压缩机干气密封原理

1、透平压缩机干气密封基本原理透平压缩机干气密封基本原理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。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。干气密封的定义及特点 1. 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。2. 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。计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端密封型式。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

2、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。 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 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） 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、易缺边干气密封

3、材料圆弧槽圆弧槽John CraneJohn CraneV形槽U形槽T形槽BurgmannBurgmannFlowserveFlowserve螺旋槽枞树形槽旋向旋向气体向中心泵送气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙气体受压，压力升高，产生间隙密封坝密封坝圆弧槽泵送原理圆弧槽泵送原理 旋向旋向气体向中心泵送气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙气体受压，压力升高，产生间隙密封坝密封坝双向槽泵送原理双向槽泵送原理气膜刚度 - 单向槽 v 双向槽改进型改进型双向螺旋槽双向螺旋槽软件计算 气膜厚度 改进型双向螺旋槽改进型双向螺旋槽l 单向槽：圆弧槽、螺旋槽、V形槽 优点：动压效应强，气膜刚度

4、大，抗外界扰动能力强。 缺点：不能反转。 l 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单向槽与双向槽的比较正常间隙正常间隙间隙增大间隙增大间隙减小间隙减小气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的比值气膜刚度：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。气膜刚度越大，密封工作越稳定。oZdFKdh 工作原理3020 10 0 1 2 3 4 5 膜厚膜厚 (mm) 静、动压组合刚度静、动压组合刚度单纯流体静压单纯流体静压 刚度刚度(GN/m)非接触密封流

5、体静压与流体动压刚性非接触密封流体静压与流体动压刚性非接触密封的热量平衡非接触密封的热量平衡0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 W 0 1 2 3 4 5 6 膜厚膜厚 mm 密封温度低于环境温度密封温度高于环境温度气体膨胀热量散发气体粘性剪切产生热量干气密封综合性能分析软件 -功能压力、温度、转速、气压力、温度、转速、气体组份、材料、槽形、体组份、材料、槽形、密封几何形状、密封几何形状密封面间隙、泄漏量、密封面间隙、泄漏量、摩擦、功率、温升、气摩擦、功率、温升、气膜稳定性膜稳定性干气密封主要特征干气密封主要特征SC01l 允许最大轴向窜量通常为+ 3.0mm l 允许最大径向跳动通常为+ 1.0mml 能在全压下启 / 停 SC01系列干气密封特点 密封开启压力n=0 RPM, 约 10 BarG 密封开启速度p=0, 约0.6 m/s（以轴径计算） 密封反转没有损伤的短时间反转可接受，但应避免可使用双向密封设计 密封反压不被推荐 密封液体污染 少量液体污染可以接受，但应避免 低速盘车不影响密封性 振动密封可承受API617振动公差要求l极低的工艺气泄漏 l能承受速度和压力的快速变