灰鎖上、下閥填料頻繁泄漏的治理與改善

劉志輝，宋軍麗

(河南煤氣(集團)義馬氣化廠，河南義馬 472300)

灰鎖上、下閥填料頻繁泄漏的治理與改善

劉志輝，宋軍麗

(河南煤氣(集團)義馬氣化廠，河南義馬 472300)

分析魯奇第Ⅳ代氣化爐灰鎖上、下閥填料頻繁泄漏的原因，找到應對措施，進而減少填料泄漏，保證氣化爐長周期安全穩定運行。

灰鎖上、下閥;填料;泄漏;治理和改善

企業采用的加壓氣化裝置是德國魯奇Ⅳ代氣化爐。灰鎖是氣化爐排灰的關鍵設備，灰鎖在正常運行時處于高溫、高壓、充滿灰塵蒸氣的狀態，這就要求灰鎖必須密封完好才能正常運行，而灰鎖的密封有機械密封(灰鎖上、下閥座閥頭處)、填料密封(上、下閥搖臂軸處)、油封(填料處)、法蘭密封(各管線法蘭處)，其中由于上下閥搖臂軸處的填料是灰鎖密封中最易出現泄漏的地方，一度給氣化爐連續高負荷運行帶來困難。為此經過反復分析、實踐改進，對減少填料泄漏次數取得了顯著效果。

1 灰鎖及灰鎖上、下閥傳動結構

1.1 灰鎖

氣化爐內碎煤燃燒后產生的灰排入灰鎖，灰鎖上部通過灰鎖上閥法蘭與氣化爐相連，下部通過灰鎖下閥法蘭與膨脹節相連。灰鎖參數Φ2600× 4 720，容積12 m3，溫度400℃，壓力3 080 kPa。灰鎖上、下閥桿以軸向固定在灰鎖軸線上帶動閥頭形成灰鎖上部和下部的密封，側向連接有膨脹冷凝器B007、灰鎖充壓管線及灰鎖上、下閥傳動軸。

1.2 灰鎖上、下閥傳動結構

灰鎖上、下閥傳動結構相同，這里以灰鎖下閥為例進行說明，灰鎖下閥傳動裝置由驅動裝置、外擺桿、傳動軸、內擺桿、閥桿組成。由于灰鎖是壓力容器，傳動軸穿過灰鎖壁進入灰鎖內部，內、外壓差大。在傳動軸在正常運轉動時，此處形成動密封;轉動軸不轉動時此處形成靜密封，因而對填料的密封要求高。灰鎖上、下閥填料作用既要保證爐內介質不外漏，又要使搖臂軸運動自如，原設計中此處填入石墨盤根再通入潤滑油，外面以壓蓋壓緊填料。石墨盤根是用石墨和纖維編制經壓制制成。

1.3 填料密封原理

填料是動密封的填充材料，用來填充填料室空間，以防止介質經由閥桿和填料室空間泄漏。義馬氣化廠車間使用的填料是石墨盤根，由柔性石墨編織經模壓而制成不同尺寸的環狀填料，表面再用潤滑劑、石墨粉和緩蝕劑處理而成，特別適用于高溫、高壓、惡劣環境下的各種裝置。具有良好的回彈性、化學穩定性，使用安裝方便，有自潤滑性好、耐腐蝕性強、耐磨性能優良的特點。其工作原理:石墨盤根填滿填料函與閥桿之間的間隙，其接合面上的凹凸不平，產生細小間隙，而由高溫、高壓密封油將全部凹陷間隙填平，形成與間隙相同的連續薄膜，同時與表面十分吻合。根據單分子膜理論，越薄的膜，復原能力越大，越有利于密封，因而使填料呈現出良好的密封效果。

2 灰鎖上、下閥泄漏原因分析

2.1 泄漏情況

在灰鎖正常排灰期間，灰鎖上、下閥不斷開關，傳動軸不斷傳動，填料持續磨損，進而造成填料泄漏，所以在正常運行期間也需要定期補加填料。一般石墨盤根密封填料設計壽命為半年，灰鎖溫度控制在320～350℃，潤滑油正常情況下最長使用時間達到7個月。但是自上半年以來，灰鎖上、下閥填料頻繁出現泄漏，氣化爐被迫多次降負荷，甚至因為泄漏嚴重，損壞填料函和傳動軸，必須停車才能處理。它雖然不是氣化爐關鍵設備，但是它卻關系到氣化爐能否連續運行。

填料一旦泄漏嚴重必須更換時，氣化爐必須拉灰和降到最低負荷以維持工況正常。另外，此處空間狹小、溫度高，增加檢修困難和勞動強度。

2.2 原因分析

2.2.1 灰鎖溫度高

65#汽缸油適用于蒸汽壓力為3 920 kPa以下，溫度為320～400℃，一旦高至潤滑油正常使用溫度(約400℃)，油揮發后造成填料干磨、變形，從而泄漏。灰鎖溫度高，主要是因為我廠所用原料煤不是單一煤種，即入爐煤存在多樣性，導致入爐煤的灰熔點各不相同。若入爐煤灰熔點相差較大(差值＞40℃)，就無法選擇最佳汽氧比，從而造成灰熔點低的煤易結渣，結渣部分影響氣化劑的均勻分布，容易出現氣化爐工況惡化，灰鎖溫度高。近期義馬氣化廠原料煤灰熔點如表1所示。

表1 原料煤灰熔點

從表1數據可知，灰熔點T1最大溫差110℃，T2溫差最大超過120℃，備煤配煤時兩種或兩種以上的原料煤灰熔點差異大就會造成工況惡化，出現灰鎖溫度高。

2.2.2 潤滑油油質差或潤滑油路堵

潤滑油銘牌數據如下:100℃時運動黏度45.70 mm2/s;閃點(開口)≥275℃，水分≤0.05%，機械雜質(質量分數)≤0.024%，灰分(質量分數)≤0.03%。

潤滑油形成的油膜使得填料有很好的密封效果，可以說整個填料的長期密封都是靠持續不斷的補充潤滑油形成油膜密封來維持的。潤滑油路堵或中斷，密封的油膜被破壞，填料會很快燒干、干磨形成泄漏;潤滑油油質差(也有因潤滑油加熱蒸汽損壞，蒸汽冷凝進入油箱，使油中含水量大)主要有閃點達不到要求、運動黏度小、所含機械雜質大，無法形成良好的油膜，最終泄漏。

2.2.3 填料質量差

車間使用的石墨盤根由柔性石墨和編織填料經壓制而成，一般可耐溫450℃。填料質量不合格:如機械強度不夠、易變形、化學穩定性差、耐高溫不夠、自潤滑性差、潤滑不均 、耐磨性能差、易磨損等，易造成泄漏。

2.2.4 搖臂軸及填料函缺陷

閥桿尺寸精度有偏差時，如閥桿安裝時偏離中心、軸承套磨損或者閥桿變形，這將導致閥桿做偏心運動，閥桿擠壓填料，使填料間隙變大，破壞填料和油膜，在高壓下形成泄漏。如果閥桿表面粗糙度較大，將引起閥桿和填料摩擦增大，加速填料磨損，減短填料使用壽命。搖臂軸及填料函缺陷，在灰鎖填料泄漏不能及時緊固的情況下，極易導致搖臂軸和填料函的破損，造成無法在線更換，必須停車后才能進行更換。

2.2.5 檢修人員未定期維護

在正常生產中發現設備長時間處于振動，會使得填料壓蓋螺栓松動，如果未及時緊固易造成泄漏;填料被長時間磨擦會有耗損，如未及時補加填料易造成泄漏;潤滑油路不暢如未及時疏通，易造成泄漏。

巡檢不到位。巡檢人員未能及時發現填料泄漏或者潤滑油路堵，使得填料泄漏變大，被迫降負荷更換。

3 治理與改善

通過對多次泄漏原因分析及論證后，決定在現今情況下實施以下幾方面治理和改善:

①盡可能地采購灰熔點相近的煤種(差異＜40℃)，若是灰熔點相差較大時，在煤場應該分開堆放，配煤時將灰熔點相近(＜40℃)的煤搭配。同一灰熔點區間的煤要使用一段時間后再轉為另一區間的煤，盡量避免頻繁切換，給氣化爐操作時選擇汽氧比造成困難，造成工況惡化。限定灰鎖操作溫度在320～370℃，防止灰鎖溫度高，超過潤滑油閃點加快潤滑油氣化，破壞油膜。

②更換潤滑油，提高潤滑油閃點溫度，必須要求廠家提供質量報告書，確保質量良好。更換的新潤滑油參數如下:100℃運動黏度64.97 mm2/s;閃點(開口)≥278℃，水分無;機械雜質(質量分數)≤0.023%，灰分(質量分數)≤0.03%。新潤滑油運動黏度更高，閃點溫度增加3℃，較以前的潤滑油整體性能有一定提高。

③購買有質量保障的填料，要求廠家提供質量報告書。

④提高搖臂軸和填料函備品備件質量。

⑤制定設備分級維保制度。為了提高氣化爐運行率，減少由于開停車造成的經濟損失。結合設備特點，對檢修過程中的每項步驟逐項細化，并加入檢修說明及技術參數，形成設備檢修作業指導書(檢修工序卡)，檢修作業時要求作業人員嚴格按照檢修工序卡中的項目步驟施工，并由專人確認;檢修結束后將檢修工序卡進行存檔以便日后檢修查看，以期提高檢修過程質量控制。

設備的良好運行與日常的維護保養是分不開的，再好的設備沒有細致的檢查和維護，也不能運行長久。由于專業劃分和技能的差異，日常的工藝巡檢所發現的問題都是較為明顯的設備故障。能夠在設備發生故障前或故障表現不明顯時，及時發現它并解決掉，則需要我們甄別重點，按照檢查設備的重點位置，結合其歷史檢修情況，制定檢查部位和檢查頻次，每次維保檢查按照確認單的形式進行仔細確認，以期通過上述措施延長氣化爐的運行周期。按周期巡檢一次重點部位，對螺栓、填料磨損、油路暢通等情況進行檢查維護。

⑥加強巡檢人員管理，落實重點部位。巡檢必須看到、聽到、摸到，及時發現填料的飄煙、漏氣、潤滑油箱油位低，及時發現油管脫落、油管漏點和安全閥起跳等現象，并及時整改完善。

4 治理效果

按照上述措施實行后填料泄漏治理效果良好，頻繁泄漏得到明顯遏制，近半年來沒有再出現灰鎖填料頻繁泄漏現象，檢修工作量明顯減小。氣化爐的連運和負荷率明顯提高，單爐負荷率均達到110%，四爐連運率達到98%，保障了氣化爐的長周期連續運行。

TQ050.7

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1003-3467(2014)05-0039-03

2014-02-08

劉志輝(1974-)，男，高級工程師，大專，從事煤化工生產技術管理工作，電話:(0398)5625516。