隨著眾多大型（600～1000MW）火力發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目的上臺(tái),，氣力輸送系統(tǒng)在現(xiàn)代燃煤電力行業(yè)被積極采用，而燃煤電廠粉煤灰輸送屬于氣固兩相流動(dòng)范疇,。氣體與固粒在輸送管內(nèi)的運(yùn)動(dòng),，涉及到氣流速度的分布以及固粒與管壁摩擦等各種條件,，情況復(fù)雜，對(duì)輸送系統(tǒng)部件磨損大,。而閥門是氣力輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,，因此閥的性能對(duì)氣力輸送系統(tǒng)的輸送效率及其能否正常運(yùn)行，具有重大影響和決定性作用,。閥門問(wèn)題,，是引起現(xiàn)有氣力輸送系統(tǒng)存在問(wèn)題的主要原因之一。大型燃煤電廠粉煤灰氣力輸送速度高,，粉塵濃度高,，物料對(duì)系統(tǒng)的磨損性強(qiáng)，特別容易引起閥門的磨損,，造成閥門開關(guān)性能降低,，甚至失效。
        鑒于氣力輸送系統(tǒng)閥門普遍存在的因磨損而導(dǎo)致密封失效的問(wèn)題,，國(guó)內(nèi)外有針對(duì)性地設(shè)計(jì)生產(chǎn)多種氣力輸送系統(tǒng)閥門,，根據(jù)具體使用的場(chǎng)合和輸送物料的不同，各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),。目前主要從耐磨損或減少受磨損機(jī)會(huì)這兩個(gè)角度進(jìn)行研究,。在提高耐磨損方面，閥門密封副一般采用“硬對(duì)硬”的形式,，即通過(guò)不同的熱處理加工方式,，獲得高硬度表面或直接選用高硬度、耐磨材料,，以提高閥門壽命,。此外，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度，減少受磨損的機(jī)會(huì),，閥門密封副一般采用“硬對(duì)軟”的形式,，即通過(guò)對(duì)閥門密封副的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓閥門在打開時(shí),，密封副的密封表面不在物料的運(yùn)行通道上,，以減少受磨損的機(jī)會(huì)，從而提高閥門的使用壽命,。
          對(duì)此,，根據(jù)國(guó)內(nèi)火電氣力輸灰的特殊工況（針對(duì)堵塞、磨損關(guān)鍵問(wèn)題）,，我們做了以下研制工作,。   

1 主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
    1.1 面向氣力輸送閘閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    現(xiàn)有技術(shù)的閘閥，在開啟過(guò)程中,，由于閥腔與輸送管道是連通的,，因此，管道中的固體顆?；蚍勰┚陀袡C(jī)會(huì)進(jìn)入閥腔內(nèi)沉積,，沉積物少或多，再被閥腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)零件碰撞壓實(shí),，進(jìn)而堵塞整個(gè)閥腔,，導(dǎo)致閘閥無(wú)法動(dòng)作。
    現(xiàn)有技術(shù)設(shè)置在上述場(chǎng)合的閘閥,，有不設(shè)吹掃裝置或者設(shè)有吹掃裝置兩種形式,。前者在使用過(guò)程中，閥腔內(nèi)很容易被沉積物堵塞,，時(shí)間短的只能正常使用數(shù)天,；后者在吹掃用氣的安排和吹掃孔的布置上存在缺陷，如有些閘閥吹掃用氣用的是氣缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的排氣,，氣量少且不連續(xù),，起不到吹掃的作用。如有些閘閥雖然在閥體上設(shè)有吹掃孔,，但是由于存在一些吹掃不到的死角,，致使閘閥關(guān)閉后，輸送物料在一些位置沉積下來(lái),，然后被閥腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)零件壓實(shí),，時(shí)間一長(zhǎng)，閥腔也將被堵塞,，導(dǎo)致閘閥無(wú)法動(dòng)作而使輸送系統(tǒng)停止運(yùn)行,，影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常工作。
    在原有氣動(dòng)閘閥結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，在閥門上增加了一種閥腔內(nèi)沉積物吹掃裝置,，保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),，發(fā)揮系統(tǒng)的環(huán)保功能。
    1.2 面向閥門密封副耐磨損方向的研究
    閥門密封副采用“硬對(duì)硬”的形式,，即通過(guò)不同的熱處理加工方式,，獲得高硬度表面或直接選用高硬度、耐磨材料,，以提高閥門壽命,。主要措施有：
    （1）普通金屬材料通過(guò)不同的熱處理方式,，以獲得較高硬度的密封表面,；
    （2）采用高硬度合金加工；
    （3）普通金屬材料作基體,，堆焊,；
    （4）噴涂高硬度材料；
    （5）采用耐磨陶瓷作為密封材料,。
    2 技術(shù)解決方案
    2.1 帶有自動(dòng)吹掃裝置閘閥的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    該閥門在原有氣動(dòng)閘閥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,，在閥門上增加了一種閥腔內(nèi)沉積物吹掃裝置（見圖1）。其是在閥體的周邊對(duì)稱設(shè)置有若干個(gè)吹掃孔,，管路通過(guò)三通接頭和直角接頭連通閥腔,，管路通過(guò)單向閥與控制組件相連，控制組件與壓縮空氣相連,。
    閥門開啟時(shí),，經(jīng)過(guò)控制組件控制，控制組件內(nèi)壓縮空氣通過(guò)單向閥,、管路,、三通接頭、直角接頭進(jìn)入閥腔內(nèi),，將閥腔內(nèi)的沉積物吹到管道通道上,，與管內(nèi)介質(zhì)一道流動(dòng)，避免了閥腔內(nèi)沉積物的堆積,、積塊進(jìn)而堵塞整個(gè)閥腔,，使閥腔內(nèi)零件運(yùn)動(dòng)通暢，保證了閥門正常使用,。閥門關(guān)閉時(shí),，管路中無(wú)吹掃壓縮空氣，管路中若有從閥腔內(nèi)來(lái)的逆向流體則受到單向閥的作用不能通到控制組件,，避免了控制組件因物料進(jìn)入而不能工作,，從而使整個(gè)閥門正常工作。

圖1 改造過(guò)的氣動(dòng)閘閥結(jié)構(gòu)

    2.2 納米增韌陶瓷在閥門密封副上的應(yīng)用
    其核心技術(shù)是：
    （1）分析氣力輸灰工況，獲得陶瓷件的受力和失效的基本數(shù)據(jù),，確定研發(fā)陶瓷件的性能要求,；
    （2）優(yōu)選納米技術(shù)增韌陶瓷，確定其韌性,、硬度,、模量、耐磨性的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),，精密加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),；
    （3）完成陶瓷件與金屬件的配合、裝配設(shè)計(jì),；
    （4）提出改進(jìn)閥門整體結(jié)構(gòu)建議并設(shè)計(jì),、試制、現(xiàn)場(chǎng)使用,。
    采用此技術(shù),，使閥門使用壽命提高1倍以上。
    2.3 硬質(zhì)合金密封副閥門的研發(fā)
    核心技術(shù)為：
    （1）分析氣力輸灰工況,，獲得硬質(zhì)合金件的受力和失效的基本數(shù)據(jù),，確定研發(fā)硬質(zhì)合金的性能要求（強(qiáng)度、韌性,、硬度,、耐磨性）；
    （2）優(yōu)選硬質(zhì)合金以及精密加工工藝及精度,；
    （3）開展配合和裝配設(shè)計(jì),、優(yōu)化工藝流程、中試研究,；
    （4）試制和現(xiàn)場(chǎng)使用,。
    其創(chuàng)新點(diǎn)，一是閥門密封圈采用硬質(zhì)合金,，二是填料自壓緊裝置,，三是填料函可更換技術(shù)。
    2.4 噴涂高硬度材料在閥門密封副中的應(yīng)用
    核心技術(shù)是利用某種熱源,，將合金熱噴涂材料加熱到熔融狀態(tài),，然后借助高速氣流霧化成微粒，并噴射到工件表面形成牢固涂層,，使工件獲得耐磨,、抗高溫氧化、不變形等性能,。
    其創(chuàng)新點(diǎn),，一是噴涂高硬度材料密封副的閥門,；二是填料自壓緊裝置；三是填料函可更換技術(shù),。
    3 結(jié)束語(yǔ)
    大型火電機(jī)組粉煤灰會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞,。因此，對(duì)粉煤灰輸送過(guò)程密封性,，具有很高的要求,，物料氣力輸送系統(tǒng)全密封輸送，無(wú)任何泄漏,，對(duì)環(huán)境無(wú)污染,，系統(tǒng)工作可靠性強(qiáng)，全部自動(dòng)化無(wú)人控制,，運(yùn)行成本低,，是一種理想的輸送設(shè)備，對(duì)環(huán)境保護(hù)有重要作用,。閥門是氣力輸送系統(tǒng)關(guān)鍵部件,，特種閘閥很好地保證了粉煤灰輸送的安全可靠,。
    同時(shí),，本項(xiàng)目實(shí)施后，由于采用多項(xiàng)*科技,，特種閘閥的各項(xiàng)性能指標(biāo)在國(guó)內(nèi)外處于水平,，使用壽命大幅提高，減少了系統(tǒng)的使用維修及養(yǎng)護(hù)成本,，極大地提高了氣力輸送閥門的技術(shù)水平,，減少了閥門配件的消耗，達(dá)到合理利用自然資源,，減少能源消耗及“三廢”排放的目的,。項(xiàng)目的實(shí)施*符合國(guó)家提倡的節(jié)能減排要求，為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益,、社會(huì)效益及環(huán)保效益,。