1、概述

　　燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)電廠的整體循環(huán)效率高，對(duì)環(huán)境污染極小，在同等條件下具有投資較低，調(diào)峰性能好，啟停快捷，占地面積少和耗水量低等優(yōu)點(diǎn)。近年來，燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)技術(shù)獲得了快速的發(fā)展。燃料控制閥設(shè)置在燃?xì)廨啓C(jī)的燃料噴嘴前，用于控制燃機(jī)的速度和啟停，閥門的密封性能要求很高由燃廠配套進(jìn)口。在使用過程中，針對(duì)該閥門出現(xiàn)開關(guān)幾十次后球體與閥座表面擦傷泄漏需要更換和壽命短等問題，對(duì)閥門的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和改進(jìn)。

2、技術(shù)指標(biāo)

　　公稱壓力Class 300；公稱通徑NPS 8；使用溫度185℃；緊急切斷時(shí)間< 0.5s；泄漏量ASME B16.104 VI 級(jí)

3、結(jié)構(gòu)及材料

　　燃料控制閥采用V 形開口半球閥結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)品試制過程中先后采用了硬密封和軟密封兩種結(jié)構(gòu)形式。

3.1、硬密封結(jié)構(gòu)

　　該結(jié)構(gòu)基本上與配套進(jìn)口的V 形球閥一致( 圖1) ，閥座密封面堆焊硬質(zhì)合金，球體采用不銹鋼噴焊Ni60 硬質(zhì)合金，球體與閥座精加工后再經(jīng)過配研。在常溫下測試，閥座泄漏量達(dá)不到ASME B16.104 VI 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。分析認(rèn)為，金屬硬密封結(jié)構(gòu)的V 形球閥，由于受結(jié)構(gòu)限制，很難達(dá)到VI 級(jí)泄漏要求。另外，采用該結(jié)構(gòu)同樣出現(xiàn)配套進(jìn)口閥門出現(xiàn)的球體與閥座表面擦傷及壽命短的問題。

1. 閥體　2. O 形圈　3. 壓圈　4. 閥座彈簧　5. 金屬閥座　6. 球體

圖1 硬密封結(jié)構(gòu)

3.2、軟密封結(jié)構(gòu)

　　由于燃料控制閥控制介質(zhì)為185℃，壓力約為3.5MPa 的天然氣，根據(jù)閥門使用工況，采用軟密封結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠滿足使用要求( 圖2) 。軟密封結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在于材料的選擇上，既能滿足溫度和使用壓力要求，還能滿足泄漏量與壽命要求。最初，選擇8000PHB塑料合金作為閥座軟密封環(huán)，閥門在常溫下檢測各項(xiàng)性能，都能達(dá)到指標(biāo)，閥座泄漏量達(dá)到0 泄漏。在185℃熱態(tài)下試驗(yàn)，檢驗(yàn)泄漏量，剛開始沒出現(xiàn)什么問題，但在閥門開關(guān)100 多次后，泄漏量明顯增加，而且越來越大。后經(jīng)聯(lián)合真空技術(shù)網(wǎng)(www.mp99x.cn)的工作人員拆卸檢查閥座，發(fā)現(xiàn)軟密封環(huán)已經(jīng)變形并被球體的V 形口剪切撕裂，證明該材料在185℃ 左右時(shí)，已經(jīng)軟化，故滿足不了使用要求( 圖3) 。

1. 閥體　2. O 形圈　3. 軟密封環(huán)　4. 壓圈　5. 閥座彈簧　6. 金屬閥座環(huán)　7. 球體

圖2 軟密封結(jié)構(gòu)

圖3 鑲嵌8000PHB 塑料合金閥座

　　經(jīng)過分析，采用PEEK( 聚醚醚酮) 材料做閥座密封環(huán)，將其精加工后鑲嵌在金屬閥座環(huán)中，在車床上采用滾壓收緊金屬閥座環(huán)的預(yù)留包邊，使軟閥座被牢固可靠的固定在金屬閥座環(huán)中，然后再整體加工出密封面，并與球體配研( 表1) 。

表1 PEEK 材料性能表

　　經(jīng)冷態(tài)和熱態(tài)試驗(yàn)證明，PEEK 作為閥座密封材料，加上獨(dú)特的旋壓包緊工藝可保證軟閥座不會(huì)出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，完全可以滿足閥門的使用要求( 圖4) 。

圖4 鑲嵌PEEK 的金屬閥座