1、概述

　　防喘振是各類鼓風機和壓縮機的一個特有控制要求。喘振通常表現為快速的流量振蕩或壓力振蕩, 因而影響風機流量和壓力的穩定性。由于喘振發生時常伴隨有反向的軸向推力與反向流動, 從而使風機的效率降低, 壽命縮短, 對風機造成嚴重危害。當風機發生喘振或需要放風時, 打開防喘振閥或緊急減壓閥, 可以使風機的運行工況點在規定的區域內。

2、工作原理及主要參數

2.1、工作原理

　　隨著高爐大型化和超高壓爐頂的采用, 高爐鼓風系統(圖1) 也向著大流量、高壓力和自動化方向發展, 每噸鐵水的鼓風量達1100～1200m³ , 風壓達到0.45MPa。對于大型鼓風站, 由于放風量變化范圍大, 而且要求動作快, 防喘振控制裝置采用一個大容量防喘振閥和一個小容量防喘振閥并聯組成。小容量閥響應速度快, 以求得放風平穩。大容量閥在緊急狀態如喘振已經或將要產生時才開啟。

2.2、參數

1.氧氣站　2、3.氧氣管路　4.空氣過濾器　5.脫濕機　6.混合氣　7.風機　8、9.防喘振閥　10.防阻塞閥　11.緊急減壓閥　12.熱風爐　13.高爐　14.消音器

圖1　高爐鼓風系統

　　防喘振閥具有自動調節和快開功能, 其主要性能參數如下。

　　公稱尺寸　DN50～500
　　公稱壓力　PN6～16
　　工作介質　熱空氣
　　工作溫度　300℃ (max)
　　驅動方式　氣動+手動
　　氣源壓力　0.4～0.6MPa
　　啟閉時間　調節不限, 緊急快開≤0.5 s
　　流量特性　近似等百分比

3、結構設計

　　防喘振閥主要由三偏心蝶閥(圖2) 、氣動裝置和控制裝置等組成。蝶板密封圈采用斜板式多層次金屬硬密封形式, 此結構密封性好, 流阻小, 啟閉靈活。氣動裝置采用調節精度高, 運行平穩的齒輪齒條傳動結構。控制裝置由單作用智能閥門定位器、電磁閥和快速釋放閥等組成, 既能實現正常工況下的慢開慢關, 又能實現緊急情況下的快開功能。

1.閥體　2.閥軸　3.軸承　4.密封圈　5.蝶板

圖2　蝶閥

3.1、閥門

　　(1) 閥門密封副采用三偏心結構, 大錐角小偏心距。閥門開啟時, 啟閉力矩小且密封副之間能迅速脫離, 減小了密封副之間的摩擦。閥門關閉時, 錐面密封副具有越關越緊及密封圈磨損補償的功能。閥門每次啟閉時, 密封副之間形成的剪刀口將積塵消除, 確保閥門長期有效的密封性能。密封錐體采用大錐角, 近似平面密封, 保證閥門在高溫工況下的正常運行。

　　(2) 密封圈采用多層次不銹鋼金屬片制成,具有金屬硬密封和彈性軟密封的雙重密封效果。同時, 閥座采用硬質合金磨削加工, 表面光潔, 確保了閥門密封性能。

　　(3) 軸承采用自潤滑材料組合, 閥軸采用不銹鋼, 確保閥門長期靈活動作。閥軸密封采用V形組合或成型填料密封, 確保了閥軸處的介質不外漏。

　　(4) 閥門采用斜板式密封結構, 啟閉行程短,橢圓斷面的流通面積大, 蝶板正、反面制成圓弧形, 流阻損失小, 有利于閥門的調節。

3.2、氣動裝置

　　(1) 氣動裝置采用單作用式氣動雙活塞齒輪齒條機構(圖3) 實現防喘振閥的控制及調節功能。采用預載套簧設計, 輸出扭矩平穩可靠, 能夠高速響應扭矩輸出。通過合理設計控制氣路的布局, 滿足緊急快開≤0.5 s動作要求。由一體式手輪機構, 方便緊急時手動打開閥門。

圖3　齒輪齒條機構

　　(2) 執行機構的箱體采用球墨鑄鐵, 整體安全裕度更高, 能夠可靠的滿足防喘聯鎖時氣缸快速打開帶來的機械沖擊(表1) 。