摘  要  通过对杠杆配重式煤气放散阀和盘式煤气放散阀结构特点的对比分析，为适应高炉开炉、停炉、休复风、事故状态下休风时煤气放散阀能满足炼铁生产工艺和安全的需要，而选择方便操作、易维护、密封可靠性强的盘式煤气放散阀。

关键词  煤气放散阀  结构特点  密封可靠性  应用

概述  在高炉生产过程中会产生大量的含尘煤气――高炉煤气，其含尘浓度一般高达8～10g/m³，且灰尘颗粒大而坚硬。根据炼铁生产工艺及安全的需要，高炉开炉、停炉、休复风、事故状态下休风时，都需要对高炉内含尘煤气进行放散，煤气放散是通过炉顶煤气放散阀来完成的。因此，对煤气放散阀的操作性、密封性、使用寿命方面都有较高的工艺要求。

1  杠杆配重式煤气放散阀与盘式煤气放散阀的对比

1.2  杠杆配重式煤气放散阀

    目前国内大多数高炉炉顶煤气放散阀都是采用杠杆配重式煤气放散阀，该阀由阀盖、阀座、阀体、杠杆及配重等组成，放散煤气时通过卷扬装置驱动杠杆将阀盖打开，在2007年前，昆钢2号（300m³）、3号（380m³）、4号（380m³）、5号（700m³）高炉均采用这种煤气放散阀（∮550，设计工作压力为0.07MPa，阀盖开启角度为90°），如结构示意图1：

由于这种放散阀放散时煤气流垂直朝上，加上煤气含尘浓度大，且放散过程中每一瞬间都含有灰尘颗粒，因此，一些灰尘颗粒不可避免地落在阀座上，使阀座表面积灰。在关闭放散阀时，由于回转半径不同，致使阀盖与阀座圆周方向不能同时接触，随着阀盖与阀座的逐渐接触，放散面积减小，夹带灰尘颗粒的煤气流速加快，冲击力变大，易使阀盖与阀座较迟接触的部位因过多地受到冲击而吹损；同时，该煤气放散阀关闭时通过杠杆另一端的平衡配重压紧阀盖，实现阀门的密封，这种密封存在的问题是放散阀系统结构松散，阀盖与阀座的对中性差，易造成密封面的磨损和介质的泄漏，影响放散阀的密封可靠性，降低放散阀的使用寿命，如结构示意图2：（该图为∮550放散阀阀盖、阀座密封局部图，图中阴影部分为阀盖、阀座配合密封面，加工时先在阀盖、阀座配合段先铣出深3mm、弧长L＝50mm的一段槽，之后堆焊耐磨硬质合金，最后阀盖、阀座配合面“配研加工”）

此外 ，该煤气放散阀放散时气流垂直向上属单嘴喷发，噪声较大，对周围环境造成一定的噪声污染。

    随着近年来昆钢小高炉冶炼强度的增加，高炉鼓风机能力的加大，炉顶顶压的上升（如：四高炉通常使用D2000风机，炉顶顶压在0.09～0.12MPa，已超出原放散阀设计0.07MPa的水平），这种放散阀在每次高炉休复风后，存在泄漏现象，甚至吹穿，这对高炉操作及周边环境都带来一定影响，在处理泄漏故障时还存在安全隐患，已不再适应炼铁生产工艺及安全的要求，虽对该阀采取一定的措施（如：配重加大、密封面涂胶处理），但效果不明显。为此，针对该放散阀存在的缺点，为适应炼铁生产工艺及安全的要求，对该放散阀进行重新选型。

1.2  盘式煤气放散阀

     新型盘式煤气放散阀由秦皇岛冶金机械有限公司设计制造，已获国家专利。

     盘式煤气放散阀阀体为圆筒形，阀体由上、下两部分经螺栓连接而成，便于加工和装配，如结构示意图3。其结构特点：在阀体的上端设置有阀盖，在阀体的一侧与阀体固定相接有由相对于阀体中心线对称设置的两竖向支板构成的支座，在支座的上方横向设置有转臂，转臂呈U形，转臂一侧的两分支端分别经销轴铰连接在支座两支板的上部，另一侧在阀盖的上方与阀体及阀盖同轴心竖向穿装有导杆。在导杆的上端依次配连接螺母、碟形弹簧、具有圆弧形配合面凹形轴瓦和凸形轴瓦。 在螺母与弹簧之间加装有弹簧护套，凹形轴瓦与弹簧之间加装弹簧座。 在转臂的下面经开设在转臂上的嵌槽装配有外球面瓦座，与外球面瓦座相配合设置有套装在导杆上的内球面瓦座，导杆的下端经方形导杆凸头与阀盖下端方槽的配合连接阀盖。由弹簧和两组球面配合副组成的导杆连接结构可使阀盖在启闭时轴向和径向具有自动调整位置的功能（如：阀盖、阀座对中性好），从而保证阀盖相对于阀体的配合精度，减轻密封面的磨损，提高放散阀的密封性能。在支座两支板之间且靠近阀体的一侧经连接轴装配有空心转动杆，在转动杆的空腔内设置有装配碟形弹簧的预紧杆。在预紧杆的上端装配有预紧螺母，在预紧螺母下方设置与预紧杆滑动配合滑板。在转臂的两侧于中部位置分别通过销轴对称铰连接两连杆，两连杆的上端分别连接在滑动板两侧的铰接轴上。

    根据放散阀的工作压力（0.25MPa）情况，通过调整预紧螺母可完成阀盖与阀体之间密封比压的调整，而确保密封可靠，在两支板之间靠支座的外侧通过置于中部的耳轴与支座相连接安装有液压缸，其液压缸活塞杆的前端与转动杆的下端经销轴铰连接。如下图3

    其工作原理：新型盘式煤气放散阀正常工作时，阀盖紧紧压在阀体上（如结构示意图3实线位置），此时液压缸处于自锁状态，活塞杆既不伸长也不缩短，使转动杆保持与阀体竖直中心线夹角不变。通常，阀体内介质压力（即炉顶压力0.12MPa＜放散阀公称压力0.25MPa）低于阀设定值时，碟形弹簧伸长，通过连杆机构带动转臂反向转动，将阀盖紧紧压在阀体上，同时预紧弹簧的预紧力向阀盖上加压实现密封，该阀密封型式见结构示意图4。当高炉开炉、停炉、休复风、事故状态下休风时，驱动液压缸活塞杆伸长，使转动杆绕支座连接轴转动，并带动连杆运动，连杆带动转臂相对其支座铰接点转动，打开阀盖放散煤气（如结构示意图3虚线位置）。

    其密封特点：如结构示意图4所示，阀盖与阀体之间采用软、硬双重密封结构型式。硬密封由在阀盖与阀体密封止口上分别堆焊耐腐蚀、耐高温、耐磨损的硬质合金构成，其密封副采用球面配合结构。软密封选用耐高温的氟橡胶，便于硬密封面磨损后的调整。

2  昆钢小高炉选用盘式煤气放散阀

2.1  选型及安装调试

通过对比杠杆配重式煤气放散阀与盘式煤气放散阀的优缺点，结合炼铁生产工艺及安全的要求，昆钢小高炉逐步对三高炉（2007.12改装）、四高炉（2008.3改装）、五高炉（2009.4改装）炉顶放散阀进行改型。安装调试如下：

（1）液压传动系统接入原有炉顶液压系统，系统压力为10～16MPa不等，均能满足炉顶两套盘式煤气放散阀的驱动。

（2）安装前检查各部件螺栓紧固情况，密封面检查有无划伤。

（3）各加油点、运动副加润滑脂。

（4）阀座与放散管连接时，两者应对中轴线（处于垂直状态），防止因轴线倾斜造成阀门整体变形而影响阀门的密封性能。

（5）连接传动系统时，确定好阀门的启闭位置，信号接入中控界面。

2.2  使用及维护

（1）每次高炉休风时，检查法兰连接处、密封面是否吹损，作相应处理，如：更换损坏的硅胶圈。

（2）检查各部件螺栓是否松动及脱落，作紧固处理。

（3）定期对加油点、运动副加润滑脂。

3  结束语

通过两种煤气放散阀结构及密封性能的对比，为满足炼铁生产工艺及安全的要求，昆钢小高炉选用新型盘式煤气放散阀（QS744Y/X型），该阀具有以下特点：整体结构紧凑，阀盖与阀体的对中性、密封性好，密封压力大，密封面磨损小，使用寿命长，机构运转灵活，工作可靠。

参考文献

[1]  杨源泉. 阀门设计手册  [M] 北京：机械工业出版社，1992

[2]  机械工程手册  [M] 北京：机械工业出版社，1979

[3]  雷天觉. 新编液压工程手册  [M] 北京：北京理工大学出版社，1998