汽轮鼓风机防喘振阀故障分析及改进措施

摘 要：莱钢ＡＶ８０鼓风机防喘阀为气动快开调节阀，用低压氮气为驱动气源，压缩空气为备用气源。由于生产规模的扩张，低压氮气压力波动大，随着压缩空气的投入，防喘阀多次出现误动作故障，严重影响高炉的稳定运行。为此经过分析由于压缩空气易析出液态水，容易造成防喘阀的定位器、保位阀工作失常，严重影响着防喘阀的稳定性。通过对气源管路进行改造，调整了防喘振阀的气源运行方式等措施，优化改造后，防喘振阀运行稳定性提高。

关键词：鼓风机；防喘振阀；改造

１前言

莱钢银山型钢有限公司能源动力厂现有ＡＶ８０－１５汽轮鼓风机三台，其原动机型号为：ＮＫ６３／８０／３２，主要担负着两座１８８０ｍ３高炉的冷风供应任务。防喘振阀是防止汽轮鼓风机在工作中出现喘振现象发生的装置。

正常运行时，防喘阀关闭，由于外部原因或事故状态，风机出口压力升高，到达预设放风线时，程序控制防喘阀打开一定角度，降低风机出口压力，使风机工况点运行在安全区域内，当出现紧急情况，威胁机组安全运行时，手动安全运行按钮，防喘电磁阀失电，防喘阀全开，迅速降低风机出口压力，保障风机设备安全。

图１冷风系统工艺流程

２防喘振阀组成及介绍

防喘阀由过滤器、减压阀、定位器、电磁阀等组件组成，其中定位器是防喘阀的一个重要控制元件，它在运行时接收来至控制系统的４－２０ｍＡ信号，自动调整向执行机构的输出，以保持一个需要的与输入信号成比例的阀门开度。在结构上其内部为许多直径小于１ｍｍ的小孔，要求气源压力稳定（０．４ＭＰａ―０．６ＭＰａ）、洁净，气源中的杂质会影响定位器的正常工作，造成防喘阀调整迟缓卡涩、阀位波动或自动打开，从而影响高炉的正常生产。

１．过滤器２．减压阀３．定位器４．储气罐５．三通电磁阀６．多路转换器７．气路放大器８．气缸９．截止阀１０．二通电磁阀

当增加控制器ＤＶＣ６０２０的４－２０ｍＡ信号时，定位器输出口Ａ压力增大，阀门开度减小。

图２ 防喘阀气路图

３防喘阀运行存在的问题分析

本系统选用的防喘阀为ＦＩＳＨＥＲ气动快开调节阀，设计用气源为低压氮气，压缩空气为备用气源。

３．１低压氮气气源不稳定

自０８年以来随着氮气新增用户的增多，ＡＶ８０风机防喘阀用氮气气源压力波动频繁、幅度较大，管网压力长期低于０．４ＭＰａ，无法满足防喘阀正常工作要求，被迫频繁启动空压机运行。

３．２压缩空气易析出水

随着空压机的投入，又出现了新的问题。一是由于空气中含有大量的水分，经过升压后水的露点降低，易析出液态水，比较容易造成防喘阀控制元件，特别是定位器、保位阀工作失常，导致防喘阀突然打开，严重影响着防喘阀的稳定性。二是由于原气源管道材质为碳钢，在这种工况环境下易锈蚀，从而堵塞气源管路和控制元件，造成防喘阀不动作或突然打开。

针对压缩空气湿度大，采取了一定的措施，通过在每个防喘阀前都加装过滤器和冷干机来降低气源的湿度，但是空压机长时间运行、频繁启动，对防喘阀内部精密构件造成冲击，仍不能完全保证防喘阀可靠、正常的工作，对风机的安全运行造成较大影响。

４气源优化改进措施

针对防喘阀气源系统存在的问题和结合实际条件，对气源及其管道进行优化改造：

４．１选择新气源

根据现场生产环境，利用３０万ｍ３高炉煤气柜用中压氮气做为气源。中压氮气具有压力稳定、洁净（不含有水分及颗粒杂质）等特点，不会对其定位器、保位阀造成影响。

４．２进行管道优化

在中压氮气管道上带压开口，铺设一条ＤＮ５０管道将中压氮气引出，经过一套减压阀组减压后，引至原储气罐。其中要求管道采用不锈钢材质，避免因管道锈蚀堵塞气路的问题。

４．３设计减压阀调节压力

减压阀组设计要求将压力１．７－２．０ＭＰａ的中压氮气经过快切阀和自力式压力调节阀后压力降低至０．４－０．６ＭＰａ，当调节阀后的管道压力达到０．８ＭＰａ时，安全阀开启将气体排入大气，当压力达到１．０ＭＰａ时，快切阀快速切断，保护防喘阀不受损害。

４．４调节运行方式

通过ＰＬＣ控制将中压氮气改为第一气源，如该路停气或出现故障投运低压氮气，压缩空气作为紧急备用气源。

图３改进前运行方式

图４改进后的运行方式

５改进后的效果

经过优化改造，将气源由原来的低压氮气和压缩空气扩大为三路：中压氮气、低压氮气和压缩空气，并调整气源供给运行方式，有效改善了防喘阀的工况环境。

根据生产运行日志记录对比分析即可明确的看出改造后因防喘阀工作气源质量和稳定性的提高。

６结语

使用中压氮气及三路气源运行的方式，有效降低了因气源中含水或杂质引起的防喘阀卡涩、波动，影响防喘阀动作率从原来的最高６９．２％降低至５％以内。不仅确保了高炉生产用风的稳定性，而且减少了冷风放散造成的资源浪费。

参考文献：

［１］代云修．汽轮机设备及运行［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００５.