高溫閥門(mén)廠(chǎng)家北高科集團技術(shù)部整理，自2006年起，國家發(fā)改委要求，新建新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)同時(shí)配套建設余熱發(fā)電。至此水泥余熱發(fā)電技術(shù)的應用和推廣也已經(jīng)成為水泥行業(yè)落實(shí)國家節能減排政策的重要著(zhù)力。隨著(zhù)運行時(shí)間的推進(jìn)，水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)也暴露出一些問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾年時(shí)間的運行，一部分余熱發(fā)電機組已經(jīng)開(kāi)始出現了運行故障、發(fā)電效率降低等問(wèn)題，面臨大批量的項目維修、技術(shù)改進(jìn)工作。高溫閥門(mén)作為連接熟料線(xiàn)與余熱發(fā)電的紐帶，關(guān)系到熟料線(xiàn)與余熱發(fā)電的正常運行，同樣也出現了不少問(wèn)題。下面針對的運行中高溫閥門(mén)出現的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析探討，有助于今后新建余熱發(fā)電在設計和設備采購中加以借鑒和注意。

1、AQC鍋爐進(jìn)口閥門(mén)閥板嚴重磨損

AQC鍋爐進(jìn)口閥門(mén)閥板出現嚴重磨損后，往AQC鍋爐煙氣量增大，引起蒸發(fā)量增加，影響鍋爐的正常運行，篦輪機出風(fēng)口搶風(fēng)，影響水泥線(xiàn)二次風(fēng)、三次風(fēng)調節，嚴重影響了熟料線(xiàn)的正常生產(chǎn)。由于生產(chǎn)線(xiàn)出現不正常的情況，導致入沉降室溫度超過(guò)600℃以上，有時(shí)甚至超過(guò)800℃以上，且要把沉降室溫度降下來(lái)基本上要2個(gè)小時(shí)左右，嚴重會(huì )造成沉降室管道的耐火混凝土燒脫，鍋爐進(jìn)口溫度過(guò)高，容易引起鍋爐燒壞隱患。

AQC鍋爐進(jìn)口閥門(mén)一般設置在篦冷機中部靠前，此地方溫度不正常的時(shí)候都超過(guò)600℃，甚至超過(guò)800℃。水泥窯運行經(jīng)常要根據三次風(fēng)溫度或熟料產(chǎn)量，來(lái)調節燃煤、調整篦床的走料厚度，在操作過(guò)程中極易出現料層太薄、使料層阻力變小、冷卻風(fēng)量增加、出現飛砂現象，由于飛砂都是熟料顆粒和粉塵，顆粒的具有溫度高、硬度高，煙氣直接沖刷在閥門(mén)閥板上，同時(shí)碳鋼閥板或不銹鋼閥板，在高溫情況下，其機械強度下降一半以上，(426℃是碳鋼閥板的機械強度和其它機械性能下降一半)，閥板出現變形磨損。

目前AQC鍋爐進(jìn)口閥門(mén)一般均為電動(dòng)百葉閥，各個(gè)設計單位所提的參數各有不同。最通常設計其一取風(fēng)口溫度600℃，閥體材質(zhì)20G內部采用硅酸鈣板和澆注料做內保溫，閥板材質(zhì)1Cr18Ni9Ti，當溫度高于650℃，閥板材質(zhì)采用0Cr25Ni20，雙面采用焊2Cr13龜夾網(wǎng)加耐高溫耐磨澆注料;其二，取風(fēng)口溫度450℃，短時(shí)最高650℃，閥體材質(zhì),16Mn，閥板材質(zhì)1Cr18Ni9Ti;其三，取風(fēng)口溫度450℃，閥體材質(zhì),16Mn，閥板材質(zhì)16Mn。第一種做法我們在某條余熱發(fā)電上使用了三年多時(shí)間，到目前還沒(méi)有出現磨損，使用壽命比較長(cháng)。為了保證澆注料與龜甲網(wǎng)結合，制作時(shí)在澆注時(shí)在龜甲網(wǎng)上經(jīng)過(guò)處理，達到吸收兩種材料不同膨脹系數所產(chǎn)生的應力。第二種做法據了解某閥門(mén)廠(chǎng)配套在安徽某條線(xiàn)上使用不到半年閥板和閥軸就磨損完了。篦冷機到沉降室管道閥前有120mm到150mm的內保溫，閥后有25mm的龜甲網(wǎng)襯澆注料，此時(shí)閥體不襯澆注料，煙氣經(jīng)過(guò)閥體凹面，會(huì )產(chǎn)生紊流，產(chǎn)生更大的磨損。第三種做法一般是在取氣口溫度比較低的情況下采用該材料配置，不會(huì )因為高溫閥板變形降低機械性能，但也因煙氣含有的熟料顆粒，不到一年也就出現較大的磨損。除了采用第一種做法以外百分之八十的線(xiàn)都出現過(guò)閥板嚴重磨損的問(wèn)題。

2、沉降室摻冷風(fēng)閥開(kāi)啟時(shí)間和泄漏

電站運行時(shí)，由于水泥窯出熟料量有一定的波動(dòng)量，導致窯頭AQC爐進(jìn)口廢氣溫度波動(dòng)很大，產(chǎn)生的蒸汽壓力、溫度變化也很大，造成汽輪機汽缸膨脹不均勻，會(huì )引起汽機振動(dòng)，特別在三次風(fēng)管塌料時(shí)冷卻機風(fēng)溫急升時(shí)，采用窯頭冷風(fēng)閥進(jìn)行摻冷風(fēng)，降低廢氣溫度，能起到明顯降低AQC蒸汽溫度的效果，從而穩定了汽機汽缸膨脹量在允許范圍內，不會(huì )引起汽機振動(dòng)。在調節AQC入口閥門(mén)開(kāi)度的同時(shí)，摻冷風(fēng)閥也是降低進(jìn)AQC鍋爐煙氣溫度的一個(gè)有效途徑，因此該閥的開(kāi)啟時(shí)間長(cháng)短就顯得特別重要，可選型時(shí)往往忽視了閥門(mén)的全行程的時(shí)間，如果沉降室溫度超過(guò)設計范圍時(shí)閥板開(kāi)啟時(shí)間長(cháng)，不能迅速的往沉降室加冷風(fēng)降低煙氣溫度，給鍋爐造成隱患。

同時(shí)閥門(mén)的嚴密性也會(huì )影響煙氣的溫度。如果閥板的間隙大，沉降室壓力與外界常溫空氣壓力不一致,就必然存在漏風(fēng)。一種是熱煙氣漏出系統，一種是常溫空氣順著(zhù)間隙進(jìn)入。這兩種漏風(fēng)都會(huì )降低余熱回收效率,由于沉降室煙溫度遠高于常溫空氣溫度,所以常溫空氣通過(guò)閥板間隙進(jìn)入，降低煙氣溫度。因此設計時(shí)應該著(zhù)重考慮電動(dòng)執行器的功率和轉速，縮短閥門(mén)的全行程時(shí)間，以及閥門(mén)密封性能。

3、窯頭旁路閥門(mén)磨損泄漏

窯頭旁路閥往往沒(méi)有受到足夠重視，它是造成窯頭鍋爐出力不足的一個(gè)重要因素。運行中旁路風(fēng)門(mén)開(kāi)度太小，造成鍋爐煙氣溫度降低;同樣蓖冷機旁路風(fēng)門(mén)開(kāi)度大，會(huì )造成窯頭鍋爐的風(fēng)量小，可見(jiàn)此閥的重要性。

篦冷機余風(fēng)風(fēng)量變化大，篦冷機的余風(fēng)量隨進(jìn)入篦冷機內熟料量的增加而增大，尤其是當窯內出現結圈、窯中生料大量堆積的惡劣工況時(shí)，一旦窯圈崩塌使窯內黃料在極短時(shí)間內進(jìn)人篦冷機，導致余風(fēng)量增大到正常佘風(fēng)量的1.5倍;溫度變化大，正常情況下，出篦冷機余風(fēng)溫度約為200～250℃左右，隨著(zhù)篦冷機內熟料量的增加余風(fēng)溫度相應增高，一旦窯內出現上述惡劣工況，余風(fēng)溫度就可能會(huì )高達400℃以上;含塵濃度變化大。正常情況下，出篦冷機佘風(fēng)含塵濃度為2～30g/Nm。左右，含塵濃度隨篦冷機內細粉料的多少作相應的波動(dòng)，一旦窯內出現上述惡劣工況，余風(fēng)含塵濃度可能會(huì )增加到50g/Nm。以上。由于篦冷機余風(fēng)的特點(diǎn)決定窯頭旁路閥要做頻繁的調節，因此必須保證該閥門(mén)調節的可靠性。

由于篦冷機余風(fēng)具有溫度變化大含塵濃度高，閥板容易出現嚴重磨損。閥門(mén)處于不是全開(kāi)與全關(guān)狀態(tài)，對閥板磨損比較厲害，而且具有一定的腐蝕性，閥板受到?jīng)_刷產(chǎn)生嚴重磨損，泄漏率增大，發(fā)現幾條線(xiàn)出現閥板脫落，造成系統漏風(fēng)嚴重。因此我們建議把閥板做防磨處理，閥板雙面焊龜甲網(wǎng)襯耐磨澆注料，確保閥門(mén)的正常運行。

4、SP旁路閥漏風(fēng)

鍋爐旁路閥設置在高溫風(fēng)機與預熱器之間，一般使用溫度為330℃~450℃，該煙氣使用溫度波動(dòng)較小，煙氣含塵濃度在60~120g/Nm3左右，含塵量大，粒徑小，平均粉塵粒徑1～30μm，容易積灰，造成閥門(mén)打不開(kāi)或關(guān)不上的問(wèn)題，因此把該閥設計為傾斜式的結構。要求閥軸能長(cháng)期使用不能生銹，閥體閥板在該使用溫度情況下有足夠的機械性能。該閥一般情況下該閥是在關(guān)閉狀態(tài)，當SP鍋爐檢修時(shí)，才把閥門(mén)開(kāi)啟，因此它的主要性能是切斷性能，關(guān)閉時(shí)的密封性能好，漏風(fēng)對發(fā)電量影響很大，據有關(guān)專(zhuān)家測算每多漏風(fēng)1%，發(fā)電量下降0.6%，因此必須嚴格控制，設計要求該閥漏風(fēng)率越小越好。

SP爐閥門(mén)雖然磨損小和溫度比較穩定，但SP爐的啟停和入爐煙氣量的調節涉及到窯系統工況的波動(dòng)和窯尾高溫風(fēng)機電流的波動(dòng)。SP爐啟停操作和風(fēng)量調節時(shí)，原則上只要保持C1出口負壓和溫度不變，就不會(huì )影響窯系統的穩定。實(shí)現這一原則的重要手段是SP爐進(jìn)出口擋板、旁路擋板及窯尾高溫風(fēng)機液力偶合器三者的協(xié)調操作。因此，SP爐閥門(mén)要確保閥體閥板在該使用溫度情況下有足夠的機械性能，加大閥體和閥板的厚度，葉片之間采用密封條搭接，以降低閥門(mén)的泄漏率。

水泥生產(chǎn)和余熱利用發(fā)電是一個(gè)統一的生產(chǎn)整體，每個(gè)設備只是這一整體的一個(gè)細節，做到各個(gè)設備相互之間最佳配合，保證煙氣閥門(mén)的良好質(zhì)量，保證水泥生產(chǎn)線(xiàn)、余熱利用系統全面、可靠、合理的運行，使水泥生產(chǎn)系統與余熱發(fā)電系統達到工藝上相互配合設備投資，節約能源，發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。