热风炉阀门的选择和维护

热风炉是高温、高压的装置，其燃料易燃、易爆并且有毒，因此设备必须工作可靠，能够承受高温及高压的作用，所有阀门必须具有良好的密封性；设备结构应尽量简单，便于检修，方便操作；阀门的启闭传动装置均应设有手动操作机构，启闭速度应能满足工艺操作的要求。

根据热风炉周期性工作的特点，可将热风炉设备分为控制燃烧系统的阀门及装置，以及控制鼓风系统的阀门两类。

控制燃烧系统的阀门及其装置的作用是把助燃空气及煤气送入热风炉燃烧，并把废气排出热风炉。它们还起着调节煤气和助燃空气的流量，以及调节燃烧温度的作用。当热风炉送风时，燃烧系统的阀门又把煤气管道、助燃空气风机及烟道与热风炉隔开，以保证设备的安全。

鼓风系统的阀门将冷风送入热风炉，并把热风送到高炉。其中一些阀门还起着调节热风温度的作用。

图6-16　外燃式热风炉系统示意图

1—焦炉煤气压力调节阀；2—高炉煤气压力调节阀；3—空气流量调节阀；4—焦炉煤气流量调节阀；5—高炉煤气流量调节阀；6—空气燃烧阀；7—焦炉煤气阀；8—吹扫阀；9—高炉煤气阀；10—焦炉煤气放散阀；11—高炉煤气放散阀；12—焦炉煤气燃烧阀；13—高炉煤气燃烧阀；14—热风放散阀；15—热风阀；16—点火装置；17—燃烧室；18—混合室；19—混风阀；20—混风流量调节阀；21—蓄热室；22—充风阀；23—废风阀；24—冷风阀；25—烟道阀；26—冷风流量调节阀

热风炉设备配置情况如图6-16所示。

热风炉燃烧系统的阀门有：空气燃烧阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气阀、高炉煤气放散阀、焦炉煤气燃烧阀、焦炉煤气阀、吹扫阀、焦炉煤气放散阀、助燃空气流量调节阀、高炉煤气流量调节阀、焦炉煤气流量调节阀及烟道阀等。除高炉煤气放散阀、焦炉煤气放散阀及次扫阀以外，其余阀门在燃烧期均处于开启状态，在送风期又均处于关闭状态。

热风炉送风系统的阀门有：热风阀、冷风阀、混风阀、混风流量调节阀、充风阀、废风阀及冷风流量调节阀等。除充风阀和废风阀外，其余阀门在送风期均处于开启状态，在燃烧期均处于关闭状态。

热风阀直径的选择十分重要，在允许条件下用大直径的热风阀，对延长热风阀寿命有好处。热风在热风阀处的实际流速不应高于75m/s。其它阀门的截面积与热风阀的面积之比有如下关系：

各调节阀、切断阀直径应与管道直径相适应。

6.2.2.1　热风阀

热风阀安装在热风出口和热风主管之间的热风短管上。在燃烧期关闭，隔断热风炉和热风管道之间的联系。

热风阀在900～1300℃和0.5MPa左右压力的条件下工作，是阀门系统中工作条件最恶劣的设备。一般采用铸钢和锻钢、钢板焊接结构。热风阀的阀板、阀座和阀外壳都通水冷却，在连接法兰的根部设置有水冷圈。为了防止阀体与阀板的金属表面被侵蚀，在非工作表面喷涂不定形耐火材料，这样也降低热损失。

图6-17是用于4000m3高炉的全焊接式热风阀，直径为1800mm，最高风温1300℃，最大压力0.5MPa。它的特点是：

图6-17　φ1800mm热风阀

1—上盖；2—阀箱；3—阀板；4—短管；5—吊环螺钉；6—密封垫片；7—防蚀镀锌片；8—排水阀；9—测水阀；10—弯管；11—连接管；12—阀杆；13—金属密封填料；14—弯头；15—标牌；16—防蚀镀锌片；17—连接软管；18—阀箱用不定形耐火料；19—密封用堆焊合金；20—阀体用不定形耐火料；21—阀箱用挂桩；22—阀体用挂桩

（1）冷却强度大，冷却水流速1.5～2.0m/s；

（2）采用薄壁结构，导热性好，寿命长；

（3）阀板、阀座非接触表面喷涂耐火材料；

（4）采用纯水冷却，阀的通水管路内不会结垢。

6.2.2.2　切断阀

切断阀用来切断煤气、助燃空气、冷风及烟气。切断阀结构有多种，如闸板阀、曲柄盘式阀、盘式烟道阀等，如图6-18所示。

（1）闸板阀见图6-18a。闸板阀起快速切断管道的作用，要求闸板与阀座贴合严密，不泄漏气体，关闭时一侧接触受压，装置有方向性，可在不超过250℃温度下工作。

图6-18　切断阀

a—闸板阀；b—曲柄盘式阀；c—盘式烟道阀
1—阀体；2—阀盖；3—阀盘；4—杠杆；5—曲柄；6—轴；7—阀座

（2）曲柄盘式阀。曲柄盘式阀亦称大头阀，也起快速切断管路作用，其结构见图6-18b。该种阀门常作为冷风阀、混风阀、煤气切断阀、烟道阀等。它的特点是结构比较笨重，用做燃烧阀时因一侧受热，可能发生变形而降低密封性。(www.xing528.com)

（3）盘式烟道阀。盘式烟道阀装在热风炉与烟道之间，曾普遍用于内燃式热风炉。为了使格子砖内烟气分布均匀，每座热风炉装有两个烟道阀。其结构见图6-18c。

6.2.2.3　调节阀

一般采用蝶形阀作为调节阀。它用来调节煤气流量、助燃空气流量、冷风流量以及混风的冷风流量等。

煤气流量调节阀用来调节进入燃烧器的煤气量。

热风炉采用集中供应助燃空气方式时，需要使用助燃空气流量调节阀调节并联热风炉的风量，以保证入炉热风温度稳定。

混风调节阀用来调节混风的冷风流量，使热风温度稳定。

调节阀只起流量调节作用，不起切断作用。蝶形调节阀结构见图6-19。

图6-19　蝶形调节阀

1—阀体；2—阀板；3—转动轴；4—滚动轴承；5—轴承座及盖；6—填料；7—集环；8—给油管；9—油环

6.2.2.4　充风阀和废风阀

热风炉从燃烧期转换到送风期，当冷风阀上没有设置均压小阀时，在冷风阀打开之前必须使用充风阀提高热风炉内的压力。反之，热风炉从送风期转换到燃烧期时，在烟道阀打开之前需打开废风阀，将热风炉内相当于鼓风压力的压缩空气由废风阀排放掉，以降低炉内压力。

有的热风炉采用闸板阀作充风阀及废风阀，有的采用角形盘式阀作废风阀。

图6-20所示为国外采用具有调节功能的充风阀。鼓风由左端进入充风阀，当活塞向右移动时，鼓风由活塞缸上的开孔进入热风炉内。其作用犹如放风阀的活塞阀。

这种阀门两侧的压力是平衡的，只需要很小的动力就可以启闭。充风阀具有线性特征，所以很容易控制流量，能适应提高充风流量的要求。

图6-20　新型充风阀

1—阀体；2—电动传动机构；3—活塞；4—活塞缸；5—活塞定位轴

图6-21　放风阀及消音器

1—阀壳；2—活塞；3—连杆；4—蝶形阀板；5—消音器

热风炉充风阀直径的选择对换炉时间，换炉时风量和风压的波动，以及高炉鼓风机的控制有关。

6.2.2.5　放风阀和消音器

放风阀安装在鼓风机与热风炉组之间的冷风管道上，在鼓风机不停止工作的情况下，用放风阀把一部分或全部鼓风排放到大气中的方法来调节入炉风量。

放风阀是由蝶形阀和活塞阀用机械连接形式组合的阀门（图6-21）。送入高炉的风量由蝶形阀调节，当通向高炉的通道被蝶形阀隔断时，连杆连接的活塞将阀壳上通往大气的放气孔打开（图中位置），鼓风从放气孔中逸出。放气孔是倾斜的，活塞环受到均匀磨损。

放风时高能量的鼓风激发强烈的噪音，影响劳动环境，危害甚大，放风阀上必须设置消音器。

6.2.2.6　冷风阀

冷风阀是设在冷风支管上的切断阀。当热风炉送风时，打开冷风阀可把高炉鼓风机鼓出的冷风送入热风炉。当热风炉燃烧时，关闭冷风阀，切断了冷风管。因此，当冷风阀关闭时，在闸板一侧上会受到很高的风压，使闸板压紧阀座，闸板打开困难，故需设置有均压小门或旁通阀。在打开主闸板前，先打开均压小门或旁通阀来均衡主闸板两侧的压力。冷风阀结构见图6-22。

图6-22　冷风阀

1—阀盖；2—阀壳；3—小齿轮；4—齿条；5—主闸板；6—小通风闸板；7—差动减速器；8—电动机