预热器翻板阀改造提升进展

摘要：翻板阀是水泥厂预热器常见的下料设备，既要保证生料粉均匀下料，也要保证不漏风串风。目前对翻板阀的改造提升主要是从密封、结构形式、级数阀板数、清灰等角度入手。本文对此做了介绍。

　　关键词：预热器；撒料板；密封

　　预热器翻板阀是水泥厂预热器常见的下料设备，一方面粉体物料在通过重力作用打开翻板阀阀板，另一方面物料穿过翻板阀后自动闭合对翻板下的气体实现密封，既实现物料的输送也实现了对气体的密封，与旋风筒、风管一起组成了水泥预热器的一个物料分离单元。翻板阀与功能类似的分隔轮相比，成本较低、维修简单、密封性较好。

　　对翻板阀而言，一般的性能要求是具有良好的开启关闭、能够耐受高温物料和高温气体、能够保证不串风不漏风、能够耐受一定刚度。具有良好的开启关闭能力是指可以通过粉料的自重打开翻板阀的阀板，同时阀板的开启角度小、开启关闭速度快、每次开启阀板的粉料重量稳定且粉料下落量稳定。能够耐受高温物料和高温气体是指翻板阀能够承受高温的腐蚀不变形损坏。能够保证不串风不漏风是指既能保证翻板阀下方的高温气体串到翻板阀上的低温空间同时翻板阀自身的密封性能好与外界空气没有漏风。能够耐受一定刚度是指翻板阀可以承受住旋风筒偶尔结皮下料的冲击而不损坏。翻板阀的运行直接关系到水泥厂的正常生产能否进行，同时翻板阀对烧成系统的煤耗和水泥成本有巨大影响。降低能耗节约能源，是环保大背景下所有水泥设备的发展趋势。翻板阀作为水泥生产核心设备，是实现水泥企业节能降耗的关键。改进和提升翻板阀，是水泥行业重点的研究方向。

　　翻板阀的改造思路一般有以下几类：密封系统改进、阀板结构形式改进、阀板级数、阀板数改进、增加辅助清灰装置、调整阀板角度。

　　一、密封系统改进

　　翻板阀的密封系统一般有密封座、压盖和柔性的石棉等。阀板的轴与石棉有一定间隙，靠压盖压住石棉密封。这种密封结构相对容易漏风。漏风后，冷风进入阀体，一方面造成系统热耗增加，另一方面冷风促进高温生料粉结皮，使阀板形状改变，造成阀板运动状态偏离预设，甚至阀板不能关闭。为了提高阀板密封效果，刘明红[1]将压板的连接方式由螺栓连接改为法兰连接，使压盖与密封圈之间的受力更加均匀，同时不影响翻板轴转动，大大改善了密封效果。闫青[2]提出了一种新的翻板阀密封结构，在阀板轴上设置两对互相紧密拟合的非接触式迷宫密封，密封效果显著改善，生料粉很难进入到翻板阀的轴承里，保证了翻板阀的开启速度和下料稳定，大大增加了维修周期，减少了料粉堵塞现象。袁景平[3]利用石墨垫圈密封，并把石墨垫圈分为石墨内圈和石墨外圈，石墨内圈与轴固定，石墨外圈与压板固定，这样翻板阀运动时由石墨内圈和石墨外圈进行摩擦，阻挡翻板阀内外漏风。

　　二、阀板结构形式改进

　　由于一般阀板的结构都为井字形的筋板结构，这种结构非常容易因为应力集中而导致断裂，因此很多研究者将筋板位置调整，以期提高阀板寿命。刘明红[1]将井字形筋板改为周围型筋板后，阀板寿命显著改善。孟庆林[4]将阀板的结构改为L形筋板环绕同时内部加筋板组成通孔，并把阀门主要材质改为陶瓷材质。新的阀板形式重量轻，生产成本低，使用寿命也增加。

　　阀板结构形式还有其他的改进思路，孙万丽[5]发现，当把阀板与挡板的接触由面接触改为线接触后，挡板变形大大下降，假设局部未接触上，对整体的下料、锁风效果影响也很小，而且阀板的寿命更好。李向东[6]将阀板改为一体式插入结构，非常便于更换，降低了维护难度，也是一个对水泥生产很有借鉴意义的思路。王炜[7]在阀板轴的两端设置方钢和弹簧，固定翻板轴的相对位置，使之不会与翻板阀外壳摩擦而锁死。

　　三、阀板级数、阀板数改进

　　翻板阀按照级（层）数可以分为单级（层）翻板阀、双级（层）翻板阀；按照每级的阀板个数可以分为单阀板、双阀板。因此实际上翻板阀可以分为单级单阀，单级双阀，双级单阀，双级双阀。目前水泥预热器多数采用的是单级翻板阀。

　　双阀板翻板阀比单阀板翻板阀相比，双阀板每个阀板的开启角度仅有单阀板的一半，阀板侧面的漏风面积大概缩小到1/4-1/6，根据流体力学观点通风面积缩小，局部阻力将大幅度增加，因而翻板阀下方的烟气串风程度大幅度减弱。琚瑞喜[8]仅仅通过将单阀板改为双阀板就可以使熟料烧成标煤耗降低0.5kg/t，同时还降低20%的回灰量。尚义华[9]将单阀板改为双阀板后，各级旋风筒出口温度降低15℃，ID风机转速电耗下降，熟料烧成标煤耗降低1.1kg/t，熟料电耗也降低0.3kWh/t，经过计算换双阀板的投资半年就可收回。李向春[10]将单级改为双级后，翻板阀的锁风性能也有较大提高。

　　四、阀板增加辅助清灰装置

　　李世锋[11]在单阀板的上部增加了压缩空气吹扫。压缩空气定期以脉冲形式强力吹扫阀板，将粘在阀板的生料粉在未结皮之前清除，大大缓解生料粉在阀板的结皮问题，阀板质量变化小，阀板开启和下料都比较稳定。宋科杰[12]则在翻板阀外增加电动执行机构，当阀板积灰较多结皮时，利用电动执行机构强制摆动阀板摆动直到正常工作，也可以减少结皮。

　　五、阀板角度变化

　　通过力的分解可知，阀板角度越大，打开阀板所需的力越小。孙万丽[5]改变阀板角度。把阀板角度从30°放大到45°后，阀板开启频率加快，下料呈现少下多次的状态，料流稳定，锁风效果也有提升。

　　六、总结

　　翻板阀直接影响到水泥窑的正常生产和热耗电耗，而翻板阀本身的投资又很少，因此改进提高翻板阀是水泥厂可以重点考虑的技改方向。特别是改变阀板级数、个数可以显著降低生产成本，是值得推广的。

　　参考文献：

　　[1]刘明红，C5级预热器翻板阀的改进，四川水泥，，6：27-28

　　[2]闫青，配重翻板阀密封改造方案及其实施，水泥工程，，2：68

　　[3]袁景平，一种回转窑预热器翻板阀石墨密封装置，，CNU

　　[4]孟庆林，一种翻板阀阀板，，CNU

　　[5]孙万丽，预热器系统锁风阀的技改及应用，水泥，.8：41-43

　　[6]李向东，一种高温锁风阀，，CNY

　　[7]王炜，预热器翻板阀防窜动装置，，CNU

　　[8]琚瑞喜，我公司降低熟料煤耗的系列措施，新世纪水泥导报，.4：36-40

　　[9]尚义华，新型双翻板锁风阀在预热器中的使用经验，.10：46

　　[10]李向春，t/d烧成系统的节能降耗技术改造，新世纪水泥导报，.2：50-53

　　[11]李世锋，预热器新型C4/C5单层翻板阀的应用，.2：30-31

　　[12]宋科杰，预热器翻板阀及其电动机构，，CNU

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