圆顶阀的基础上，增加了气灰分离装置，重力除尘器卸灰时气灰分离装置对圆顶阀起到了保护作用，同时由于圆顶阀的特殊工作原理，使重力除尘器卸灰时阀门的寿命得到了成倍的延长。
2.1 重力除尘器卸灰的工艺参数。
2.2 重力除尘器手动卸灰阀门磨损的机理
重力除尘器手动卸灰球阀采用金属口密封，阀门开关时阀门球体密封面与阀体密封面直接 摩擦，由于重力除尘器内部介质温度高且重力除尘器卸灰时重力除尘器内部为 0.2MPa 的压力， 除尘器手动卸灰球阀带压开关阀门，带压进行除尘器卸灰，综合上述原因手动卸灰球阀球体与 阀体密封面极易磨损，造成手动卸灰阀内泄。
图一：手动卸灰阀阀体密封面 图二：手动卸灰阀球体密封面
该结构形式的手动卸灰阀使用寿命只有3-5个月，每次检修都要对卸灰球阀进行更换，严重威胁了高炉的稳定生产 。
3 复合型圆顶阀的工作原理
3.1 圆顶阀的工作原理：
圆顶阀阀芯是一个球面圆顶，圆顶阀在 开关过程中，阀芯与 橡胶 密封圈间保持一定的间隙，使阀芯与 橡胶密封圈可以无接触的方式运动，目的是使阀芯与橡胶密封圈之间不产生磨擦，减少磨损。圆顶阀的气动执行元件为全密封直线或扇形气缸，直接驱动圆顶阀转动，有效地防止了灰尘进入其中造成磨损、泄漏等现象的发生。当圆顶阀处于关闭状态时，橡胶密封圈充气、膨胀，紧紧地压在球面圆顶阀芯上，从而形成一个非常可靠密封环带，阻止了管道内物料的流动。
圆顶阀橡胶密封圈采用特种橡胶制成，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐老化等特点，使 用寿命长。阀门开启时，料口全流通无阻挡。
圆顶阀适用于通过松散、干燥、非粘性、可流动的固体物料密封输送系统.。
3.2.圆顶阀的结构及密封原理
圆顶阀充气式柔性密封副由圆顶阀阀座、金属夹紧圈、V 形柔性圈和半球形阀瓣组成。夹紧圈与阀座采用内六角螺钉连接。在装配时，先把 V 形弹性密封圈镶入阀座内，再用夹紧圈夹紧 阀座，并保证半球形阀瓣和 V 形柔性圈间隙为 0.2～0.5 mm，以达到非工作条件下，消除摩擦， 从而延长密封圈的使用寿命，提高圆顶阀的使用价值。
图三 ：圆顶阀结构示意图
圆顶阀在阀门打开时 V 形柔性圈首先排气 V 形柔性圈与半球形阀瓣脱离，之后气动装置驱 动阀芯转动阀门打开，阀门关闭时 V 形柔性圈与半球形阀瓣仍然保持脱离状态，阀芯关闭后 V 形柔性圈开始充气，V 形柔性圈与半球形阀瓣接触起到密封作用。
V 形柔性圈充气压力比重力除尘器工况压力大 0.15-0.2MPa。
图四：V 形柔性圈排气状态 图五：V 形柔性圈充气状态
3.3 复合型圆顶阀结构及工作原理
重力除尘器瓦斯灰温度高颗粒细，圆顶阀在此工况下容易造成 V 形柔性圈与半球形阀瓣的磨损，在此条件下在圆顶阀的上方增加了一套气灰分离装置，气灰分离装置将大部分的瓦斯灰截留， 并通过控制圆顶阀与气灰分离装置的动作顺序起到保护圆顶阀 V 形柔性圈与半球形阀瓣的作用， 确保了圆顶阀的密封效果并延长了圆顶阀的使用寿命。
图六 气灰分离装置结构
复合型圆顶阀在阀门开启时圆顶阀 V 形柔性圈首先排气，V 形柔性圈与半球形阀瓣脱离，之后气动装置驱动阀芯转动阀门打开，5 秒后气灰分离装置开启，重力除尘器开始卸灰，卸灰完毕时气灰分离装置关闭，将瓦斯灰截留，10 秒后圆顶阀阀芯关闭之后 V 形柔性圈充气，完成阀门密封。
由于增加了气灰分离装置使圆顶阀阀芯开关及 V 形柔性圈充气均在无灰尘的工况下动作，减少了阀门密封面的磨损，延长了阀门的使用寿命，现场应用的复合型圆顶阀使用寿命已达到 2 年。
4 结束语