? ? 對(duì)于采用高壓氨水抽吸裝煤的焦?fàn)t,，由回收工序送至焦?fàn)t爐頂?shù)难h(huán)氨水分為高壓氨水和低壓氨水,，這兩種氨水的管道通過(guò)三通球閥與橋管上的噴嘴連通。爐頂氨水管道上的三通球閥用來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓氨水和低壓氨水的轉(zhuǎn)換,。三通球閥通常接通低壓氨水管道,，橋管上噴灑低壓氨水用于冷卻荒煤氣；在裝煤操作時(shí),，三通球閥接通高壓氨水管道,，橋管上噴射高壓氨水，使上升管和炭化室頂部空間形成一定的吸力,，促進(jìn)荒煤氣導(dǎo)入集氣管,，降低裝煤冒煙程度，減少煙塵溢出爐外,。因此,，三通球閥是焦?fàn)t節(jié)能減排的設(shè)備。

? ? 1 三通球閥現(xiàn)狀

? ? 1.1 三通球閥的切換動(dòng)作

? ? 爐頂氨水管道上的三通球閥由直通式浮動(dòng)球閥與套筒式止回閥組合而成,，型號(hào)YQ44F40,，公稱壓力4.0MPa，用于4.3m焦?fàn)t,、6m焦?fàn)t和7m焦?fàn)t的公稱通徑為25mm,，閥長(zhǎng)為180mm，用于5.5m搗固焦?fàn)t和6.25m搗固焦?fàn)t的公稱通徑為32mm,，閥長(zhǎng)為210mm,。三通球閥切換高壓氨水和低壓氨水的動(dòng)作是通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥桿實(shí)現(xiàn)的,。三通球閥的切換動(dòng)作就是將閥桿旋轉(zhuǎn)90°。

? ? 1.2 機(jī)械控制與其使用現(xiàn)狀

? ? 早期焦?fàn)t三通球閥的切換動(dòng)作由人工操作完成,，某些大型焦?fàn)t三通球閥的切換動(dòng)作由切換機(jī)構(gòu)配合爐頂車輛（包括裝煤車,、消煙車和導(dǎo)煙車等）自動(dòng)完成，屬于機(jī)械控制,。該切換機(jī)構(gòu)的主體可以近似看作是平面四連桿機(jī)構(gòu),，它能配合爐頂車輛按順序完成上升管水封蓋開(kāi)閉、水封閥開(kāi)閉和三通球閥切換的動(dòng)作,。爐頂車輛上的液壓缸推動(dòng)曲柄帶動(dòng)拉桿旋轉(zhuǎn),，能完成三通球閥的切換動(dòng)作；液壓缸停用時(shí),，可通過(guò)人工操縱手柄來(lái)完成,。

? ? 三通球閥和切換機(jī)構(gòu)安裝在相鄰兩個(gè)上升管的間隙中，切換機(jī)構(gòu)固定在上升管外壁上,。焦?fàn)t砌筑和上升管安裝存在公差,，焦?fàn)t投產(chǎn)后繼續(xù)膨脹，使每套切換機(jī)構(gòu)的安裝位置變化較大,，造成車輛上的液壓缸與切換機(jī)構(gòu)對(duì)位操作非常困難,；切換機(jī)構(gòu)被撞變形后較難維修，這種機(jī)械控制方式在許多焦化廠停止使用,。因此,，尋求其它控制方式是需要解決的問(wèn)題。

? ? 2 三通閥的氣動(dòng)控制

? ? 除了機(jī)械控制,，可以選擇氣動(dòng),、液壓和電氣等控制方式，如何選擇主要考慮工作環(huán)境,。三通球閥安裝在焦?fàn)t爐頂,，工作環(huán)境粉塵大、有明火,、容易濺水,。液壓控制的液壓油易泄露而燃燒，會(huì)造成危險(xiǎn)事故并污染環(huán)境,，不宜選用,。電氣控制抗振性能較弱，與其它導(dǎo)體接觸可能造成重大事故,，需要隔離保護(hù)措施,，不宜選用。氣動(dòng)控制不污染環(huán)境,，具有防火防爆的特點(diǎn),，不需要隔離保護(hù)措施,，適應(yīng)三通球閥的工作環(huán)境，可以選用,。

? ? 2.1 氣動(dòng)控制系統(tǒng)

? ? 采用氣動(dòng)控制時(shí),，三通球閥安裝在集氣管操作臺(tái)欄桿外側(cè)。現(xiàn)場(chǎng)可見(jiàn)控制設(shè)備有氣動(dòng)執(zhí)行器和氣控柜,。氣動(dòng)執(zhí)行器固定在三通球閥上，帶限位開(kāi)關(guān),。氣控柜掛裝于集氣管操作臺(tái)欄桿外側(cè)的立柱上,，每5孔炭化室設(shè)置一個(gè)氣控柜。柜體是雙層門(mén)結(jié)構(gòu),，采用不銹鋼制作,，防護(hù)等級(jí)為IP65。氣控柜內(nèi)有過(guò)濾器,、減壓閥,、電磁換向閥、調(diào)速閥,、繼電器和旋鈕等元件,。

? ? 氣動(dòng)控制系統(tǒng)的組成見(jiàn)圖1。氣動(dòng)控制系統(tǒng)以儲(chǔ)氣罐為氣源,，用電磁換向閥和繼電器做控制元件,，用氣動(dòng)執(zhí)行器做執(zhí)行元件，以中控室為指令部將三通球閥的切換動(dòng)作融入裝煤操作中,。工作介質(zhì)可用壓縮空氣或氮?dú)?，氣源壓力?.4～0.7MPa。

圖1 氣動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

? ? 2.2 控制過(guò)程

? ? 中控室按推焦順序發(fā)出動(dòng)作指令,，由繼電器控制電磁換向閥使之切換到相應(yīng)的位置狀態(tài),，讓來(lái)自過(guò)濾器和減壓閥的氣體通過(guò)。氣體經(jīng)調(diào)速閥進(jìn)入氣動(dòng)執(zhí)行器,，使氣動(dòng)執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)三通球閥完成切換動(dòng)作,。切換動(dòng)作到位時(shí)由限位開(kāi)關(guān)把動(dòng)作完成信號(hào)反饋給中控室，由電磁換向閥把氣動(dòng)執(zhí)行器內(nèi)的氣體排出,，排氣后氣動(dòng)執(zhí)行器處于自由狀態(tài),。

? ? 2.3 主要元件

? ? 氣動(dòng)執(zhí)行器屬于齒輪齒條式擺動(dòng)氣缸，它通過(guò)氣缸內(nèi)壓縮氣體的體積變化推動(dòng)活塞帶動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu),，將活塞的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為齒輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),。它的內(nèi)腔噴涂減小摩擦的材料，延長(zhǎng)使用壽命,。氣動(dòng)執(zhí)行器傳動(dòng)平衡,，通過(guò)方形軸輸出扭矩,，開(kāi)閉一次所需時(shí)間不超過(guò)1s，其限位開(kāi)關(guān)為二線式,，單刀雙擲,。氣動(dòng)執(zhí)行器為雙作用型氣缸，配有可拆卸的搬桿,，在停氣時(shí)由人工操縱搬桿完成三通球閥的切換動(dòng)作,。

? ? 電磁換向閥采用三位五通中間位置泄壓型，選用雙線圈形式,，帶有可操作的按鈕,。當(dāng)線圈出現(xiàn)故障時(shí)，用專用工具壓下按鈕操縱電磁換向閥,，使氣動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作,。氣動(dòng)執(zhí)行器動(dòng)作到位時(shí)，限位開(kāi)關(guān)向系統(tǒng)發(fā)出信號(hào),，電磁換向閥的兩個(gè)線圈同時(shí)失電,，電磁換向閥處于中間泄壓位置，使氣動(dòng)執(zhí)行器的氣孔處于泄壓狀態(tài),。

? ? 繼電控制回路上設(shè)置就地/遠(yuǎn)程切換旋鈕和操作旋鈕,。切換旋鈕切換到遠(yuǎn)程狀態(tài)，系統(tǒng)由中控室控制,；切換到就地狀態(tài),，系統(tǒng)可由操作旋鈕控制。操作旋鈕設(shè)有高壓,、低壓和停止三個(gè)位置,，分別控制電磁換向閥的三個(gè)位置狀態(tài)，便于人工操作,。

? ? 2.4 操作方法

? ? 控制系統(tǒng)有四種操作方法,。①三通球閥通常由中控室自動(dòng)控制；②氣控柜上的切換旋鈕切換到就地狀態(tài),，三通球閥由氣控柜上的操作旋鈕控制,；③控制電路有故障時(shí)，操縱電磁換向閥控制三通球閥,；④控制氣路有故障時(shí),，直接用氣動(dòng)執(zhí)行器上的搬桿控制三通球閥。

? ? 2.5 應(yīng)用情況

? ? 氣動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于鞍鋼化工總廠四期技術(shù)改造工程,、青海鹽湖集團(tuán)金屬鎂一體化項(xiàng)目和孝義市金巖電力煤化工有限公司6.25m搗固焦?fàn)t工程等,，在鞍鋼已經(jīng)投入使用且運(yùn)行正常。

? ? 3 結(jié)語(yǔ)

? ? 焦?fàn)t爐頂氨水管道上的三通球閥通過(guò)氣動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,，提高了焦?fàn)t自動(dòng)化操作水平,，為實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t車輛無(wú)人化操作奠定基礎(chǔ)。氣動(dòng)控制性能可靠,，維護(hù)簡(jiǎn)單,，使用壽命長(zhǎng)，適應(yīng)爐頂工作環(huán)境,，值得推廣應(yīng)用,。

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