密闭电石炉炉膛压力调节,经常由于调节
蝶阀发生故障而无法投运,甚至迫使电炉停产。我厂电石炉自七七年八在年累计生产1161天,共更换了五台蝶阀。在八二年至八三年共生产320天,更换了两台水冷蝶阀。这些蝶阀适应不了电石生产的要求,成了影响电石炉生产的一个重要因素。
蝶阀损坏得如此频繁,是由于炉气的温度高且含有微量腐蚀性气体。正常情况下,炉气温度在650℃左右。当炉内翻电石时,可高达1000℃。不仅铸铁阀板,就是一个IC 18Ni 9 T材质8毫米厚的阀板,不到8个月时间就会被腐蚀成不到2毫米的薄片。八О年我厂曾参照湖南铁合金厂水冷蝶阀的结构,设计了一个阀板材质为1Cl18Ni9T的水冷蝶阀,结构原理如图一示。

图一
八一年底安装后使用不到半年,阀板就有多处焊缝裂漏水(图一a的Aˊ、C、D处),并逐渐粘结灰尘(主要是石灰粉),直至将蝶阀堵死。同时,阀板表面约有五分之二的面积有明显的腐蚀,另外五分之三的表面仍保持光滑,无腐蚀痕迹。被腐蚀的部分就是阀板内框未浸水的阀板上部。由此可看出,经水冷却后阀板的腐蚀大为减轻,但又发生了焊缝容易开裂的问题。
水冷蝶阀焊缝开裂的根本原因是阀板的结构不合理。对于八Ο年设计的那种水冷蝶阀,不论蝶阀工作在什么开度,水只浸及阀板的一部分(图一b),A侧板有较大部分没有浸水,且面迎高温炉气,其顶部焊缝Aˊ处,必定是温度最高处,因而是强度最低、变形应力最集中的地方,当炉气温度升高到某一数值时,Aˊ处的焊裂就要破裂。C、D处虽温度不高,但仍为温差变形应力集中处。如果蝶阀在工作过程中,阀板内框始终充满冷却水,例如使水能浸到S点处,而S与Aˊ间的距离可做到不超过20毫米,并在结构上作适当改进,焊缝开裂的情况就可以避免。根据这一思路进行设计的水冷蝶阀,其结构原理如图二所示。阀座与轴封仍照原样,阀板构件是1C 18Ni 9T不锈钢,两空心轴即为冷却水的进出接管,并在出水空心轴的阀板内侧延接一段溢流弯管。为使阀板的温差变形所产生的应力不过于集中,两侧板只在圆周处与筒体相焊接,取消了两侧板圆心处的加强连接件,简化了空心轴和阀板的连接结构。只要我们在安装蝶阀时,阀板的转轴保持在水平位置,使溢流口朝上方,就能保证阀板内框始终充满着冷却水,即使水量小或短时停水也不会损坏阀板。冷却水节流阀装于进水侧,阀板内框的公称压力为4kgf/cm²已足够。由于炉气含尘量大,粉尘粘附力强,在阀板与阀座间需留有一定的间隙。
八三年二月我厂电石炉换上新设计的Dg500的水冷蝶阀,一直运行正常,动作灵活,到十二月份停车检修时,阀板完好无缺,表面光滑、微带红色。其耗水量测定结果是:在炉气温度为600℃、进水温度为20℃、出水温度为35℃时,耗水量为0.21吨/小时。
这种水冷高温蝶阀,结构简单,制作方便,完全能满足密闭电石炉的生产要求。预计可在800℃至1000℃的环境中长期使用。