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填料密封中的“迷宫效应”所指的阀杆的表面平整程度无法达到微观水平,阀杆和填料间的微小间隙这是客观存在的,无法消除,如果从这方面进行填料密封设计,往往效果不是很理想,而这是造成多空间泄漏或动力泄漏的基本条件。密封介质通过填料和阀杆泄漏机理有很多形式:腐蚀间隙泄漏机制、多孔泄漏机制、动力泄漏机制等。本文对于高温工况下的阀门填料密封结构的改进设计是基于上述多种泄漏机制,提出切实可行的改进方案。目前,国内外太阳能光热电站常用的熔盐工质主要有二元盐SolarSalt、三元盐Hitec和HitecXL,这三种熔盐工质的上限温度均在500°C以上,且它们的凝固点也比较高,SolarSalt。
高温低压型,采用补偿性圈形弹簧和组合式石墨盘根相结合。
工况压力不高故取消填料隔套,填料函底部加入补偿性圈形弹簧,安装时需紧固螺栓预加一定的预紧力。即使石墨填料和阀杆出现摩擦性磨损,圈形弹簧能即时作出相应的补偿性调节,保证阀门发生外漏情况。
高温高压型,这是一种先进的填料系统,采用碟形弹簧和圈形弹簧外置双补偿结构,能够避免温度过高使弹簧失效的优点,尤其在高温、高压情况下工况下,某处补偿点失效,另一组补偿依然有效,两者不干涉,单独补偿但同时对填料起作用。碟形弹簧的封闭性也有利于在恶劣户外条件下使用,两处补偿点的外置结构也有利于更换,无需拆卸整个填料函,大大提效率以及方便操作。经过长期用户跟踪,此类型填料结构对于高温、高压下的阀杆密封防止防止外漏效果明显,使用寿命长。为了达到良好的密封效果,一般要求填料具有组织致密,化学稳定性好,摩擦系数低等特点。
在新型干法水泥生产线上,窑和分解炉用风量的分配是通过三次风管高温调节阀的开度控制来实现的。因此,三次风管上的高温调节阀的使用情况直接影响窑系统工况的正常与稳定和熟料产质量。高温调节阀损坏时,有些厂家会在三次风管中堆放废弃耐火砖以应急,这个简单的方法却取得了很好的效果,并由此产生了高温调节阀挡墙的概念。目次风管高温调节阀前设置挡墙已是普遍做法。这样设置挡墙同样达到减少阀板插入深度、延长阀板使用寿命的效果,同时克服了底部挡墙结构的缺点。
蝶阀具有结构简单、流体阻力小和调节流量性能好等优点,是熔盐管路调节流量的优选阀门。目前,具有伴热功能的高温蝶阀主要采用保温夹套技术,即在阀体外加上夹套,通过通入蒸汽或导热油对阀体进行加热,使蝶阀内部流体温度保持在其凝固点以上。
不过保温夹套蝶阀一般适用于伴热阀门较为集中的区域,否则伴热介质输送管过长造成较大的热损失。而且,伴热区域需要配备一套伴热系统,包括伴热介质总管、分配站、支管、排出管和收集管等设施,因而伴热系统较为复杂。此外,该种伴热系统中伴热介质的温度较难控制。由于太阳能光热电站中熔盐管路较长,阀门较为分散,且对伴热温度控制的要求较高,因此,这限制了保温夹套蝶阀在熔盐传热蓄热系统中的应用。填料之所以能起到密封的作用,其原理现在主要存在两大密封观点,分别是“轴承效应”和“迷宫效应”。