自动控制系统必须配备炉温自动控制、空燃比自动控制和炉压自动控制三个基本功能。
但人们更注重炉温自动控制和空燃比自动控制。但对炉压自动控制缺乏足够的了解，或者虽然意识到炉压的重要性，但由于烟道阀（烟道闸板）不易调节，无能为力。
在研究和设计公安部天津消防研究所构件耐火性试验炉项目时，由于建筑构件的耐火性试验标准对试验炉的炉温有特殊要求，对试验过程中的炉压也有严格的要求。作者利用新材料和新技术开发了高温烟道调节阀。经过多个构件耐火性试验炉的实际使用，性能良好，调节灵活，控制精度高，使用寿命长，运行一年多无故障。本产品已通过专利产品审查。
1 烟道调节装置现状
在以天然气和轻油为燃料的工业加热设备中，燃料产生的高温烟气通过烟道通过烟囱排出。为了调节炉压，使燃料正常燃烧，满足工艺要求，为工件提供良好的加热条件，需要在烟道上安装调节装置。一般调节装置为：烟道闸门安装在地下烟道上，烟道闸门暴露在烟道内，烟道闸门与烟道壁间隙大，密封不良，不利于炉压调节。特别是加热炉组共用烟囱，由于烟道闸门密封不良，炉压不稳定；安装在地上烟道的烟道蝶阀、阀体和阀板均由金属制成，防止金属阀体和阀板膨胀，阀体与阀板间隙大，烟道蝶阀体温度高，密封不严格，使用寿命短。
2 烟道调节装置研制
为了解决烟道炉压力调节装置密封不严格、阀体温度高、使用寿命短的问题，提高烟道阀的控制精度，提高工件的加热质量，降低能耗，提高工业加热设备的自动化水平。结合公安部天津消防研究所实际炉项目，设计了一种新型的高温烟道调节装置——高温烟道蝶阀。该装置是一种通过调节阀板的开启度来控制烟气流量的装置，也是调节炉压力的关键部件。烟道蝶阀的优缺点直接影响工业加热设备的控制水平。
高温烟道蝶阀采用优质耐火材料和优质耐热钢阀板，密封性好，可达1100℃长期使用高温烟气，电动执行器可自动调节炉压。
2.1 结构设计
将烟道炉压力调节装置设计成一个整体，阀体内有子口保温衬里。当调节阀关闭时，阀板可靠近保温衬里的子口，解决烟道阀的密封问题；安装在阀体上的轴承与高温烟气隔离，阀体与轴承温度低，阀板旋转灵活，使用寿命长。
高温蝶阀结构如图1所示。
1.阀体 2.保温内衬 3.销钉 4.上轴承座 5.滑动轴承
6.阀杆 7.销钉 8.阀板 9.下轴承座 10.单向推力球轴承
图1
2.2 各部分结构及材料选择
（1）轴承
在阀体上安装上下轴承座，下轴承座配备单向推力球轴承，上轴承座配备滑动轴承，用于连接烟道的法兰板；固定保温衬里的孔径为Φ10mm，阀体厚度为400mm。阀体由耐热铸铁制成。
（2）阀杆
阀杆用于带动阀板转动，阀杆一端和阀体的下轴承座中的单向推力球轴承装配，阀杆另一侧和阀体上轴承座中的滑动轴承装配；在阀杆的上端有和电动执行器装配的接口；阀杆在阀体内的部分固定阀板。阀杆用3Cr25Ni20或1Cr18Ni9Ti材料制造。
（3）阀板
阀板厚度为5~12mm，两侧焊接3块筋板，防止高温变形。阀板和阀杆用销钉固定，阀板和销钉用3块Cr25Ni20或1Cr18Ni9Ti材料制造。
(4)保温内衬
保温内衬外为方形或圆形，与阀体用不锈钢销钉固定；内部为圆形和阀板密封。保温内衬内圆有子口，子口内圆直径小于阀板直径50mm，子口外圆直径大于阀板直径50mm，内圆的子口从阀杆的中心分界，左右子口的方向相反。保温衬里由真空高铝耐火纤维或耐火浇注料制成。
当高温烟道蝶阀关闭时，阀板和保温衬里的圆形子口紧闭，防止高温烟气通过。当高温烟道蝶阀打开时，高温烟气顺利通过。电动执行器可调节阀板的开启度，控制烟气流量，实现炉压的自动调节。
3 实际应用
3.1 工艺流程
高温烟道蝶阀（旋转烟道闸板）设置在消防部件耐火性试验厅各实验炉后的烟道上，通过调整烟道闸板的开启度来调节实验炉的炉压。
炉膛压力信号通过炉膛压力传感器传输到压力调节仪表，炉膛压力调节仪器输出4~20mA电流信号将调整电动执行机构驱动烟道闸板的旋转，使烟道闸板调整到适当的位置，满足炉压的调整，保证炉压的稳定性和可靠性，保证炉温的均匀性。
与电动调节阀组装在阀杆上端，电动调节阀可调节阀板的开启度，控制烟气流量，实现炉压的自动调节。
3.2 实施方法
高温烟道蝶阀由阀体法兰板用螺栓与烟道连接固定。当高温烟道蝶阀关闭时，阀杆驱动阀板旋转，阀板的钢板和保温衬里圆孔的耐火纤维紧固，防止高温烟气通过，如图2所示。
图2 高温烟道蝶阀I-I剖面图
高温烟道蝶阀打开时，电动执行器根据工艺设定的炉压值和烟气流量的变化接受4~20mA信号，电动执行器驱动阀杆和阀板旋转并打开，电动执行器不断调整阀板的打开，控制高温烟气流量，实现炉压的自动调节。
在阀体上安装的单向推力球轴承和滑动轴承，与高温烟气之间有保温内衬隔绝，间距为150mm，单向推力球轴承和滑动轴承温度低，阀杆旋转灵活，使用寿命长。
4 结语
新型高温烟道调节装置在公安部天津消防研究所构件耐火性试验炉上运行可靠，炉压调节稳定，炉温均匀性好。该技术成果值得推广和使用。
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