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

三組換（huàn）向閥與RTO三個蓄熱室對應，通過一（yī）定的順序打開、關閉，引導煙氣（qì）通（tōng）過蓄熱室、燃燒室，終排放（fàng）到大氣中。工作時（shí）RTO焚燒爐內呈（chéng）微負壓狀態。高溫側換向閥（fá）的外（wài）側（cè）與煙氣出口管道連通，區域（yù）溫度高達300℃；低溫（wēn）側換（huàn）向閥的外側與煙氣進口管道連通，區域溫（wēn）度高達200℃。爐內廢氣具有一定的腐蝕（shí）性。裝置運行時，換向閥每60-180s開閉一次，動作頻繁。

換向閥的（de）平麵閥板與密封端麵通過直接接觸實現密封。閥板（bǎn）閉合後，因加工、裝配（pèi）精度低導（dǎo）致密封不嚴，廢氣在壓（yā）力作用下流（liú）動，在閥板處形成少許內漏（lòu），不通過蓄熱體及爐膛焚燒直接排放。同時，閥（fá）杆在（zài）往複運動中對密封填（tián）料造成磨損，使廢氣（qì）通過填料直接泄漏到大氣中，發生外漏。

另（lìng）外，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（yuán）換（huàn）向閥設計存在上述問題，加之在（zài）排放指（zhǐ）標、環保指標（biāo）更為（wéi）嚴格的情況下，即使少量的泄漏也會對排（pái）放指（zhǐ）標產生很大的影響，因此（cǐ）需要通過改造提高閥門的密封性、耐蝕性和（hé）耐用度，使裝置能（néng）夠滿足現有工況條件下長期穩定運行的要求，並（bìng）且使排放的廢氣滿足《GB31571-2015 石（shí）油化學工業汙染物排放標準》的（de）排放指標（biāo）。

根據長期運行（háng）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，可以從以下三個方麵對換向閥的結構（gòu）進行分析，並考慮改（gǎi）進辦法：

1.閥杆材料及其連接結構換向閥的（de）主要動件是閥杆和圓形閥板，因閥門動作頻（pín）繁，密封結構及支撐結構負荷較大。加（jiā）之爐中廢氣溫度較高且有較強（qiáng）的（de）腐蝕性，裝置運行一段（duàn）時間後，閥杆與閥板均發生了一定的磨損與破壞。

經現場測量、檢查發現，閥板與密封麵之間存在一定程度的平行度偏差。因此，應對閥板與閥杆（gǎn）采取降低重量、更換材料、增（zēng）加錯動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（guǒ）。

2.閥板密封結構原設計中，圓形閥板（bǎn）僅通過與密封（fēng）麵（miàn）接觸時自身發生形（xíng）變來進行密（mì）封。

由於加工精度無法保證，以及長（zhǎng）期運行帶來的支撐（chēng）結構磨損，圓形閥板與密封麵（miàn）無法在圓周上所有的位置都能緊密接觸。因此，需要對閥板密封結構進行（háng）重（chóng）新設（shè）計，來（lái）保證長（zhǎng）期運行（háng）中閥板密封的可靠性。

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

閥杆的（de）支撐結構是在內外兩側對稱布置的由三個橡膠輪組成的支撐軸承。

拆除支撐軸承後，發（fā）現滑輪表麵包膠因長期使用表麵已發生永（yǒng）久變形；滑輪的（de）轉軸（zhóu）因長期與軸套幹磨，已嚴重磨（mó）損；部分滑輪（lún）已無法正常轉動。

此（cǐ）外，經檢查發（fā）現，支撐軸承雖然有一定的調心功（gōng）能，但當閥杆兩端同時采用（yòng）此結構時，很（hěn）難保證閥（fá）杆與密封函的（de）同心度，從而加劇（jù）了填料的磨（mó）損。填（tián）料磨損後（hòu），廢氣在此處發生（shēng）泄漏（lòu）。因此，需要對閥杆的密封結構（gòu）與支撐機構進行重（chóng）新（xīn）設計（jì），以達到更（gèng）好的閥杆密封效果與更長的（de）使用壽命（mìng）。

一、閥杆及其連接構件

如某塗（tú）布行業企業，一台55000Nm3/h處理量的RTO，在換（huàn）向閥（fá）設計中的幾個取值，如（rú）閥杆為直（zhí）徑（jìng）60mm的實心杆（gǎn），材質為不鏽鋼，閥板為直徑 1300mm，厚3-10mm 的圓形板，材質同為不鏽鋼。在運行一段時間後，閥杆與閥板（bǎn）表麵均出現了（le）嚴重的腐蝕與磨損。考慮到長期運行時（shí）的設備工況，需要同時滿足力學性能、表麵硬度、耐腐蝕性三方麵要求，因此理想（xiǎng）的（de）替代材料有調製鋼不鏽鋼或其他合金鋼（gāng）。

根據現場的使用經驗，選用直徑63mm，厚10mm的不鏽鋼鋼管作為替代閥杆材料。閥板的材料也選用不鏽鋼，直徑不（bú）變（biàn），厚度增加。

閥杆自身的磨損與閥杆支撐軸承的磨損均會導致活塞杆與閥杆的同心度偏差進（jìn）一步加大（dà）。改進的辦法（fǎ）是在過渡頭（tóu）與活塞杆之間增加一個（gè）浮動接頭。浮動接頭允許兩（liǎng）側連（lián）接（jiē）杆發生偏心滑動和球麵滑（huá）動，它能夠對活塞杆與閥杆之間的偏心量進行補償（cháng），使得（dé）換向閥在（zài）長期使用過程中穩定（dìng）高效地（dì）運行，降低RTO換向閥運行安全隱患。

二、閥板密（mì）封構件（jiàn）

1.改進後的閥板密封結構在密封麵上加工兩道密封（fēng）槽，選用適當的彈性體材料作為密封體（tǐ）；利用密封體的回彈（dàn）性補償閥板與密封麵之間的平行度偏差。同（tóng）時，利用兩道密封體（tǐ）形成（chéng）迷宮密封結構，阻止有機廢（fèi）氣泄漏（lòu），提高RTO處理效率。換向閥（fá）高溫（wēn）側的環境溫度（dù）高可達到300℃甚至更高（如部（bù）分行業需增加反燒工藝），因此要求密封體材料在高溫下具有良（liáng）好的物理、化學特性穩定性。膨脹石墨的耐溫性出色，同（tóng）時兼具較好的回彈（dàn）性，非常適用於目的（de）工況。

2.改進後的閥（fá）板密封結（jié）構在密封麵上增加集氣（qì）室，增加壓縮空氣接口，內部通（tōng）入正壓，以保證換向閥（fá）的零泄漏。

三、閥杆支撐構件

1.將原結（jié）構中的橡膠輪改（gǎi）為40Cr材質的鋼輪，提高滑輪在高溫煙氣條件下的耐用性和耐腐蝕（shí）性（xìng）。

2.增加下部兩個滑輪的寬度，增大滑輪與閥杆的接（jiē）觸麵積，降低滑輪與閥杆之間接觸處的滑動摩擦阻力。

3.在每個滑輪內（nèi）部增加一對自潤滑（huá）軸承（chéng），使滑輪的滑動更加順滑，延長（zhǎng）滑輪的使用壽（shòu）命。

經過我們的研究和探索，根據上述改進措施，換向閥能夠滿足RTO長期使用的穩定性和重複性，使RTO設備做到滿足新標準中的排放（fàng）要求，達到了預期（qī）的改進目的（de）。具體效果總結如下（xià）：

1.更（gèng）換後的不鏽鋼閥杆與（yǔ）閥板能夠有效（xiào）抵抗腐蝕並降低閥杆支（zhī）撐負荷（hé），減少磨損，具有更長的使用壽命。

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

3.改進（jìn）後的閥杆密封結構能夠有效阻隔灰塵；有效阻止RTO運行過程中的有機廢（fèi）氣泄漏，並對閥杆提供穩固（gù）支撐。改進後的閥杆支撐軸承運轉更加順滑，使用壽命大大增加。

4.改（gǎi）進提高了換向閥的密封性；提高了換向閥運行（háng）時的平順性與可靠性；延長了換（huàn）向閥的使用（yòng）壽（shòu）命。