干气密封结构与基本知识

名称
密封气 密封 气
气
备注
FCC RDS HC CCR
柴油 加氢
富气压缩机 无 （1台）
氮气
循环氢压缩 压缩机 氮气 机（2台） 出口氢
循环氢压缩 机（1台）
循环氢压缩 脱氯氢 氮气 机（1台） 和氮气
新氢增压机 脱氯氢 氮气 和氮气
循环氢压缩 压缩机 氮气 机（1台） 出口氢
仪表 风
氮气
氮气 无
只有一级主密封气
缓冲氮气
Inert Buffer
Gas 惰性隔离气
PROCESS 工艺侧
ATMOSPHERE 大气侧
干气密封厂家一览表
装置名称
机组名称
干气密封厂家
FCC
富气压缩机（1台）
约翰克兰鼎名（天津）
RDS
循环氢压缩机（2台）
FLOWSERVE
HC
循环氢压缩机（1台）
CCR
循环氢压缩机（1台）Baidu Nhomakorabea
四川日机
新氢增压机
干气密封的基本原理（二）
• 干气密封顾名思义是指干燥的、洁净的气体密封。 • 干气密封的密封面之间在运行时有非常小的间隙，密封气流过该间隙。
密封面之间的微小间隙要求密封气中不能含有直径超过间隙的颗粒， 也不能含有液体，干气密封控制盘的特点是具有过滤装置、除湿装置 （密封气用工艺介质时），提供高清洁度的气体以延长密封面的寿命， 并防止静环背面堆积污染物。 • 密封气分为主密封气、隔离气（缓冲气）。 • 干气密封设计压力为机组的进气压力。主密封进气腔的压力稍许高于 进气压力，确保密封腔内清洁的环境。由于密封腔与工艺气腔有压差， 对于串联式结构来讲大部分经除湿、过滤的密封气流经工艺气拉别令 密封进入压缩机，只有一小部分密封气流经密封面之间，成为泄漏气 体；对于并联式双端面密封来讲，密封气流经两个密封面之间，成为 泄漏气体。串联式结构主密封气又分一级主密封气（内侧端面）、二 级主密封气（外侧端面），内侧端面起主要密封作用，外侧端面是一 个安全密封，当内侧主密封突然失效时，危险介质不会发生大量外泄， 造成安全事故。一级主密封气使用工艺介质或氮气，二级主密封气只 能使用惰性气体(氮气)。
目前石化企业较少使用
广泛用于石化企业各种易燃、 易爆、有毒介质类离心压缩 机
干气密封的基本原理（一）
• 干气密封是一种密封全部工艺气压力的非接触式端面密封。 • 该密封包括轴向浮动的碳化物环——静环，和旋转环——动环，旋转
环密封面的外径部位刻有槽，槽的下面是被称为密封坝的光滑区域。 • 在轴处于静止和机组未升压时，静环背后的弹簧使其与动环接触。当
S
P
间隙增加
FC＞FO
FO 打开力
干气密封的几种常用类型
类型
特点
在我厂的使用
单端面干气密封 双端面并联密封
双端面串联密封
一个密封面，安全性较差， CCR的提升风机 多用于非有害介质
两个断面并列布置，两个静 FCC富气压缩机 环在外侧，安全性较单端面 有所提高，用于压力18bar以 下
两个断面串联布置，内侧密 封损坏，外侧密封还可继续 维持密封，不致发生大量外 泄漏，多用于危险场合
结构复杂，泄露量小，需要 一套复杂的密封油系统，有 时会污染润滑油系统，因而 运行费用高，维修复杂
需要密封油系统，工作寿命 较短其不稳定。
干气密封 泄漏少、寿命长、能耗低、 操作简单可靠
用于级间密封或油密封。 用于轴端密封的内侧部分， 或空气介质类压缩机的轴端 密封，如催化主风机 用于易燃爆介质类压缩机
干气密封的基本原理（二）
• 一级主密封气使用工艺介质的机组，在一定的运行模式下，例如循环 和启动，压缩机还没有产生足够给干气密封供气的压差。在 这种运行 模式下，干气密封容易受到来自于机壳内的未经过滤的气体进入密封 腔的污染。未经过滤的气体流入到密封腔称为“倒灌”。所以需要设 置增压器(如Flowserve、John crane的干气密封控制盘)。
一级主密封气经除 湿，配自动增压器
氮气 无 氮气 无 氮气 无
开停机时用氮气
开停机时用氮气
一级主密封气经除 湿，配自动增压器
干气密封力学原理图一
FC 闭合力
S
P
间隙正常
FC<FO
FO 打开力
压缩 膨胀
干气密封力学原理图二
FC 闭合力
S
P
间隙减小
FC<FO
FO 打开力
干气密封力学原理图三
FC 闭合力
干气密封结构与基本知识
压缩机密封
• 由于压缩机转子与定子之间存在间隙， 因而不可避免的存在泄 漏，为了阻止这 种泄漏发生，必须设计一种密封结构。
• 压缩机密封分为轴端密封、级间密封、 油密封等等。
密封型式
轴端密封几种型式
特点
应用场合
迷宫密封 或梳齿密 封或拉别 令
结构简单、泄漏大
浮环密封
机械接触 式密封
• 隔离气注入密封于轴承之间，其作用是防止润滑油进入密封腔，同时 防止工艺气进入轴承腔。
• 缓冲气（或称作前置隔离气）用于并联双端面密封，注入密封于机壳 梳齿密封之间，其作用是防止未过滤、脱液的工艺介质进入密封腔， 造成密封损坏，使用惰性气体(氮气)。
全厂密封气使用情况
装置 机组名称 一级主 二级主 隔离 缓冲
RSD、HC、柴油加、 CCR循环氢压缩机， CCR新氢增压机
单端面干气密封
静环
动环
双端面干气密封
隔离气N2 排放口
主密封气N2
轴承
缓冲气N2
工艺介 质
带中间迷宫串联干气密封
Clean Buffer Gas 主密封气
Leakage泄漏至火炬
Inert Buffer Gas 二次密封氮气
Leakage泄漏至大气
约翰克兰鼎名（天津）
柴油加氢
循环氢压缩机（1台）
约翰克兰（英国）
约翰克兰鼎名(天津)(FCC富气压缩机)
PG 1709
主密封氮气
高点放空
进气
轴承
PG 1706
PG 1702
PG 1704
机组升压时，气体所产生的静压力将使得两个环分开并形成一极薄的 气膜（约3μm）。这间隙允许少量的密封气泄漏。 • 当机组开始旋转时，由于动环上槽的作用把气体向密封坝泵送，槽内 压力从外径向内径增加，靠近槽的根部产生一高压区域，并扩大两环 间的间隙，同时泄漏量也增加。 • 当弹簧力和气体的静压力与槽和密封坝的流体动力相等时，密封面之 间形成稳定的气膜间隙。 • 当间隙减小时，流体动力学作用使得端面之间的分离力迅速增加，间 隙将扩大。间隙的增大时将导致打开力减小，间隙将减小。干气密封 的自动平衡原理使得密封端面之间形成了稳定的间隙和泄漏量。当轴 旋转时密封面非接触，所以没有磨损。