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为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他透平压缩机干气密封结构原理与使用使用为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他目录•1、干气密封概述•2、干气密封的定义及特点•3、干气密封结构•4、干气密封工作原理•5、系统操作、维护注意事项为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封概述为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封发展史1969年，英国约翰克兰公司在气体润滑轴承的基础上提出干气密封理论并开始从事干气密封的研究。1976年，约翰克兰公司设计制造的第一套干气密封在海洋平台输气管线离心压缩机上得到使用。1979年伽布利尔做出平面惠普尔螺旋槽气体密封，并发表非接触式螺旋槽端面密封原理的文章。1985年美国杜拉美特立公司掌握干气密封技术并开始制造干气密封1987年、1988年德国的伯格曼和美国公司开始从事干气密封生产制造。1988～1990年石油大学（华东）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获我国国家实用型专利1992年，成都一通密封有限公司开始从事干气密封研究工作，并在离心泵、离心压缩机、搅拌器上逐渐得到应用。为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封的应用为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他螺杆压缩机干气密封（最高压力：0.3MPa最低压力：微正压）离心压缩机干气密封（最高转速16000r/min、最高压力17MPa）螺茨风机干气密封（最高压力：2.0MPa,最低压力：微正压）离心机、离心风机干气密封(最大轴径Φ215mm)各类泵用干气密封（最高温度330℃、最低-104℃）各类反应釜、搅拌器干气密封(最低转速69r/min、压力1.5MPa)干气密封2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封的定义及特点•定义•干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简称。•特点•以气封气、非接触、气膜润滑、低功耗、长寿命、高可靠性、低运行维护费用。•干气密封－目前最先进的高速透平压缩机轴端密封型式，是设计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端密封型式。2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封典型结构及材料2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封材料•旋转环–－碳化钨/碳化硅/合金钢•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C2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封材料•静环材料（接和环）–碳石墨•浸金属•浸树脂(如强腐蚀性介质)•碳化硅+碳/碳化硅+涂层(如超高压)2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封材料•动环材料（接和环）–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2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封材料•碳化钨•（钴基）–韧性好–强度高–钴基不耐腐蚀–镍基抗腐蚀性较好•碳化硅–抗腐蚀性好–易碎–怕磕碰、易缺边2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封典型结构特点：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。2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封的优点•干气密封最初是为解决高速离心压缩机轴封问题而出现的，由于密封非接触运行，因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制，特别适合作为高速、高压设备的轴封。随着干气密封技术的日益成熟，其应用范围也越来越宽广，目前，干气密封正逐渐在离心泵及搅拌器上得到应用。总之，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。与机械密封相比，干气密封具有如下优点：–密封使用寿命长、运行稳定可靠；–密封功率消耗小，仅为接触式机械密封的5%左右；–与其他非接触式密封相比，干气密封气体泄漏量小；–可实现介质的零逸出，是一种环保型密封；–密封辅助系统简单、可靠，使用中不需要维护；为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封工作原理•干气密封即干运转气体密封，是一种新型非接触式密封。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运行。•典型的干气密封结构如图所示，由旋转环、静环、弹簧、密封圈以及弹簧座和轴套组成。为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他•左图所示为干气密封旋转环示意图，旋转环密封面经过研磨、抛光处理，并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。•干气密封旋转环旋转时，密封气体被吸入动压槽内，由外径朝向中心，径向分量朝着密封堰流动。由于密封堰的节流作用，进入密封面的气体被压缩，气体压力升高。在该压力作用下，密封面被推开，流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜，此气膜厚度一般在3微米左右。气体动力学研究表明，当干气密封两端面间的间隙在2—3微米时，通过间隙的气体流动层最为稳定。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时，该气膜厚度十分稳定。为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他旋向气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙密封坝双向槽泵送原理为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他旋向气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙密封坝圆弧槽泵送原理为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他V形槽T形槽螺旋槽枞树形槽U形槽2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封受力图•正常条件下，作用在密封面上的闭合力（弹簧力和介质力）等于开启力（气膜反力），密封工作在设计工作间隙。•当受到外部干扰，气膜厚度减小，则气膜反力增加，开启力大于闭合力，迫使密封工作间隙增大，恢复到正常值。•相反，若密封气膜厚度增大，则气膜反力减小，闭合力大于开启力，密封面合拢恢复到正常值。•因此，只要在设计范围内，当外部干扰消失以后，气膜厚度就可以恢复到设计值。为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他影响干气密封性能的主要参数干气密封动压槽形状•密封端面的流体动压效应与槽形有关。干气密封端面的流体动压槽有多种形式，如螺旋槽、人字形槽等适用于轴单向旋转的槽型，有T形槽、枞树形槽等适用于轴双向旋转的槽型。从流体动力学角度来讲，在干气密封端面开任何形状的沟槽，都能产生动压效应。理论研究表明，对数螺旋槽产生的流体动压效应最强，用其作为干气密封动压槽而形成的气膜刚度最大，及干气密封的稳定性最好。为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他单向槽：圆弧槽、螺旋槽、V形槽优点：动压效应强，气膜刚度大，抗外界扰动能力强。缺点：不能反转。双向槽：枞树、T、双L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，抗外界扰动能力较弱。推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。单向槽与双向槽的比较2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他•干气密封动压槽深度•理论研究表明，干气密封流体动压槽深度与气膜厚度为同一量级时密封的气膜刚度最大。实际应用中，干气密封的动压槽深度一般在3—10微米。在其余参数确定的情况下，动压槽深度有一最佳值。•干气密封动压槽数量、动压槽宽度、动压槽长度•理论研究表明，干气密封动压槽数量趋于无限时，动压效应最强。不过，当动压槽达到一定数量后，再增加槽数时，对干气密封性能影响已经很小。此外，干气密封动压槽宽度、动压槽长度对密封性能都有一定的影响。•密封介质压力对泄漏量的影响•不难想象，在密封工作间隙一定的情况下，密封气压力越高，气体泄漏量越大。•介质温度对密封泄漏量的影响是由于温度对介质粘度有影响而造成的。介质粘度增加，动压效应增强，气膜厚度增加，但同时流经密封端面间隙的阻力增加。因此，其对密封泄漏量的影响不是很大。为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他•气体压缩机密封一台典型的透平压缩机包含两个介于介质轴承之间的集装式干气密封。2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他干气密封静密封点为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他离心压缩机单端面干气密封控制系统2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他系统表盘为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他增压泵为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他增压泵为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他增压泵工作原理为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他离心压缩机用干气密封执行标准•压缩机干气密封设计制造按照API617标准执行•压缩机干气密封试验按照API617标准执行•压缩机干气密封控制系统设计制造按照API614标准执行2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他离心压缩机干气密封形式•离心压缩机、风机输送的介质为气体，根据不同工况条件，可采用以下几种密封形式：•单级干气密封•单级干气密封主要用于中低压条件下，允许少量工艺气泄漏到环境中的场合。•适用介质：空气、N2、CO2、蒸汽等对环境无污染介质。2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他•双级干气密封•密封采用双端面结构，密封气为外部引入的气•体，密封气压力应高于工艺气体压力0.2—0.3MPa;该结构•适用于有毒、可燃或工艺中含有颗粒的气体。密封非接触•运行，具有很长的使用寿命（5年以上）及很低的功率消耗。•双端面干气密封结构主要用于输送有毒、易燃、易爆气体的场合。•该类密封一般采用氮气作为阻封气体。2020/3/21为/客/户/生/产/满/意/商/品为/社/会/培/养/有/益/人/才诚信奉献改善利他系统操作、维护注意事项•干气密封系统维护•