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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。正向介质压力增大时阀板斜圆锥表面与阀座密封面挤压越紧，密封效果越好。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。

常见阀门填料结构和选择

常见的阀杆填料密封结构主要有压板、压盖、隔套、填料等组成。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。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。一般在温度低于200℃，填料常选用聚四氟乙烯盘根，其具有的高润滑、不粘性、电绝缘性和良好的抗老化等特点，广泛用于石油、化工、制药等领域。

在200°到450°温度工况下，石墨盘根因具有耐高温、自润滑、低摩擦系数等特点，被广泛选用。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。石墨盘根根据用途已研制出各种分类，在实际应用中，填料可根据实际工况条件选择合适的石墨盘根类型，例如250℃、低压工况场合可选择膨胀石墨盘根，中、高压可选择增强型石墨盘根或者两者组合使用。

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。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。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。

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。在200°到450°温度工况下，石墨盘根因具有耐高温、自润滑、低摩擦系数等特点，被广泛选用。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。