压缩机干气密封原理培训课件
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干气密封课件(段)——【精品培训课件】
主要特征
•允许最大的轴向窜量为正负2.5~3mm. •允许最大径向跳动为正负0.4~0.6mm •能够在全压下启动，停车。 •极低的工艺气泄漏。 •能承受速度和压力的快速变化。 •由于非接触运行，使用寿命高。 •集装式设计易安装，保护关键密封组件。
SNS
干气密封操作注意事项
• 密封气要求干燥洁净，固体颗粒的大小小于5um • 必需始终保证干气密封各个密封端面上、下游 • 压差为正压差（3bar左右） • 单向旋转槽型不可反向旋转 • 开车时，先投置隔离气，再投轴承润滑油。 • 停车时，反之。
➢该结构复杂，S但N由S于其可靠性最高，目前在中
高压的离心压缩机轴封中已成为标准配置。
压缩机带中间梳齿串联式干气密封HXGSYFAMA
串联干气密封适用于允许少量工艺气泄 漏到大气的工况。串联式干气密封通常情况下 采用2级结构，第I级密封（主密封）承担全部 或者大部分负荷，第II级密封作为备用密封承 受很小的差压。通过主密封泄漏出的工艺气大 部分由火炬线排出，少量工艺气通过II级密封 泄漏出，通过放空管线排空。当主密封失效时 第II级密封起主密封的作用，保证工艺介质不 向大气泄漏。
•均匀分布的具有一定数量的浅槽。 •槽深6-10微米。 •槽形为收敛形状。 •具有方向性。 •非接触间隙3~5微米。 •不能反压工作。
SNS
简化的剖面图
干气密封的原理
• 这是螺旋槽式的干气密封 动环。
• 当旋转环（动环）高速旋 转时，旋转环或静止环端 面上的螺旋槽将外径处的 高压气体向下泵入密封端 面间，气体由外径向中心 流动，而密封坝节制气体 流向中心，于是气体被压 缩引起压力升高，在槽根 处形成高压区。
干气密封
第一部分 干气密封
• 随着石油化工、能源工业的发展以及人们安全环保 意识的提高，对各类转动设备轴封的要求也越来越 高。目前，国内绝大多数石化企业转动设备轴封型 式采用的是单端面机械密封或双端面机械密封。单 端面机械密封结构简单，但存在工艺介质易泄漏的 问题，不适合输送易挥发介质；双端面机械密封用 外引密封液做润滑冷却介质，密封结构及辅助系统 较为复杂。由于机械密封为接触式密封，其使用寿 命已经不能满足石化企业长周期运行的要求。干气 密封的出现，是密封技术的一次革命，它具有使用 寿命长、无介质泄漏、轴功率消耗低等优点，因此， 得到广泛应用。
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
离心式压缩机干气密封系统ppt课件
• 机械气体密封
• 压缩机每根轴的两端都装有密封,以防气体 从本设备中逸出.
• 机械气体密封由两部分机械密封构成,带两 个并排排放的有重叠的旋转环(座),材料为碳 化钨或亚硝酸硅,两个静态环(密封面)为碳化 硅。每个机械密封的内部部分(气体侧)用来 承受密封气体压力,外部部分用来备用.
精选课件PPT
压缩机
压差控制阀 PDCV765
精选课件PPT
双联气滤F101/A/B
20
双气滤过滤器F-101A/B
精选课件PPT
21
双联滤过滤器F-101A/B
• 过滤器为双联过滤器,安装有切换手柄,以让 气体通过过滤器之一进入到密封气体线路 中.在运行过程中可以有任一过滤器停用,以 进行维护而不影响流入到压缩机的气体.
出报警信号并使装置 跳机
在控制柜上的流程图
精选课件PPT
27
用户提供的封严气入口
用户提供的封严气入口
启动封严气入口
• 由用户提供的封严气 体(仪表气)经一手阀, 一单向活门,然后分成 两路,分别通过节流孔 板FO772,FO773送到 E室,防止D室中任何气 体通过迷宫型密封L和 转子之向逸出,同时也
安全阀PSV759/760
• 此安全阀安装于第一 出口管线上,设定压力 为6500KpaG,当第一 出口管线压力达到此 值时由安全阀放空至 安全区域.
• 此阀用于机械密封装 置损坏时。
精选课件PPT
30
密封气进口
密封气进口位于压 缩机出口管线上部
精选课件PPT
31
平衡管
精选课件PPT
平衡管
32
封 严 气 系 统 图
PCL800压缩机封严气系统
精选课件PPT
• 压缩机每根轴的两端都装有密封,以防气体 从本设备中逸出.
• 机械气体密封由两部分机械密封构成,带两 个并排排放的有重叠的旋转环(座),材料为碳 化钨或亚硝酸硅,两个静态环(密封面)为碳化 硅。每个机械密封的内部部分(气体侧)用来 承受密封气体压力,外部部分用来备用.
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压缩机
压差控制阀 PDCV765
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双联气滤F101/A/B
20
双气滤过滤器F-101A/B
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双联滤过滤器F-101A/B
• 过滤器为双联过滤器,安装有切换手柄,以让 气体通过过滤器之一进入到密封气体线路 中.在运行过程中可以有任一过滤器停用,以 进行维护而不影响流入到压缩机的气体.
出报警信号并使装置 跳机
在控制柜上的流程图
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27
用户提供的封严气入口
用户提供的封严气入口
启动封严气入口
• 由用户提供的封严气 体(仪表气)经一手阀, 一单向活门,然后分成 两路,分别通过节流孔 板FO772,FO773送到 E室,防止D室中任何气 体通过迷宫型密封L和 转子之向逸出,同时也
安全阀PSV759/760
• 此安全阀安装于第一 出口管线上,设定压力 为6500KpaG,当第一 出口管线压力达到此 值时由安全阀放空至 安全区域.
• 此阀用于机械密封装 置损坏时。
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密封气进口
密封气进口位于压 缩机出口管线上部
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平衡管
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平衡管
32
封 严 气 系 统 图
PCL800压缩机封严气系统
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压缩机干气密封原理培训课件
优化控制系统
采用先进的控制系统，实现对干气密封系统的实 时监控和自动控制，提高系统的稳定性和可靠性 。
03
压缩机干气密封系统安装与调试
压缩机干气密封系统的安装
准备工具和材料
提前准备好安装所需的工具和材料，例如 管钳、螺丝刀、干气密封、密封胶等。
安装干气密封
根据干气密封的说明书，正确安装干气密 封，确保密封件安装正确、紧固。
保护环境
干气密封的使用可以减少密封油的使用量，从 而降低废油的产生，对环境保护也有积极作用 。
提高压缩机效率
干气密封具有较低的摩擦阻力，可以提高压缩 机的工作效率。
压缩机干气密封系统的组成
密封气体供应系统
干气密封本体
该系统包括密封气源、密封气冷却器和密封 气干燥器等组成部分，为干气密封提供清洁 、干燥的密封气体。
轴承损坏主要是由于轴承间隙不当、润滑不良、轴承质量问题等原因引起。针对不同原因 采取调整轴承间隙、改善润滑状况、更换轴承等措施。
压缩机振动
压缩机振动主要是由于转动部件不平衡、支撑件松动、管道振动等原因引起。针对不同原 因采取重新找平衡、紧固支撑件、增加减震装置等措施。
压缩机干气密封系统的可靠性分析
干气密封系统在某电力公司燃汽轮机进气装置 中成功应用，提高了机组效率和可靠性。
密封系统采用单端面干气密封结构，控制系统 采用智能控制方案，有效降低了泄漏量和能耗 。
在机组启动、正常运行和停机过程中，干气密 封系统均能起到良好的密封作用，确保工艺气 体不泄漏。
某制药公司干气密封系统的应用案例
干气密封系统在某制药公司大型发酵装置中成功应 用，为装置的安全稳定运行提供了保障。
选择合适的密 封形式
根据干气密封技术的特 点，选择适合的密封形 式，如单端面、双端面 等。
采用先进的控制系统，实现对干气密封系统的实 时监控和自动控制，提高系统的稳定性和可靠性 。
03
压缩机干气密封系统安装与调试
压缩机干气密封系统的安装
准备工具和材料
提前准备好安装所需的工具和材料，例如 管钳、螺丝刀、干气密封、密封胶等。
安装干气密封
根据干气密封的说明书，正确安装干气密 封，确保密封件安装正确、紧固。
保护环境
干气密封的使用可以减少密封油的使用量，从 而降低废油的产生，对环境保护也有积极作用 。
提高压缩机效率
干气密封具有较低的摩擦阻力，可以提高压缩 机的工作效率。
压缩机干气密封系统的组成
密封气体供应系统
干气密封本体
该系统包括密封气源、密封气冷却器和密封 气干燥器等组成部分，为干气密封提供清洁 、干燥的密封气体。
轴承损坏主要是由于轴承间隙不当、润滑不良、轴承质量问题等原因引起。针对不同原因 采取调整轴承间隙、改善润滑状况、更换轴承等措施。
压缩机振动
压缩机振动主要是由于转动部件不平衡、支撑件松动、管道振动等原因引起。针对不同原 因采取重新找平衡、紧固支撑件、增加减震装置等措施。
压缩机干气密封系统的可靠性分析
干气密封系统在某电力公司燃汽轮机进气装置 中成功应用，提高了机组效率和可靠性。
密封系统采用单端面干气密封结构，控制系统 采用智能控制方案，有效降低了泄漏量和能耗 。
在机组启动、正常运行和停机过程中，干气密 封系统均能起到良好的密封作用，确保工艺气 体不泄漏。
某制药公司干气密封系统的应用案例
干气密封系统在某制药公司大型发酵装置中成功应 用，为装置的安全稳定运行提供了保障。
选择合适的密 封形式
根据干气密封技术的特 点，选择适合的密封形 式，如单端面、双端面 等。
干气密封原理及使用课件
干气密封原理及使用课件
$number {01}
目录
• 干气密封原理介绍 • 干气密封系统的组成 • 干气密封的安装与调试 • 干气密封的维护与保养 • 干气密封的发展趋势与展望 • 实际应用案例分析
01
干气密封原理介绍
干气密封工作原理
干气密封工作原理主要是通过旋转轴的动环与静止环之间的 接触面形成流体动压效应，产生流体摩擦力，将旋转轴与静 止环紧紧地粘合在一起，从而实现密封效果。
多元化领域应用
从石油化工向制药、食品、电子 等领域拓展。
跨国合作与交流
加强国际合作与交流，共同推动 干气密封技术的发展和应用。
未来发展方向与挑战
绿色环保
研发低摩擦、低泄漏、低能耗的干气密封技术， 满足绿色环保要求。
高性能标准
制定更高性能的干气密封标准，提升密封性能和 可靠性。
技术人才培养
加强干气密封技术人才的培养和引进，为产业发 展提供人才保障。
轴套通常安装在轴上，用于保护轴 面并传递扭矩。
03
干气密封的安装与调试
安装步骤
准备工作
确保所有工具和材料齐全，检查 干气密封的型号和规格是否正确 。
安装密封圈
将密封圈放置在密封槽内，确保 密封圈没有扭曲或损坏。
清洁密封面
使用专用的清洗剂清洁密封面， 确保没有杂质和油渍。
安装密封盖
将密封盖与旋转轴或静态环连接 ，确保连接处没有泄漏。
05
干气密封的发展趋势与展望
技术创新与改进
材料优化
采用新型材料和涂层技术，提高 密封性能和使用寿命。
结构设计革新
改进密封端面和流体通道设计，降 低泄漏率，提高稳定性和可靠性。
智能监控与诊断
引入传感器和智能化技术，实时监 测密封性能并进行故障预警和诊断 。
$number {01}
目录
• 干气密封原理介绍 • 干气密封系统的组成 • 干气密封的安装与调试 • 干气密封的维护与保养 • 干气密封的发展趋势与展望 • 实际应用案例分析
01
干气密封原理介绍
干气密封工作原理
干气密封工作原理主要是通过旋转轴的动环与静止环之间的 接触面形成流体动压效应，产生流体摩擦力，将旋转轴与静 止环紧紧地粘合在一起，从而实现密封效果。
多元化领域应用
从石油化工向制药、食品、电子 等领域拓展。
跨国合作与交流
加强国际合作与交流，共同推动 干气密封技术的发展和应用。
未来发展方向与挑战
绿色环保
研发低摩擦、低泄漏、低能耗的干气密封技术， 满足绿色环保要求。
高性能标准
制定更高性能的干气密封标准，提升密封性能和 可靠性。
技术人才培养
加强干气密封技术人才的培养和引进，为产业发 展提供人才保障。
轴套通常安装在轴上，用于保护轴 面并传递扭矩。
03
干气密封的安装与调试
安装步骤
准备工作
确保所有工具和材料齐全，检查 干气密封的型号和规格是否正确 。
安装密封圈
将密封圈放置在密封槽内，确保 密封圈没有扭曲或损坏。
清洁密封面
使用专用的清洗剂清洁密封面， 确保没有杂质和油渍。
安装密封盖
将密封盖与旋转轴或静态环连接 ，确保连接处没有泄漏。
05
干气密封的发展趋势与展望
技术创新与改进
材料优化
采用新型材料和涂层技术，提高 密封性能和使用寿命。
结构设计革新
改进密封端面和流体通道设计，降 低泄漏率，提高稳定性和可靠性。
智能监控与诊断
引入传感器和智能化技术，实时监 测密封性能并进行故障预警和诊断 。
压缩机干气密封原理培训课件
压缩机干气密封原理培训课件汇报人：日期:•压缩机干气密封概述•压缩机干气密封原理•压缩机干气密封系统设计目录•压缩机干气密封安装与调试•压缩机干气密封维护与保养•压缩机干气密封发展趋势与展望01压缩机干气密封概述干气密封是一种非接触式密封，通过在密封面上形成一层稳定的气膜，实现密封功能。
干气密封定义干气密封具有低摩擦、高可靠性和长寿命等优点，适用于高速、高压、高温等恶劣工况。
干气密封特点干气密封定义与特点干气密封常用于压缩机轴端，以防止气体泄漏和润滑油污染。
压缩机轴端密封压缩机级间密封压缩机出口端密封在多级压缩机中，干气密封可用于级间密封，确保各级之间的气体隔离。
在压缩机出口端，干气密封可防止气体倒流和外部杂质进入。
030201干气密封在压缩机中的应用干气密封能够减少气体泄漏和润滑油污染，提高压缩机效率。
提高压缩机效率干气密封具有长寿命和低维护成本的特点，能够延长压缩机的使用寿命。
延长压缩机寿命干气密封能够确保压缩机在恶劣工况下的稳定运行，避免生产事故的发生。
保障生产安全干气密封的重要性02压缩机干气密封原理干气密封工作原理非接触式密封干气密封工作原理基于非接触式密封，即动环和静环之间保持一定的间隙，不直接接触，从而避免了摩擦和磨损。
流体膜作用在干气密封中，流体膜起到了关键作用。
流体膜是由密封气体和润滑气体共同形成的，它能够阻止气体从低压侧向高压侧泄漏。
反向旋转干气密封采用反向旋转设计，即动环的旋转方向与压缩机轴的旋转方向相反。
这种设计有助于减少密封面的磨损，并提高密封性能。
密封气体和润滑气体密封气体和润滑气体分别用于形成流体膜和润滑动环和静环之间的间隙。
这些气体通常来自压缩机的工艺气体或氮气。
动环动环是干气密封的重要组成部分，它与压缩机轴直接连接，并随压缩机轴一起旋转。
动环的表面经过特殊处理，具有良好的耐磨性和抗腐蚀性。
静环静环固定在压缩机壳体上，不随压缩机轴旋转。
静环的表面也经过特殊处理，以确保与动环之间的密封性能。
《干气密封系统培训》课件
03
04
基础制作
根据技术图纸，制作或检查设 备基础，确保稳定支撑。
部件组装
按照系统设计，组装干气密封 系统的各个部件。
管线连接
正确连接所有管线，确保密封 性和流体流动的顺畅。
检查与调整
在完成安装后，进行详细检查 ，并进行必要的调整。
调试与测试
初步检查
对已安装的干气密封系统进行 初步检查，确保所有部件正常
控制系统
控制系统组成
干气密封系统的控制系统主要包括压力控制系统、温度控制系统和泄漏检测系统等。这些系统通过传感器和控制 器相互连接，实现对整个密封系统的监控和控制。
控制系统的作用
控制系统的作用是确保干气密封系统的正常运行和安全性。它能够实时监测系统的压力、温度和泄漏情况，并根 据实际情况进行调整和控制，以保持系统的稳定性和可靠性。同时，控制系统还能够对异常情况进行报警和自动 处理，防止事故的发生。
案例二：某石油公司的干气密封系统故障处理
总结词：故障排除
详细描述：某石油公司使用的干气密封系统在运行过程中出现了异常声音和振动。经过初步检查，发现是机械密封件出现了 磨损。为了尽快恢复系统的正常运行，采取了紧急措施，对磨损的密封件进行了更换。同时，对系统进行了全面检查，确保 其他部件的正常运行。经过一系列的维修和调试，系统恢复了正常的运行状态，没有对生产造成影响。
定期对干气密封系统进行 校准，确保设备性能稳定 。
故障排除与修复
故障诊断
通过观察、听诊、触诊等 方法，判断干气密封系统 故障原因。
修复措施
根据故障诊断结果，采取 相应的修复措施，如更换 密封元件、调整设备参数 等。
预防措施
针对故障原因，采取预防 措施，防止类似故障再次 发生。
压缩机干气密封原理教学课件
05
干气密封的发展趋势与未来展望
技术创新与改进
01
02
材料优化
结构设计改进
03 智能化控制
应用领域的拓展
化工行业
能源领域
环保领域
对未来发展的展望
高效节能
智能化与自动化
追求更高的密封效率和节能效果，降 低设备运行成本。
加强干气密封的智能化和自动化技术 研发，提高生产效率。
长寿命与可靠性
提高密封件的使用寿命和可靠性，减 少维修和更换频率。
THANKS
感谢观看
干气密封的应用场景
02
压缩机干气密封系统
压缩机的密封系统
机械密封 干气密封
干气密封的组成
静环
动环
密封面材料，通常为硬 质合金或碳化硅，用于 与动环配合形成密封面。
旋转部分，通常为硬质 合金或碳化硅，与静环
配合形成密封面。
弹簧
密封气
提供静环与动环之间的 压力，确保密封面紧密
贴合。
用于形成密封面的气体， 通常为氮气或二氧化碳。
04
干气密封的安装与维护
安装步骤与注意事项
安装步骤 检查密封面是否平整，无划痕或损伤；
确保安装环境清洁，无尘埃和杂物；
安装步骤与注意事项
按照制造商的指示，正确安装密封圈和弹簧； 轻轻压紧密封圈，确保其与压缩机轴紧密贴合。
安装步骤与注意事项
01
02
Байду номын сангаас
03
04
日常维护与保养
日常维护与保养
日常维护与保养
压缩机干气密封原理 教学课件
contents
目录
• 干气密封简介 • 压缩机干气密封系统 • 干气密封的工作原理 • 干气密封的安装与维护 • 干气密封的发展趋势与未来展望
干气密封原理及使用课件
★ 省去了庞大的密封油系统，降低了成本； ★ 操作简单，可靠性高； ★ 运行费用和维修费用较低，占地面积小； ★ 结构复杂，技术难度大，要求制造和安 装精度高，气源清洁度高。
5/9/2020
6
三、干气密封技术基本结构原理
一般来讲，典型的干气密封结构包含有静环、动 环组件（旋转环）、副密封O形圈、静密封、弹簧和 弹簧座（腔体）等零部件。静环位于不锈钢弹簧座 内，用副密封O形圈密封。弹簧在密封无负荷状态下 使静环与固定在转子上的动环组件配合，如下图所 示
1. 密封油站费用高； 2. 操作麻烦； 3. 运行费用高； 4. 可靠性差。
5/9/2020
3
干气密封是20世纪60年代末期在气体动压轴承
的基础上通过对机械密封进行根本性改进发展起来 的一种新非接触式密封，实际上主要就是通过在机 械密封动环上增开了动压槽以及随之相应设置了辅 助系统而实现密封端面的非接触运行。英国的约翰 克兰公司于上世纪70年代末期率先将干气密封应用
到海洋平台的气体输送设备上并获得成功。干气密 封最初是为解决高速离心式压缩机轴端密封问题而 出现的，由于密封非接触式运行，因此密封摩擦副 材料基本不受PV值的限制，特别适合做为高速高压
设备的轴端密封。目前诸多大型离心式压缩机轴封 均采用了干气密封技术。我部门的大型机组也选用 了此技术。
5/9/2020
气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压 力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
5/9/2020
13Biblioteka 5/9/202014
在正常情况下，密封的闭合力等于开启力。当受到外 来干扰（如工艺或操作波动），气膜厚度变小，则气 体的粘性剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强， 促使气膜压力增大，开启力随之增大，为保持力平衡 密封恢复到原来的间隙；反之，密封受到干扰气膜厚 度增大，则螺旋槽产生的动压效应减弱，气膜压力减 小，开启力变小，密封恢复到原来的间隙。因此，只 要在设计范围内，当外来干扰消除后，密封总能恢复 到设计的工作间隙，即干气密封具有自我调节的功能 而保证运行稳定可靠。
5/9/2020
6
三、干气密封技术基本结构原理
一般来讲，典型的干气密封结构包含有静环、动 环组件（旋转环）、副密封O形圈、静密封、弹簧和 弹簧座（腔体）等零部件。静环位于不锈钢弹簧座 内，用副密封O形圈密封。弹簧在密封无负荷状态下 使静环与固定在转子上的动环组件配合，如下图所 示
1. 密封油站费用高； 2. 操作麻烦； 3. 运行费用高； 4. 可靠性差。
5/9/2020
3
干气密封是20世纪60年代末期在气体动压轴承
的基础上通过对机械密封进行根本性改进发展起来 的一种新非接触式密封，实际上主要就是通过在机 械密封动环上增开了动压槽以及随之相应设置了辅 助系统而实现密封端面的非接触运行。英国的约翰 克兰公司于上世纪70年代末期率先将干气密封应用
到海洋平台的气体输送设备上并获得成功。干气密 封最初是为解决高速离心式压缩机轴端密封问题而 出现的，由于密封非接触式运行，因此密封摩擦副 材料基本不受PV值的限制，特别适合做为高速高压
设备的轴端密封。目前诸多大型离心式压缩机轴封 均采用了干气密封技术。我部门的大型机组也选用 了此技术。
5/9/2020
气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压 力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
5/9/2020
13Biblioteka 5/9/202014
在正常情况下，密封的闭合力等于开启力。当受到外 来干扰（如工艺或操作波动），气膜厚度变小，则气 体的粘性剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强， 促使气膜压力增大，开启力随之增大，为保持力平衡 密封恢复到原来的间隙；反之，密封受到干扰气膜厚 度增大，则螺旋槽产生的动压效应减弱，气膜压力减 小，开启力变小，密封恢复到原来的间隙。因此，只 要在设计范围内，当外来干扰消除后，密封总能恢复 到设计的工作间隙，即干气密封具有自我调节的功能 而保证运行稳定可靠。
干气密封原理及使用
精选课件 3/3/2021
29
后置隔离气的作用：
保证二级密封端面不受压缩机轴承润滑油气 的污染。其中一部分气体通过后置密封内侧梳齿迷 宫与从二级密封端面泄漏的少部分密封气高点放空； 另一部分气体通过后置密封外侧梳齿迷宫经轴承润 滑油放空口放空。
精选课件 3/3/2021
30
以产品气压缩机的干气密封系统为例：
气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压 力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
精选课件 3/3/2021
13
精选课件 3/3/2021
14
在正常情况下，密封的闭合力等于开启力。当受到外 来干扰（如工艺或操作波动），气膜厚度变小，则气 体的粘性剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强， 促使气膜压力增大，开启力随之增大，为保持力平衡 密封恢复到原来的间隙；反之，密封受到干扰气膜厚 度增大，则螺旋槽产生的动压效应减弱，气膜压力减 小，开启力变小，密封恢复到原来的间隙。因此，只 要在设计范围内，当外来干扰消除后，密封总能恢复 到设计的工作间隙，即干气密封具有自我调节的功能 而保证运行稳定可靠。
3
干气密封是20世纪60年代末期在气体动压轴承
的基础上通过对机械密封进行根本性改进发展起来 的一种新非接触式密封，实际上主要就是通过在机 械密封动环上增开了动压槽以及随之相应设置了辅 助系统而实现密封端面的非接触运行。英国的约翰 克兰公司于上世纪70年代末期率先将干气密封应用
到海洋平台的气体输送设备上并获得成功。干气密 封最初是为解决高速离心式压缩机轴端密封问题而 出现的，由于密封非接触式运行，因此密封摩擦副 材料基本不受PV值的限制，特别适合做为高速高压
精选课件 3/3/2021
36
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可选 压力显示－ 密封气供气压力 & PDCV后压力 温度显示－ 密封气温度
一级泄漏 / 放空
在所有工况下，包括密封失效，以一种安全和可接受的 方式来处理密封气的泄漏。 保持高于火炬线的正压力。 防止从火炬线来的反压。 监测一级密封的运行状态。 在密封失效时产生停车信号。
一级泄漏 / 放空
差压控制阀
P 密封 > P 平衡
从过滤器来的密封气
压差△p = P 密封 - P 平衡 = 0.3 Barg (最小)
密封气 – 流量控制
P 平衡
P 吸气 : 20 barg，40 ℃ P 排气 : 40 barg，70 ℃ P 平衡 : 20 barg P 密封 : 20.3 barg，70 ℃ FI-1&FI-2 处流量 = 一级密封泄漏量 ( @20.3 barg&70 ℃) + 通过压缩机迷宫的泄漏量
到火炬
n n n n
P 火炬 P 泄漏 > P 火炬
一级泄漏到火炬 FI-4 & 5, 一级密封泄漏量 RO- 在排放线产生背压 PI-5 & 6, 压力显示，监测一级泄漏压力
H H
FI-4
L 高高联锁 PT-1 高报 PI-5 RO RO
FI-5
H H
PI-6
L
高高联锁 高报
PT-2
P 泄漏
n
P 泄漏
P 泄漏 压力远传：
n n
密封泄漏较大时高报 密封失效时高高报联锁
缓冲气系统
提供工艺气与环境之间的有效隔离 带中间迷宫的串联布置方式采用 降低一级密封的泄漏浓度
缓冲气应为惰性气体 （ 通常为氮气）
缓冲气源必须可靠 缓冲气质量应与密封气一样 缓冲气含氧浓度应小于10％
缓冲气 – 系统 （带中间迷宫的串联）
静环材料（Primary Ring）
碳石墨
浸金属 浸树脂 (如强腐蚀性介质) 碳化硅+碳/碳化硅+DLC (如超高压)
干气密封材料
动环材料（Mating Ring）
碳化钨
钴基 镍基
碳化硅
反应烧结（不用）
常压烧结（或称无压烧结）
液相烧结 – 超高压
干气密封材料
碳化钨 （钴基）
PT-1 &2，压力远传，提
供 4 ～ 20 mA 信号到
DCS.
n n
泄漏高报警 泄漏高高报，压缩机联锁
一级泄漏控制
流量计：
n n n
到火炬
测量正常流量 监测密封流量
止回阀：
n
防止 反压 确保 流动 方向
流量高 / 低报警
n
H
限流孔板：
n n
FI-4
L 高高联锁 PT-1 高报 PI-5 RO
根据正常泄漏量确定孔板尺寸 当泄漏量快速增长时产生背压
n
PI-4, 隔离气压力显示 , 最小0.3 barg
工厂氮气
取消了密封油系统 减少了维修费用 节能 防止了油系统的污染 减少新机器的成本 集装式设计易安装，保护关键密封组件
Flare
N2
Vent
N2/Air
Filter unit
PDIS H PCV optional
_______ _______ _______ _______ _______ _______
干气密封结构
串联密封
压力较高，允许少量介质气泄漏到大气中的场合 。 现在一般只在改造机组中应用。
带中间迷宫的串联密封
该结构用于易燃、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。 。 一般用在循环氢压缩机、天然气压缩机、乙烯、丙烯、氨压缩机， 合成气压缩机等 该结构复杂，但由于其可靠性最高，目前在中高压的离心压缩机轴 封中已成为标准配置。
n n
FI, 二级密封缓冲气流量 PI, 缓冲气压力显示
P 火炬 P 泄漏 > P 火炬
PI
P 缓冲 > P 泄漏 > P 火炬
RO
FI-5
流量控制 二次放空 P 泄漏
示例:
氮气过滤器
P 火炬: 1 barg P 泄漏 : 1.2 barg P 缓冲: 气量应充足，保持迷宫 P 缓冲
PI
处 5m/s的气流速度
Filter unit
FIS L
_______ _______ _______ _______ _______ _______
FIS L
FO PI PDCV
_______ _______ _______ _______ _______ _______
FI optional
PIS H
PIS L
FO
Discharge or a higher stage of the compressor max.100°C
取自压缩机平衡管
P 平衡
PDIT
差压远传
取自密封气进气管
P 密封
FI-1 流量调节阀
FI-2
P 密封
差压调节器 - DCS
差压调节阀 PI-1
P 密封> P 平衡 △p = P 密封- P 平衡 = 0.5 to 0.7 Barg
密封气 – 监测
流量显示 监测密封气流量 试车过程中可以采用 差压报警（低报） 当密封气压力降低时报警 差压报警（高报） 监测密封气过滤器或凝聚式预处理过滤器
9000 rpm
P 密封 FI-1 P 吸气 P 排气 FI-2
P 密封
( @ 20.3 barg ( 0.3 bar 压差) & 70 ℃，9000 rpm )
P 密封 > P 平衡
密封气 – 流量控制
P 平衡
保持充足的密封气流量。 保持正压以防压缩机腔体内未过滤的 工艺气体流向密封腔
推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。
正常间隙
间隙增大
间隙减小
KZ
dFo dh
气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的比值 气膜刚度越大，密封工作越稳定。
工作原理
30
非接触密封流体静压与流体动压刚性
刚度(GN/m)
20
静、动压组合刚度
10
单纯流体静压
0
1
2
3
4
5
膜厚 (mm)
非接触密封的热量平衡
氮气过滤器
P 缓冲
PI
FI
工厂氮气
H L
隔离气系统
采用有隔离气注入的外侧迷宫密封，防止轴 承腔的润滑油气向密封腔扩散。
n n n
n
分瓣式碳环密封可用于替代迷宫密封。 通常采用氮气作为隔离气。
一些用户采用仪表风作为隔离气。
轴承
润滑油
隔离气
隔离气系统
二次放空
二次放空
PI-4
P 隔离
P 隔离
氮气过滤器
W .9 .8 .7 .6
密封温度高 于环境温度
密封温度 低于环境 温度
气体膨胀热量散发
.5 .4 .3 .2 .1
气体粘性剪切产生热量
0
0 1 2 3 4 5 6 膜厚 mm
干气密封综合性能分析软件 -功能
输入
压力、温度、转速、气 体组份、材料、槽形、 、密封几何形状
输出
密封面间隙、泄漏量、 摩擦、功率、温升、气 膜稳定性
单向螺旋槽
Speed = 14,500 rpm 168.3mm O/B Seal
改进型 双向螺旋槽
最初双向螺旋槽
2
4
6
8
10
Min'm Film Thickness (um)
软件计算 －气膜厚度
Min'm Film Thickness (um)
10 8
168.3mm 密封直径 单向螺旋槽
改进型双向螺旋槽
特点：与高速机械密封相比，密封面宽、旋转环（硬环）密封面刻有微米量 级的动压槽，密封面分为槽区和坝区两部分。
干气密封材料
旋转环 －碳化钨 / 碳化硅 静止环 －碳石墨/ 碳化硅+碳/碳化硅+DLC
金属件 －410不锈钢 / 316不锈钢 / 哈氏合金 / 其它 弹簧 －哈氏合金C
干气密封材料
( 压力控制 )
保持机内迷宫间隙最大时最小气流速度为 5 m/s。 ( 流量控制 )
压力与流量的组合控制 ( 压力控制 + 流量控制 )
密封气 – 压力控制
取自压缩机平衡管
P 平衡
PDIT
差压远传
取自密封气进气管
P 密封 FI-1
差压控制器 - DCS
P 密封 FI-2 流量计 (可选) PI-1
密封气－来源
压缩机出口气体 压缩机段间气体 外部气体
密封气－质量
密封气过滤 – 小于 3um
(过滤)
温度应至少高于露点温度10℃以上 ( 保温 / 蒸汽伴热 或 电加热) 密封气无液 ( 凝聚式或Knockout 预处理过滤器 )
密封气－控制
防止未过滤的气体进入密封腔
保持与平衡管的压差在 0.3 bar g 以上。
H L
FI
工厂氮气
FI 流量= 二级密封泄漏量 + 通过中间迷宫的泄漏量 ( 基于 5m/s)