高温阀门填料结构外漏分析

　　在高温工况下，如选用石墨盘根密封结构，很容易出现外漏情况。经分析原因如下：

　　石墨盘根装入填料函内，通过填料压盖上紧固螺栓松紧来施加对填料的轴向压力。高温阀门采用软性T型两侧多层不锈钢片组成密封圈，具有金属硬密封和软密封的双重优点，无论在低温和高温情况下，均具有零渗漏的密封性能。由于填料具有一定程度的可塑性，受轴向压力后产生径向压力和微变形，内孔与阀杆紧密贴合，但是这种贴合上下不是均匀的。通过填料压力分布和填料密封力分布可知，填料函中上部填料和下部填料受介质压力是不均匀的。直接导致两部分填料塑性变形不一致，容易出现填料与阀杆的局部密封过度或者密封不足，同时靠近压盖处受的径向压紧力大，所带来的填料与阀杆的摩擦力也大，在此处阀杆和填料容易出现磨损。

　　在高温情况下，温度越高，石墨盘根膨胀越大，摩擦力也随之加大，高温所带来的散热不及时，加速了阀杆和填料的磨损率，这也是高温阀门填料容易出现外漏的主要原因。

高温阀门填料结构的改进设计

　　高温工况下的阀门填料出现外漏的情况，高温填料一般选择膨胀石墨盘根为主。一般软密封材料都是选择PPL等，金属硬密封选择有不锈钢、合金钢等。膨胀石墨填料的自润滑性和膨胀性好、回弹系数高，但缺点是易碎、抗剪切力差，一般安装在填料函的中间部分，防止膨胀石墨填料受到填料压盖和底部压垫的挤压而损坏；增强型石墨盘根因含有镍丝等，结实抗挤压，故可以安装在顶部和底部。

　　虽然利用膨胀石墨和增强型石墨盘组合解决部分高温下填料外漏的情况。高温不锈钢球阀的工艺要求主要的侧***是密封和阀门的材料选择以及阀门精度，高温球阀因温度较高所以密封硬考虑耐温性较强，一般选用金属材料好。但是对于阀门动作比较频繁的工况，石墨盘根磨损率比较高，使用一段时间后需要人工紧填料函上的紧固螺栓，对于人工和排查都带来了比较大的问题。基于上述问题的考虑，我司结合国内外文献以及经验的积累近年来研制一种补偿性的阀门填料结构，特别针对高温低压、以及高温高压的不同工况，针对性的开发不同的高温填料结构，一举解决了阀门在高温工况下容易外漏的情况。

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***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、高压情况下极端工况下，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。高温球阀为金属密封结构，密封形式为金属对金属密封，可调换金属密封圈对金属密封，不锈钢板与石墨复合板密封圈对金属密封。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。

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。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”。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。