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水泥純低溫余熱發電系統煙氣閥門存在問題及改進探析

發布時間:2009-04-06 來源地:

一、AQC爐篦冷機出風口煙道閥門   目前大部分企業把該閥的閥體材質采用碳鋼,閥板材質采用碳鋼或不銹鋼,軸材質采用2Cr13.但是由于水泥窯運行經常要根據三次風溫度或熟料產量,來調節燃煤、調整篦床的走料厚度,在操作過程中極易出現料層太薄、使料層阻力變小、冷卻風量增加、出現飛砂現象,由于飛砂都是熟料顆粒和粉塵,顆粒的具有溫度高、硬度高,由于出風口煙道閥門作為調節煙氣流量主要設備,因此一般該閥的閥板處在半開、半關狀態,氣流一般是直接沖刷在閥板上,同時碳鋼閥板或不銹鋼閥板,在高溫情況下,其機械強度下降一半以上,(426℃是碳鋼閥板的機械強度和其它機械性能下降一半),如果介質溫度在小于400℃時和篦床上的物料層比較厚,煙氣里帶有小量顆粒時,使用該材料一般沒有問題。但煙氣溫度比較高,篦床上的物料薄,煙氣里帶有飛沙時,一般碳鋼閥板只能使用三給月左右,一般不銹鋼材質的閥板也只能9-12月給左右。當閥板被磨損掉后,往AQC鍋爐煙氣量增大,引起蒸發量增加,影響鍋爐的正常運行,篦輪機出風口搶風,影響水泥線二次風、三次風調節,嚴重影響了熟料線的正常生產,目前這種情況是普遍存在的問題。為了徹底解決這個問題,我們設計了特殊的閥板,鋼制閥板上進行特殊處理,即閥板的迎風面或雙面打上高強度耐磨澆注料,這是鋼制閥板只需確保其承受的風壓和閥板自身重量的機械強度,表面的耐磨性能有高強度耐磨澆注料來確保,可以彌補鋼制閥板在高溫情況下耐磨性能的缺陷,可大大提高閥板的使用壽命。該閥門已經在數十條5000t/d余熱發電工程上使用,效果顯著,深受用戶好評。   二、AQC鍋爐的出風口煙道閥門   設在AQC鍋爐與電收塵器之間出風口煙道閥門,目前都采用百葉閥,泄漏率比較高,當鍋爐需要檢修而水泥生產線不停的時候,由于閥門的泄漏,還有一部分高溫煙氣從電收塵器進往鍋爐,使得檢修人員無法進入鍋爐進行檢修。在正常運行時該閥都是全開的,只是在鍋爐檢修時關閉,它主要是切斷煙氣功能。針對這種情況,我們把該閥設計為插板閥結構,在閥體上設有很寬的密封面,在插板和的閥體上設有特殊的夾緊密封結構,使之在關閉插板的瞬間閥板越關越緊,同時在閥體的外部設有預備夾緊裝置,可以確保插板閥在關閉時密封可靠性。由于出風口煙道的煙氣中含一定灰塵量,長期使用能在插板閥的底部結灰,因此我們在插板閥的底部設置清灰口,隨時可以打開清理,因此該插板閥的泄露率能確保在小于0.1%范圍內,是目前百葉閥無法比擬的,給鍋爐檢修帶來了方便和安全保證。通過在數十條水泥窯余熱發電工程上使用,效果很好。   三、關于煙氣閥門泄漏大的問題   水泥余熱發電由于自身的特點,于水泥工藝閥門和火電廠風閥有著很大的差別。在水泥工藝線上,由于低價競爭,加上工藝對閥門的泄漏要求很低,使用介質溫度低,介質對閥門的磨損比較小等特征,火電廠風門介質一般是常溫,主要用于風量的調節。水泥余熱發電的介質是煙氣,溫度高,并含有熟料粉塵和顆粒、速度快、負壓大,如在余熱發電也同樣采用電廠風門和水泥廠的工藝閥門,勢必造成閥板變形,出現閥板卡死,閥板很快就磨損,無法確保閥門的正常使用。目前大部分水泥余熱發電項目當中,很多采用三軸和五軸百葉閥,該閥門泄漏率均在3~10%之間,損失了不少余熱廢氣,并且影響鍋爐檢修時時間及檢修安全性。煙道閥門存在的泄漏的問題歸根結底是閥門的結構問題,目前關于水泥余熱發電的煙道閥門,有著不同的說法,如采用百葉式主要考慮,閥板三葉或五葉式,受熱面積小,不容易變形,也容易卡死,還能起到大致的調節作用,可由于葉片與葉片之間的空隙,長時間受到熟料粉塵的磨損,很快泄漏量逐漸增大,以及閥板變形后泄漏量更大;采用單片式主要考慮泄漏率小,調節精度比較好,(它在開度為30-60度的時候,是線性百分比的調節特性)但由于閥板重量較重,閥板面積比較大,存在的變形的可能性比百葉閥大,其它的性能都明顯優于百葉式。我認為只要閥門生產廠家充分考慮其閥板和閥體的機械性能,解決好單板蝶閥的機械強度,就完全可以使減少閥板的變形量,能確保閥板在允許的范圍內變化,達到確保閥門正常使用。我們在設計大口徑閥門的閥板時采用三層甲龜式結構,該結構其強度非常高,不易變形,我們在數十個余熱發電項目上采用單片式結構,至今沒有出現閥板變形卡死,泄漏率低,調節性能好。由此可見,單片式結構煙道閥門并不是人們所擔心的那樣容易變形卡死,煙道閥門的卡死不一定就是閥板造成的,也可能是閥體的強度不夠造成的,在這里我特別要強調的閥體的機械強度也是非常重要的,煙道閥門的閥體不但要承擔壓力的強度及自身的閥體強度,更重要的來自于管道本身選材比較薄、強度比較低、加上在高溫情況下變形帶動閥體變形,使閥板在變形的閥體內卡死。我在這里還的向設計單位和用戶提個建議在安裝管道的時候,要求在管道內加上梅花型支架,特別是在煙道閥門的兩側,確保管道在使用過程減少變形量,對煙道閥門的影響。   四、密封型煙道閥門   我們針對水泥余熱發電煙氣的特點,研究發明了一種泄漏率都小于0.5%的新型煙氣切斷閥門--即迷宮式金屬密封蝶閥,該產品我們已經向國家申請發明專利。我認為除了篦冷機出風口煙道閥門采用百葉閥外,其他地方都可以使用迷宮式金屬密封蝶閥。由于該閥門的密封結構是迷宮式密封環,該結構的密封原理是采用逐步減壓和增加阻力原理,能起到良好密封效果,其泄漏率0.5%.因為迷宮式密封環受熱脹冷縮和閥板小量變形對密封的影響很小,但是必須要保證閥體和閥板有足夠的機械強度,我們認為煙道蝶閥改進為迷宮式金屬密封蝶閥,是提高廢氣利用率的最有效方式,同時也是增加成本最少,見效最好的改進方式。   五、如何提高余熱發電的效率   在目前成熟的余熱發電的工藝和很高的鍋爐熱交換率的情況下,我認為充分利用余熱廢氣率,是一個快速、簡便、有效的設想,提高廢氣的利用率,首先要解決煙道閥門的泄漏率,它是唯一一個能提高廢氣的利用率,投資成本最低、效果最為顯著的方法。余熱發電具有較好的經濟效益、社會效益、節能減排效果,得到廣泛認可、正在大力推廣使用,我國余熱發電技術及工程實踐也日日以完善,煙道閥門作為余熱發電系統的重要設備,關系到水泥窯、余熱發電的正常運行和檢修,通過對煙道閥門的不斷改進,減少泄漏、提高余熱回收效率,提高閥門的使用壽命、運行的可靠性,對于提高我國純低溫余熱發電技術及裝備水平具有很大的意義,同時也為廣大業主節約了生產成本。我們作為最早進入余熱發電煙氣閥門的生產廠家,愿意和各位專家、設計院、總包單位和廣大業主合作,為水泥純余熱發電做出更大的貢獻。


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