3干气密封的原理及应用.PPT
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干气密封培训课件
干气密封系统吹扫合格后投用现场表计。 投用隔离气：油运前，投用隔离气，控制隔离气压力在 0.4Mpa（正常运行时不可中断隔离气，压缩机停车后， 停止油运后方可停隔离气）。 投用一级密封气：机体内进气前投用一级密封气，一级密 封气压力控制在高于平衡管压力0.3Mpa。 投用二级密封气及排火炬线：开机前投用二级密封气，将 一级密封泄漏气与大部分二级密封气的混合气体放火炬阀 打开。将二级密封气压力控制在0.1Mpa。 机组开车后，投用机组排出气作为一级密封气，待干气系 统压力稳定后停用开工前所用的一级密封气，切换时要保 持压力稳定。
选择干气密封时，决定性的判断是动环上所开动压槽的几 何形状。对于压缩机的某些操作点，如启动和停车时，一 套串联密封在低速或无压操作的情况下，旋转的动压槽必 须在密封面之间产生一个合适的压力，此力靠特殊措施— —三维的、弧形槽获得。 压缩机的干气密封设计有两种槽型：双向的（U型）和单 向的（V型）槽型。两种槽型的形状结构选择取决于压缩 机的转向、密封面的线速度以及工作介质压力等因素。 同一个缸两端的干气密封，即使外形尺寸差不多，其内部 结构也不一样，因此在安装时不能装错，否则干气密封不 能正常工作。
一台典型的透平压缩机包含两个介于轴承之间的集装式干气密封。
工作原理
干气密封的工作原理是流体静力和流体动力的平衡，在介 质压力存在时，作用于密封上的是流体静力，在动环静止 与旋转时都存在，流体动力只有在转动时才能形成。动静 环作相对旋转运动时，密封气被吸入动压槽，由于密封堰 的节流作用，进入密封面的气体被压缩，压力升高，在该 气体膜压力作用下，密封面被推开，与气体静压力，弹簧 压力形成的闭合力达到平衡，此时流动的气体在两个密封 面之间形成一层很薄的气膜（厚度大概3μm），气膜厚度 十分稳定，并且具有良好的气膜强度，从而保证了干气密 封的可靠稳定运转。
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。
干气密封的原理及应用场合
干气密封的原理及应用场合1. 干气密封的定义和基本原理干气密封是一种利用清洁干燥的气体（通常是氮气）在机械轴和密封部件之间形成一个气体屏障，以防止液体或气体泄漏的密封方法。
它主要利用气体压力高于液体或气体的压力，将气体或液体压缩在轴封附近的密封腔内，从而有效地防止泄漏。
干气密封的基本原理是通过气膜将两侧介质隔离开来，从而实现密封效果。
当轴旋转时，密封腔内的气体被强制流动，形成一个气膜屏障，防止液体或气体渗入密封腔。
2. 干气密封的优点•高效性能：干气密封具有较高的密封效果，有效防止液体或气体泄漏，提高设备的工作效率。
•可靠性：由于密封性能稳定可靠，干气密封可保持长时间的使用寿命而不需要频繁维护。
•适应性强：干气密封适用于各种介质，包括化工、石油、医药等不同行业。
•安全性高：由于采用气体作为密封介质，避免了液体泄漏导致的安全隐患。
•环保性好：干气密封无需使用润滑油，减少了对环境的污染。
3. 干气密封的应用场合3.1 化工工业在化工工业中，往往需要处理一些有害、腐蚀性或粘稠的介质。
传统的液体密封在这种条件下容易受到损坏或泄漏，而干气密封可以有效地解决这些问题。
比如，干气密封常被用于泵、压缩机、反应釜等设备的密封，确保介质不泄漏，从而保护操作人员的安全和设备的正常运行。
3.2 石油行业在石油行业中，由于介质种类多样，常常需要在恶劣的工作环境中进行密封。
干气密封可以适应高温、高压、腐蚀等艰苦环境，确保设备的正常运行。
比如，干气密封常用于石油泵、油井采气设备、管线等油气密封系统中。
3.3 医药行业在医药行业中，要求设备的密封性能高、可靠性强，并且要求设备无泄漏和无污染。
干气密封具有符合医药行业要求的特点，被广泛应用于制药设备、灭菌系统、制冷设备等。
3.4 其他行业除了化工、石油和医药行业外，干气密封还广泛应用于其他领域。
例如，干气密封可用于食品加工设备、纸浆设备、电力行业的泄漏控制等。
4. 干气密封的发展趋势随着技术的不断发展，干气密封正朝着更高效、更可靠和更环保的方向发展。
干气密封基本原理及应用
Pressure [barG]
单向槽与双向槽的比较
单向槽：螺旋槽、V型槽 优点：动压效应强，气膜刚度大，抗外界扰动能力 强。
双向槽：枞树、U型槽、T型槽 优点：可以长时间反转； 缺点：较单向槽动压效应弱，气膜刚度小。 推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。
工作原理
FC 闭合力
S
P
弹簧力+流体压力
极低的工艺气泄漏
能承受速度和压力的快速变化
由于非接触的特点，理论上密封 寿命可以认为没有限制
干气密封主要特征
减少新机器的成本 集装式设计易安装，保护关键密封组
件 超过1亿5仟万小时运转经验 已安装1万2千套集装式干气密封
干气密封主要特性
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
10 6.625 in 密封直径
8 6 4 2
单向螺旋槽 改进型双向螺旋槽
最初的双向螺旋槽 雷列台阶
0
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Speed (rpm)
单向螺旋槽 与 改进型双向螺旋槽（ 5.687” ） －泄漏量与压力关系曲线
Leakage [std.l/min]
CSTEDY / CTRANS -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
动态密封性能分析
密封直径 162mm 转速 16,110 rpm
压力 0 bar 温度 150 ℃
泄漏量 = 1.5 l/min
5 Microns/ div
New BD vs. UD : Seal Size 5.687"
3干气密封的原理及应用
完全符合国家标准， 可按容规监督检验 电热元件只给油接 触，不腐蚀，寿命 长 电热元件的热量是 通过热媒传递给换 热管的，因此即使 发生断流，换热管 的加热温度也在温 度保护范围内，防 爆安全性能更加可 靠。
电热元件与介质接 触，易腐蚀
直 接 加 热
电热元件断流易产 生高温，安全性稍 差 电热管如出现爆管， 易出现安全问题
功耗小
寿命长 泄漏小 适用范围广
密封油内漏
油站复杂
受PV值限制
油站复杂
环保
系统简单
成都一通密封有限公司
干气密封发展史
上世纪六十年代从气体润滑轴承理论基础上发展而来 国 外 干 气 密 封 发 展 上世纪六十年代未约翰克兰研制并试验出圆弧面螺旋槽非接触式机械密封
上世纪七十年代，第一台干气密封在离心压缩机上成功应用
发
展 史
国 内 发 展
1996年，天津鼎名研制的第一台国产干气密封在巴陵石化成功应用。
2001年，成都一通首台干气密封成功应用于大庆石化化工一厂。 21世纪，国内干气密封技术快速发展，基本取代了进口干气密封，国产化率超过90%。 2008年，国内自主知识产权的首台高压密封在大庆炼油厂成功应用，压力：17.4MPa。 国内现状：压力：17.4MPa，轴径350mm，转速：50000r/min。
梳齿密封结构特点： 耗气量较大。 结构简单，安装要求低。
非接触运行，密封寿命理论上无限制。
隔离密封——梳齿密封
成都一通密封有限公司
干气密封的设计
—— 用户关注
用 户
使用寿命
增强气膜刚度，提高抗干扰能力
关
注 点 能源消耗
降低能耗，提高经济性、环保性
刚 漏 比
成都一通密封有限公司
干气密封结构与原理
02
在干气密封中，动环和静环的端面非常光滑，几乎 完全贴合，形成极薄的气膜。
03
由于气膜很薄，因此两环之间几乎没有摩擦，从而 延长了密封的使用寿命。
流体动压效应的维持
当气体在密封端面之间流动时， 会产生流体动压效应，使气膜 具有一定的承载能力。
流体动压效应的产生与气体的 流速、压力、温度和端面间的 距离等因素有关。
干气密封的失效分析
干气密封的失效可能是由于多种因素引起的，如端面磨 损、气体污染、机械振动等。
气体污染是指气体中夹杂的杂质颗粒物对密封端面的损 伤，导致密封性能下降。
端面磨损是由于密封环在长期运行过程中，端面逐渐磨 损导致气膜变薄，最终导致密封失效。
机械振动会破坏气膜的稳定性，导致密封失效。
04
整体结构设计
干气密封结构
由多个组件组成，包括密封端面、密 封圈、弹簧组件等，各组件之间相互 配合，共同实现干气密封功能。
结构设计原则
遵循简单、可靠、易于维护和更换的 原则，同时考虑温度、压力、腐蚀等 环境因素对密封性能的影响。
03
干气密封的工作原理
非接触式密封原理
01
干气密封是一种非接触式密封，通过在密封端面之 间形成一层稳定的气膜来实现密封。
表面处理
为提高密封性能，密封端 面可进行镀层、涂层等表 面处理。
流体动压效应的产生
1 2 3
流体动压效应
密封端面在相对运动过程中，由于表面粗糙度的 作用，使气体在端面间形成流体动压力，从而产 生密封效果。
流体动力润滑
在密封端面间形成一层稳定的气体润滑膜，使密 封端面在相对运动中保持分离状态，防止直接接 触。
研究并开发非接触式密封结构，降低密封面的摩擦和 磨损，提高密封性能。
在干气密封中，动环和静环的端面非常光滑，几乎 完全贴合，形成极薄的气膜。
03
由于气膜很薄，因此两环之间几乎没有摩擦，从而 延长了密封的使用寿命。
流体动压效应的维持
当气体在密封端面之间流动时， 会产生流体动压效应，使气膜 具有一定的承载能力。
流体动压效应的产生与气体的 流速、压力、温度和端面间的 距离等因素有关。
干气密封的失效分析
干气密封的失效可能是由于多种因素引起的，如端面磨 损、气体污染、机械振动等。
气体污染是指气体中夹杂的杂质颗粒物对密封端面的损 伤，导致密封性能下降。
端面磨损是由于密封环在长期运行过程中，端面逐渐磨 损导致气膜变薄，最终导致密封失效。
机械振动会破坏气膜的稳定性，导致密封失效。
04
整体结构设计
干气密封结构
由多个组件组成，包括密封端面、密 封圈、弹簧组件等，各组件之间相互 配合，共同实现干气密封功能。
结构设计原则
遵循简单、可靠、易于维护和更换的 原则，同时考虑温度、压力、腐蚀等 环境因素对密封性能的影响。
03
干气密封的工作原理
非接触式密封原理
01
干气密封是一种非接触式密封，通过在密封端面之 间形成一层稳定的气膜来实现密封。
表面处理
为提高密封性能，密封端 面可进行镀层、涂层等表 面处理。
流体动压效应的产生
1 2 3
流体动压效应
密封端面在相对运动过程中，由于表面粗糙度的 作用，使气体在端面间形成流体动压力，从而产 生密封效果。
流体动力润滑
在密封端面间形成一层稳定的气体润滑膜，使密 封端面在相对运动中保持分离状态，防止直接接 触。
研究并开发非接触式密封结构，降低密封面的摩擦和 磨损，提高密封性能。
干气密封结构与基本知识演示版.ppt
• 干气密封安装前，彻底吹扫机体上与干气密封腔相连通的开孔；拆卸 下平衡线并进行吹扫。
• 密封气、隔离气必须先于润滑油系统投用，润滑油系统停用后30分钟 以上（考虑高位油箱放油时间）才能停用密封气、隔离气。
• 密封气、隔离气投用前必须彻底脱液后，才能引入控制盘。 • 机组正常开车时应先投主密封气 、再投隔离气。 • 控制好主密封气、隔离气压力。 • 机组油运时，串联干气密封可不投用一级主密封气和增压器，但机体
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
RSD、HC、柴油加、 CCR循环氢压缩机， CCR新氢增压机
精选
11
单端面干气密封
静环
动环
精选
12
双端面干气密封
隔离气N2 排放口
主密封气N2
缓冲气N2
轴承
工艺介 质
精选
13
带中间迷宫串联干气密封
精选
氮气 无
无 无 无
只有一级主密封气 一级主密封气经除 湿，配自动增压器
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7
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
精选
8
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
精选
9
轴承
PG 1706
PG 1702
PG 1704
H
FIA
1701
FT 1701
PT 1702
PDIA 1701
：60
• 密封气、隔离气必须先于润滑油系统投用，润滑油系统停用后30分钟 以上（考虑高位油箱放油时间）才能停用密封气、隔离气。
• 密封气、隔离气投用前必须彻底脱液后，才能引入控制盘。 • 机组正常开车时应先投主密封气 、再投隔离气。 • 控制好主密封气、隔离气压力。 • 机组油运时，串联干气密封可不投用一级主密封气和增压器，但机体
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
RSD、HC、柴油加、 CCR循环氢压缩机， CCR新氢增压机
精选
11
单端面干气密封
静环
动环
精选
12
双端面干气密封
隔离气N2 排放口
主密封气N2
缓冲气N2
轴承
工艺介 质
精选
13
带中间迷宫串联干气密封
精选
氮气 无
无 无 无
只有一级主密封气 一级主密封气经除 湿，配自动增压器
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7
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
精选
8
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
精选
9
轴承
PG 1706
PG 1702
PG 1704
H
FIA
1701
FT 1701
PT 1702
PDIA 1701
：60
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 。
干气密封的原理和结构
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
B．间隙增大 闭合力＞开启力
干气密封作用力图
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
C．间隙减小
闭合力＜开启力
密封安装注意事项
确相同。 将经现场测量确定的调整垫（件18）套装在 主轴上（倒角方应靠近主轴端面），切勿装 反！！ 将 “集装式主密封”套装在主轴上，注意区 分低压端（非驱动端）和高压端（驱动端）， 配合使用 “拆装杆”和“安装板”将“集装 式密封”顶至工作位置。
缺点：
只能单向旋转
干气密封端面槽型
双旋向槽
U型槽
T型槽
双旋向槽特点
优点：
可双向旋转
缺点：
气膜刚度较小 稳定性较差 不能适应低转速
干气密封作用力图
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
A．正常间隙
闭合力=开启力
干气密封作用力图
干气密封原理及其应用
一．概述
干气密封概念是从气体润滑轴承理论基础上
发展而来
干气密封属于非接触式旋转动密封
在压缩机应用领域，干气密封有逐渐取代浮 环密封、迷宫密封和油润滑机械密封的趋势
干气密封优点
与普通接触式机械密封相比，干气密封主要有以下 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 避免了工艺气体被油污染的可能性 密封气体泄漏量小 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
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
B．间隙增大 闭合力＞开启力
干气密封作用力图
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
C．间隙减小
闭合力＜开启力
密封安装注意事项
确相同。 将经现场测量确定的调整垫（件18）套装在 主轴上（倒角方应靠近主轴端面），切勿装 反！！ 将 “集装式主密封”套装在主轴上，注意区 分低压端（非驱动端）和高压端（驱动端）， 配合使用 “拆装杆”和“安装板”将“集装 式密封”顶至工作位置。
缺点：
只能单向旋转
干气密封端面槽型
双旋向槽
U型槽
T型槽
双旋向槽特点
优点：
可双向旋转
缺点：
气膜刚度较小 稳定性较差 不能适应低转速
干气密封作用力图
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
A．正常间隙
闭合力=开启力
干气密封作用力图
干气密封原理及其应用
一．概述
干气密封概念是从气体润滑轴承理论基础上
发展而来
干气密封属于非接触式旋转动密封
在压缩机应用领域，干气密封有逐渐取代浮 环密封、迷宫密封和油润滑机械密封的趋势
干气密封优点
与普通接触式机械密封相比，干气密封主要有以下 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 避免了工艺气体被油污染的可能性 密封气体泄漏量小 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。
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上世纪九十年代，国外干气密封快速发展，几乎为离心压缩机标配。取代了传统密封 国外现状：压力接近50MPa，轴径350mm，转速近60000r/min。
90年代初年石油大学顾永泉、王建荣等首先研制和试验了泵入式圆弧槽气体端面密封并获国家专利。
1996年，天津鼎名研制的第一台国产干气密封在巴陵石化成功应用。 2001年，成都一通首台干气密封成功应用于大庆石化化工一厂。 21世纪，国内干气密封技术快速发展，基本取代了进口干气密封，国产化率超过90%。 2008年，国内自主知识产权的首台高压密封在大庆炼油厂成功应用，压力：17.4MPa。 国内现状：压力：17.4MPa，轴径350mm，转速：50000r/min。
成都一通密封有限1公2 司
串联式干气密封-YTG803
与YTG804形特点基本 相当有,如下区别:
➢ 适用于压缩机密封 腔体紧张的场合。
➢ 适用于密封气比较 昂贵，需要回收的 场合。
➢ 典型应用于LNG行 业冷剂压缩机。
2020/9/18
成都一通密封有限1公3 司
隔离密封结构对比
隔离密封——碳环密封
质零泄漏。 ➢ 缺点：会有微量的氮气
进行工艺。
2020/9/18
成都一通密封有限1公1 司
串联式干气密封-YTG804
2020/9/18
➢ 该密封适用于所有输送有 毒、易燃易爆介质的压缩 机。
➢ 压力：负压~高压。 ➢ 优点：安全性、可靠性高，
保证工艺介质不往大气泄 漏，同时氮气不进入工艺 流程。 ➢ 缺点：有少量工艺气损耗， 结构复杂，成本较高。
成都一通密封有限公司
干气密封的原理及应用
2020/9/18
1
离心压缩机轴封常见结构型式
梳齿密封
浮环密封
轴端密封
机械—浮环 组合密封
机械密封
碳环密封
干气密封
结构简单 价格低廉
承压低 泄漏大
2020/9/18
适应性强 结构简单 性能稳定 油气压差小 密封油内漏 油站复杂
油内漏量小 性能稳定 结构复杂 受PV值限制 油站复杂
碳环密封结构特点： 耗气量量小，相同轴径下耗气量仅为
梳齿密封的30%~50%。 结构复杂，安装要求较高。 使用寿命五年以上。
梳齿密封结构特点： 耗气量较大。 结构简单，安装要求低。 非接触运行，密封寿命理论上无限制。
2020/9/18 隔离密封——梳齿密封
成都一通密封有限1公4 司
干气密封的设计 —— 用户关注
成都一通密封有限公3 司
干气密封的优点
2020/9/18
不受PV值的限制 无复杂的密封润滑油系统 使用寿命长，减小停车次数，运行成本低 完全避免了介质被油污染的可能
密封泄漏量小 非接触运行，功耗低 操作维护简单，可靠性高
成都一通密封有限公4 司
干气密封工作原理 —— 非接触性
2020/9/18
动画演示
成都一通密封有限公8 司
离心压缩机干气密封的典型结构
干气密封 典型结构
离心压缩机用单端面干气密封(YTG801型 ) 离心压缩机用双端面干气密封(YTG802型)
离心压缩机用串联式干气密封(YTG803型)
离心压缩机用串联式干气密封(YTG804型)
2020/9/18
成都一通密封有限公9 司
单端面干气密封-YTG801
静环温度场分布
成都一通密封有限2公2 司
干气密封的设计 —— 热力偶合变形
动环热力偶合变形
2020/9/18
静环热力偶合变形
成都一通密封有限2公3 司
干气密封系统设计
一级密封进气单元
过滤 控制
气体增压单元 气源预处理单元 主系统精过滤单元 气体加热单元 流量控制单元
泄漏排放监控单元
监控
一级泄漏排放监控单元 二级泄漏排放监控单元
缓冲气、隔离气进气单元
密封性好 泄漏量小 性能稳定 结构复杂 受PV值限制 油站复杂
剖分结构 方便安装 逐级降压
承压低
功耗小 寿命长 泄漏小 适用范围广 环保 系统简单
成都一通密封有限公2 司
干气密封发展史
国
外
干
发
气
展
密
封
发
国
展
内
史
发
展
2020/9/18
上世纪六十年代从气体润滑轴承理论基础上发展而来 上世纪六十年代未约翰克兰研制并试验出圆弧面螺旋槽非接触式机械密封 上世纪七十年代，第一台干气密封在离心压缩机上成功应用 上世纪八十年代未，API617第5版中首次认可了干气密封，推动了干气密封的发展。
用 使用寿命
增强气膜刚度，提高抗干扰能力
户
刚
关
漏
注
比
点 能源消耗
降低能耗，提高经济性、环保性
2020/9/18
成都一通密封有限1公5 司
干气密封的设计 —— 材料选择
摩擦副 材 料 选 择
密封圈
2020/9/18
动环 静环 常规工况 高压、低温
碳化硅、氮化硅、碳化钨
特种石墨、碳化硅+DLC涂层
氟橡胶、全氟橡胶等
方式二
方式三
成都一通密封有限1公9 司
干气密封的设计 —— 流体动力学分析
2020/9/18
成都一通密封有限2公0 司
干气密封的设计 —— 应力、应变计算
静环应力 动环应变
2020/9/18
动环应力 静环应变
成都一通密封有限2公1 司
干气密封的设计 —— 温度场分布
动环温度场分布
2020/9/18
成都一通密封有限公5 司
干气密封工作原理 —— 自动补偿功能
动画演示
2020/9/18
成都一通密封有限公6 司
干气密封动压槽槽型
单向槽
双向槽
2020/9/18
成都一通密封有限公7 司
影响干气密封性能的主要参数
结构参数 影响因素
操作参数
2020/9/18
动压槽形状 动压槽深度 动压槽数量、宽度、长度 密封直径、转速 介质压力 介质温度、粘度
弹簧蓄能密封圈、防爆橡胶 圈
成都一通密封有限1公6 司
干气密封的设计 —— 定心方式
容差带定心
2020/9/18
O形圈定心
成都一通密封有限1公7 司
干气密封的设计 —— 传动方式
拨叉传动
2020/9/18
摩擦阻力传动
销钉传动
成都一通密封有限1公8 司
干气密封的设计 —— 高压浮动圈
方式一
2020/9/18
➢ 适用介质：空气、N2、 CO2、蒸汽等对环境 无污染介质。
➢ 压力：负压~高压。 ➢ 优点：结构紧凑，操
作简单，性价比高。 ➢ 缺点：只有一套动密
封，无安全密封，安 全性差。
2020/9/G802
➢ 该类密封一般采用氮气 作为阻封气体。
➢ 压力：负压~3.0Mpa。 ➢ 优点：可以保证工艺介
90年代初年石油大学顾永泉、王建荣等首先研制和试验了泵入式圆弧槽气体端面密封并获国家专利。
1996年，天津鼎名研制的第一台国产干气密封在巴陵石化成功应用。 2001年，成都一通首台干气密封成功应用于大庆石化化工一厂。 21世纪，国内干气密封技术快速发展，基本取代了进口干气密封，国产化率超过90%。 2008年，国内自主知识产权的首台高压密封在大庆炼油厂成功应用，压力：17.4MPa。 国内现状：压力：17.4MPa，轴径350mm，转速：50000r/min。
成都一通密封有限1公2 司
串联式干气密封-YTG803
与YTG804形特点基本 相当有,如下区别:
➢ 适用于压缩机密封 腔体紧张的场合。
➢ 适用于密封气比较 昂贵，需要回收的 场合。
➢ 典型应用于LNG行 业冷剂压缩机。
2020/9/18
成都一通密封有限1公3 司
隔离密封结构对比
隔离密封——碳环密封
质零泄漏。 ➢ 缺点：会有微量的氮气
进行工艺。
2020/9/18
成都一通密封有限1公1 司
串联式干气密封-YTG804
2020/9/18
➢ 该密封适用于所有输送有 毒、易燃易爆介质的压缩 机。
➢ 压力：负压~高压。 ➢ 优点：安全性、可靠性高，
保证工艺介质不往大气泄 漏，同时氮气不进入工艺 流程。 ➢ 缺点：有少量工艺气损耗， 结构复杂，成本较高。
成都一通密封有限公司
干气密封的原理及应用
2020/9/18
1
离心压缩机轴封常见结构型式
梳齿密封
浮环密封
轴端密封
机械—浮环 组合密封
机械密封
碳环密封
干气密封
结构简单 价格低廉
承压低 泄漏大
2020/9/18
适应性强 结构简单 性能稳定 油气压差小 密封油内漏 油站复杂
油内漏量小 性能稳定 结构复杂 受PV值限制 油站复杂
碳环密封结构特点： 耗气量量小，相同轴径下耗气量仅为
梳齿密封的30%~50%。 结构复杂，安装要求较高。 使用寿命五年以上。
梳齿密封结构特点： 耗气量较大。 结构简单，安装要求低。 非接触运行，密封寿命理论上无限制。
2020/9/18 隔离密封——梳齿密封
成都一通密封有限1公4 司
干气密封的设计 —— 用户关注
成都一通密封有限公3 司
干气密封的优点
2020/9/18
不受PV值的限制 无复杂的密封润滑油系统 使用寿命长，减小停车次数，运行成本低 完全避免了介质被油污染的可能
密封泄漏量小 非接触运行，功耗低 操作维护简单，可靠性高
成都一通密封有限公4 司
干气密封工作原理 —— 非接触性
2020/9/18
动画演示
成都一通密封有限公8 司
离心压缩机干气密封的典型结构
干气密封 典型结构
离心压缩机用单端面干气密封(YTG801型 ) 离心压缩机用双端面干气密封(YTG802型)
离心压缩机用串联式干气密封(YTG803型)
离心压缩机用串联式干气密封(YTG804型)
2020/9/18
成都一通密封有限公9 司
单端面干气密封-YTG801
静环温度场分布
成都一通密封有限2公2 司
干气密封的设计 —— 热力偶合变形
动环热力偶合变形
2020/9/18
静环热力偶合变形
成都一通密封有限2公3 司
干气密封系统设计
一级密封进气单元
过滤 控制
气体增压单元 气源预处理单元 主系统精过滤单元 气体加热单元 流量控制单元
泄漏排放监控单元
监控
一级泄漏排放监控单元 二级泄漏排放监控单元
缓冲气、隔离气进气单元
密封性好 泄漏量小 性能稳定 结构复杂 受PV值限制 油站复杂
剖分结构 方便安装 逐级降压
承压低
功耗小 寿命长 泄漏小 适用范围广 环保 系统简单
成都一通密封有限公2 司
干气密封发展史
国
外
干
发
气
展
密
封
发
国
展
内
史
发
展
2020/9/18
上世纪六十年代从气体润滑轴承理论基础上发展而来 上世纪六十年代未约翰克兰研制并试验出圆弧面螺旋槽非接触式机械密封 上世纪七十年代，第一台干气密封在离心压缩机上成功应用 上世纪八十年代未，API617第5版中首次认可了干气密封，推动了干气密封的发展。
用 使用寿命
增强气膜刚度，提高抗干扰能力
户
刚
关
漏
注
比
点 能源消耗
降低能耗，提高经济性、环保性
2020/9/18
成都一通密封有限1公5 司
干气密封的设计 —— 材料选择
摩擦副 材 料 选 择
密封圈
2020/9/18
动环 静环 常规工况 高压、低温
碳化硅、氮化硅、碳化钨
特种石墨、碳化硅+DLC涂层
氟橡胶、全氟橡胶等
方式二
方式三
成都一通密封有限1公9 司
干气密封的设计 —— 流体动力学分析
2020/9/18
成都一通密封有限2公0 司
干气密封的设计 —— 应力、应变计算
静环应力 动环应变
2020/9/18
动环应力 静环应变
成都一通密封有限2公1 司
干气密封的设计 —— 温度场分布
动环温度场分布
2020/9/18
成都一通密封有限公5 司
干气密封工作原理 —— 自动补偿功能
动画演示
2020/9/18
成都一通密封有限公6 司
干气密封动压槽槽型
单向槽
双向槽
2020/9/18
成都一通密封有限公7 司
影响干气密封性能的主要参数
结构参数 影响因素
操作参数
2020/9/18
动压槽形状 动压槽深度 动压槽数量、宽度、长度 密封直径、转速 介质压力 介质温度、粘度
弹簧蓄能密封圈、防爆橡胶 圈
成都一通密封有限1公6 司
干气密封的设计 —— 定心方式
容差带定心
2020/9/18
O形圈定心
成都一通密封有限1公7 司
干气密封的设计 —— 传动方式
拨叉传动
2020/9/18
摩擦阻力传动
销钉传动
成都一通密封有限1公8 司
干气密封的设计 —— 高压浮动圈
方式一
2020/9/18
➢ 适用介质：空气、N2、 CO2、蒸汽等对环境 无污染介质。
➢ 压力：负压~高压。 ➢ 优点：结构紧凑，操
作简单，性价比高。 ➢ 缺点：只有一套动密
封，无安全密封，安 全性差。
2020/9/G802
➢ 该类密封一般采用氮气 作为阻封气体。
➢ 压力：负压~3.0Mpa。 ➢ 优点：可以保证工艺介