水泥純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)煙氣閥門存在問題及改進(jìn)探析

　　3月27日，第五屆純低溫余熱發(fā)電國際峰會上海隆重召開。瑞安市閥門一廠廠長陳秀林在會上作報告。以下為報告全文。

尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、女士們、先生們

　　大家好：

　　我是瑞安市閥門一廠陳秀林今天向大家就目前煙氣閥門存在問題及改進(jìn)意見在這里做簡單的介紹。

　　一、AQC爐篦冷機(jī)出風(fēng)口煙道閥門

　　目前大部分企業(yè)把該閥的閥體材質(zhì)采用碳鋼，閥板材質(zhì)采用碳鋼或不銹鋼，軸材質(zhì)采用2Cr13.但是由于水泥窯運(yùn)行經(jīng)常要根據(jù)三次風(fēng)溫度或熟料產(chǎn)量，來調(diào)節(jié)燃煤、調(diào)整篦床的走料厚度，在操作過程中極易出現(xiàn)料層太薄、使料層阻力變小、冷卻風(fēng)量增加、出現(xiàn)飛砂現(xiàn)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(fēng)口煙道閥門作為調(diào)節(jié)煙氣流量主要設(shè)備，因此一般該閥的閥板處在半開、半關(guān)狀態(tài)，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(jī)械強(qiáng)度下降一半以上，（426℃是碳鋼閥板的機(jī)械強(qiáng)度和其它機(jī)械性能下降一半）,如果介質(zhì)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(zhì)的閥板也只能9-12月給左右。當(dāng)閥板被磨損掉后，往AQC鍋爐煙氣量增大，引起蒸發(fā)量增加，影響鍋爐的正常運(yùn)行，篦輪機(jī)出風(fēng)口搶風(fēng)，影響水泥線二次風(fēng)、三次風(fēng)調(diào)節(jié)，嚴(yán)重影響了熟料線的正常生產(chǎn)，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(shè)計了特殊的閥板，鋼制閥板上進(jìn)行特殊處理，即閥板的迎風(fēng)面或雙面打上高強(qiáng)度耐磨澆注料，這是鋼制閥板只需確保其承受的風(fēng)壓和閥板自身重量的機(jī)械強(qiáng)度，表面的耐磨性能有高強(qiáng)度耐磨澆注料來確保，可以彌補(bǔ)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(jīng)在數(shù)十條5000t/d余熱發(fā)電工程上使用，效果顯著，深受用戶好評。

　　二、AQC鍋爐的出風(fēng)口煙道閥門

　　設(shè)在AQC鍋爐與電收塵器之間出風(fēng)口煙道閥門，目前都采用百葉閥，泄漏率比較高，當(dāng)鍋爐需要檢修而水泥生產(chǎn)線不停的時候，由于閥門的泄漏，還有一部分高溫?zé)煔鈴碾娛諌m器進(jìn)往鍋爐，使得檢修人員無法進(jìn)入鍋爐進(jìn)行檢修。在正常運(yùn)行時該閥都是全開的，只是在鍋爐檢修時關(guān)閉，它主要是切斷煙氣功能。針對這種情況，我們把該閥設(shè)計為插板閥結(jié)構(gòu)，在閥體上設(shè)有很寬的密封面，在插板和的閥體上設(shè)有特殊的夾緊密封結(jié)構(gòu)，使之在關(guān)閉插板的瞬間閥板越關(guān)越緊，同時在閥體的外部設(shè)有預(yù)備夾緊裝置，可以確保插板閥在關(guān)閉時密封可靠性。由于出風(fēng)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(jié)灰，因此我們在插板閥的底部設(shè)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(nèi)，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(shù)十條水泥窯余熱發(fā)電工程上使用，效果很好。

　　三、關(guān)于煙氣閥門泄漏大的問題

　　水泥余熱發(fā)電由于自身的特點，于水泥工藝閥門和火電廠風(fēng)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(zhì)溫度低，介質(zhì)對閥門的磨損比較小等特征，火電廠風(fēng)門介質(zhì)一般是常溫，主要用于風(fēng)量的調(diào)節(jié)。水泥余熱發(fā)電的介質(zhì)是煙氣，溫度高，并含有熟料粉塵和顆粒、速度快、負(fù)壓大，如在余熱發(fā)電也同樣采用電廠風(fēng)門和水泥廠的工藝閥門，勢必造成閥板變形，出現(xiàn)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(fā)電項目當(dāng)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(jié)底是閥門的結(jié)構(gòu)問題，目前關(guān)于水泥余熱發(fā)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(diào)節(jié)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(diào)節(jié)精度比較好，（它在開度為30-60度的時候，是線性百分比的調(diào)節(jié)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(yōu)于百葉式。我認(rèn)為只要閥門生產(chǎn)廠家充分考慮其閥板和閥體的機(jī)械性能，解決好單板蝶閥的機(jī)械強(qiáng)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(nèi)變化，達(dá)到確保閥門正常使用。我們在設(shè)計大口徑閥門的閥板時采用三層甲龜式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)其強(qiáng)度非常高，不易變形，我們在數(shù)十個余熱發(fā)電項目上采用單片式結(jié)構(gòu)，至今沒有出現(xiàn)閥板變形卡死，泄漏率低，調(diào)節(jié)性能好。由此可見，單片式結(jié)構(gòu)煙道閥門并不是人們所擔(dān)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(qiáng)度不夠造成的，在這里我特別要強(qiáng)調(diào)的閥體的機(jī)械強(qiáng)度也是非常重要的，煙道閥門的閥體不但要承擔(dān)壓力的強(qiáng)度及自身的閥體強(qiáng)度，更重要的來自于管道本身選材比較薄、強(qiáng)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(nèi)卡死。我在這里還的向設(shè)計單位和用戶提個建議在安裝管道的時候，要求在管道內(nèi)加上梅花型支架，特別是在煙道閥門的兩側(cè)，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(fā)電煙氣的特點，研究發(fā)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(chǎn)品我們已經(jīng)向國家申請發(fā)明專利。我認(rèn)為除了篦冷機(jī)出風(fēng)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(jié)構(gòu)是迷宮式密封環(huán)，該結(jié)構(gòu)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(huán)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(jī)械強(qiáng)度，我們認(rèn)為煙道蝶閥改進(jìn)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(jìn)方式。

　　五、如何提高余熱發(fā)電的效率

　　在目前成熟的余熱發(fā)電的工藝和很高的鍋爐熱交換率的情況下，我認(rèn)為充分利用余熱廢氣率，是一個快速、簡便、有效的設(shè)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(fā)電具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、節(jié)能減排效果，得到廣泛認(rèn)可、正在大力推廣使用，我國余熱發(fā)電技術(shù)及工程實踐也日日以完善，煙道閥門作為余熱發(fā)電系統(tǒng)的重要設(shè)備，關(guān)系到水泥窯、余熱發(fā)電的正常運(yùn)行和檢修，通過對煙道閥門的不斷改進(jìn)，減少泄漏、提高余熱回收效率，提高閥門的使用壽命、運(yùn)行的可靠性，對于提高我國純低溫余熱發(fā)電技術(shù)及裝備水平具有很大的意義，同時也為廣大業(yè)主節(jié)約了生產(chǎn)成本。我們作為最早進(jìn)入余熱發(fā)電煙氣閥門的生產(chǎn)廠家，愿意和各位專家、設(shè)計院、總包單位和廣大業(yè)主合作，為水泥純余熱發(fā)電做出更大的貢獻(xiàn)。

　　謝謝大家！歡迎大家到我們?nèi)鸢彩虚y門一廠做客！