高炉煤气放散阀密封结构的改进

高炉煤气放散阀密封结构的改进 52 冶金力 METALLURG1CALFOWER 2005年第6期 总第112期 高炉煤气放散阀密封结构的改进 朱俊 (马鞍山钢铁股份有限公司第一炼铁总厂,安徽马鞍山243000) 【摘要】高炉煤气放散阀的密封性能好坏直接影响阀的使用寿命,通过对内开式放散阀的结构合理性 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,利用曲折的导气沟槽来改进其密封结构,提高使用寿命. 【关键词】放散阀;密封;改进 【中图分类号】X757【文献标识码】B【文章编号】1006—6764(2005)06—0052-03 ImprovementofSealStructureofBlastFurnaceGasBleedingValve ZHUJun (No.,IronPlant,MaanshanIron&SteelCo.,,,Maanshan,Anhui243000) 【Abstract】Sealpropertyofablastfurnacegasbleedingvalvehasanimportanteffect onservicelifeofthevalve.Onthebasisofanalyzingstructurereasonablenessoftheinternal open-typebleedingvalve,thebendinggasguidingchannelisusedtoimprovethesealstruc- tureSOastoincreasetheservicelife. 【Keywords】bleedingvalve;seal;improvement 1概述 高炉生产中煤气放散阀是为了适应高炉休风时 能迅速地将煤气排人大气中而设置的.当高炉休风 时,打开放散阀并通入蒸气可将煤气驱人大气中.煤 气放散阀的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 主要需考虑到操作稳定可靠.密封 性能良好.煤气放散阀的良好密封性能需从三方面 人手:一是结构形式,常见的有内开式,外开式和垂 直开启式;二是需使阀盖,阀座具有良好的对中性, 减少在高温工作时产生的变形;三是选用性能良好 的密封结构和密封材料.煤气放散阀的密封性能好 坏将直接影响其使用寿命,阀的破坏往往是由于以 上这几个方面出现问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,最终导致阀盖,阀座之间密 封不严,煤气夹杂粉尘冲刷缝隙,导致阀盖阀座接合 面迅速磨损以致不能正常工作,影响高炉正常生产. 2设备情况 马钢第一炼铁总厂目前都是300m3左右的中 小型高炉,随着冶炼强度的不断提高,高风温,高压 操作,富氧大喷煤等措施对高炉设备的使用寿命问 题造成了极大的冲击,尤其是对高炉放散阀,我厂普 遍采用的是垂直开启式放散阀,如图1所示,此种放 散阀结构简单,为了防止对中性差,其盖座结合面都 加工成球面.但其最大缺点是开关不严,是通过臂杆 上的配重砣的自重来关闭阀门的,当炉顶压力增大 到一定程度时,放散阀会被顶开,造成气流对其直接 冲刷损坏,此外放散开启时,阀盖转角很难达到 90.,不可避免地存在粉尘对阀盖的冲刷破坏,因此 炉顶放散阀的寿命都不长,而更换放散阀高炉必须 休风,于是要么打乱正常计划,不惜代价对其进行更 换,要么就任其吹损泄漏,其结果是影响高炉炉顶压 力,造成产量下降,另外对环保也不利.针对以上情 况采用一种适合高压操作的放散装置就势在必行. 除增大管径和采用均压装置以外,就放散阀本身而 言,采用内开式放散阀也是较为可行的办法. 图1垂直开启式煤气放散阀 3内开式放散阀结构合理性分析 3.1结构 2005年第6期 总第112期 冶金动力 METAI_LURGICALP()W.ER53 内开式放散阀(如图2),气流方向与阀盖关闭 方向一致,而开盖时与气流方向相反,不会因压力过 大而使放散阀自动开启,属于强迫开启式,比较适用 于高压操作,其传动结构如图3.通过传动结构带齿 条滑道3内滑动,使齿轮5和轴6转动,致使阀盖2 开闭.阀盖2与阀座7之间的配合形式如图2所示. 图2内开式煤气放散阀结构形式示意图 . s 2 , . \. 虽然阀盖不会因炉内压力的增大而被顶开.但 是炉顶的高压煤气会在阀盖,阀座的密封结合面处 产生一环形气流,对阀盖产生冲刷和剪切.长此以往 就会形成在结合面上产生高炉煤气流夹着粉尘颗粒 及炉料高速流通的导气沟道,从而加速盖,座之间密 封结合面的磨损与破坏,直接影响阀的寿命.因此我 们可考虑对阀盖,座密封结合面的结构加以改进,如 图4所示.下面对改进后的受力情况进行定量的分 析与计算. 图4改进后内开式放散阀阀盖座结合面及有关计算示意图 3.2受力分析 (1)如图4是改进后的放散阀盖,座结合面的有 关受力计算示意图. (2)以管径40o为例,其结合面受力分析如图5. R Ry 图5改进后内开式放散阀阀盖阀座流体分离体受力分析图 以1—1,2—2有效断面的流体为分离体.1—1 断面的中心点的压力为P】,2—2断面中心点的压力 为P2,阀座对流体的作用力为尺,由此作出流体分离 体的受力分析图. 目前我厂中型高炉炉顶压力平均为2k~cm2 左右. Pl=2x9.8/10-4N/M2—2xl05N/m2 另1=4m/s 煤气密度:p=1.293kg/m3 煤气重度:y=12.684N/m3 煤气环流在1—1断面的面积: A1=q’r/4~(Ol2-d12)=3.14/4x(0.452一O.44=1.41xl0-3m 煤气环流在2—2断面的面积: A2=订.,4×2222)=3.14/4x(0.402-0.39=1.25x10.m2 煤气环流流量: Q=V1xA1--4x1.41x10~=5.64x10-~ms 根据不可压缩流体稳定流动总流连续性方程, 则V~=Q/A2=5.64x10/1.25x10-3=4.499m/s 根据流动方面改变的局部阻力系数中弯头的局 部阻力系数经验公式近似计算: 设=O.03,且随锥角的减少而增大.所以流体运 动的局部损失为: hj=~xv?/2O.03x4.499~2x9.8=0.0304m(忽略 此处流体运动的沿程损失). 根据紊流气体的伯努利方程.得 Pl+rxV1212g=P2+rxV212g+rxhj 因rlg----p.得 Pz=Pj+pxV12,2×22,2-rxhj =2xl05+1.293x4V2—1.293x4.4992/2—12.684x 0.0304=199996.87N/m2 轴方向的外力有: (1)流体压力I=O,F~=-/92xA2xcosO (2)阀座对流体的作用力(对于整个环流尺), 冶金动力 METAILURGICALPOWER 2005年第6期 总第112期 所以针对环形流体来说轴方向无动量变化. Y轴方向的外力有(不计流体重量): (1)流体压力FIy=P1xA】,一P2xA2xsin0 (2)阀座对流体的作用力尺 根据流体动力学动量方向在Y轴上的投影式, 得,一-R=pxQx(v2xsin0-V1) 得d~y=PixA广尸2xA2~sino-pxQx(v2xsin0一VI) :2xlOS~1.41×10一19999687x1.25x10弓~sin60.一 1.293~5.64x10-~(4.499xsin60.一4)65.5N 即.整个环流对阀座的作用力T=R=65.5N,与 尺方向相反. 在阀盖,座结合面的剪切力为: Tl=TxsinO=65.5xsin60.=56.7N 改进前的阀盖,座密封结合面的剪切力可以近 似为(忽略动量的增量): t=P1xA2=2xl05x1.25~10-3=250N ~/t=56.7/250xl00%=22.69% 3.3定量分析结论 改进后的阀盖,阀座密封结合面的剪切力将是 改进前剪切力的22.69%,由此可见,在相同工况下, 改进后的结构理论上将大大缓解高炉煤气对放散阀 盖座结合面的冲刷.有效地延长设备使用寿命.当 然.锥角0的最终确定须结合生产工艺,实际参数测 算而定,在此我们设定为60.. 4结语 综上所述,利用曲折的导气沟槽来改进内开式 放散阀的密封结构,能够有效地提高其寿命,给生产 和维护都提供了极大的方便.随着液压系统的逐步 运用和冶炼强度不断提高,这种放散阀会越来越显 示其特有的优越性.收稿日期:2005—07—12 作者简介:朱俊(1969一),男,1992年毕业于华东冶金学院, 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师, 现从事机械检修工作 (上接第46页)汽化冷却带走热:0.232GJ/t坯; 炉门溢气热焓:2010kJ/m; 加热炉产量:95t/h. 炉子热平衡: 热收入项:燃料燃烧放热:1.331GJ/t坯,100%. 各个热支出项及占百分比情况如下: 出炉钢坯带走热:0.759GJ/t坯,占57%; 排烟带走热:0.075GJ/t坯,占5.63%: 汽化冷却带走热:0.232GJ/t坯.占17.43%: 炉体散热:0.042GJ/t坯.占3.2%: 炉头溢气散热:0.087GJ/t坯.占6.54%: 炉头辐射散热:0.039GJ/t坯.占2.92%: 炉尾辐射散热:0.018GJ/t坯.占1.34%: 其他热损失:0.079GJ/t坯,占5.94%: 合计:1.331GJ/t坯,占100%. 4.2效益分析 蓄热式高温空气燃烧技术应用马钢中板加热炉 后,经过近一年多的顺利运行,发现其增产,提高成 材率,提高作业率,节能降耗效果都较明显.具体经 济效益如下: 4.2.1节约煤气效益 2003年1—8月使用混合煤气吨材单耗1.708 GJ,混合煤气单价为21元/GJ,则吨材耗煤气费用为 35.87元. 2004年l一8月采用蓄热式高温空气燃烧技术. 使用高炉煤气吨材单耗1.621GJ,高炉煤气单价为 5元/GJ,则吨材耗煤气费用为8.2元,每吨材可节约 煤气费为27.67元,中板在2004年生产板材为100 万吨,则全年可节约煤气费2700万元. 4-2-2降低氧化烧损效益 改进后的加热炉缩短了钢坯在炉时间.并采用 蓄热式燃烧技术可减少氧化烧损,保守估计为 0.25%,每吨热钢坯与可回收利用的氧化铁皮价格 差1200元/t,产量100万t计算,则每年可增加效益 lOOxO.25%x1200=300万元. 4.2.3其他效益 实际生产过程中,因钢坯加热质量的提高,还可 减少整个生产线的故障和轧辊的消耗.2003年18 月与2004年l一8月统计报 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 见表1. 表1两年1,8月生产统计报表 5结束语 马钢中板采用的三排道内置通道蓄热式高温空 气燃烧加热炉,通过一年多实际运行证明,低热值高 炉煤气同空气双预热1000oC的蓄热式高温空气燃 烧技术是成熟可靠的,节能效果明显,还能实现加热 炉的”高产量,高效率,高加热质量”,具有很好的推 广价值. 收稿日瑚:2005—09—09 作者简介:陆强(1968一),男,1992年毕业于马钢职工大学机械自动 化专业,工程师,现从事设备管理工作