1、煤炭清潔利用是調(diào)整我國能源利用相對不平衡的關鍵手段，是緩解我國能源問題的有效途徑。煤氣化在高效、清潔利用煤炭資源方面有著非常重要的作用。鎖渣閥是煤氣化系統(tǒng)的關鍵設備，主要用于收集-排放定期來自氣化爐激冷室底部的渣水混合，其運行工況普遍存在高溫、高壓和固體顆粒等特點，滲透能力強的有毒介質(zhì)對閥門硬密封性能提出了較高的要求。此外由于閥門調(diào)節(jié)頻繁，啟閉扭矩大，密封面遭受嚴重的摩擦磨損，其耐磨性以及使用壽命受到嚴峻考驗。金屬球閥的密封性能，預緊比

2、壓與扭矩的聯(lián)系是關乎閥門設計、運行可靠的關鍵因素。目前針對硬密封球閥，一般通過硬化密封面，合理選擇密封副硬度差，或者提高加工精度來提高閥門的密封性能，延長啟閉壽命，缺乏對球閥密結(jié)構及密封機理的深入分析。
　　本文將對密封結(jié)構進行參數(shù)化研究，準確計算密封比壓，建立泄漏量模型，進而獲得密封比壓與泄漏量的關系，實現(xiàn)密封副預緊比壓的精確選擇，指導閥門設計。
　　本文以水煤漿氣化爐進口端密封固定鎖渣閥為研究對象（包括結(jié)構尺寸、壓差和材

3、料特性等），首先基于單峰接觸模型以及閥座受力特性，推導理想光滑閥座、理想粗糙與實際粗糙表面閥座的密封比壓計算公式；其次采用有限元分析手段建立主密封結(jié)構的有限元分析模型，獲得閥座密封面上的密封比壓分布規(guī)律，并結(jié)合平均流動模型、閥座泄漏模型、粗糙表面等效接觸方程，得到不同表面加工精度及紋理特征下的閥座泄漏量與密封比壓的關系。本論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1）提出采用密封性能評價模型來確定影響閥座密封特性的主要設計參數(shù)（包括密封

4、寬度、壓力角）。本文通過有限元分析得到了不同設計參數(shù)下的沿密封面寬度比壓分布規(guī)律，比較密封副上的平均比壓與必需比壓、許用比壓，判定不同參數(shù)下的閥座密封可靠性。
　　2）綜合平均流動模型、閥座泄漏量模型、等效接觸方程等，計算不同表面粗糙度及紋理特征下的閥座泄漏量。結(jié)果表明，壓力流量因子對閥座泄漏量有很大影響，當表面紋理參數(shù)小于1時，壓力流量因子小于1，有利于密封，反之不然。
　　3）將有限元分析所得不同設計參數(shù)下的密封比壓與等