阀门是现代工业中一种常见的机械产品。作为流体传输系统中的关键性控制部件,因其具有的截止、调节、稳压、分流等功能,其主要应用于锅炉、蒸汽管道、炼油、化工、火力以及冶金等领域。球阀适宜做开关、切断阀使用,但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用,如V型球阀。现代工业对阀门密封的可靠性提出了越来越高的要求,密封性能是评定阀门产品质量的一个重要技术指标。
高温阀门是指工作温度高于250℃的阀门,高温阀门的阀杆填料密封技术一直是多年来未解决的突出问题,也是提高阀门可靠性的薄弱环节之一。常见的高温阀门阀杆填料密封一般存在的密封不足或过度密封的情况,在长时间运行中阀门阀杆处容易出现泄漏,等危险物的泄漏不仅会造成装置和经济损失,而且会引起环境污染,甚至人员伤事故,给装置的运行带来很大的风险。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。
高温调节阀采用阀板和三次风管底部挡墙配合来加以控制三次风用量,其具体方法是在三次风管底部约25%处砌筑一耐火砖挡墙。
由于挡墙的设置,阀门正常工作时插入深度仅为总长30%左右,阀板受到的冲刷磨损大大降低,下部磨损后阀板可放下一部分继续使用,在一定程度上延长了阀板的使用寿命。
由于三次风管下端设置挡墙,阀板高度尺寸减小,在体积和重量上减少约10%,降低了起重链的受力,阀板制作成本稍有降低。挡墙为耐火砖砌筑,耐火砖本身具有抗高温、抗剥落的性能。
但是该结构中,三次风管内的流体方向在遇到阀板和挡墙后发生急速改变,系统阻力变大,同时在挡墙前后两侧也加速了阀板底部的冲刷。大量沉积熟料颗粒,致使检修人员进出很不方便,也存在安全隐患,严重时必须清灰,增大了检修工作量。
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。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。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。
高温阀门主要使用到高温管道中,对于这样形式的管道系统,采用高温阀门主要是因为管道内介质的需要。
高温阀门大部分都是采用了耐热的不锈钢材料进行加工锻造的。这种材料的特点就表现在它的耐腐蚀上,它的耐腐蚀性比较强,适合使用到多个领域。而不锈钢材料的使用在目前是越来越广了,这种材料也已经不再是以往那种单一的材料了,目前产生的不锈钢材质非常的多,有一些具有特性的材质是目前不锈钢使用的主流了。因为不锈钢蝶阀运用了优的材质制作而成,它能承受高温、腐蚀性介质等恶劣环境,并且他的磨损率较小。就比如耐热的不锈钢材料,这是目前高温管道系统中使用的的一种材料了,无论是管道本身还是管道的阀部件大部分都是采用了这种材料的,其中比较典型就属一种耐热不锈钢阀门了。可以说非常实用,这种材料具有一定的耐腐蚀性、硬度也比较高,而且具有的耐热性刚好符合高温管道的需求。