闫建宁，马 骁，张国林，王志勇，王 倩

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305）

乙炔发生器气动排渣阀改进

闫建宁，马 骁，张国林，王志勇，王 倩

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305）

介绍了乙炔发生器排渣阀的使用情况、使用中出现的问题以及改进措施。

发生器；排渣阀；刀闸阀；改进；导流环

乙炔发生器是氯碱行业电石法生产乙炔的核心设备，其安全、可靠运行是全厂安全、稳定的基础。电石法乙炔发生器的特点是：需要在发生器底部定期排出反应完成后的电石渣浆。电石渣浆大部分是氢氧化钙和水，还有少量没反应完全的电石以及有不能反应的石块和矽铁等较硬的固体物质。

唐山三友氯碱有限责任公司发生器排渣使用的是2道气动刀闸阀串联的工作方式，并且发生器的排渣管道上只有这2道阀门，在一台阀门发生故障时，另一台能及时关闭，及时切断发生器的渣浆排放，防止排放过量引发事故。发生器产生的含有较硬固体的渣浆都要经过这2道气动刀闸阀排放到渣浆回收系统。渣浆中的氢氧化钙、水以及少量没有反应的电石对刀闸阀没有较大的影响，而其中的石块和矽铁容易造成刀闸阀磨损、卡在阀体内部会导致阀门关不严，甚至出现阀门打不开、关不上的问题，影响正常生产，还可能导致安全生产事故；同时也导致了该阀门故障频繁、检修量大、阀门的寿命明显缩短。该公司共有乙炔发生器12台，每台发生器有2台气动刀闸阀，这样共有24台阀门。检修频繁，工作量很大，同时也需要准备较多的备件，以确保阀门能及时更换。

1 改进前情况

刀闸阀具有结构简单紧凑、设计合理、轻型节材等特点，其密封可靠、操作轻便灵活、体积小、重量轻、易安装、易拆卸，可在工作压力1.0～1.6 MPa范围内使用。其刀形的阀板具有剪切功能，可刮除密封面上粘着的电石渣浆等，起到自动清除异物的作用，其结构见图1。刀闸阀以上的特点，使其适合用于切断浆料（尤其浆料中还有较多固体物质的场合）等介质的场合。其结构简单、通道流畅、流阻小，适合发生器排除出电石渣浆，尤其渣浆中含有石块、矽铁等较硬物质，刀形的阀板移动过程中可清除粘着在阀体密封面上的异物，有效防止异物卡在阀内。

该公司乙炔发生器排渣原来使用的刀闸阀带手轮，在执行机构的气缸气源中断或控制信号故障不能开关阀门时，可通过手轮来开关该阀门作为应急措施。该阀门在使用过程中经常出现阀板被卡在阀体中，既不能打开也不能关闭。使用手轮大部分时候可以移动阀板，阀板移动后，反复开关几次，阀门可以恢复正常。有时阀板被卡的比较结实，在指令开关给出打开阀门信号，同时使用手轮的情况下仍不能打开阀门，此时借助手动葫芦加力可勉强打开。该阀门在使用一段时间后还经常出现填料压盖处泄漏等问题。

图1 刀闸阀结构示意图

把该阀门从管道上拆下后，进行解体检修。发现该阀门阀板在上游侧有较多的小凹坑，怀疑可能是引起填料压盖处泄露的主要原因，并且阀板已经出现变形，阀板中心向下游侧凹陷，而变成一个曲面，怀疑阀门不能打开、关闭是阀板变形卡在阀体内导致的，同时还发现阀板的刀口处磨损较严重，影响阀板和阀座之间的密封。

2 改进方法

2.1 更换进口刀闸阀

分析该刀闸阀故障的原因：（1）阀板在上游侧出现较多的小凹坑，是因为该阀板材质硬度较差，发生器排渣过程中电石渣浆中的石块和矽铁冲击造成的；（2）阀板中心向下游侧凹陷变成一个曲面是由于该阀板强度和韧性较差，阀板受到冲击和压力后变形较大，且不能恢复原状，发生不可逆变形。该公司决定购1台新的进口刀闸阀代替故障频繁的阀门。新购买的阀门选取硬度和强度较高材质的阀板。

更换新的刀闸阀后使用时间明显延长，阀门泄露和无法开关的情况也很少发生，效果明显。发生器的排渣阀全部更换为新的刀闸阀，使用较长时间后偶尔还会出现阀板变形问题。

2.2 更换阀板材质

为了解决新阀门阀板偶尔出现变形的问题，把阀板材质改为双相不锈钢。其主要特点是屈服强度高，可达400～550 MPa，是普通不锈钢的2倍，可显著增强阀板的强度，防止阀板出现变形。另外，在环境比较恶劣的条件下抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能明显优于普通的奥氏体不锈钢，可以与高合金奥氏体不锈钢媲美。由于两相组织的特点，将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。更换双相不锈钢的阀板后没有出现过阀门变形问题。

2.3 阀板刀口堆焊硬质合金

在刀闸阀使用过程中由于阀体底部聚集电石渣浆中的石块或矽铁，并且发生器需要经常排渣，该阀门开关频繁，经常出现阀板刀口磨损情况。同时，电石渣浆中的石块或矽铁冲击还会导致阀板刀口出现缺口，影响阀门的正常使用。该公司采用堆焊的办法加强阀板刀口的硬度。在阀板刀口外边缘堆焊硬质合金，使其硬度和耐磨性能得到显著改善。堆焊硬质合金后，阀板的刀口边缘耐磨性能明显提高，经过较长时间试用，效果良好，磨损情况明显减轻，由阀板密封不严引起的泄漏问题基本解决。

2.4 增加导流环

在解决了阀板变形和刀口磨损问题后，阀板被卡在阀体内的问题还会偶尔出现，并且阀体底部聚集电石渣浆中石块或矽铁的现象仍然存在。经过分析认为，由于刀闸阀的特殊结构和电石渣浆中含有石块、矽铁等较硬的固体，可能会出现渣浆、石块或矽铁卡在阀板与阀体之间的缝隙中，导致阀板移动阻力增大；阀门关闭时异物卡在阀板刀口和阀体的密封处，导致阀门不能关严。为了解决这些问题，在阀门上游侧增加导流环。导流环采用高碳钢材质，加强其硬度和耐磨性能，防止导流环被磨损失去作用。导流环的结构及其安装示意图见图2。

图2 导流环及其安装示意图

导流环有流向要求，大口进，小口出，对电石渣浆起到导流的作用，减少电石渣浆对阀体密封面的冲击和磨损。由于安装导流环后，电石渣浆流过阀体时流速逐渐缩小，使阀体底部的渣浆流动时产生脱离流动，夹带着其中的较硬固体物质流向下游，大大减少了阀体内腔冲蚀部位的磨损问题，解决了阀体底部积渣问题，极大地延长了阀门的使用寿命，提高了阀门的可靠性。在流体的流动惯性作用下，电石渣浆中的石块和矽铁被介质的流动带到了阀门下游，避免卡在阀体内部造成阀板动作阻力大、阀门不能关严等问题。

3 结语

经过上述几种措施的改进，刀闸阀故障率明显降低。长时间使用证明，改进后的阀门很少出现阀板卡在阀体中、阀板变形、阀板刀口磨损、阀门不能完全关闭等问题，偶尔出现的填料压盖处泄露问题也可用通过定期更换填料的办法解决，并且，新采购的刀闸阀不在需要手轮，节约了成本。该阀门寿命明显延长，检修率明显降低，正常情况下只需定期更换填料，每年检修1次。

Improvement of discharge valve for carbide slag for acetylene generator

YAN Jian-ning， MA Xiao， ZHANG Guo-lin， WANG Zhi-yong， WANG Qian
（Tangshan Sanyou Chlor-alkali Co.,Ltd.,Tangshan 063305， China）

This paper introduces the use of valve for carbide slag for acetylene generator，problems and improvement measures in use.

acetylene generator；valve for carbide slag；knife gate valve；improvement；guide ring

TQ221.24+2

B

1009－1785(2017)09-0027-02

2017-05-11