煤化工飞灰储罐锁斗阀技术改造

    1 概述
    煤化工气化装置飞灰气提冷却罐V1504A到中间飞灰储罐V1505A的下灰锁斗控制阀是一台带有气动活塞式执行机构的硬密封切断球阀。该阀使用中经常出现卡塞和无法动作等故障，无法下灰，造成气化炉加不上负荷，引起气化炉停车，从而使整个系统停车。该阀门经几次检修，查找原因，但始终未解决问题，严重制约了正常生产。
    2 故障原因分析
    2.1 阀体加工误差
    气动球阀是由气缸通过传动轴带动阀杆动作，从而带动球体绕阀体垂直中心线作90°旋转，实现球阀的开启或关闭。所以气动球阀球体与阀座的加工精度要求较高，球体的圆度误差应<31μm。经过分析和测量，该球体的圆度误差为2.4mm。由于严重超差，球体在工作时无法保证准确的中心位置，造成了阀门开启或关闭时的附加力矩，使阀门操作扭矩增加，操作性能下降，导致阀门无法正常工作。
    2.2 配合间隙大
    气动阀门的执行机构与球体由力矩传递轴连接，球体下端由定位轴定位，检查后发现传递轴与气缸及球体的连接部分配合间隙过大，定位轴的设计也不合理，造成球体不能开关到位。
    2.3 阀座弹簧失灵
    气动球阀采用球体固定结构，因此，球体受压后不产生移动。阀座采用弹簧浮动结构，由阀座背面的弹簧加载，关闭或开启时阀座产生移动，以保证良好的进出口双向密封性能。但是该阀解体时发现，阀座弹簧腔内积满了灰尘，使弹簧失去了弹性作用，开启时阀座与球体不能迅速脱离，而使浮动阀座变成了固定阀座，又增加了阀门的操作力矩。
    3 结构改进
    针对引起气动球阀故障的原因，对阀门结构做了改进（图1）。

1.改造后去除量1/2e 2.弹簧腔 3.改造后增加防尘罩 4.偏移量e 5.阀后定位轴销 6.阀后密封环
7.球体 8.阀体 9.阀座 10.汽缸力矩传递轴 11.填料 12.填料压盖 13.增加1/2e偏量
图1调节阀改进后结构

    3.1 阀座
    针对球体圆度误差大而造成的球体不对中情况，在无法对球体处理的情况下，对球体误差大的一侧阀座背面进行了改进，消除了因为球体的圆度误差而造成的操作扭矩的增加。
    3.2 传动轴
    对气缸力矩传递轴端部进行堆焊加工处理，使传递轴与气缸、球体都能配合良好，同时对传递轴又进行了偏心处理，定位轴上增加了铜合金套，替代传统的不锈钢套或四氟套。这样既保证了球体能够开关到位，又保证了传递轴、球体和定位轴同心，在一定程度上消除了球体圆度误差造成的影响。
    3.3 防尘
    阀座在受压时移动，应保证弹簧的弹性。为达到这个目的，弹簧腔内不应进入和存有灰尘杂质。
    经过多次试验，在阀座的导向部分和背面增加了防尘装置，使阀座移动时弹簧腔不能进灰尘，保护了弹簧性能，减小了阀门动作时的操作力矩，使控制阀正常工作。
    4 结语
    通过对控制阀门15XV-0015进行的结构改进，取得了良好的效果，延长了阀门的使用寿命，为煤化工装置长周期安全运行提供了保证。