1、概述

　　干熄焦技術是一項節能、環保的先進技術。國家發改委將其列為“十五”重點推廣項目。2002年以前，國內各套干熄焦裝置(CDQ)中使用的旋轉排出閥(又稱旋轉密封閥)一直由國外引進。2001年開始，國內研制成功了國產第一臺旋轉排出閥，之后相繼使用于國內多家鋼廠，實踐使用證明國產旋轉排出閥性能優良，穩定可靠，達到了各項技術指標要求，可替代進口產品使用。

　　旋轉排出閥(又稱旋轉密封閥、格式密封閥)是焦化廠干熄焦工程中的關鍵設備，安裝在干熄爐底部，入料口與振動給料器連接、出料口于排焦溜槽相連接。其作用是把振動給料器定量排出的焦炭在密閉狀態下連續排出。是一種具有密封性能的多格式旋轉排料器，既能連續定量的排料，又具有良好的密封性及耐磨性。安裝于CDQ裝置的最下端出口處，主要由閥體、轉子、密封副、下料槽、機架、臺車、驅動裝置、自動給脂裝置等組成(見圖1)。該設備是干熄爐的唯一出口，要求它能夠長期穩定運行。功能是保證連續定量排焦并同時將系統內外分隔，穩定CDQ系統壓力。

圖1 旋轉排出閥

圖2 旋轉排出閥工作原理

　　旋轉排出閥工作原理如圖2所示，旋轉過程中，焦炭經各隔艙由上至下均勻排出，調整料倉的大小及轉子的轉速可適應不同料流量。為減少CDQ內氣體介質外漏，需控制轉子刃與集體內壁的間隙。轉子斷面密封采用金屬硬密封結構。密封副為一組合金金屬圓環，有彈簧壓緊并能自動補償間隙誤差(見圖3)。為防止粉塵進入，此處設計有氣體輔助密封，可保證端面密封裝置正常運行。

圖3 密封副示意圖

　　在排焦工作狀態，焦炭對基體和轉子造成強烈磨損，需安裝高耐磨襯板保護，旋轉排出閥下出口處采用了特殊“積窩”結構，使落料盡量不接觸機體，最大限度地減小磨耗。為維修和安裝方便，設計上采用了臺車結構。安裝時先將其整體吊裝到導軌上，再拖入到預定位置。

2、工況條件與使用環境

　　旋轉排出閥處于干熄爐的底部，使用環境較惡劣。負責長時間連續排出焦炭，而焦炭對閥體內壁和轉子持續磨損消耗也是持續不停的，同時整個閥體內部充滿含有CO等混合氣體，因此旋轉排出閥要求是密封的和耐磨的，既防止有毒氣體泄漏到外面，也要保證設備有相當長時間的持續正常使用。

3、旋轉排出閥的常見失效形式及原因分析

3.1、密封副的損毀

　　1)此類失效多因密封氣源的氣體壓力不足造成的。旋轉排出閥在設計時，為防止熱焦粉進入閥體兩側軸承箱，轉子與閥體相應部位設置軟硬密封機構，形成盛料部位與軸承箱隔離空腔，見圖3密封副示意圖，并在此隔離空腔通入輔助密封氮氣吹掃、冷卻。圖示密封副由自動給脂裝置定時定量供給潤滑油脂，同時輔助密封氮氣充滿轉子兩側密封腔，因為要求氮氣的壓力高于旋轉排出閥內部含塵氣體壓力，從而起到防止熱的含塵氣體進入兩側密封腔。如果輔助密封氣體壓力過低或斷風，則焦炭粉首先進入密封副，先破壞密封副，然后逐漸把閥體耐磨靜環磨穿，進而焦炭粉大量進入兩側密封腔，圖4為使用一段時間后檢修時拍攝的，左圖為密封副已破壞，繼續使用將導致密封腔體內的其他結構磨損，甚至導致主承載軸承損壞，使設備整體失效，同時密封副潤滑破壞，是密封副摩擦力距嚴重增加，會使設備經常卡阻。所以在使用過程中應注意在密封氣源壓力(正常為8kPa～12kPa，建議設置為10kPa)不足時禁止啟動。

圖4 密封副破壞和正常情況對比

　　因密封副潤滑供給斷缺造成的：旋轉密封閥與一般設備的潤滑要求完全不同，因為旋轉排出閥設置了自動給脂裝置對各潤滑部位進行潤滑，尤其是密封副部位，超過30分鐘潤滑油脂沒有達到設備潤滑部位就必須停機進行檢修，排出故障后方可以重新啟動。

　　2)耐磨塊的磨損

　　如密封副圖所示，密封副的旋轉閥體上的襯墊是靜止的，轉子上的耐磨塊相對于襯墊是運動的，雖然有潤滑油的潤滑，但經過長期的磨損，耐磨塊也是整個設備上的易損件。設備經過長時間的運轉后，磨損達到一定程度時也需要更換耐磨塊。

3.2、耐磨材料的損毀

　　1)陶瓷片耐磨材料的損毀

　　日本制作的旋轉密封閥的設計閥體的耐磨材料多采用的是陶瓷片鑲嵌結構，優點是耐磨損，但耐沖擊能力較差，經長時間使用會出現局部面積的陶瓷片脫落的現象(圖5)，從而導致密封失效的現象，一種情況是閥體內部陶瓷片(左)脫落，另一種情況是轉子密封副處的陶瓷片(右)脫落。

圖5 陶瓷片耐磨材料脫落

　　2)耐磨板耐磨材料的磨損

　　此類失效形式都屬于設備長期使用的正常磨損，主要有以下幾種情況。

　　(1)閥體耐磨板的磨損

　　閥體耐磨板的磨損主要是出現耐磨板上出現條狀溝痕和耐磨板直徑變大的情況，一般磨損較嚴重的地方出現在圖2中的B區，而同樣處于閥體內部的A區卻磨損很少;分析原因為焦炭從入料口下落到旋轉密封閥內開始大部分焦炭停留在轉子的旋轉格呢，當旋轉閥旋轉至正下方時，焦炭從出料口排出，但有部分剩余小顆粒狀焦炭仍未完全排出，當轉子旋轉至B區時，部分小顆粒狀焦炭滑落至轉子刃與閥體襯板之間或與閥體貼近的轉子葉片頂部，隨著轉子的旋轉，焦炭顆粒摩擦閥體耐磨板，日積月累長時間磨損后形成閥體上深度不等的條狀磨損(圖6左)。

圖6 閥體和轉子襯板磨損

　　(2)轉子上耐磨板的磨損

　　轉子上的耐磨板一般磨損較閥體輕，但長時間的連續使用也會造成耐磨板的磨損嚴重現象，如圖(圖6右)是一家使用廠家連續三次檢修未換耐磨板并連續使用的情況，可見已有近一半的耐磨板已磨透，如繼續使用則造成轉子基體的磨透，造成不可修復的結果。

　　(3)入料口、出料口處

　　耐磨板的磨損入料口的主要磨損形式是耐磨板上的平滑凹陷狀磨損，分析原因可以用“水滴石穿”的比喻來形容，因焦炭從上落入旋轉閥經減振器減震后彈落或直接落到某些部位的幾率較多，長時間的沖撞形成凹陷狀磨損。

　　出料口的磨損是整個閥體上磨損最輕微的部位，因旋轉排出閥下出口處采用了特殊/積窩0結構，這種設計本身已經使落料盡量不接觸機體，最大限度地減小磨耗。目前發現的磨損多見下出口兩側對稱部位3～6塊耐磨板的磨損和積窩結構堆焊耐磨合金層的磨損。

4、旋轉排出的修復

　　旋轉排出閥在正常使用狀態下，連續運行壽命可達到3年以上，經過更換耐磨襯板后，整體壽命可達到6～8年，常見的修復方式即是更換耐磨襯板的過程，用戶可定期檢查產品上的襯板磨損情況，當襯板磨損后最薄處厚度小于設計厚度的20%時，需整機下線運至專業廠家解體修復，并按行業標準檢驗整機使用性能。旋轉排出閥上的電機、減速器、潤滑系統的分配器、自動給脂裝置等外部部件的損毀，在用戶現場即可更換維修完成，使旋轉排出閥繼續使用。

5、結語

　　干熄焦工藝在國內推廣時間不是很長，很多用戶對相關設備的使用維護還不是很熟悉，其中干熄焦旋轉排出閥在使用中如果不注意，就很容易造成設備損壞，產生不必要的損失，如果掌握了旋轉排出閥的正確使用方法和注意事項，就能夠使設備長期穩定運轉。定期的檢修和必要的修復則能有效保證旋轉排出閥的長期正常使用，為用戶帶來最大的效益。