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熔鹽具有廣泛使用溫區(qū)、蒸汽壓低、粘度低、熱穩(wěn)定性好和環(huán)保無污染等良好性能,其作為傳熱和蓄熱工質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于太陽能光熱發(fā)電和余熱儲存等領(lǐng)域。目前,國內(nèi)外太陽能光熱電站常用的熔鹽工質(zhì)主要有二元鹽Solar Salt、三元鹽Hitec和Hitec XL,這三種熔鹽工質(zhì)的上限溫度均在500°C以上,且它們的凝固點也比較高,Solar Salt.Hitec和Hitec XL的凝固點分別為220°C、142°C和120°C。因此,用于熔鹽管道的閥門需要具備耐高溫和伴熱防凝這兩種功能。
高溫調(diào)節(jié)閥采用閥板和三次風(fēng)管底部擋墻配合來加以控制三次風(fēng)用量,其具體方法是在三次風(fēng)管底部約25%處砌筑一耐火磚擋墻。
由于擋墻的設(shè)置,閥門正常工作時插入深度僅為總長30%左右,閥板受到的沖刷磨損大大降低,下部磨損后閥板可放下一部分繼續(xù)使用,在一定程度上延長了閥板的使用壽命。
由于三次風(fēng)管下端設(shè)置擋墻,閥板高度尺寸減小,在體積和重量上減少約10%,降低了起重鏈的受力,閥板制作成本稍有降低。擋墻為耐火磚砌筑,耐火磚本身具有抗高溫、抗剝落的性能。
但是該結(jié)構(gòu)中,三次風(fēng)管內(nèi)的流體方向在遇到閥板和擋墻后發(fā)生急速改變,系統(tǒng)阻力變大,同時在擋墻前后兩側(cè)也加速了閥板底部的沖刷。大量沉積熟料顆粒,致使檢修人員進出很不方便,也存在安全隱患,嚴(yán)重時必須清灰,增大了檢修工作量。
常見閥門填料結(jié)構(gòu)和選擇
常見的閥桿填料密封結(jié)構(gòu)主要有壓板、壓蓋、隔套、填料等組成。為了達到良好的密封效果,一般要求填料具有組織致密,化學(xué)穩(wěn)定性好,摩擦系數(shù)低等特點。一般在溫度低于200℃,填料常選用聚四氟乙烯盤根,其具有的高潤滑、不粘性、電絕緣性和良好的抗老化等特點,廣泛用于石油、化工、制藥等領(lǐng)域。
在200°到450°溫度工況下,石墨盤根因具有耐高溫、自潤滑、低摩擦系數(shù)等特點,被廣泛選用。石墨盤根根據(jù)用途已研制出各種分類,在實際應(yīng)用中,填料可根據(jù)實際工況條件選擇合適的石墨盤根類型,例如250℃、低壓工況場合可選擇膨脹石墨盤根,中、高壓可選擇增強型石墨盤根或者兩者組合使用。
填料密封中的“迷宮效應(yīng)”所指的閥桿的表面平整程度無法達到微觀水平,閥桿和填料間的微小間隙這是客觀存在的,無法消除,如果從這方面進行填料密封設(shè)計,往往效果不是很理想,而這是造成多空間泄漏或動力泄漏的基本條件。密封介質(zhì)通過填料和閥桿泄漏機理有很多形式:腐蝕間隙泄漏機制、多孔泄漏機制、動力泄漏機制等。本文對于高溫工況下的閥門填料密封結(jié)構(gòu)的改進設(shè)計是基于上述多種泄漏機制,提出切實可行的改進方案。