干气密封技术研究_刘亚莉
干气密封技术研究现状及发展趋势
张 云洪 （ 内蒙古 大唐 国 际克什 克腾 煤制 天 然气 有限 责任 公 司 ， 内蒙古
摘要： 干 气 密封 技 术 出现 于 上 世 纪 ６ ０ 年代， 是 当前 世 界 范 围 内最 先进 的非 接触 型 密封技 术 。干 气 密封在 气体 动压 轴 承 的基 础上 通过 对机 械 密封 来实现一种 非接 触型 密封 的运 作 ， 本 质上 说 ， 就 是在 机 械 密封动 环上 增加 动 压槽 ， 并设 置 了相应 的 辅助 系统 ， 用来 实现 非接 触式运行 。本 文 以下针对 干气 密封技 术 的应 用现状进 行分析 讨论 ， 并 对这 一技 术 未来的发展 趋 势进 行 了探 索 。 关键词 ： 干 气密封 ， 技 术研 究 ， 应 用现状 ， 发展 趋 势 与其 他的非 接触 型密封技 术相 比 ， 干 气 密封的介 质泄 露可 能 性 几乎 为零 ， 是一 种环 保性 能极 佳 的技术 ， 其密 封功 率 消耗
赤峰
０ ２ ５ ３ ５ ０ ）
２干气密封工艺的研究现状和趋势
就研 究现 状 而 言 ， 国 内 的 研 究 对 象 集 中在 干 气 密 封 的 原
理、 设计 理论 、 系 统优 化等 理论 方面 ， 如： 密封 端 面摩 擦性 能研 究、 干气 密封结构 研究 （ 机 械密封 部分 ） 、 密封结 构现 代设计 、 绝 热研 究以及 气膜稳 定性计 算等 。结合现 状 出发 ， 国内 的研 究主 要存在 以下问题 ： 首先 ， 基础研 究 工作薄 弱。 由于 干气 密封 工艺是一 种 引进 技术 ， 在 国 内缺 乏 必要 的基 础理 论 ， 工 业应 用 的出发 点是 生 产 的适 应性 ， 因此大 多采 用 引进技 术和 设备 的 方案 ， 很 少 主动进 行技 术研 究。 国内主要 有高校 和研 究机构开 设研 究课题 ， 但 国 不足 接触 性密 封技 术 的 ５ ％， 在 工业体 系 应用 中不 存在 任 何的 外干 气密封 产 品生产企 业对技 术资料 的严 密封锁 ， 对 我 国的基 不利 影响 ， 因此 得到 了广泛 的研究和应 用 。 础性 研究 十分不利 。同时 ， 我 国在关于 密封性 技术的 研究 人 员 培养 上也 缺乏竞 争力 ， 资料 少 、 文献 少 、 专利 少是典型 的劣 势特 １干气密封工艺的工作原理 征。 １ ． １原 理 分析 其次 ， 密 封 材 料 性 能 较 差 。 国 内一 些 企 业 通 过 购 买 专 利 技 密封 工艺 虽然不 是现 代工业 中领先 的技术 构成 ， 但 往往发 挥着 关键性 作用 ， 如 在航天航 空 、 军事 国防 、 核能 等高科 技应用 术 生 产干 气密封 设 备 ， 但 由于 材料 选择 缺 乏科学 标 准 ， 其 产品 领域 ， 以及 化 工 、 石油 、 煤炭 等 国民 支柱 产业 中 ， 密封 工艺 的落 质量 并 不乐 观 。 从检 测 结果 来 看 ， 普遍 存 在 材料 不 稳 定 的特 后会造 成整体技 术性的功能 滞后 。 点， 对耐 腐蚀性 、 耐酸碱 性等不能满 足要求 。 单 纯 地就 轴端 密封 技 术而 言 ， 我 国 经历 了迷 宫密封 、 浮 环 再次 ， 产品结构 陈 旧落后 。国 内工业体 系中 的密封结 构大 密封 、 机械 密 封和 干 气密封 几个 重要 阶 段 ， 其 中干 气密封 的 优 多没有进 行更新 ， 甚至停 留在上 世纪 ５ ０ 年代 ， 缺乏对 新科技 、 新 技术和 新工艺 的认知 应用 。造成这 问题 的原 因 ， 与我 国密封产 势 明显强于其 他密封形式 。 从工 作原理 角度分 析 ， 干气 密封工 艺其 实是 一种 润滑性 气 品的生产 条件和 固有工艺落后 有关 。 干 气密封 技术 的显著特 点是非 接触性 ， 由于 密封 内部 的端 膜 流体 的动静压 力结 合形式 、 非 接触式 机械 密封与 气体 阻塞密 整体 的 辅助 系统 实施 简单 ， 因此 得到 了快 封 的 结合 。 在构 成上 包括 外 环 （ 动环） 、 静环、 ０形环 、 弹簧 、 转 面不 存在 任 何摩擦 ， 轴、 组 装套 等 ， 工作频 度较 高的是 动环和静 环 ， 通过在 端面 上的 速的推 广和 应用 ； 同时 ， 干 气密封 的免 维修期较 长 ， 使 用寿命 周 均匀分布 浅槽配合 。 期可 观 ， 不 需要 额 外的 润滑 剂和 冷却 系统 ， 可 以有效 节约 生 产 减少 工业 系统 的介 质复杂度 。 以较 为常 见的螺旋 槽面 干气 密封 工艺 为例 ， 当密封部 分发 成本 ， 生旋 转时 ， 密封 气体 被 吸入到 螺旋 槽 内 ， 径 向分量 从 外径 向 中 从 未来 的发展趋 势来 看 ， 主要 工作将 集 中在 干气 密封总 体 间流 动 ， 随 即密 封坝 开始 限制 气流 向低 压 侧运 动 ， 整 个旋 转槽 设计 结 构 、 材料 和 计算 理论 三个 方面 ； 对泄 漏量 控制 提 出 了更 面被 压缩 ； 而在 干 气密封 轴承 端 的槽根 部 位 ， 此 时形 成 了高压 高 的要求 ， 同时 要求 环保效 能提升 ， 提 高流体 机械效 率 ， 并 最大 局部 区 ， 在 气膜 产生 的 开启 力和弹 簧 、 介 质之 间达 到 闭合 力平 限度 的降低能量 损耗 。 衡， 从而形成 非接触 型密封运转 。 ３ 结 语 １ ． ２结构 分析 截至 目前 ， 干 气密 封工 艺在 我 国经历 了 ４ ０多年 的发 展 ， 以 干 气密封 结构 设计取 决于 气体的 组成成 分 ， 也受到 气体压 优越 的性能 得到 了工业生 产 领域 的肯 定 ， 尤 其在 化 工 、 石化 等 力、 工艺情 况 和生 产环 境 的影 响 ， 尤其 对 工业生 产 中的副 产 品 行 业 的压 缩 机 中较 为 普 遍 。同 时 ， 由于 市 场 经济 环 境下 的影 和废 弃 物有 较 多的 限制 要求 。按 照我 国 当前普 遍采 用 的干 气 响 ， 干 气密封 设备 的价 格 与传 统密 封设 备持 平 ， 开 始成 为 未来 密封 形式 ， 主 要有 三种类 型 ， 分 别是单 端面 密封结构 、 双 端面 密 应 用领域 的主流 。 封结 构和 串联式 密封结构 。 参 考文献 ： 其中， 单端 面密 封结 构也 被称 之 为单 级密 封 ， 广 泛地 应 用 【 １ 】 杨 富来． 干 气 密封技 术及 实 际应 用『 Ｊ ］ ． 石 油化 工设 备 技 在 各类 压缩 机 中 ， 如空 气 、 氮气、 二 氧化碳 等 ， 具 有很 高 的稳 定 术 ， ２ ０ ０ ４ ， ０ ３ ： ６ ３ — ６ ６ ＋ ７ ． 性， 一 些 小型 化工 企业 内部 使 用较 为合适 ， 对于 危 险性较 小 的 ［ ２ ］ 杨 惠 霞， 王 玉 明． 泵 用干 气 密封技 术及 应用研 究ｌ Ｊ １ ． 流体 副产 品气体允许 有一定 的泄露 。 机械， ２ ０ ０ ５ ， ０ ２ ： １ — ４ ＋ １ ３ ． 双端面 密封结 构要 求选择 压力较 高的缓 冲介 质 ， 或者生 产 ［ ３ ］ 刘 亚莉， 赵丽 丽， 张 强， 董 华东， 戚 俊清． 干 气 密封 技术研 究 中缓 冲气体 带有 危害性 ， 应 该考 虑使用这 种设计 。压 缩机在 真 【 Ｊ Ｊ ． 郑 州轻工业 学院学报ｆ 自然科 学版） ， ２ ０ １ ０ ， ０ ２ ： ５ １ － ５ ４ ． 空 环境 的运 转 中采 用双 端面 密封 工艺 可 以提供 性能 可 靠的 密 【 ４ 】 樊帆， 张琳琳． 干 气 密封 的历 史及发 展趋势［ Ｊ ］ ． 河 南科技 ， 封 系统 ， 确 保有毒 气体 、 易燃易爆气 体的不外泄 。 ２ ０ １ ４ ， １ ８ ： １ ２ ３ — １ ２ ４ ． 串联式 密封结 构应 用 十分 普遍 ， 较为 经济 适 用 ， 操 作工 序 作者简介 ： 张云洪 （ １ ９ ８ ８ 年一 ） ， 女， 黑龙江省绥化市 ， 本科学历 ， 也 十分 简单 ， 其一 般形 式是 采 用 多个干起 密 封端 体首 尾相 连 ， 现任副操 ， 助理工程师。 分级 承担 密封 负载 。这种形 式没有 一定 的应用标 准 ， 可以根 据 具 体工 业生 产 需求 来设 计规 模 。但 通常 情况 下会 采用 两级 划 分 的格 局 ， 第 一级 用 来承 受全 部压 力和 负载 ， 第二 级作 为备 用
干气密封在甲醇合成压缩机中的应用
开启静环与动环组件的能力 的作用 。在反 向螺旋槽 的内侧 同样 有一段密封坝 ；静环与动环组件 由于动 、 静环配合表面间的压力
脱离， 留有 一 个 约 为 ３ ¨ ｍ的间隙。 如 果气 体 膜 的开 启 压 力 等 于 由
气 体压力和弹簧力产生 的闭合压力 的时候 ，便会产生稳定 的平
衡 问隙。
一
静环 （ 碳）
弹 簧座 （ 不镑 钢） 弹簧 推环
目前在 中高压 的离心压缩机轴 封 中已成为标准配置 。该密封结 构用于易燃 、 易爆、 危 险性大 的介 质气体 。可 以做到 工艺介质 不
会 泄 漏 到 大气 中 ， 引 入 的 外 来气 源 也 不 泄 漏 到 工 艺 介质 中 。一 般
气 密封技 术 取 得 了不错 的 效 果 。 本 文 即介 绍 了干 气密 封技 术 的 结构 和 特 点 。 干 气 密 封 运 行相 对周 期 较 长 ， 符 合 安 全 稳 定 的 长 周 期 运 行要 求 ， 可 以给 公 司创 造 较 大 的 经 济效 益 。 关键词 ： 干 气 密封 ； 甲醇 合 成 ； 压 缩 机 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｈ４ ５ ２ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ３ — ０ ０ ３ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ １ ８ １ — ０ ２
部， 那 么 密 封 坝 就 是 在 根 部 以外 的一 段 无 槽 区 。密 封 坝 的 作用 是 加 大 气体 流 动 的 阻力 ， 使气 体 膜 压 力 增 加 。在 密 封 坝 的 内侧有 着 很 多 的螺 旋 槽 ， 但 它们 是 反 向 的 。这 些 反 向螺 旋 槽 能 够 起 到加 大
到密封达到再次平衡 。 反之也一样 。 这种机制将在静环和动环组件
干气密封技术研究
Ｖ０ ． ５ Ｎ ． １２ ｏ ２ Ａｐ ．２ １ ｒ ００
２１ ０ ０年 ４月
文 章 编 号 ：０４—１７ （ ００ ０ ０ ５ — ４ １０ ４ ８
刘亚莉 ， 赵 丽丽 ， 张强 ， 董华 东， 戚俊清
（ ｏｅｅｏ ｔ ｉｌ ｎ ｈｍ Ｅ ｇ ，ｈｎｚｏ ｎｖｏ ｉ ｔｎ ． Ｚ ｅｇｈｕ４０ ０ ，ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｌ ｆＭａ ｒ ｄＣ ｅ ． ｎ ． Ｚ ｅｇｈ ｕＵ ｉ ｆＬｇ ，ｈｎｚｏ ５ ０ ２ Ｃ ｉ ｅａ ａ ． ｈＩ ｄ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｄ ｙ ｇ ｓ ｓ ａ ｙ ｔｍ ｏ ｓｓｓ ｏ ａ ｉ ｇ ｇ ｓ ｓ ｓｅ ，ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｙ ｔｍ ， ｒ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｒ ａ ｅ ｌｓ ｓｅ ｃ ｎ ｉｔ ｆ ｅ ｓ ａ ｙ ｔｍ ｎ ｏ ｔ ｌ ｇ ｓｓ ｏ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｙ ｔｍ ｎ ｖ ｌ ｂ ｃ ｔ ｇ ｓ ｓｅ ． ｅ ｅ ａ ｅ ｆ ｕ ｒｍａ ｙ ａ ｒ ｎ ｅ ｎ ｓ ｔ ａ ｅ ｓ ｇｅ ｆ ｃ ｅ ｔ ｃ ｕ ｅ ｏ ｂ ｅ ｆ ｃ ｓ ｕ ｒ ａ ｉ ｙ ｔｍ Ｔ ｒ ｒ ｏ ｒｐ ｉ ｎ ｈ ｉ ｒ ｒａ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｔａ ｉ ｌ ａ ｅ ｓ ａ ｓｒ ｔ ｒ ，ｄ ｕ ｌ ａ ｅ ｒ ｎ ｌ ｕ ｓ ａ ｔ ｃｕ ｅ ａ ｄ ｍ ｅ ｔｕ ｔ ｒ ｄ ｔ ｎ ｅ ｓ ａ ｔ ｃ ｕ ｅ ｗ ｔ ｎ ｅ ｍｅ ｉｔ ｉ ｎ ａ ｅ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ｌｓ ｕ ｔ ｒ ，ｔ ｎ ｅ ｓ ａ ｓ ｃｕ ｅ ａ ａ ｄ ｍ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ｉ ｉ ｔｒ ｄ ａｅ ａｒ ｉ ｔｋ ． ｈ ｅ ｕ ｓ ｒ ｌ ｒ ｎ ｌ ｕ ｈ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔ ｈ ｐ ｎ ｆ ｒ ｅ ａ ｄ ｇ ｓｌ ａ ａ ｅ ｗ ｒ ｏ ｈ ｉ ｃｅ ｓ ｇ ｗ ｔ ｏａ ｉ ｇ ｖ ｌｃｔ ｆｔｅ ｓ ａ ｙ ｔｍ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｅ ｏ ｅ ｃ ｎ ａ ｅ ｋ ｇ ｅ ｅ ｂ ｔ ｎ ｒ ａ ｉ ｉ ｒ ｔ ｔ ｅｏ ｉ ｏ ｅ ｌｓ ｓｅ ｔ ｏ ｎ ｈ ｎ ｙ ｈ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓ ｒ ａｉ ｅｗｅ ｎ ｉ ｓｄ ｎ ｕ ｓｄ ａ ｉ ｓ Ａｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ｐ ｏ ｉｅ ｖ ｕ ｂ ｅ ｒｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｎ ｈ ｒ ｓ ｕ ｅ ｒ ｔ ｂ ｔ ｅ ｎ ｉ ｅ ａ ｄ ｏ ｔｉ ｅ ｒ ｄｕ ． ｄ ｔ ｅ ｒｓ ｌ ｒ ｖｄ ａ ａ ｌ ｅｅ ｅ ｃ ｓｆ ｒ ｏ ｓ ｌ ｃ ｕ ｔｒ ｇ ｄ ｓｇ ｎ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｒ ａ ｅ ｌ ． ｏ ｎｅ ｎ ｅ ｉｎ ａ ｄ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｐ ｌ ｔ ｆｄ ｇ ｓ ａｓ ｉ ｃ ｏ ｙ ｓ Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ａ ｅ ； ｔ ｃｕ ｅ ｍｏ ｅ ； ｅ ｌｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｇ ｓ ｓ ａ ｓｒ ｔ ｒ ｄ ｌ ｓ ａ ｅｆ ｍ ｎ ｅ ｙ ｌ ｕ ｏ
干气密封端面气膜流场的三维模拟分析
２ 几 何 模 型
２ １ 计算 区域 ．
选取 稳态 工 况 下 密封 端 面 气 体 为研 究 对 象 ， 密封 端面 结构 如 图 １ 示 ， 结构 参数 为 ： 内径 所 其 环
区
区
在 Ａ Ｓ Ｓ软件 中 ， ＮＹ 流场计 算 的基本 方程 为 连
续 性 方 程 和 运 动 方 程 。 其 在 极 坐 标 下 的 形 式 为： ａ ＋Ｖ ・Ⅵ ）： （ ｐ ０ （） 、 １
—— 动力 粘 度 ，ａ・ ； Ｐ Ｓ ，—— 单位 张 量 。
对象 ， 助 于 Ａ Ｓ Ｓ软 件 ， 用对 面和 网格进 行 借 ＮＹ 采 拉伸 的方 法构 建 三维 流场 模 型 ， 密 封 端 面 流体 对 进行 有 限元 计算 ， 出密 封端 面整 体气膜 层 ， 得 以及
槽 、 、 区流 场 的压 力 和 速 度分 布 ， 干 气 密封 台 坝 为 的性 能分析 、 漏 量 预测 及 端 面 结 构 优 化设 计 提 泄 供依据。
ｐ — 压 力 ， ａ — Ｐ；
Ｐｇ Ｆ—— 单 位体 积上 的重 力 和外部 力 ， ／ 、 Ｎ ｍ ；
７ — 应 力 张量 。 ． — 由下 式 给 出 ：
． （ ｒ＝ ＋ ）一 Ｖ ・ｖ ｌ （） ３
间的气 膜层流 场分 布 ， 因气 膜 极 薄 （ 但 通常 在 ３～
力 的作 用 ， 外径 到槽 根部 压力 逐渐 增大 ， 根部 从 在
压 力最 大 ， Ｆ点压 力高 达 ２ ２ ＭＰ ， 到密 封压 在 ．０ ａ 达
力 的 ２ ７倍 。 ．
由表 ２可 见 ：
ａ ．坝 区在 同一 径 向位 置 处 的压 力及 速 度 与
干气密封的选用及失效分析
２ ０ １ ３ 的选用及失效分析
吕 红
（ 大连博格曼有限公司 ， 辽 宁 大连 １ １ ６ ６ ２ ０ ）
摘 要： 文章介 绍干 气密封 的结构及工作原理 ， 分析干气密封的排列方式及使 用条件 ， 给 出干气密封 的选用原则 ； 分析干气密封 失 效的 原 因并给 出相应 的防 范措 施 。 干 气密封 的选 用 主要 根 据要 密封 的介 质 的 组分 、 压力、 温度 以及 压 缩机 转速 等 奈 件 。 导致 干 气密封失效的原 因主要有设计不合理、 密封气质量差、 密封控制 系统故障等。 关键 词 ： 干 气密封 ； 选 用原 则 ； 失 效分 析
１引言 新型轴端密封。 其作用原理 ： 当端面外侧开设有流体动压槽（ ２ ５ — １ ０ ￣ ｍ） 干气密封是—种新型的非接触式机械密封 ，用于密封旋转机器中 的动环旋转时， 流体动压槽把外径侧（ 称之为上游侧） 的高压气体泵人 的气体或液体介质。与其它密封相比， 干气密封具有泄漏量少 ， 磨损小， 密封端面之间， 由外径至内径处气膜压力逐渐增加 ， 当端面膜压增加所 寿命长 ， 能耗低 ， 操作简单可靠 ， 维修量低 ， 被密封的流体不受油污染等 形成的开启力大于或等于作用在密封环上的闭合力时，便在摩擦副之 特点。因此 ， 在压缩机应用领域 ， 干气密封正逐渐替代浮环密封、 迷宫密 间形成很薄的一层气膜（ ５ ｍ） 从而使密封工作在非接触状态下。 所形 封和油润滑机械密封。干气密封使用的可靠性和经济性 已经被许多工 成的气膜完全阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道 ，实现了密封介质 程应用实例所证实。 的零泄漏 或零逸 出。 ４干气密封的选用 目前 ， 干气密封主要用在离心式压缩机、 轴流式压缩机 、 螺杆压缩 机和透平膨胀机上。干气密封已经成为压缩机正常运转和操作可靠的 ４ ． １基本结构形式及适用条件 重 要部件 。 ４ ． １ ． １ 单 端面密封 结构 本文 主要叙述 压缩机 干气 密封机 构特点 、 原理、 选用 原则及 密封 失 如图 ３ ， 其结构是安装在旋转轴上的动环与安装在机壳内的静环组 效 分析 。 成 一对摩 擦副 ， 与普通 的机械密 封结构 相近 ， 在静 环的背 面有弹簧 的推 ２干气密封基本结构 力， 压缩机静止时使得动静环始终保持接触 ， 但是 ， 在动环摩擦面上加 工有气体润滑槽 ， 当压缩机旋转时带动动环旋转 ， 在气体润滑槽内气体 獭 压力升高 的作用 下 ， 推开 静环 ， 在动 静环 之间形成 稳定 的气 膜 。由于在 （ 棚 ） 动环 内孔以及静环内孔处有 ０形圈，当密封腔内气体有压力时不会泄 弹 簧 漏。另外 ， 在干气密封腔室 内侧还有梳齿密封， 当在该梳齿密封与干气 推 珲 密封之间通入比压缩机人口压力高的密封气时，该气体绝大部分流经 （ 币 蟠 ） 梳齿密封进人压缩机内部， 将压缩机内的气体阻挡在梳齿内侧 ， 完成对 Ｏ 朋 压缩机内的气体的密封要求；只有极少的密封气体泄漏到密封腔室之 （ 簟 ｆ ｊ Ｉ 驶 ） 外 的火炬管 路。 趟 量 壶 上述结构组成一套独立的密封单元 ，可完成对工艺气体的阻封功 币 ｌ Ｉ ） （ Ｐ ｉ ｆ ｆ ） （ 能。—套密封单元组成的干气密封称为单端面干气密封。常用于无毒 、 图 １ 无爆 炸危 险 的气 体的密 封 ， 如， 化肥 厂的二 氧化碳压 缩机常选 用这 种干 气 密封 。 ３干气密封工作原理 干气密封 即 Ｄ ｒ ｙ ｇ ａ ｓ ｓ ｅ ａ ｌ ， 是将 流体润滑理 论用 于气 体密封 的一种 ４ ． １ ． ２不带 中间迷 宫密 封 的串联 密封结构
压缩机干气密封技术课件
SNS
•人有了知识，就会具备各种分析能力， •明辨是非的能力。 •所以我们要勤恳读书，广泛阅读， •古人说“书中自有黄金屋。 •”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， •培养逻辑思维能力； •通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， •培养文学情趣； •通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 •有许多书籍还能培养我们的道德情操， •给我们巨大的精神力量， •鼓舞我们前进。
SNS
密封安装
•非专业厂家不可随意分解。（装配关系复杂，清洁
程度要求高等）。
•运输,安装,拆卸均需要定位板。 •对腔体与轴的相对位置关系要求高，需提前确认相
关尺寸,必要时加垫片调整。
•安装时需保持转子与机壳的同轴度，同时需将转子
周向、径向固定。
SNS
密封安装
•一般先安装推力盘端,可保证另一端密封安装位
•高压空压站.JPG
低压空压站.JPG
试验标准 •每套干气密封出厂前必须严格按照API617相关规程进 行台架试验，包括超速、静压、运转、启停试验。 •公司采用德国申克动平衡试验机对密封转动件进行动 平衡测试和调校。动平衡试验机.JPG
SNS
典型结构
单端面干气密封（GCS） • 用于密封失效时允许少量介质气泄漏到大气中的场合。 • 一般在空气、氮气、二氧化碳机组中使用
SNS
干气密封优点
• • • • • • • •
省去了密封油系统及用于驱动密封油系统运转的附加功率负载
大大减少了计划外维修费用和生产停车及油品的贮藏。
避免了工艺气体被油污染的可能性 避免了润滑油被污染的可能性
密封气体泄漏量小，对工况变化适应能力强
维护费用低，经济实用性好 密封驱动功率小
密封使用寿命长，运行稳定可靠
干气密封工作原理以及维护研究
干气密封工作原理以及维护研究摘要：本文简要阐述了干气密封的优点以及干气密封的工作原理、密封操作，并针对干气密封的维护做出了分析。
关键词：干气密封、技术、工作原理一、干气密封工作原理与普通机械密封相比，干气密封在结构上基本相同。
其重要区别在于，干气密封其中的一个密封环上面加工有均匀分布的浅槽。
运转时进入浅槽中的气体受到压缩，在密封环之间形成局部的高压区，使密封面开启，从而能在非接触状态下运行，实现密封。
1. 干气密封概述早在20世纪60年代末期，奠定在气体动压轴承应用的基础上，干气密封发展起来，并成为一种全新的非接触式密封。
该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。
最初，采用干气密封形式，主要为了改善高速离心压缩机的轴封问题。
由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。
2. 干气密封与机械密封性能比较机械密封是一种传统的密封型式，其特点是密封结构简单，技术成熟，加工精度要求不太高。
其缺点是泄漏率高，故障频发。
干气密封是目前最先进的一种非接触密封型式，与传统的机械密封形式相比较，采用干气密封技术，主要具备以下优势：（1）采用干气密封技术，可有效提高密封的质量与使用时间，确保设备安全、可靠、稳定运行。
（2）采用干气密封技术，能源消耗较小。
（3）干气密封技术应用到的辅助系统较为可靠，操作简单，在使用过程中不需要任何维护手段。
（4）采用干气密封技术，泄漏量较少，应用效果良好。
3.干气密封工作原理一般来讲，典型的干气密封技术，包含了静环、动环（旋转环）、副密封O 形圈、静密封、弹簧和弹簧座等。
静环位于弹簧座内，用副密封O形圈密封。
弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上动环（旋转环）配合，这类密封与机械密封的区别在于，它是一种气膜润滑的流体动、静压相结合的非接触式机械密封。
动环与静环配合表面具有很高的平面度和光洁度，通常在动环表面上加工有一系列的特种槽。
干气密封控制系统在循环氢压缩机中的应用
干气密封控制系统在循环氢压缩机中的应用摘要：干气密封是一种新型的非接触式轴封,特别适用于大型离心式压缩机轴封,在工艺离心式缩机轴封领域有着广泛的应用前景．文章介绍了干气密封及其系统各部件的工作原理＼结构、作用及其在工艺离心式压缩机中的应用情况．关键词：干气密封;工艺离心式压缩机;轴封;应用中国石油庆阳石化公司300wt/年炼油厂的重整循环氢压缩机K-201、60wt/年柴油加氢装置的氢压缩机K-102均采用了干气密封，结合装置压缩机的特点，总结了离心式压缩机干气密封的应用．1 干气密封简介目前，国内外普遍采用透平压缩机输送气体，为了防止气体沿压缩机旋转轴端泄露，必须采用轴端密封装置．根据被密封气体的物理、化学性质及介质，采用不同的密封形式：迷宫密封，浮环密封，机械密封或干气密封等．这其中干气密封以其突出的优点、先进的性能逐渐被用户认可，得到广泛的应用．1.1 干气密封的结构密封结构：单级、串级、单端面、双端面等．密封槽型：单列螺旋槽、双列螺旋槽、U型、T型、人字型槽等．循环氢压缩机K-201干气密封本体部分，为中间级串联式-TM02D（约翰克兰鼎名密封天津有限公司），包括缓冲腔、密封腔、隔离腔、一次密封、二次密封、动环、静环、弹簧等部件．干气密封控制系统包括缓冲气、密封气、隔离气、放火炬、就地放空、过滤器、调节阀、流量计等，如图2所示．图2 循环氢压缩机干气密封控制系统1.2 干气密封工作原理一级密封进气（也叫冲洗气）的作用是防止外界气体污染密封端面，他是用自身气做密封的，把内测密封推向压缩机内侧密封推向压缩机内侧，而一级密封器的压力高于压缩机出入口轴封处的压力，这样使得出入口介质气体无法闯入一级密封面，而造成密封泄漏．二级密封进气（也叫缓冲气，即氮气）为了防止工业介质气体串入大气．二级密封放空处主要是二级密封往大气端的泄漏气和隔离往压缩机内侧的泄漏气（氮气）．隔离气位于轴承箱和密封腔之间．用来隔离二级密封。
干气密封在化肥装置氨压缩机组上的应用的开题报告
干气密封在化肥装置氨压缩机组上的应用的开题报
告
1. 研究背景
化肥装置氨压缩机组是化肥工业中最重要的装置之一，其主要功能是将低压的氨气压缩至高压状态，便于后续生产工艺的进行。
在氨压缩机组中，干气密封技术的应用已经成为一种广泛使用的封闭系统，它能够有效地提高装置的安全性和生产效率。
2. 研究目的
本研究旨在探讨干气密封技术在化肥装置氨压缩机组中的应用，包括其优点、缺点及发展趋势，为化肥装置的生产和运行提供参考。
3. 研究方法
本研究主要采用文献分析的方法，通过对干气密封技术在化肥装置氨压缩机组中的应用相关文献进行搜集和分析，列举干气密封技术在氨压缩机组中使用的典型案例，并重点探讨干气密封技术在化肥装置氨压缩机组中的应用优点、缺点及发展趋势。
4. 预期结果
预期结果包括以下方面：
（1）总结干气密封技术在化肥装置氨压缩机组中的应用优点，如提高装置的安全性、降低维护成本和改善生产效率等；
（2）分析干气密封技术在化肥装置氨压缩机组中的应用缺点，如对环境影响、技术难度较高和成本较高等；
（3）探讨干气密封技术在化肥装置氨压缩机组中的发展趋势，包括技术改进、应用推广和成熟平台的建立等方面。
干气密封技术在氨压缩机中的应用和维护
图 Ｉ 干气密 封结构 图
．
图２ 所示为干气密封旋转环示意 图， 密封 面上 加工有一定数 量 的螺旋 槽 ， 深 度在 ８—１ ￣ｎ以 其 ５ｒ 内。干气密封 的工作原理是静压力和流体动压力 的
收稿 日期 ：０ ２—０ ２ ； ２１ ４— ０ 修返 日期 ：０ ２—０ ０ ２ １ ６— ６
二 级泄漏 气安 全排 放 。 ２ １３ 二 隔离气 密封 控制流 程 ．．
低压 氮 气 经 过 滤 后 ， 孔 板 和 节 流 阀 减 压 到 由
弹簧力＋ 气体静压 力 间隙减小 气膜压 力分布
００ Ｍ ａ 引人后 置 的梳齿 隔离密 封 中间 。隔离 气 ．３ Ｐ 后
一
图 ４ 开 启 力 Ｆ 大 于 受 力 闭 合 力 Ｆ 受 力 图 ｏ ｃ
２ １２ 二级 密封 气控制 流程 ．．
一 目
弹簧力＋ 气体静压力 正常运转
气膜压力分布
压缩
第 二级 干气 密 封 作 为 辅 助安 全 密 封 ， 然 不 承 虽 受 介质 的压 力 ， 需 要 在 适 当 的压 差 （ １ｋ ａ 下 但 约 ０Ｐ ） 端面才 可形 成 稳 定 的气膜 而 长期 理 想 运行。 ０４ ＭＰ ．５ ａ的低 压 氮 气 经 过 滤 器 （ 滤 精 度 １ ｍ） 过 Ｉ 过 ｘ 滤、 调压 后 分 为两 路 ， 路 由孔 板 和 节 流 阀减 压 到 一
部 分经 梳齿 后 进入 轴 承 箱 ， 一 部 分 与来 自二 级 另
降低 ，ｅ Ｆ ， Ｆ ＞ ｏ 端面间隙 自动减小 ， 密封பைடு நூலகம்很快 达到 新 的平 衡状 态 ， 图 ５ 见 。
膨胀
图 ３ 动平衡条件下 闭合力 Ｆ ｃ与开启力 Ｆ 受 力图 ０
泵用干气密封技术及应用研究
文章编号: 1005—0329(2005)02—0001—04第四届全国流体密封学术会议论文特集泵用干气密封技术及应用研究杨惠霞,王玉明(天津新技术产业园区鼎名密封有限公司,天津 300384)摘 要: 分析了泵用干气密封的工作原理、主要特点;根据工艺条件和环保要求,提出了不同工况下密封的3种典型布置方式及其辅助系统,指出了使用中应注意的问题;介绍了在液氨泵上采用双端面干气密封的一个应用实例。
该研究可为密封用户在关键装置的离心泵上选择、使用干气密封提供指导。
关键词: 干气密封;离心泵;零逸出;零泄漏中图分类号: TH136 文献标识码: AT echnology and I ndustrial Application of Dry G as Seals for Centrifugal PumpY ANG Hui2xia,W ANG Y u2ming(T ianjin T iming Seals C o.,Ltd.,T ianjin300384,China)Abstract: The operating principle and main advantages of non2contacting dry gas seals over comm on contacting mechanical face seals used in centrifugal pumps are introduced.Several typical arrangements of dry gas seal and their corresponding controlling systems accord2 ing to w orking conditions and requirement of environmental protection are presented.Furtherm ore,the aspects to be paid close attention to in application are pointed out.Finally,an example of application for a double faces dry gas seal used in an amm onia pump is given. The g ood guidance for selection and application of dry gas seal in centrifugal pumps of key plant can be provided.K ey w ords: dry gas seals;centrifugal pumps;non2emission;non2leakage1 前言目前石油化工生产装置中用量最大的泵是离心泵,据统计约占全部用量的90%左右。
干气密封技术在化工设备乙烯制冷压缩机中的应用
干气密封技术在化工设备乙烯制冷压缩机中的应用摘要：干气密封是乙烯制冷压缩机的重要密封部件，干气密封技术的应用提高了乙烯压缩机组的可靠性和高效率，为乙烯压缩机组的长周期平稳运行提供了保证。
本文主要介绍了乙烯制冷压缩机中应用干气密封技术的优点、干气密封结构的选择、干气密封测控系统、以及干气密封的运行维护。
关键字：乙烯、压缩机、干气密封、制冷在石油化工生产装置中乙烯制冷压缩机主要将乙烯气作为压缩机工作的介质，从透平往压缩机的方向看，压缩机旋转方向是沿着顺时针的方向旋转的。
乙烯制冷压缩机通常在纯乙烯的环境下长周期运行, 乙烯制冷应用的显著特征是低密封压力。
一、干气密封技术的优点与其它密封结构对比, 应用干气密封技术能够消除工艺管路密封油污染,，保护密封结构不受污染，从而显著提高装置效率，因此，干气密封技术可以堪称乙烯装置上压缩机密封的革命性进展。
乙烯制冷压缩机上干气密封技术的主要有以下优点:1）主密封进气采用自身乙烯气，明显降低了工艺气损失。
2）乙烯工艺气不存在油污染, 从而消除了密封油腐蚀和消除了分馏塔中的油沉积。
3）没有密封油系统，减少了维护 ;4）降低能量消耗，节省了油消耗和运输成本。
5）通过消除密封油油垢, 增加热交换器的效率。
6）没有密封油系统着火的危险，提高了生产安全性。
二、干气密封结构的选用及说明在石油化工生产装置中，乙烯气体是生产装置中乙烯制冷压缩机的主要工作介质，而且乙烯气体具有易燃、易爆性质，严禁出现任何泄漏现象，一旦泄漏容易引发火灾爆炸等安全事故。
因此，为了确保乙烯装置生产安全，需要在乙烯制冷压缩机上选择适当的密封布置和系统设计，以保证压缩机的安全平稳运行。
结合乙烯制冷压缩机的基本参数，最终确定选用串联式干气密封结构作为乙烯制冷压缩机的密封部件，同时为了避免轴承腔内部的润滑油气体向密封腔扩散，设置了迷宫密封在密封的外侧，例如隔离气氮气。
在乙烯制冷压缩机正常运行的工况下，主密封进气主要采用的是乙烯制冷压缩机出口的自身乙烯气，在装置试车期间开停机的时候，通常选用氮气作为辅助缓冲气，保护密封结构不受污染。
压缩机用干气密封技术座谈(四川石化)-2
SNS
干气密封的基本结构及应用
应用
93%
带中间迷宫 的串联式
93%
1%
串联式
2%
单端面
1% 2%
4%
4%
双端面
SNS
压缩机用干气密封的分类
根据压 力划分
低压：小于2.0MPa 中压：2.0~8.0 MPa 高压：8.0~18.0 MPa 超高压：18.0~ MPa
SNS
压缩机用干气密封的分类
根据轴 径划分
SNS
压缩机干气密封的应用
应用场合
炼油项目
各类催化、焦化富气压缩机，各类汽柴油加氢循环 氢压缩机，加氢炼化、渣油加氢循环氢压缩机等。
化工项目
乙烯压缩机、丙烯压缩机，乙二醇循环气压缩机， 岐 化、异构化循环氢压缩机等，聚乙烯循环气压缩机等。
煤化工 甲醇合成气压缩机，循环气压缩机，氨冰机，二氧 项目 化碳压缩机，氨冰机，氨压机。
液体污染
应避免，包括气体组份本身含有液体及工艺气因 温度压力的变化发生相变的潜在可能。
固体颗 粒污染
应避免，过滤器后管路处理干净及装拆时吹扫。
SNS
压缩机干气密封的应用
产品系列
GCS-单端面压缩机用干气密封
GCD-双端面压缩机用干气密封
GCT-串联式压缩机用干气密封 GCTL-带中间迷宫的串联式 干气密封
运输、安装,拆卸均需要定位板。 安装时需保持转子与机壳的同轴度，同时需将转子周向、径向固定。 密封装入机组取下定位板后,转子轴向位移不可超过2mm。 仔细阅读、研究干气技术文件。 安装工具及包装箱妥善保管。
SNS
干气密封的安装
安装需要的辅助材料、工具
密封专用装拆工具 机组抬轴托架 千分表 深度尺 游标卡尺 开口扳手 内六角扳手 绸布 丙酮、酒精
P42干气密封论文(DOC)
摘要低温乙烯装置的低温泵是进口设备，乙烯的输送离不开它，低温泵机械密封使用寿命不长，一般在一年左右，由于机械密封采用的是进口原装备件，不但供货周期长，价格也十分昂贵。
另外它的机械密封的密封液采用的是甲醇，甲醇在使用过程中及易对人体产生伤害。
目前干气密封广泛应用于各类机泵的密封，使用效果良好，但是干气密封在低温设备上的使用是一个空白。
我们通过试验，对低温乙烯返输泵P42泵进行了干气密封改装。
低温乙烯P42泵采用干气密封，一是可以充分利用现有资源进行改造，二是用无污染的氮气介质代替了对人体、环境有严重危害的甲醇密封介质，保护了环境，改善了操作条件，三是可实现低温泵机械密封面长周期，无泄漏运行，四是干气密封的使用成本远远低于机械密封，经济效益较好。
关键词：低温乙烯泵机械密封改造为干气密封一概述低温泵轴封的传统办法是采用双端面机械密封或串联式机械密封，密封液为低温下不凝固的甲醇或密封油，在低温（-104℃）条件下，由于密封液的泄漏而最终造成工艺介质泄漏的情况时有发生。
低温乙烯装置P42泵原先采用的是进口双端面机械密封，采用甲醇作为封液。
甲醇本身就是有毒液体，在使用过程中极易对人体产生伤害，同时在使用过程中由于机械密封受损泄漏还会造成产品质量问题和环境问题，甲醇的安全使用上存在着重大隐患。
目前干气密封广泛应用于各类机泵的密封，使用效果良好，但是干气密封在低温设备上的使用是一个空白。
低温乙烯泵采用干气密封。
一是可以充分利用现有资源进行改造，二是用无污染的氮气介质代替了对人体、环境有严重危害的甲醇密封介质，三是可实现低温泵机械密封面长周期，无泄漏运行二干气密封基本原理2.1 干气密封基本原理干气密封从外形结构上与机械密封相同，同样由以下几部分组成：①由补偿环和非补偿环构成的密封端面；②由弹性元件为主构成的加载、补偿和缓冲机构；③辅助密封；④与旋转轴联接，并与轴一起旋转的传动机构；⑤防转机构。
与普通机械密封显著不同的是：动静环密封面较宽；在动环或静环端面上加工出特殊形状的流体动压槽（见图2.1.1），如阿基米德螺旋槽、对数螺旋槽等，槽深一般在5~10um。
2024年学习干气密封心得体会范本(2篇)
2024年学习干气密封心得体会范本干气密封是一种常用的机械密封装置，广泛应用于各个行业和领域。
在我学习和实践干气密封的过程中，我积累了一些心得体会，下面就我对干气密封的学习和应用进行总结。
首先，了解干气密封的基本原理是非常重要的。
干气密封是利用气体的压力和流动来实现密封的一种方式。
它主要由气缸、摩擦面、密封件、弹簧等组成。
通过调节气压和流量大小，控制气体在摩擦面间形成气液两相流。
在适当的气压和流量的作用下，气体可以起到密封作用，有效防止介质泄漏。
其次，了解干气密封的优点和应用范围。
干气密封具有不易泄漏、适应性广、寿命长、操作维护方便等优点。
因此，它被广泛应用于各种泵、压缩机、搅拌器等设备中。
在液环泵、石灰石制粉设备、造纸机械等行业中，干气密封也是一种非常理想的密封方式。
在学习干气密封的过程中，我发现了一些需要注意的问题。
首先，摩擦面的材料选择非常重要。
摩擦面的材料应具有良好的抗磨损性和耐高温性能，以确保密封效果的稳定性和寿命的长久性。
其次，气压和流量的控制也是关键因素。
过高的气压和流量会导致能量损失和设备的过大负荷，而过低的气压和流量则会导致密封效果不好。
所以，在实际应用中要根据具体情况灵活调整气压和流量大小。
另外，定期的维护和保养也十分重要。
定期检查摩擦面的磨损情况，更换磨损严重的密封件，及时清洗和保养设备，可以延长干气密封的使用寿命。
在实践中，我也遇到了一些问题和挑战。
首先，对于新安装的干气密封设备，调试是一个很关键的环节。
在调试过程中，需要严格按照厂家提供的操作规程和步骤进行操作，以确保设备的正常运行和密封效果的良好。
其次，对于老化的设备，如何改善和提高其密封效果也是一个考验。
有时候需要对设备进行改造和升级，将一些老化的部件进行更换，以提高设备的密封性能。
总的来说，学习和应用干气密封需要有系统的学习和实践过程。
了解基本原理、掌握调试技巧、定期维护和保养，才能够确保干气密封的正常运行和密封效果。
2023年学习干气密封心得体会
2023年学习干气密封心得体会在 ____ 年，我决定学习干气密封这一技术，并且在这个领域里取得了一些经验和心得。
下面是我在学习过程中所得到的一些体会和总结，希望对大家有所帮助。
一、掌握干气密封的基本原理和工作方式干气密封是一种利用干燥清洁气体来阻止液体或气体泄漏的技术。
在学习的初期，我通过阅读相关的学术文献和参与实验室实践，对干气密封的原理和工作方式有了更深入的了解。
干气密封的关键是通过气体流动来形成一个密封界面，从而防止泄漏的发生。
掌握了这一基本原理后，我开始进行一系列的实验和工程应用，逐渐提高了对干气密封的理解和掌握。
二、选择适合的干气密封材料和设计方案在干气密封的设计和应用中，选择合适的材料和设计方案是至关重要的。
不同的材料和设计方案对干气密封的性能和寿命有着重要的影响。
在学习的过程中，我通过查阅资料、请教专家和实验验证等途径，积累了一些关于材料和设计方案的经验。
我学会了评估不同材料的性能和适用范围，并根据具体应用场景选择合适的材料。
同时，我还学会了根据设备的特点和工作环境来设计干气密封方案，以最大程度地提高密封效果和使用寿命。
三、注重维护和保养工作干气密封的维护和保养对于其性能和寿命的延长至关重要。
在学习的过程中，我意识到了维护和保养的重要性，并且深入了解了不同类型干气密封的维护方法和注意事项。
我学会了定期检查干气密封的工作状态，及时清洁和更换损坏的零部件，以确保其正常工作。
我还学会了根据实际情况进行适当的调整和优化，以进一步提高干气密封的效果和使用寿命。
四、注意安全和环保问题在学习和应用干气密封技术的过程中，我始终注重安全和环保问题。
干气密封涉及到一些有毒有害的物质，如果操作不当可能对人体和环境造成危害。
因此，我在学习的过程中不仅努力掌握了安全操作技巧和方法，还积极推动安全意识的培养和环保观念的普及。
我相信只有在安全和环保的基础上，才能更好地应用干气密封技术，并为社会发展做出更大的贡献。
合成机组一级干气密封气供应系统的优化
合成机组一级干气密封气供应系统的优化
刘娇
【期刊名称】《纯碱工业》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】我公司原合成机组的一级干气密封气和气化装置的事故氮气共用一套高压氮气系统,开停车期间高压氮气管网压力波动大,存在合成气倒窜进入高压氮气管网以及损伤干气密封的风险。
我们在低压液氮储槽出口新增一套液氮复热设备,设置独立的高压氮气储罐,专供合成机组干气密封,与高压氮气管网之间增加盲板,使其与气化系统完全隔离,避免合成气倒入气化高压氮气管网,干气密封气的供应不再受气化跳车影响。
目前该项目已经完成改造,自投用以来运行稳定。
【总页数】3页(P33-35)
【作者】刘娇
【作者单位】中盐昆山有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.21
【相关文献】
1.长输管道压缩机串联式干气密封气系统优化
2.氢气压缩机干气密封一级密封气的选用
3.干气密封密封气供气系统的探讨
4.大机组干气密封气源改造及应用
5.水气空分装置冷箱密封气供应系统的优化改进
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
# 52#
郑州轻工业学院学报 (自然科学版 )
20 10 年
图 1 干气密封结构示意图 开有不同形 式的浅槽. 浅 槽将密封端面 分为槽区、 台区和坝区 3部分, 如图 2 所示. 当动环旋转时, 在 浅槽的泵送作用下, 密封气 体周向吸入槽内, 由外 径流向中心, 径向分量朝着 密封坝流动; 由于台区 和坝区的节流作用, 进入密 封面的气体被压 缩, 产 生流体动压效应, 密封面被 打开; 在气 膜所产生的 开启力与气体静压力和弹簧力形成的 闭合力达到 平衡时, 2个密封面间形成一层很薄的气膜, 可阻塞 密封介质的泄漏.
# 53#
图 5 单端面密封结构 3. 2 双端面
双端面密封结构见图 6. 其结构是在 2个密封 之间注入惰性气体作为隔离气和缓冲气, 从而确保 大气侧和被密封气体侧泄漏的气体均是惰性气体. 在不允许工艺气泄漏到大气且允许隔 离气进入机 内、缓冲气较脏或缓冲介质 压力较高时, 常选用该 密封结构, 如有毒或易燃易爆的氢气、氯气、一氧化 碳气和氨气压缩机上.
传动系统由 无级调速直流 电机、增 速器、高 速 主轴和高速滚动轴承组成; 润滑系统 由干气密封技术研究
流阀、蓄能器、滤油 器、节流 阀、管接头 及压力表等 零件组成.
3 布置形式
3. 1 单端面 单端面密封结构见图 5. 其主要适用于危险性
小、低压系统且允许少量工艺气体泄漏到大气中的 场合, 如空气、氮气、二氧化碳气压缩机上.
干气密封的控制系统包括密封气体流量控制、 泄漏气体监测控制、隔离气体压力 控制以及转速、 扭矩的测量控制. 密封气体的流量 由调节阀控制; 泄漏气体通过流量计测量压差来监测; 隔离气体压 力通过自动式调节阀的设定压力调整; 转速用多功 能智能转速仪来测量, 其大小的控制用可控电机的 供电电流来调 节; 扭矩通 过电 阻应变 式扭 矩仪 来 测量. 2. 3 传动及润滑系统
2 系统组成
干气密封系统由缓 冲气体系统、控制系 统、传
动系统和润滑系统 4部分组成 [ 6- 7] . 2. 1 缓冲气体系统
缓冲气体系 统由 缓冲 气体 管路、气 体 泄漏 管 路、隔离缓冲气体管路 3部分组成. 缓冲气体管路提 供干燥、洁净、稳定的气源, 对可能存在的异物进行 过滤, 防止密封面因接 触而损伤; 气体泄漏管路 通 过监测管路中的泄漏量来观察密封的运行状态, 常 用的监测手段有泄漏量报警和泄漏压差报警, 由于 干气密封的泄漏量较小, 用检测灵敏度较高的泄漏 压差报警形式对系统进行监测; 隔离缓冲气体管路 在干气密封与轴承之间设置迷宫结构, 并加入隔离 缓冲气, 实现密封部分 与轴承腔的有 效隔离, 从 而 防止轴承箱处的润滑油进入干 气密封部位而损 伤 密封面及辅助的静密封. 2. 2 控制系统
6 结语
干气密封作为一种 零泄漏的非接 触式机械密
封, 因其具有可靠性好、运行寿命长、经济环保的特 点, 可有效地提高密封 运行的可靠性 和稳定性, 解 决高速、高压、高温大功率机械设备中的泄露问题, 降低生产过程中物料和能源的消耗. 将干气密封技 术和阻塞密封原理有机结合, 可保证密封介质实现 零逸出, 干气密封在旋转设备轴封领域有着广阔的 发展前景.
密封组件有非金属零件 (如 / O0形圈 ) , 且部件 间的安装、配合精度高. 因此在高温操作条件下, 应 仔细检查 弹性件 的紧密 容差、尺 寸精度 和硬 化趋 势, 以确保密封性能良好. 对于密封气 体压力低的 装置, 通常在泄漏管路设置止回阀或者使缓冲气体 压力高于放空压力. 此外, 与密封气体 接触的部件 需选择与密封气体不发生化学反应的材质. 5. 3 气体的洁净度
干气密封在运转时, 动静环间的气膜层一般只 有 3~ 10 Lm, 如有异物或液体进入密封间隙, 会引 起密封面损伤. 表现在因摩 擦使气膜升温, 引起工 艺气体结焦或聚合, 积聚填 满槽体, 以 致不能形成 密封的气膜, 从而使密封面 由非接触变为接 触, 产 生干摩擦而发出强噪声. 因此在干气密封中, 气体 需经过一组过滤器, 其过滤精度一般要在 2~ 5 Lm 以下; 当气体含湿量大时, 还需设置干燥过滤器, 以 保证密封气体的干燥和洁净.
当 C< 1. 5时, 干气密封的开启力、气膜刚度和刚漏比变化较大 [ 9] 对密封性能的影响相对较小, 当 D在 0. 4~ 1. 2之间时, 密封性能稳定 [ 9]
5 使用中应注意的问题
5. 1 转速 干气密封需在一定的转速下才可使动、静环分
开, 在运行时需确定干气密 封的最低转速. 且在启 动后应尽快升至一定的转速, 否则将造成端面的磨 损. 根据密封件的材质和工 艺要求, 通 常干气密封 运转的速度不能低于 1 000 r/m in, 开机后应尽快提 速至 2 000 r/m in以上 [ 10] . 5. 2 操作温度、压力
V o .l 25 N o. 2 A pr. 2010
干气密封技术研究
刘亚莉, 赵丽丽, 张强, 董华东, 戚俊清
( 郑州轻工业学院 材料与化学工程学院, 河南 郑州 450002)
摘要: 干气密封系统主要包括缓冲气体系统、控制系统、传动系统和润滑系统, 有单端面密封结构、
双端面密封结构、串联式密封结构和中间带进气的串联式密封结构 4 种布置形式. 其转速、压力比
图 6 双端面密封结构 3. 3 串联式
串联式干气密封结构见图 7. 对于二级串联干 气密封, 第 1级为主密封, 几乎承担全部压力负荷;
图 7 二级串联式密封结构
第 2级为备用. 当第 1级密封失效时, 备用密封起 到安全作用, 该结构适用于允许少量工艺气泄漏到 大气的场合. 3. 4 中间进气的串联式
系统组成及影 响轴封 因素, 以 期为实 际应 用提 供 依据.
1 结构形式
干气密封是 在气体动压轴 承的基础上发展 起 来的一种新型非接触机械密封, 与普通机械密封相 类似, 由动环、静环、弹簧、弹簧座、密封圈和轴套组 成, 如图 1所示.
与机械密封不同的是, 干气密封在其密封环上
收稿日期: 2009- 09- 15 作者简介: 刘亚莉 ( 1964) ), 女, 河北省唐山市人, 郑州轻工业学院教授, 主要研究方向 为化工过程机械.
第 25卷 第 2期 2010年 4月
郑州轻工业学院学报 (自然科学版 )
JOU RNAL O F ZH ENG ZHOU U N IV ER S ITY O F L IGHT INDU STRY ( N atu ral Science)
文章编号: 1004- 1478( 2010) 02- 0051- 04
L IU Y a- l,i ZHAO L -i l,i ZHANG Q iang, DONG H ua-dong, Q I Jun-qing
(C ollege of M ater ial and Chem. Eng. , Zhengzhou Univ. of L ight Ind. , Zhengzhou 450002, China )
0 引言
轴封是保障转动设 备长期稳定运 行的主要因 素之一. 轴封的形式有填料密封、迷宫密封、浮环密 封、机械密封和非接触式机 械密封等 [ 1] . 干气密封 为 1960年代发展起来的一种非接触机械密封, 因其 具有泄漏量少、磨损小、寿命长、能耗低、操作简单 可靠及介质不受油污染等特点, 逐渐成为转动设备 轴封的主流 [ 2- 3] . 本文拟综述干气密封的结构形式、
图 2 密封端面结构示意图 密封端面常见的槽 型有弧形槽、螺旋槽、人字 形槽、直弦槽等 [ 4 ] . 在这些槽中, 又可分为单旋向和 双旋向 2大类. 单旋向槽常用于低转速或较高振动 的场合, 且在要 求的旋 向下 才可 产生足 够的 开启 力, 如图 3所示; 如果反转, 则会产生负的开启力而 导致密封损坏, 因此只可用 于单向旋转的机 组. 双 旋向槽无旋向的要 求, 其使 用范围较单旋向 宽, 如 图 4所示. 相对单旋向的槽, 其形成的开启力和气膜 刚度相对较小, 稳定性、抗干扰能力较差 [ 5 ] .
操作参数对密封性能影响的变化趋势为: 转速越高, 密封环线速度越大, 随着内外径压 力比的升
高, 开启力和气体的泄漏量都增加. 该讨论为干气密封技术的针对性设计和合理使用提供了有益
的参考.
关键词: 干气密封; 结构形式; 密封性能
中图分类号: TH 136
文献标志码: A
Study on dry gas seal technology
Abstract: T he dry gas sea l system consists of easing gas system, con tro lling system, driving system and lubricating system. There are four prim ary arrangem ents that are sing le face seal structure, double faces sea l structure, tandem sea l structure and tandem sea l structure w ith interm ed iate a ir intake. T he resu lts show ed that the open force and gas leakage w ere both increasing w ith rotat ing velocity of the sea l system and the pressure ratio be tw een inside and outside rad ius. And the resu lts prov ide valuab le references for countering design and reasonab le app lication o f dry gas seals. K ey w ords: dry gas sea;l structure m ode;l sea l perform ance