我們以化（huà）工行業普遍應用的三室蓄熱式焚燒爐（RTO）為例，針對三室RTO共有6個換向閥，在爐底兩兩成（chéng）對，分組布置（如下圖）。

三組換向閥與RTO三個蓄熱室對應，通過一定的順序打開、關閉，引導煙氣通（tōng）過蓄熱室（shì）、燃燒室，終排放到大氣中。工作時RTO焚燒爐內呈微負壓狀態。高溫側換向閥的外側與煙（yān）氣出口（kǒu）管道連（lián）通，區域溫度高達300℃；低溫側換向閥的外側與煙氣進口管道（dào）連（lián）通，區域（yù）溫度高達200℃。爐內廢氣具有一定的腐蝕性。裝置運行時，換向閥每60-180s開閉一次（cì），動（dòng）作頻繁。

換向閥的平麵閥板與密封端麵（miàn）通過直接接（jiē）觸實現密封。閥板閉（bì）合後，因加工、裝配精度低導致密封不嚴，廢氣在壓力作用下流動，在閥板處形成少許（xǔ）內漏，不（bú）通（tōng）過蓄熱體及爐膛焚（fén）燒直接排放。同時，閥杆（gǎn）在往（wǎng）複運動中對密封填料（liào）造成磨損，使（shǐ）廢氣（qì）通過填料直接泄漏到大氣中，發生外漏。

另外（wài），換向閥內部存在高溫煙氣，經長期運行後，原閥杆與閥板均存在不同程度的腐蝕損壞。由於原換向閥設計存在上述問題，加（jiā）之在排放指標、環保指標更為嚴格的情況下，即使少量的泄漏也會對排（pái）放指標產生很大的影響，因此需要（yào）通過改（gǎi）造提高閥門的密封性、耐蝕性和耐用度（dù），使裝置能（néng）夠滿足（zú）現有工況條件下長期穩定運行的要求，並（bìng）且使排（pái）放的廢氣滿足《GB31571-2015 石油化學工業汙染物（wù）排放標準》的（de）排放指標。

根據長期運行後裝置換向閥出現的泄露、損壞等問題，結合故障點的出現位置，可以（yǐ）從以下三個方麵對換向閥的結（jié）構進行分（fèn）析，並考慮改進辦法（fǎ）：

1.閥杆材料及其連接結構換向閥（fá）的主要動件（jiàn）是閥杆（gǎn）和圓形閥板，因閥門動作（zuò）頻繁（fán），密封結構及支撐結構負荷較大。加之爐中廢氣溫度較高且有較強的腐蝕性，裝置（zhì）運行一段時間後，閥（fá）杆與閥板均發（fā）生了一定的磨損與破壞。

經現場測量、檢查發（fā）現，閥板與密封（fēng）麵之間存在一定程度的平行度偏差。因此，應對閥板與閥杆采（cǎi）取降低重量、更換材料、增加錯動（dòng）補償機構等措施使動件擁有更長的使用壽命和更好的密封效果。

2.閥板密封結構原（yuán）設計中，圓形閥板僅通過與密封麵接觸時自身發生形（xíng）變來進（jìn）行密封。

由於加工精度無法保證，以及長期運行帶來（lái）的支撐結構（gòu）磨損，圓形閥板與密封麵無法在圓周上所有的位置都能緊密接觸。因此，需要對（duì）閥板密封結（jié）構進行重新設計，來保證長期運行中閥板密封的可靠性。

3.閥杆密封結構及支（zhī）撐結構原設計中，閥杆的密封組件采用的是（shì）填料式密封（fēng），由於換向閥的動作頻率非常高（每60-180s動作1次）使得此處密封填料的（de）損耗非（fēi）常快。

閥杆的支撐結構是在內外兩側（cè）對稱布置的（de）由三個橡膠輪組成（chéng）的支撐軸承。

拆除支撐軸承後，發現滑輪表麵包膠因長期（qī）使用表麵（miàn）已發生永久變形（xíng）；滑（huá）輪的轉軸因長期與軸套幹磨，已嚴重磨（mó）損；部分滑輪已無法正常轉動。

此（cǐ）外，經檢查發現，支撐軸（zhóu）承雖（suī）然（rán）有一（yī）定的調心（xīn）功能（néng），但當閥杆兩端同時（shí）采用此結構時，很難保證閥杆與密封函的同心度，從而加劇（jù）了填料的（de）磨損。填料磨損後，廢氣在此（cǐ）處發生泄漏。因此，需要對閥（fá）杆的密封結構與支撐機構進行重新設計，以達到更好的（de）閥杆密封效果與更長的使用壽命（mìng）。

一、閥杆及其連接構件

如某塗布行業企業，一台55000Nm3/h處理量的RTO，在換向閥設計中（zhōng）的幾個取值，如閥杆（gǎn）為直徑60mm的實心杆，材質為不（bú）鏽（xiù）鋼（gāng），閥板為直（zhí）徑 1300mm，厚3-10mm 的圓形板，材質同為不鏽鋼。在運行一段時間後，閥杆與（yǔ）閥板表麵均出現了嚴重（chóng）的腐蝕與磨損。考慮到（dào）長期運行（háng）時的設備工況，需要同時滿足（zú）力學性能、表麵硬度、耐腐蝕性三方麵要求，因（yīn）此理想的替（tì）代材料有調製鋼不鏽鋼或其他合金鋼。

根據現場的（de）使用經驗，選用直徑63mm，厚10mm的（de）不鏽鋼鋼管作為替代閥杆材料。閥板（bǎn）的材料也選用不鏽（xiù）鋼，直徑（jìng）不變，厚度增加。

閥杆自身的磨損與閥（fá）杆支撐軸（zhóu）承的磨損（sǔn）均會導（dǎo）致活塞（sāi）杆與閥杆的同心度偏差進一步加大。改（gǎi）進（jìn）的辦（bàn）法是在過渡頭與活（huó）塞杆之間增加（jiā）一個浮動接頭。浮動接頭允許兩側連接杆（gǎn）發生（shēng）偏心滑動和（hé）球麵滑動，它能夠對活塞杆（gǎn）與（yǔ）閥杆之（zhī）間的偏心量進行補（bǔ）償，使得換向閥（fá）在長期使用過程中（zhōng）穩定高效地運行，降低RTO換向閥運行安全隱（yǐn）患。

二（èr）、閥板密（mì）封構件

1.改進後的閥板密封結（jié）構（gòu）在密封麵上（shàng）加（jiā）工兩道密封槽，選（xuǎn）用適當的彈性體材料（liào）作為密封體；利用密封體的回彈性補償閥板與密封麵之間的平行度偏（piān）差。同時，利用兩（liǎng）道密封體形成迷宮密封結構，阻止有機廢氣泄漏，提（tí）高RTO處理效率（lǜ）。換（huàn）向閥高溫側的環境溫度高可達到300℃甚至更高（如部（bù）分行業需增加反（fǎn）燒工藝），因此要（yào）求密封體材料在高溫下具有良好的物理、化學（xué）特性穩定性。膨脹石墨的耐溫性出色，同時兼具較好的回彈性，非常適用於目的工況。

2.改進後的閥板密封結構在密封麵上增加集氣室，增加壓縮空氣接口，內部通入正（zhèng）壓，以保證換向閥的零泄漏。

三、閥杆支撐構件

1.將原結構（gòu）中的橡膠輪改為40Cr材質（zhì）的鋼輪，提高滑輪在高溫煙氣條件下的耐用性和耐腐蝕性。

2.增加下部兩個滑輪的寬度（dù），增大滑輪與閥杆的接觸（chù）麵積，降低（dī）滑輪與閥（fá）杆之間接觸（chù）處（chù）的滑動摩擦阻力。

3.在每個滑輪內部增加一對自潤滑（huá）軸承，使滑輪的（de）滑（huá）動更加（jiā）順滑，延長滑輪的使用壽命。

經過我們的研究和探索，根據上述改進措施，換向閥（fá）能夠滿（mǎn）足RTO長期使（shǐ）用的穩（wěn）定性和重複性，使（shǐ）RTO設備做到滿足新標準中的排放要求（qiú），達到了預（yù）期的改進目的。具體效果總結如下：

1.更換後（hòu）的不鏽鋼閥杆與閥（fá）板能夠（gòu）有效抵抗腐蝕並降低閥杆支撐負荷，減少磨損，具有（yǒu）更長（zhǎng）的使用（yòng）壽命。

2.作為閥（fá）板密封體材料，膨脹石墨在高溫下具有良好的熱穩定性和良（liáng）好的回彈率。

3.改進後的閥杆密封結構能夠有效阻隔灰（huī）塵；有效阻（zǔ）止RTO運行過程中的有機廢（fèi）氣泄（xiè）漏，並對閥杆提供穩固支撐。改進後的閥杆支撐軸承運轉更加順滑，使用壽（shòu）命大大增加（jiā）。

4.改進提高了換向閥的密封性；提高（gāo）了換向閥運行時的平順（shùn）性與可靠性；延長了換向閥的使用壽（shòu）命。