博格曼公司干气密封课件

Milestones1986 StartofDGS-DevelopmentatBurgmann1988 FirstReference1989 FirstbidirectionalDGS1992 Hard/HardFacematerials(DLC-coating)1996 Non-ElastomerPDGS(200bar) 1999 Non-ElastomerPDGS(350bar) Non-ElastomerPDGS(-170°C)2003 Non-ElastomerPDGS(450bar)2004 Non-ElastomerPDGS(550bar)2005 LargestbidirectionalPDGS(shaft355mm)ReferencesBiggestshaftsize: 350mmGELNGrefrigerantcompressorHighestspeed: 45633rpmMANTurboIntegrallygearedcompressorHighestpressure: 220...300barSiemensNaturalgasstoragecompressorLowesttemperature: -170°CAtlasCopcocompander,LNGreliquefactionprocess带有中间迷宫密封的串联

干气密封结构

详细技术说明压缩机干气密封基本结构

•低能量消耗能耗低于1KW•无磨损干气密封为非接触密封（端面分离的间隙大约为3－5µm）

•不需要密封油系统无油污染

•减少气体泄漏干气密封的优势

•可用单向的V形槽和双向的U形槽无论是工况要求，还是用户的选择方便的需求，博格曼都可以提供用于单向和双向旋转的DGS。

气体进入单向V型槽气体进入GAS双向U型槽槽深变化（三维槽）机械加工方式开放式,最大槽深与外径有关光滑弧线可维修、重复加工增压效果好脱开(lift-off)——与压力、速度的关系速度压力脱开接触0,6to1,2m/s5bar0m/s0bar单向槽的形状比较Burgmann带斜度的三维V型槽密封面优点允许启动/停机时的短暂干运行密封面有坚硬的钻石面涂层极好的耐化学腐蚀性能无压烧结碳化硅，不含金属基不易变形性能热膨胀因素小(4x10-6/K).离心力小材料密度小(3,1kg/dm³)高硬度弹性模量较大(420GPa)热应力小热导系数大(100-125W/mK)

密封面材料数据表端面材料组对硬对硬组对

喷有钻石涂层硬对硬端面组对带来如下利益：1、

由于它们非常高的弹性模量如：（360~420KN/mm）受高压的时候，两个端面的变形保持在最小。现在的设计，已经能保证维持压力的能力超过450bar。2、

由于碳化硅良好的热传导，在静环前后之间的温度梯度几乎被消除。在端面间温度的增加的影响下，端面之间间隙外形无变化。3、

与碳石墨相比，碳化硅是一个无气孔且致密的材料。水蒸汽不能被吸收，也不能渗入材料内。碳化硅模型环制造出来，材料的残余应力没有或可被忽略，而碳石墨加工后有残余压力。使用碳化硅环作端面的益处是：---用做备件或在集装式备件中---长期储存保持平坦不变形。

---此外在没有任何检查和保证的情况下，它们能被安装，DGS将带着它具有创意的特性进行操作。

动环的扭矩传递

扭矩传递和调心：•在动环内径倾斜的缠绕弹簧。•在动环背部和杯型槽的立式墙之间的支承面，围绕着动环。动环的扭矩传递弹簧

公差带

未加载

正常加载

最大加载

力加载

%

•使用者友好的设计为了用户安装容易，博格曼已开发出一个调中密封系统，它组装为一个集装式密封安装到压缩机上，不用任何特殊的工具。

BurgmannO型圈定心带有中间迷宫密封的串联干气密封结构说明•反向旋转

在应用博格曼干气密封为单向V形槽时，反向应被避免。•空气静态启离

对于单向V形槽，端面启离出现在压力大约为5bar时。•空气动态启离对于单向V形槽，由于槽的顺时针或逆时针起泵送作用，因此端面启离大约出现在圆周转速为0.6m/s时。普通密封辅助元件劣势在高压密封中的辅助密封元件必须避免的难题，如：

l

挤出l

降压爆裂l

低温l

耐化学腐蚀先进的密封辅助元件

对于高压工况,博格曼辅助密封不仅仅是PTFE元件。

我们用一个PTFE与碳化钨的组合材料制成的辅助密封，在轴套上安装动态密封元件的区域和支撑/抗挤出环均为碳化钨材料。挤出 PTFE收缩博格曼干气密封气体辅助系统SMS3个主要的功能:过滤缓冲气体调解缓冲气体监控密封的运行情况简单而方便的操作无需特别的维护和保养密封气－质量

密封气过滤–

小于3um

(过滤)温度应至少高于露点温度10℃以上 (保温/蒸汽伴热或电加热)密封气无液

(凝聚式或Knockout预处理过滤器)密封气－控制保持与平衡管的压差在0.3barg以上。

(压力控制)保持机内迷宫间隙最大时最小气流速度为5

m/s。

(流量控制)压力与流量的组合控制

(压力控制+流量控制)防止未过滤的气体进入密封腔密封气–

压力控制PDIT取自压缩机平衡管取自密封气进气管差压远传P平衡差压控制器

-DCSP密封P密封P密封>P平衡压差△p=P密封-P平衡=0.3Barg(最小)差压控制阀PI-1FI-2FI-1流量计(可选)从过滤器来的密封气密封气–

压力控制P平衡P密封P密封P密封>P平衡压差△p=P密封-P平衡=0.3Barg(最小)PI-1FI-2FI-1示例:P吸气:20barg，40℃P排气:40barg，70℃P平衡:20bargP密封:20.3barg，70℃FI-1&FI-2处流量=一级密封泄漏量(@20.3barg&70℃)+通过压缩机迷宫的泄漏量(@20.3barg(0.3bar压差)&70℃，9000rpm)P吸气P排气9000rpm流量计(可选)密封气–

流量控制PI-1PDI显示/开关/远传来自压缩机出口气体/外供气体FI-2FI-1球阀或针阀调节流量FI–

流量计监测密封气流量调节流量控制阀保证迷宫处气流速度至少5m/s密封气–

流量控制P平衡P密封P密封P密封>P平衡FI-2FI-1示例:P吸气:20barg，40℃P排气:40barg，70℃P平衡:20bargP密封:20.3barg，70℃FI-1&FI-2流量=一级密封泄漏量(@20.3barg&70℃)+通过压缩机迷宫的泄漏量(@流向机内的平均气流速度不小于5m/s)P吸气P排气9000rpm密封气–

流量控制必须保持足够的密封气压力，确保压缩机工

作时通过最小间隙处向机内的平均气流速度

不小于

5m/s，以防止工艺气向外的扩散。

保持充足的密封气流量。

保持正压以防压缩机腔体内未过滤的

工艺气体流向密封腔

P平衡P密封P密封P密封>P平衡FI-2FI-1P吸气P排气密封气–

压力&流量控制PDIT取自压缩机平衡管取自密封气进气管差压远传P平衡差压调节器

-DCSP密封P密封P密封>P平衡△p=P密封-P平衡=0.5to0.7Barg差压调节阀PI-1FI-2FI-1流量调节阀密封气–

监测流量显示

监测密封气流量

试车过程中可以采用差压报警（低报）

当密封气压力降低时报警差压报警（高报）监测密封气过滤器或凝聚式预处理过滤器可选压力显示－密封气供气压力&PDCV后压力温度显示－密封气温度一级泄漏/放空在所有工况下，包括密封失效，以一种安全和可接受的方

式来处理密封气的泄漏。保持高于火炬线的正压力。防止从火炬线来的反压。监测一级密封的运行状态。在密封失效时产生停车信号。一级泄漏/放空PI-5FI-4到火炬P火炬PI-6FI-5PT-2PT-1高高联锁LHL高报P泄漏P泄漏高高联锁高报ROROP泄漏>

P火炬一级泄漏到火炬FI-4&5,一级密封泄漏量RO-在排放线产生背压PI-5&6,压力显示，监测一级泄漏压力PT-1&2，压力远传，提供4～20mA

信号到DCS.泄漏高报警泄漏高高报，压缩机联锁HHH一级泄漏控制PI-5FI-4到火炬PT-1HLP泄漏高高联锁高报RO限流孔板：根据正常泄漏量确定孔板尺寸当泄漏量快速增长时产生背压流量计：测量正常流量监测密封流量流量高/低报警止回阀：防止反压确保流动方向压力远传：密封泄漏较大时高报密封失效时高高报联锁缓冲气系统提供工艺气与环境之间的有效隔离带中间迷宫的串联布置方式采用降低一级密封的泄漏浓度缓冲气应为惰性气体（通常为氮气）缓冲气源必须可靠缓冲气质量应与密封气一样缓冲气含氧浓度应小于10％缓冲气–

系统

（带中间迷宫的串联）PIFIHLP缓冲FI,

二级密封缓冲气流量PI,

缓冲气压力显示二次放空工厂氮气氮气过滤器P火炬PIFI-5P泄漏ROP泄漏>

P火炬P缓冲>P泄漏>P火炬示例:P火炬:1bargP泄漏:1.2bargP缓冲:气量应充足，保持迷宫处5m/s的气流速度FI

流量=二级密封泄漏量+通过中间迷宫的泄漏量(基于5m/s)流量控制二次放空PIFIHLP缓冲二次放空工厂氮气氮气过滤器密封的外泄漏气应通过管道引至安全区域。采用氮气作缓冲气，外侧密封泄漏气的二次放空是安全的。采用不带二级缓冲气进气的串联密封，二次放空中可能含有可燃气体。可推荐采用可燃气体探测器。隔离气系统轴承润滑油隔离气采用有隔离