干气密封介绍(上)

干气密封介绍

一、干气密封

干气密封经过了严格的试验和检验，由制造精度高、质量优良的陶瓷和高合金的金属材料组成，含串联式配置的密封（如：含两个动环、两套装好弹簧的静环组件、腔体、连接轴套等件）和内部迷宫密封。在大气侧配置了隔离密封。弹簧力和工艺气压力共同作用形成密封力，密封环和保持环间的密封元件（O形圈）起副密封的作用。在串联密封中，工艺气侧的主密封承受全压差起主要的密封作用。大气侧的密封作为安全备用密封，一旦主密封失效安全密封承担起主密封的作用，可以保证设备安全停机。

干气密封分类：单端面，双端面，串联式等多种。

如何选用干气密封：

1、对于要求既不允许工艺气体泄漏到大气中，又不允许阻封气进入机体的情况，采用中间进气的串联式干气密封。普通串联式干气密封适用于少量工艺气泄漏到大气中的工状。大气侧的一级密封作为保险密封。

2、对于允许气体少量泄漏到大气中，且无任何危害的工况，选用单端面干气密封。

3、对于不允许工艺气体泄漏到大气中，但允许阻封气泄漏到工艺气中的工况，选用双端面干气密封。

二、干气密封密封端面分类及螺旋槽干气密封优点

干气密封密封端面根据加工成的形状分成：有扁平密封块，有台阶的密封块，有楔形鞋状密封块的，有螺旋槽的，等等。

螺旋槽干气密封优点：运行可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气亦不污染润滑油系统，取消了庞大的密封油供给及测控系统，占地面积小，重量轻，运行维护费用低，减小了计划外维修费用和生产停车。

三、干气密封结构图

。

图1 串联式干气密封的内部结构

四、干气密封系统概述

1、主要数据

密封型式：TM02D串联式干气密封

密封处轴径：100mm

密封配置：带中间迷宫的串联式密封（含隔离气密封）

密封系统型式：除液装置+增压装置+密封控制系统

产地：沈阳透平机械股份有限公司

密封材料：

㈠、旋转环：硬质合金（碳化钨或碳化硅）

㈡、旋转金属件：410SS

㈢、静止环：特种石墨（碳化硅+DLC涂层）

㈣、静止金属件：410SS

㈤、弹簧：哈氏合金

2 、干气密封工作原理：

干气密封是一种非接触式端面密封，密封单元由两个环构成。第一个环称为旋转环，其密封端面上刻有许多槽。槽下的光滑区域称为密封坝，它是真正起密

封作用的部分，并形成从密封压力到大气压力之间的压力梯度。第二个环其端面为光滑面。除允许其沿轴向移动外，限制其他方向的移动，称其为主环或静环，并安装于弹簧调节负载的腔内。在转子静止，机内已卸压状态下，主环后的弹簧将使其与旋转环（动环）贴合。当机内常压时，气压产生了流体静压力，该力使得主环与旋转环分开，在两环间产生非常薄的间隙。通过间隙允许非常少量的密封气体泄漏。一旦机组转动，由于旋转环端面上的槽的泵效应，产生流体动压力。在靠近槽的根部形成高压区，从而两个环面之间气膜厚度增加。当流体动压力与流体静压力平衡时，便建立起稳定的间隙并形成一定的流量。该泄漏量与气体压力、温度、气体的物理性质、密封尺寸以及转速有关。这一间隙使得两个端面不接触地平稳运行。密封运行的设计和原理都保证了一定厚度的自稳定间隙的形成。这是由于运行中气体流量或转子位移的干扰会引发间隙的变化，而这种变化势必引起流体动静压平衡的变化，力平衡的变化又具有修正间隙的作用。例如，端面间隙增加，则槽的泵效应产生的压力就降低，因此流体动压分开力减小，而流体静压闭合力使得间隙减小到原来尺寸。相反，密封面彼此接近（间隙减小）时，流体动压效应增强，分开力急剧增加。这种自平衡原理使得密封面保持恒定分开，并且泄漏量也恒定。

串联密封由两对密封环或二级组成。它既可以作为整体也可以作为两个部分使用。分级使用时，第一级密封起主导作用，承担密封全部过程压力，而第二级密封作为第一级密封的备用安全措施。作为整体密封时，允许第一级密封的泄漏引入到第二级，作为二级密封的工作气源。

另外，系统还设置了隔离气系统，隔离密封供气系统在主密封与轴承腔间形成一气体屏障，防止轴承润滑油进入密封体。控制盘上配有该路氮气的过滤、监控和调节设备。

为了防止润滑油或油雾进入密封，后置碳环密封应先通入空气或氮气运行正常后，再给轴承系统供油。

4、干气密封系统的组成

干气密封主要有干气密封本体（含动环、静环、“O”密封圈、弹簧等组成）、主密封气除雾器和增压器、主密封气过滤器、隔离气过滤器、控制盘等组成。?主密封气除雾器

来自循环机出口的气体通过两个并联安装的除雾器中的一个，以除去夹杂在气体中的大量雾气和微小液滴。每两小时排液一分钟，分离出来的液体通过孔板不断地排入压缩机入口分离器，液体压力用压力表现场监测。孔板的旁路上装有针阀，可以排出更多的液体。

除雾器由就地差压计监控。每台除雾器都具有处理最大预定流量的能力。正常只需一台除雾器工作，而另一台除雾器作为备用。阀门的配备允许在控制盘工作期间进行部件的更换。为这一目的，当需要切换至另一台除雾器时，除雾器上的一系列阀门可以使除雾器平滑、无冲击地升压。每一台除雾器的出口上都配有排放口。

?主密封气增压器

增压器是用往复式、氮气驱动的增压泵来增加密封气源的压力。需要时，压缩机逻辑可以启动增压器运行。此时密封气源转换到增压器系统。一旦气体通过增压泵，增压后的气体被重新引回到密封气源管路。当压缩机产生并维持足够供干气密封所需的压差时，机组逻辑将关闭增压器。密封气源恢复到正常的流通管路。

?主密封气过滤器

密封气取自压缩机出口的氢气。进行过滤的目的是确保在密封气中不存在任何液体和颗粒。通过两级过滤完成。第一级过滤是除雾/液体，第二级过滤位于主控制盘，为双联过滤器。

主密封气是从压缩机出口引来的氢气。然后通过两个并联安装的过滤器中的一个，以滤除积存的液滴和1μ以上的固体颗粒。过滤器进出口压差用差压指示变送器现场指示和远传监控。每台过滤器都能满足气体的最大处理量。因此，正常运行中只需一台过滤器工作，而另一台过滤器处于备用。它是集成模块式的过滤器。

（1）过滤器集成块的功能介绍

过滤器集成块平时除了更换滤筒之外，不需要进行其他维护。正常工作时，只有一个过滤器处于工作状态，在线可以进行切换。过滤器集成块的结构如图2、3、4所示，主要包括以下几部分：

图2 过滤器正面视图

①过滤器切换阀。它位于集成块正面的中间部位，主要作用是实现过滤器的切换。切换阀杆上配有红色指针，用于指示当前投用的过滤器。切换阀杆为水平时，左侧（从控制盘正面看）的过滤器为投用，切换阀杆为竖直时，右侧（从控制盘正面看）的过滤器为投用。

②旁路阀。它位于集成块正面的左下角，它的作用是从两侧对切换阀的密封垫圈加压，避免长期一侧加载造成故障。旁路阀的阀杆上配有红色指针，用于指示当前旁路阀所处的状态。过滤器正常工作时，旁路阀应该打开，此时阀杆处于水平状态，当过滤器需要更换滤芯时，才将旁路阀关闭，此时阀杆处于竖直状态。

③清洗阀。位于集成块正面的左下角和右下角，两个过滤器各有一个。它的主要作用是在摘开需要清理的过滤器之前，将过滤器内的可燃气体通过放空线吹扫到安全地点。清洗阀平时处于关闭状态（阀杆为垂直）。

④排空阀。位于集成块背面的下部，两个过滤器各有一个。它的主要作用是在拆开需要清理的过滤器之前，将过滤器内的可燃气体排放到安全地点。排空阀平时处于关闭状态（阀杆为垂直）。

⑤入口压力引线阀。用于仪表引线，监测过滤器压差。

⑥出口压力引线阀。用于仪表引线，监测过滤器压差。

图3 过滤器左视图

图4 过滤器右视图

（2）集成过滤器的切换、滤芯更换过程

①检查排放阀处于关闭状态。

②检查污染过滤器的两道排污针型阀处于关闭状态。

③通过扳动切换手柄来实现从污染过滤器切换到干净过滤器。切换手柄上的红色箭头指示正在使用的过滤器。

④关闭旁路阀。在旁路阀处，小型红色箭头指示阀的位置。箭头还指示“打开”或“关闭”。

⑤打开排气阀，释放污染的过滤器的压力。

⑥打开冲洗阀，用氮气冲洗过滤室至少2分钟以上。

⑦先关闭冲洗阀，再关闭排气阀

⑧拆开过滤器的排污管。

⑨松开12个M12六角头螺钉，拆卸过滤室。

⑩更换新的滤芯。

?在安装新的滤筒之前，用气体润滑脂稍微涂抹两个“O”型圈。用手紧固滤筒。

?再次使用12个M12六角头螺钉紧固过滤室。

?重新连接过滤器的排污管。

?先打开排气阀，再打开冲洗阀，用氮气冲洗新的过滤器至少2分钟。

?关闭冲洗阀，然后关闭排气阀。

?打开旁路阀。

?安装完成后，必须对新安装的过滤器进行泄漏测试和差压测试，确保过滤室没有泄漏，及过滤器以正常压差工作。为此，有必要在一分钟内切换到新的过滤器。现在可以使用整体过滤器的差压监控系统，执行差压测试。差压不得高于80KPa。

?隔离氮气过滤器

氮气通过两个并联安装的过滤器中的一个，以去除积存的液滴和1μ以上的固体颗粒。过滤器进出口压差用差压指示变送器现场指示和远传被机组逻辑监控。每台过滤器都能满足气体的最大处理量。因此，运行中仅需一台过滤器工作，而另一台过滤器处于备用。

?干气密封控制盘

干气密封控制盘用于监控离心压缩机内的干气密封，并可分为三个部分：?．主密封供气系统

?．隔离密封供气系统

?．一级密封泄漏系统

通过对这些系统的监控，可以很好的实现对整个干气密封系统的调节和观察，以保证干气密封系统的正常运转。

5、干气密封系统的控制

?隔离氮气压力低于300KPa时，不允许启动润滑油泵。

?除雾器每两小时自动排液一分钟至入口分液罐。前后压差80KPa时报警。

?压缩机出口与平衡管差压低于50KPa时增压泵自启动，差压高于100KPa时增压泵自停运。

?增压泵泄漏量高于50 KPa时，关闭增压泵。

?驱动端、非驱动端一级泄漏量高于400KPa时联锁停机。

?主密封气、隔离气过滤器差压高报警。前后压差80KPa时报警

?主密封气进气流量高、低报警。

?一级密封泄漏量高报警。

?二级氮气压力低于300KPa时报警。此时禁止油泵启动。

6、干气密封流程简述

主密封气自循环机出口靠新氢一侧引出，首先进入除雾器，以脱除液滴，再进入增压泵系统，该系统是由压缩机出口与平衡管差压控制，低于50KPa启动，高于400KPa停运，最后进入过滤系统，两组可互相切换的过滤器除去介质中大于1um的颗粒，再经过流控阀分两路分别进入驱动端和非驱动端，作为干气密封的主密封气。一级密封泄漏气经孔板排入火炬系统，当压力达到700KPa 时，设在该管线上的爆破片破碎，直接排入火炬系统。隔离氮气系统是装置内氮气线，先经过两组可互相切换的过滤器系统，以脱除氮气中大于１um的杂质，分三路进入干气密封系统：一路直接进入增压泵作为动力气源；一路经压力控制阀分两路进入驱动端和非驱动端，作为干气密封的级间密封气，控制压力为６９KPa；一路经压力控制阀分两路进入驱动端和非驱动端，作为隔离氮气的密封气，控制压力为５３KPa，以隔离介质和润滑油。二级密封泄漏气经高点放空排入大

气。

7、干气密封系统操作条件

?密封端面清洁干燥

?保证密封端面和轴的垂直度

?弹簧加载后的旋转部件和密封件移动自如无卡滞

?避免物料沉积在密封腔体表面、轴和轴套上无物料结晶、聚合等情况

?工艺气侧和大气侧的密封端面形成良好的气膜

如果这些操作条件不能满足，可能造成泄漏量增加和工艺介质漏到大气侧。

8、干气密封系统的投用

?检查管线、阀门等已经安装完毕。

?检查各设备部件完整、齐全。

?贯通密封气系统流程、隔离氮气系统流程

?打开隔离氮气阀，投用隔离氮气系统。流量控制阀投用。

?打开循环机出口新氢引出阀，将密封气引进来。

?投用差压控制阀，各仪表引出阀确认打开。

?观察差压控制情况是否正常，一级泄露量不超标。

?观察密封气、隔离气过滤器差压指示。

?投用后的监测

干气密封系统投用后，应该密切注意以下重要参数：

9、干气密封相关联锁内容仪表校验:

驱动端一级密封泄漏压力高高PSHH≥400Kpa时停机报警；

非驱动端一级密封泄漏压力高高PSHH≥400KPa时停机报警；

增压泵活塞密封泄漏气压力高PSL≥50Kpa，报警；

隔离密封气压力低报PSL≤300KPa，报警；

二级氮气入口压力低PSL≤KPa，报警；

工艺气过滤器差压高报PDSH≥80KPa，报警；

驱动端一级密封气流量高报PSH≥400KPa，报警；

驱动端一级密封气流量低报PSL≤50KPa，报警；

非驱动端一级密封气流量高报PSH≥400KPa，报警；

非驱动端一级密封气流量低报PSL≤50KPa，报警；

驱动端一级密封气泄漏量高报PSH≥14KPa，报警；

驱动端一级密封气泄漏量高高报PSH≥3KPa，报警；

非驱动端一级密封气泄漏量高报PSH≥14KPa，报警；

非驱动端一级密封气泄漏量高高报PSH≥3KPa，报警；

五、干气密封系统操作注意事项：

?在首次开工时，应稍开机入口阀或跨线阀，向机内≯0.5MPa/min的速度冲压，同时注意观察干气密封一级密封气泄露情况。

?循环机开正常后，观察好干气密封的一级密封动态泄漏量。

?压缩机必须带压启动，机内压力必须在0.1MPa以上，否则一级密封上下游可能会形成负压差，启动后会损坏密封。

?压缩机机体撤压时，密切注意干气密封系统的运转是否正常。

?无论是事故停车，还是正常停车，在停机过程中，要保证自增压系统的正常运行，即保证一次气的正常供应，防止机体内的气体进入干气密封内部。

?润滑油投用前至少10分钟，必须先通后置隔离气，且在正常运行中不可中断，也就是干气密封系统隔离氮气只有投用以后，才允许启动润滑油泵；压缩机停车后，后置隔离气必须在润滑油停止供给且回油管路无油流动后至少10分钟后才可关闭，也就是只有停润滑油泵以后，才能停隔离氮气。

?停车时，先将机体内的压力完全放空，再停主密封气。无论何时，始终保持主密封气比平衡管内气体压力高且有流量。

?流量计前后切断阀必须缓慢开启，防止浮子受带压气流冲击而卡住。过滤器前后切断阀必须缓慢开启，防止滤芯受带压气流冲击而损坏。

?每天应巡检过滤器至少两次，当发现指针指向红色区域时应切换到备用过滤

器，同时更换已堵过滤器滤芯，使之处于备用。过滤器滤芯最长工作时间为1年。

?过滤器组的切换阀必须切换到位，使切换阀的指针指在左侧过滤器或右侧过滤器，不可停在中间位置；正常工作时，旁路阀应打开，其主要作用是保持切换阀两侧压力平衡，只有在需要更换虑心时才能将旁路阀关闭。

干气密封类型及介绍

干气密封 一干气密封选型： 干气密封具有很强的适应性。根据压缩机的工艺参数和介质成分，采用鼎名公司的 TMO2D型串联式干气密封。TMO2D型是串联式带中间迷宫进气的干气密封，适用于介质为易燃易爆的气体，不允许介质气体泄漏到大气中，同时也不允许其它气体进入机组内的气体工况。 二干气密封的原理： 典型的干气密封结构是由静环、动环组件、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座（腔体）等组成。静环的材质为碳，动环组件的材质为硬质合金，轴套、推环、弹簧座、锁紧套材质为不锈钢，O型圈为氟橡胶，定位环为PTFE。 密封的核心技术为与静环表面配合的动环级组件表面上加工的一系列的螺旋槽，螺旋槽可以分为以下几个区域：螺旋槽、反向螺旋槽、密封堰、和坝。如下： 干气密封运转时，动环的旋向为逆时针。气体被向内送到螺旋槽的根部，根部以外的无槽区称为密封堰。密封堰对气体的流动产生阻力，增加气体的膜压力。使动环和静环分开，产生一微小间隙，所以干气密封是非接触式密封。反向螺旋槽对气体进一步起到增压作用，增加了气体的膜厚度。 三密封设计方案 密封结构 河南开祥化工有限公司甲醇装置氨冷冻压缩机采用TMO2D型干气密封，密封方案结构简图如下： 密封工作原理简介： 1.一级密封进气（A路）：采用压缩机出口介质气或新氢，大部分气体通过前置 迷宫进入机内，阻止机内的介质气扩散污染一级密封摩擦副的端面，少量气体经一级密封磨擦的端面泄漏至放火腔C。 2.二级密封气（B路）：二级进气采用氮气。在部分气体通过中间迷宫进入放火 腔C，它阻止一级密封泄漏出的介质气体进入二级密封面并泄漏大气，少量气体经二级密封摩擦副的端面泄漏至放空腔C。 3.放火线（C路）：火炬气的主要成分是一级密封泄漏的介质和在部分的二级氮气。 放火炬的目的是考虑工艺气排放的安全性和环保的要求。 高点放空（S路）：从二级密封泄漏出的是没有任何危险氮气，随部分隔离气高点放空。

离心式压缩机干气密封系统浅析

离心式压缩机干气密封系统浅析 1 干气密封简介 目前国内外石油化工行业普遍使用离心式压缩机来输送各种气体，主要是因为运转周期长、性能稳定。实际生产要求离心式压缩机在高转速、大气量、大压力，尤其是在压缩易燃、有害、有毒气体的条件下工作，为了防止这些气体沿压缩机轴端泄漏至大气中，就必须采用各种密封方式，保证压缩机的正常工作，保证人身和设备的安全，防止造成环境污染，同时也决定了密封装置向高密封效率、低能耗的方向发展。 在压缩机领域，轴端干气密封正逐步替代迷宫密封、浮环密封和油润滑机械密封[1]。对密封的基本要求是要保证结合部分的密闭性、工作可靠性、使用寿命长，密封装置的系统简单、结构紧凑、制造维修方便。衡量密封好坏的主要技术指标是泄漏量、寿命和使用条件[2]。 干气密封是一种新型的非接触轴向密封，由它来密封旋转机器中的气体或液体介质。与其它密封方式相比，干气密封具有泄漏量少，寿命长，能耗低，磨损小，维修量低，操作简单可靠，被密封的流体不受油污染等特点。 目前，干气密封主要应用在离心式压缩机上和轴流压缩机、透平膨胀机上。干气密封已经成为离心式压缩机正常运转和操作可靠的重要元件。 2 干气密封工作原理

图1 动环端面结构示意图 干气密封是由动环、静环、弹簧、密封圈、弹簧圈和轴套组成。动环和静环配合表面的平面度和光洁度很高，动环面上加工有一系列的螺旋形流体动压槽，槽深仅有几微米，外深内浅，如图1所示。干气密封在非运转状态时，动环与静环的密封面靠弹簧力贴合在一起。运转时，气体随着动环的旋转，被吸入动压槽内，被送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝，即动压槽末端没有通道。螺旋槽间为密封堰。密封坝和密封堰起到节流和密封的作用。

干气密封系统介绍

干气密封系统： (1)简介 干气密封是一种气膜润滑的流体动、静压结合型非接触式机械密封，主要应用于天然气管线、炼油、石油化工、化工等行业的透平压缩机、透平膨胀机等旋转机械。干气密封最早是由螺旋槽气体轴承转化而来的，和其他机械密封相比，其主要区别是在旋转环或静止环端面上(或者同时在这两个端面上)刻有浅槽，当密封运转时，在密封端面形成气膜，使之脱离接触，因而端面几乎无磨损。其可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气也不污染润滑油系统。 (2)工艺流程及说明 (a)氮气流程 氮气从氮气罐引出经粗滤器与精滤器，过滤精度达到1u后分为四路。 两路前置密封气(缓冲气)：一路经孔板进入高压端密封腔，另一路经孔板进入低压端密封腔。进入前置密封腔体内氮气主要是防止机体内介质气污染密封端面，用孔板控制氮气消耗量。两路主密封气：一路经流量计进入高压端主密封腔，另一路经流量计进入低压端主密封腔。压缩机运转时，依靠刻在动环上螺旋槽的泵送作用，打开密封端面并起润滑、冷却作用。一套主密封氮气正常消耗量≤1NM3／h。 (b)仪表风流程 仪表风从装置仪表风管网引出经过滤器，过滤到3u精度后，至干气密封柜，作为隔离气。两路后置密封气(隔离气)：一路经孔板进入低压端后置密封腔，另一路经孔板进入高压端后置密封腔。进入后置密封腔体内仪表风主要是防止润滑油污染密封端面，用孔板控制仪表风消耗量。 (3)报警联锁说明 主密封气与前置缓冲气压差正常值：≥0.3Mpa；低报：0.1Mpa；低低报：0.05Mpa。 (4)操作规程 干气密封投用: (a)运行前要对管路进行彻底吹扫，防止管内焊渣等杂质进入、密封腔，清洁度lu，并将所有阀门关闭，处于待命状态。 (b)在机组油运前至少十分钟，必须先通后置隔离气，且在机组运行中不可中断，在机组进气前，投用缓冲气，当机组进气后，前置密封气压力应比平衡管处压力高0.05 Mpa。 (c)开机前必须投用主密封气。 干气密封停用: (a)压缩机停车后需降低润滑油总管压力防止润滑油进入密封腔，造成密封损坏。 (b)压缩机正常停车后，缓冲气及主密封气不能立即停用，须等机体内无压力后，且介质气置换完全后，才可停用。 (c)压缩机正常停车后，后置密封隔离气必须在润滑油循环停止十分钟后，才可关闭。 精密流量计投用: 投用顺序：流量计副线阀开—流量计下游阀开一流量计上游阀开一流量计副线阀关(5)日常操作要求 过滤器差压是测量粗过滤器与精过滤器是否堵塞，差压为60Kpa报警，此时需更换过滤器芯；更换前应先打开另一路过滤器前后的阀门，再关闭己堵过滤器前后的阀门，放空后既可更换。 (6)干气密封事故处理 停氮气：则干气密封停机联锁动作，按紧急停气压机组处理。

干气密封基本原理及投用步骤Word版

１、干气密封基本原理 干气密封动静环表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽，随着转动，气体被内泵送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件的能力。反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。当由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。 ２、干气密封投用步骤 注意事项：ａ、严禁在不投用干气密封的情况下，打开压缩机的出入口阀。 ｂ、干气密封应依次投用一级密封气，二级密封气，后置隔离气。 ｃ、严禁在不投用干气密封的情况下，启动压缩机润滑油泵。 ｄ、必须确保排放火炬和放空的背压小于进入干气密封的密封气 压力。 ｅ、在开机后应尽量避免在干气密封在低于3000转以下长时间 运行。 ｆ、严禁在增压泵活塞杆漏气大于50KPａ的情况下启动增压泵。 步骤：干气密封系统安装后，在一级，二级，后置隔离气入口法兰端口处接上洁净的仪表风或低压氮气连续吹扫4～6小时以上，直到用细纱漂白布贴近六个出口吹扫5分钟以上，用眼仔细观察确无灰尘、油污、水分等杂质为合格。吹扫干净后关闭所有阀门，处于待命状态。 打开系统所有常开取压阀，投用现场压力表、变送器、压力开关，液位计等并检查各管线，活接头连接情况。 打开低压N气去干气密封系统阀门，充分脱液后进行氮气置换，时间为

四小时，并通过一级密封气和平衡管差压控制阀 调节一级密封高低压端流量不低于１１７Nm3/h（柴油不低于２５０Nm3/h） 二级密封高低压端流量不低于２．９Nm3/h（柴油不低于６．５Nm3/h）排放火炬流量７－１１Nm3/h,（柴油５－８Nm3/h），并通过自力调节阀使阀后压力不低于0.185MPａ（柴油0.1 MPａ） 后置隔离气高低压端,流量不低于42.81 Nm3/h，（柴油15 Nm3/h），并通过自力调节阀使阀后压力不低于0.068MPａ（柴油不低于0.01 MPａ）。待一级密封气高低压流量表为0时，打开压缩机底部排液阀进行置换并气密。在此换过程中

干气密封的特性及主要工作原理

干气密封的特性及主要工作原理 一、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。随着我国密封技术的飞速发展，再加上干气密封的广泛应用，彻底解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。 干气密封图 二、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。 三、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。随着转动，气体被向内泵送到槽的根部，根部以外的无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面之间产生的压力，使静环表面与动环脱离，保持一个很小的间隙。当由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。在有效确保动力平衡的基础上，密封中产生的作用力状况。 闭合力Fc，即弹簧力与气体压力之间的总和。其中，开启力Fo通过端面之间分布的压力，对端面的面积形成积分。在平衡状态下，Fc=Fo;其中运行的间隙约3微米。如果由于受到干扰作用，造成密封的间隙逐渐降低，此时端面之间的压力就会有所升高，此时Fc>Fo，端面之间的间隙也会有所降低，则密封就会达到一种全新平衡状态。通过该机制的运行，可在动环组件与静环组件之间形成较

干气密封的工作原理和特点

干气密封的工作原理和特点 干气密封是一种新型的非接触式轴封。干气密封在结构上与普通的机械密封基本相同，重要的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流体动压槽。运转时进入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实现密封。 干气密封与普通的机械密封相比主要有以下的优点： （1）省去了普通密封油系统以及用于驱动密封油系统运转的附加功率负荷。 （2）大大减小了计划外维修费用和生产停车。 （3）避免了工艺气体被油污染的可能性。 （4）密封气体泄漏量小。 （5）维护费用低，经济实用性好。 （6）密封驱动功率消耗小。 （7）密封寿命长，运行可靠。 该压缩机采用的是GCTL01/L99型带中间迷宫的串联式干气密封，是干气密封中安全性、可靠性最高的一种结构。这种结构可保证工艺介质不会泄漏至大气环境中，同时可以保证干气密封引入的外部气源氮气不会漏入工艺介质中。 串联式干气密封相当于前后串联布置的两组单端面干气密封。第一级干气密封为主密封，基本上承受全部压差；第二级干气密封为辅助安全密封，正常运行时在很低的压力下工作，当第一级密封失效时，第二级密封可以迅速承受较大的压差，起到密封作用，同时可防止一级密封失效时工艺气体大量向大气环境中泄漏，保证机组安全停车。大气端的隔离密封可避免轴承箱中的润滑油汽进入干气密封区域，保证干气密封在洁净、干燥的环境中运行。 为了保证干气密封运行的可靠性，每套密封系统都配有与之相匹配的监测、控制系统，其作用是一方面为干气密封提供干净、干燥的气源。另一方面对干气密封的运行状况进行实时监测，使密封工作在最佳状态，当密封失效时系统能及时报警。监控系统对密封是否正常运行的监测主要是通过对泄漏气体的流量及相关压力的监测来进行的。

串联式干气密封使用说明书

串联式干气密封使用说明 1．干气密封结构说明 该干气密封为串联式结构，第一级为平衡型机械密封，第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，氮气压力为0.5MPa左右。由于干气密封端面上加工有螺旋型动压槽，只允许单向旋转，因此，该密封的旋转方向必须与干气密封装配图上标注的旋向一致。 正常情况下，机械密封作为主密封起作用，干气密封为辅助密封。干气密封主要有以下作用： a)提高主密封的背压，防止端面汽化、减小密封面的磨损，极大地延长了主密封的使用寿命； b)当主密封失效时，干气密封可以起到备用密封的作用，防止意外事故的发生； c)主密封泄漏出的气体随氮气排入火炬，防止危险气体直接进入大气，消除了安全隐患同时 起到环保的作用。 2．干气密封泄漏标准 转速（r/min）氮气压力（MPa）干气密封泄漏量（m3/h） 00.5≤0.05 95000.5≤0.15 3．干气密封的运输、存放及安装 3.1包装及运输 密封到货后检查注意事项： a)检查外包装是否有明显损坏痕迹。 b)打开包装，不要损坏或丢失单独提供的部件。 c)按照装箱单进行清点，如果发现部件损坏或丢失，请与公司联系。 3.2干气密封存放 3.2.1应避免直接暴露在强烈的阳光下以及加热的环境中。 3.2.2应避免置放于臭氧或紫外线下。 3.2.3应避免置放于容易使弹性橡胶圈老化的场合。 3.2.4应避免置于潮湿或者灰尘严重的环境下。 以下几种情况，必须对干气密封进行检查： a）密封存放时间超过3年。 b）密封包装发生破损。 c）干气密封受到外力的碰撞。 3.3密封安装前的准备工作：检查泵体安装密封相关部位： 3.3.1轴肩倒角（倒角30°x2mm） 3.3.2轴的轴向串量及径向跳动。 3.3.3相配合的密封腔表面情况。 3.3.4安装干气密封处轴的表面情况。

2021年干气密封的原理

干气密封的原理 ? 欧阳光明（2021.03.07） ?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。 ?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)。 ?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)。

干气密封类型

干气密封类型 一、28XP型 1、气体润滑, 用于透平压缩机的非接触式干气密封 20世纪80年代早期，28系列压缩机干气密封已经成为气体透平机械的工业标准。根据约翰克兰的专利技术，这一系列的密封都是非接触式。 动态运行时，静环和动环保持大约5微米的的密封间隙，因此无磨损。 这种形式的密封无密封油污染，能降低维护费用和减少故障停机时间 28系列集装体式密封分为单端面、双端面和串联等几种形式，能应用于气体收集/传输、炼油、化工和石化这些领域中的各种各样的气体密封工况。 AT、XP和EXP密封根据各自的设计特点，能够分别满足压力由低到高的工况需求。选型时，需要全面考虑应用条件以确定最合适的密封型式。 2、设计特征 ——动环 动环外带有保护罩，可有效防止动环碎裂时带来的次生破坏。 ——泄漏量 低的泄漏量，泄漏气体可放空到安全区域，或者用来作为燃料来驱动设备，亦或经低压排放器重新返回到工艺气中。 3、参考技术说明规范的数据表 温度最大范围：-140 C ~ 315 C / -220 F ~ 600 F，取决于整体工况 压力单级可达450 BARG / 6500 PSIG 转速可达200 m/s / 660 fps 尺寸可达330 mm / 13inches

1、最高压力工况，非接触式干气密封 20世纪80年代早期，28系列压缩机干气密封已经成为气体透平机械的工业标准。根据约翰克兰的专利技术，这一系列的密封都是非接触式。 动态运行时，静环和动环保持大约5微米的的密封间隙，因此无磨损。 这种形式的密封无密封油污染，能降低维护费用和减少故障停机时间 28系列集装体式密封分为单端面、双端面和串联等几种形式，能应用于气体收集/传输、炼油、化工和石化这些领域中的各种各样的气体密封工况。 AT、XP和EXP密封根据各自的设计特点，能够分别满足压力由低到高的工况需求。选型时，需要全面考虑应用条件以确定最合适的密封型式。 2、设计特征 ——动环 动环外带有保护罩，可有效防止动环碎裂时带来的次生破坏。 ——泄漏量 低的泄漏量，泄漏气体可放空到安全区域，或者用来作为燃料来驱动设备，亦或经低压排放器重新返回到工艺气中。 3、参考技术说明规范的数据表 温度最大范围：-140 C ~ 315 C / -220 F ~ 600 F，取决于整体工况 压力单级最大450 BARG / 6,500 PSIG 转速可达200 m/s / 660 fps 尺寸可达330 mm / 13inches

干气密封介绍

一、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。随着我国密封技术的飞速发展，再加上干气密封的广泛应用，彻底解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。 干气密封图 二、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。 三、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。随着转动，气体被向内泵送到槽的根部，根部以外的无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面之间产生的压力，使静环表面与动环脱离，保持一个很小的间隙。当由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。在有效确保动力平衡的基础上，密封中产生的作用力状况。 闭合力Fc，即弹簧力与气体压力之间的总和。其中，开启力Fo通过端面之间分布的压力，对端面的面积形成积分。在平衡状态下，Fc=Fo;其中运行的间隙约3微米。如果由于受到干扰作用，造成密封的间隙逐渐降低，此时端面之间的压力就会有所升高，此时Fc>Fo，端面之间的间隙也会有所降低，则密封就会达到一种全新平衡状态。通过该机制的运行，可在动环组件与静环组件之间形成较为稳定的气体薄膜，在一定的动力条件下，可实现端面之间的平衡状态，同时由于彼此分离、没有接触，因此不容易造成磨损，极大延长使用寿命。 干气密封的结构形式根据被密封介质的不同、介质压力的不同及工作转速的不同又可分为单端面干气密封、双端面干气密封及串联式干气密封。 美国某公司从20世纪60年代末即开始研究干气密封技术，到80年代已经完全达到实用化的程度，目前有不少外国公司可生产此类密封，并一度垄断了我国干气密封市场。而现在随着我国一些民族工业的崛起，我国已生产出了处于国际领先水平的干气密封产品，并已在国内许多石油化工企业中得到推广应用。 四、影响干气密封的相关参数 有关干气密封技术的运行技能，主要集中于密封运行的稳定性及使用寿命方面。而气膜的厚度参数，将对干气密封的泄漏量产生直接影响，即在干气密封技术运用过程中，会在密封面形成诸多间隙。一般情况下，对干气密封的性能产生影响的主要参数为密封操作参数与密封结构参数两种形式。具体分析如下。 4.1 密封操作参数 1)密封直径、转速的影响作用。经大量实践表明，密封的直径作用越大，则转速越高;密封的环线速度越快，则干气密封形式产生的泄漏量就越多。 2)密封气压的影响作用。一般情况下，如果存在干气密封的工作间隙，则其中压力越大，发生气体泄漏的可能性就越大。 3)工作介质温度、粘度的影响作用。有关工作介质温度产生的影响作用，主要原因是考虑到温度的影响，直接作用到介质粘度中。随着介质粘度的增加，动压效应有所增强，且气膜的厚度加重，同时加大了密封间隙中阻力。这种情况下，不会对密封泄漏量产生过大影响。 4.2 密封结构参数 1)动压槽的形状。以流体力学理论为出发点，在干气密封技术的端面形成沟槽，无论是何种形状，都将受到动压效应影响。尤其在数螺旋槽中，产生极大流体动压效应，且作用在干气密封动压槽中，产生一定气膜刚度，利于密封稳定性的提高。 2)动压槽的深度。如果干气密封流体的动压槽深度和气膜厚度处于同一个量级，则干气密封的气膜刚度处于最大值。在实际应用过程中，一般将干气密封的动压槽控制在3微米～10微米的厚度。

几种槽形干气密封密封性能的对比

几种槽形干气密封密封性能的对比 【摘要】采用Fluent软件对不同槽形干气密封密封端面间的流场进行数值模拟，得到了流场的压力分布以及不同转速下干气密封的开启力、泄漏量、刚度和刚漏比。通过对比发现螺旋槽动压效应最好，其气膜开启力最大；双螺旋槽密封效果最好，泄漏量远小于其他槽形；联通螺旋槽刚度和刚漏比最大，抗干扰能里最好。 【关键词】干气密封；数值模拟；Fluent 0引言 随着工业生产要求的提高和人们环保意识的增强，人们对密封的泄漏要求也越来越严格，因此，干气密封（dry gas seal）[1]技术应运而生。干气密封是一种流体动压型非接触式机械密封，具有无磨损、功耗小、结构简单、泄漏小等特点。目前，国外对干气密封的基础研究已经比较成熟，并在工业实际应用中取得了比较大的进展。 干气密封属于机械密封表面开浅槽技术，因此密封端面开槽的槽形一直是干气密封研究的重要方向之一，人们对很多槽形进行了研究，如直线槽[2]、人字形螺旋槽[3]等。螺旋槽是目前干气密封密封端面开槽最常用的槽形，也是目前研究最多的槽形[4-6]，因此本文在螺旋槽的基础上对槽形进行了改进并对其进行模拟和对比分析。 1模型建立 1.1几种槽形的结构 a）尾翼螺旋槽；b）联通螺旋槽；c）双螺旋槽；d）环形螺旋槽 图1不同槽形结构示意图 几种槽形结构示意图如图1所示。尾翼螺旋槽是顺着螺旋槽旋转方向在螺旋槽根部沿圆弧增加开槽；联通螺旋槽是将两个相邻的螺旋槽在槽根部分连接起来；双螺旋槽是将螺旋槽分为螺旋方向相反的两部分；环形螺旋槽是将所有的螺旋槽在槽根部位连接起来。 1.2几何模型 图2不同槽形单流道示意图 分别对四种槽形干气密封密封端面间流体流道采用solidworks建立模型，沿圆周方向取尾翼槽、双螺旋槽、环形螺旋槽的1/12，取联通螺旋槽的1/6作为周

干气密封参数

目 录 1. 干气密封设计基础参数 2. 现场公用工程条件 3. 干气密封设计制造及检验主要标准和规范 4. 干气密封本体配置方案 5. 干气密封控制系统配置方案 6. 供货范围 7. 干气密封性能指标 8. 成套方责任 9. 配套方责任 10. 买方及设计方责任 11. 干气密封检验和试验 12． 干气密封图纸资料交付 13． 技术服务 14． 联络方式 附件一：压缩机数据表 附件二：压缩机干气密封本体方案 附件三：压缩机干气密封控制系统方案

1．干气密封设计基础参数 压缩机型号 3MCL527 密封处轴径Фmm 150 入口压力MPaA 0.12 出口压力MPaA 1.8 滞止压力MPa A 1.0 入口温度 ℃ -36 出口温度 ℃ 96.3 驱动方式 汽轮机 盘车转速rpm 1/6~1/7 暖机转速rpm（电 机之开机转速） 转速 rpm 7603 最大连续转速 rpm跳闸转速 rpm 从驱动机侧看压缩机转向（CW 或CCW） 2.现场公用工程条件 2.1 氮气条件：稳定连续的管网氮气，压力0.6-0.7MPaG，常温，含液量≤500ppm，杂质粒度≤30 μm，纯度≥99.5%。 2.2 仪表风条件：稳定连续的管网仪表风，压力0.6-0.7MPaG，常温，正常露点-40℃，含液量≤500ppm，杂质粒度≤30μm。 2.3 火炬管网背压：正常压力 MPaG，最大压力 MPaG。 2.4 仪表电源：24V(DC)。 2.5 仪表信号范围：电信号4～20mA(DC)。 3．干气密封设计制造及检验主要标准和规范 API614、API617、国标、部标及企业内部标准 GB3836.1爆炸性气体环境用电气设备，第一部分：通用要求 GB3836.2爆炸性气体环境用电气设备，第二部分：隔爆型“d” GB3836.4爆炸性气体环境用电气设备，第四部分：本质安全型“ia” 法兰标准：HG20615-2009 当上述文件发生矛盾时，其优先原则是： a 技术协议； b 设备数据表； c 标准及规范； d当所列标准发生冲突时，按较严格标准执行。 4．干气密封本体配置方案 干气密封本体方案见附件二。 4.1干气密封型式及说明：集装式28XP型带中间迷宫的串联干气密封。

泵用干气密封的原理及特点

本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.wendangku.net/doc/a76403667.html,）泵用干气密封的原理及特点 泵用干气密封主要应用于离心压缩机等高速流体设备上。随着甭、反应釜等设备的出现,干气密封技术逐渐在低转速设备上进行了推广,从而形成了泵用干气密封技术。 一、泵用干气密封的工作原理 泵用干气密封是一种高性能、长寿命的新型密封型式，在结构上它与普通机械密封显著不同的是：动、静环密封端面较宽；在动环或静环端面上加工出特殊形状的流体动压槽，如螺旋槽，槽深一般在3-10pm之间。 当动环高速旋转时，动环或静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。端面气膜压力形成形成开启力，在密封稳定运转时，该开启力与由作用在补偿环背面的气体压力和弹簧力形成的闭合力平衡，密封保持非接触、无磨损运转，其气膜厚度一般维持在2-3pm。如果出现某些扰动因素使密封间隙减小，引起开启力减小，而闭合力不变，密封间隙将减小，密封将很快再次恢复平衡。 干气密封的这种抵抗气膜间隙变化的能力称之为气膜刚度。虽然泵用干气密封的气膜间隙很小，但气膜刚度很大，比液膜润滑机械密封的膜刚度要大得多。 二、泵用干气密封的主要优点 与传统的接触式机械密封相比，在离心泵中采用干气密封有以下几个方面的优点： （1）摩擦功耗低

由于干气密封的两密封端面被一薄层稳定的气膜所隔离而且密封腔内为低粘度的气体介质，因此干气密封的端面摩擦功耗和动环组件的搅拌摩擦损失要比液体润滑的密封装置的摩擦功耗小很多，一般两者消耗的功率之比约为1：10-20。 （2）无磨损运转、使用寿命长 对干气密封，由于两个相对旋转的端面是非接触的，在正常使用条件下，一般都可达到3年以上。 （3）无封液系统、能实现泵送介质的零泄漏或零溢出 封液系统时常是复杂的和昂贵的，并存在不可避免的故障危险。泵送介质的外泄漏和封液冷却密封都依赖于封液系统的完善化。干气密封避免了所有这些复杂因素，它利用干燥洁净的氮气源作为密封气，很容易实现泵送介质的零泄漏或零溢出，对泵送介质没有任何污染，而且系统比较简单、可靠性非常高。 三、泵用干气密封的技术难点 与高速透平压缩机用干气密封相比，离心泵用干气密封存在三个方面的难点：

干气密封操作说明

山东华鲁恒升尾气回收项目循环气压缩机干气密封系统P1011/249 操作说明 1流程说明 1．1一级密封气流程：机组出口气（5.3MPaA,54℃）或6.0MPaG，80℃氮气经过滤器F1（或F2）过滤达到1μ精度，然后经流量计FT-2251、FT-2252后由A1’、A2’接口进入低、高压端一级密封腔，由流量计下游的节流阀将流量控制在110Nm3/h。干气密封控制系统至压缩机本体间的连接管线经过伴热保温，使进入系统的密封气温度不低于60℃。一级密封气体绝大部分经机组迷宫返回到机内，阻止机内气体外漏污染密封，少量气体经过密封端面泄漏至一级密封排气腔。 1．2二级密封气流程：0.6-0.8MPaG氮气经过滤器F3（或F4）过滤达到1μ精度，由减压阀PCV1减压至0.4MPaG后分为四路，其中两路分别经流量计FI-2253、2254后由C1’、C2’接口进入二级密封腔。大部分二级密封气经中间迷宫后与一级密封泄漏气混合后放火炬，少量经二级密封端面泄漏后安全放空。 1．3隔离气流程：另外两路由减压阀PCV1减压至0.4MPaG后的氮气经音速孔板RO1、RO2后，由E1’、E2’接口进入低、高压端隔离气室，一部分经后置迷宫的前端后与二级密封端面泄漏的气体混合，引至安全地点放空；另一部分经后置迷宫的后端，通过轴承回油放空孔就地放空，此部分气体是为了阻止润滑油污染密封端面。1．4放火炬气流程：一级密封泄漏气与大部分二级密封气混合，经流量计FT-2255、FT-2256后汇总至N4接口放火炬。 2操作规程 干气密封系统与机组间的连接管线敷设完成后应拆下酸洗并用蒸气吹扫干净。管线复位后密封安装前用经过过滤的干净气体继续吹扫输气工艺管道，一级密封气管路清洁度1μ，可用洁净的白布在出气口检查，在20m/s流速下至少五分钟内无明显污物为合格。吹扫干净后关闭所有阀门，处于待命状态。

干气密封及控制系统使用说明书

干气密封及控制系统使用说明书 四川日机密封件有限公司 2007年12月

目录 一．干气密封概述 (2) 二．干气密封结构说明 (5) 三．干气密封控制系统说明 (7) 四．干气密封的安装与拆卸 (12) 五．干气密封的操作与维护 (17) 六．干气密封装运及存放 (19) 附图一：干气密封装配图CW（驱动端） 附图二：干气密封装配图CCW（非驱端） 附图三：干气密封控制系统P＆I图 附图四：装拆工具总图CW(驱动端) 附图五：装拆工具总图CCW（非驱端） 附图六：装拆步骤示意图 一、干气密封概述

干气密封是一种新型的非接触式轴封。它是六十年代末期以气体润滑轴承的概念为基础发展起来的，其中以螺旋槽密封最为典型。经过数年的研究，美国约翰·克兰公司率先推出干气密封产品并投入工业使用。它适合于任何输送气体的系统，目前在我国的石化、炼油、化工、制药等行业的引进装置中越来越多的得到使用。实践表明，干气密封在很多方面都优越于普通接触式机械密封，由于其属于非接触式密封，基本上不受PV值的限制。与普通接触式机械密封相比，它更适合作为高速高压下的大型离心压缩机的轴封。而且它不需要密封润滑油，其所需的气体控制系统比接触式密封的油系统要简单得多。干气密封的出现，是密封技术的一次革命，它改变了传统的密封观念，将干气密封技术和阻塞密封原理有机结合，“用气封液或气封气”的新观念替代传统的“液封气或液封液”观念，可保证任何密封介质实现零逸出，这就使得其在泵用轴封领域也将有广泛的应用前景。 与普通接触式机械密封相比，干气密封有以下主要优点： 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荷。 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。 密封驱动功率消耗小。 密封寿命长，运行可靠。 1、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。 下面以典型的螺旋槽干气密封为例作简单说明 图1所示是密封端面的示意图，密封面上加工有一定数量的螺旋槽，其深度在

干气密封工作原理

1 干气密封工作原理 典型的干气密封结构如图1 所示，由旋转环、静环、弹簧、密封圈、弹簧座和轴套组成。图 2 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3μm左右。气体动力学研究表明，当干气密封两端面间的间隙在2～3μm时，通过间隙的气体流动层最为稳定。这也就是为什么干气密封气膜厚度设计值选定在2～3μm的主要原因。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。 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。衡量密封稳定性的主要指标就是密封产生气膜刚度的大小，气膜刚度是气膜作用力的变化与气膜厚度的变化之比，气膜刚度越大，表明密封的抗干扰能力越强，密封运行越稳定。干气密封的设计就是以获得最大的气膜刚度为目标。 干气密封是采用机械密封和气体密封的结合，是一种非接触端部密封，它是在机械密封的动环或静环（一般在动环上）

的密封面上开有密封槽（本密封为T形槽），当动静环高速旋转时，在两端面间形成一层气膜，在气体泵送效应产生的推力作用下把动静环推开，使两密封端面不接触，但在压缩机刚开机阶段，由于转速较低，动静密封面形成的动压力也较低，动静环是接触摩擦的，所以采用干气密封的压缩机，低速运行时间不宜过长[1]。 本装置双向串联干气密封特点：密封型式为双向串联干气密封；密封槽为T形槽，见图3；旋转环材料为碳化硅；静环为涂DLC工业金刚石碳化硅；辅助密封元件采用填充PTFE，弹簧（ALLOYC40）加载。采用T形槽密封端面，可以避免压缩机正反转造成密封损坏或减少使用寿命。 干气密封的密封气采用差压控制，利用启动薄膜式调节阀使平衡管气与密封气保持一定压差，隔离气和级间密封气分别利用自力式调节阀保持压力恒定。

干气密封技术简介

干气密封技术简介 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，如图 1所示 图1 在动环组件和静环配合表面处的气体径向密封有其先进独特的方法。配合表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽，如图2所示。

图2 随着转子转动，气体被向内泵送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件间气隙的能力。反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。当由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。 在动力平衡条件下，作用在密封上的力如图3所示。 图 3 闭合力Fc，是气体压力和弹簧力的总和。开启力Fo是由端面间的压力分布对端面面积积分而形成的。在平衡条件下Fc=Fo，运行间隙大约为3微米。 如果由于某种干扰使密封间隙减小，则端面间的压力就会升高，这时，开启力Fo大于闭合力Fc，端面间隙自动加大，直至平衡为止。如图4所示。

图4 类似的，如果扰动使密封间隙增大，端面间的压力就会降低，闭合力Fc大于开启力Fo，端面间隙自动减小，密封会很快达到新的平衡状态，见图5。 图5 这种机制将在静环和动环组件之间产生一层稳定性相当高的气体薄膜，使得在一般的动力运行条件下端面能保持分离、不接触、不易磨损，延长了使用寿命。 通过以上结构的不同组合并配合辅助的密封可演化出用于实际工况的几种结构： 干气密封型式 单端面干气密封

干气密封

GAS SEALS 干气密封

Dry Gas Seal
干气密封
Gas Seal Principle
干气密封原理
Groove Pattern & Lift Off Effect
凹槽型式和提升效果
Opening & Closing Forces
开启与闭合的力
Gas Seal Arrangement
干气密封布局
Materials & Construction Features
材料以及结构特点
Barrier Seals
隔离密封
Gas Seal Testing
干气密封测试
Gas Seal Installation
干气密封安装
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?? 2007 by Dresser-Rand

Gas Seal Principle
干气密封原理
When rotating, the aerodynamic effect of the grooves creates a very thin gap between the rotating and the stationary rings.
旋转时，凹槽的空气动 力作用在动环与静环之 间建立一层薄膜
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?? 2007 by Dresser-Rand

Gas Seal Principle - Simplified Cross Section (John Crane T28 AT)
干气密封原理 – 简易剖面图 （约翰克兰 T28 AT）
Retaining Ring Assy 定位环 O.D.外径 Botton of Groove 密封槽底 I.D. 内径 Balance Diam.平衡直径
Rotating Seat 动环
Stationary Seat 静环
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?? 2007 by Dresser-Rand

干气密封介绍(下)

干气密封介绍 一、干气密封 干气密封经过了严格的试验和检验，由制造精度高、质量优良的陶瓷和高合金的金属材料组成，含串联式配置的密封（如：含两个动环、两套装好弹簧的静环组件、腔体、连接轴套等件）和内部迷宫密封。在大气侧配置了隔离密封。弹簧力和工艺气压力共同作用形成密封力，密封环和保持环间的密封元件（O形圈）起副密封的作用。在串联密封中，工艺气侧的主密封承受全压差起主要的密封作用。大气侧的密封作为安全备用密封，一旦主密封失效安全密封承担起主密封的作用，可以保证设备安全停机。 干气密封分类：单端面，双端面，串联式等多种。 如何选用干气密封： 1、对于要求既不允许工艺气体泄漏到大气中，又不允许阻封气进入机体的情况，采用中间进气的串联式干气密封。普通串联式干气密封适用于少量工艺气泄漏到大气中的工状。大气侧的一级密封作为保险密封。 2、对于允许气体少量泄漏到大气中，且无任何危害的工况，选用单端面干气密封。 3、对于不允许工艺气体泄漏到大气中，但允许阻封气泄漏到工艺气中的工况，选用双端面干气密封。 二、干气密封密封端面分类及螺旋槽干气密封优点 干气密封密封端面根据加工成的形状分成：有扁平密封块，有台阶的密封块，有楔形鞋状密封块的，有螺旋槽的，等等。 螺旋槽干气密封优点：运行可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气亦不污染润滑油系统，取消了庞大的密封油供给及测控系统，占地面积小，重量轻，运行维护费用低，减小了计划外维修费用和生产停车。

三、干气密封结构图 四、干气密封系统概述 1、主要数据 密封型式：TM02D串联式干气密封 密封处轴径：100mm 密封配置：带中间迷宫的串联式密封（含隔离气密封）密封系统型式：除液装置+增压装置+密封控制系统 产地：沈阳透平机械股份有限公司