压缩机干气密封原理培训课件

干气密封培训课件干

气

密

封

结

构单端面干气密封用于密封失

效时允许少量介质气泄漏到大气中的场合。

一般在空气、氮气、二氧化碳机组中使用双端面密封主要用于压力不高的有毒、易燃、易爆气体。

适应

于

机

组

入

口

负

压

或

者

压

为

较

低

的

情

况。必须允许微量氮气进入机组。常用于富气、解析气压缩机及各种改造的氨冰机。干

气

密

封

结

构串联密封压力较高，允许少量介质气泄漏到大气中的场合。现在一般只在改造机组中应用。带中间迷宫的串联密封该结构用于易燃、易爆、危

险性

大的介质气体。可以做到工艺介质不会泄漏到大气中，引入的外来气源也不泄漏到

工艺介质中。。一般用在循环氢压缩机、天然气压缩机、乙烯、丙烯，氨压缩机，

合成气压缩机等该结构复杂，但由于其可靠性最高，日前在中高压的离心压缩机轴

封中己成为标准配置。C气膜密封端面结构双向旋转功能的“T”型槽气膜密封端面结构单向旋转功能的端面螺旋槽H轴承腔串

联

式

干

气

密

封

—TM02CMohnCrane轴

承

腔H

r双端面干气密封—TMO2AWohnane单端面干气密封—TMO2B

Mohncrane轴

承

腔H带中间进气的串联式干气密封—TMO2D

VohnCrane轴

承

腔工

艺

气串

联

式

干

气

密

封

—

2

8ATdohnCraneO

型面削密封02型隔离密封Aiddns

se6

leas

ieuud雪

业

亲

冬

阵

强

士inoAe7uojelejsuj

leoS

seD

AIaapisssaɔoldapis6uyeaaBarrierSeal-LabyrinthSeal隔离密封一迷宫式密封Barrier

Seal

Gas隔离密封气SealingPressure-BacktoBack密封压力

一

背靠背SGP1wlP5P1人

WSGP5DRESSERRANDP5

PgD

Wall

D

WallP1P1SG20Sealing

Pressure

-Straight

Thru密

封

压

力

一

直

通

结

构Seal

Balance

Line密封平衡管线P1P1SG

=Seal

Gas

Supply密封气供给压力SG>P1P3

P5

P7

P9SGP1DRESSER-RANDSGTo

process

Bearing

vent到工艺气

轴承放空Double

Arrangement双

重

布

局Separation

gas(Air

or

N2)

隔离气(空气或氮气)Ref.Pressure参照压力Inert

gas

惰性气体OUTBOARD外侧To

vent

到放空INBOARD内侧Tandem

WithIntermediateLabyrinth(DR)带中间迷宫密封的串联布局To

Separation

gas

(Air

or

N2)隔离气(空气或氮气)Bearingvent

轴承放空Toprocess到工艺气OUTBOARD外侧Toflare通往火炬INBOARD内侧vent

Cleangas干净气体Inert

gas价TandemArrangement(D-R)串联布局(D-R)ToventSeparationgas(AirorN2)放

空隔离气(空气或氮气)Toprocess到工艺系统Bearingvent轴承放空Clean

gas干净气体OUTBOARD外侧To

flare到火炬INBOARD内侧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

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。干

气

密

封

材

料旋转环一碳化钨/碳化硅静止环一碳石墨/碳化硅+碳/碳化硅+DLC金属件410不锈

钢

/

316

不

锈

钢

/哈氏合金

人

其

它弹簧哈氏合金C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。静

环

材

料

(

Pr

imary

Ring)干气密封材料动环

材

料(MatingRing)>

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)液相烧结一

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专子碳化硅抗腐蚀性好易碎

怕磕碰、

易

缺

边干气零封的工作原理>非接触性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。密封垢密封堰雾旋槽FFs--

弹

蕃

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

才

=FoC.

间

F隙减

小闭

合

力

≥

开

启

力A.

正

常

间F隙闭

合力

=开启力B.

间

隙

增

大闭

合

才

开

启

力>自平衡性丘F圆弧槽动

环

旋

向解ea.

I7gT形槽BurgmannJohn

CraneFlowservesn罗R气体受压，压力升高，产生间隙密封坝圆弧槽泵送原理旋

向气体受压，压力升高，产生间隙密封坝双向槽泵送原理旋向气体向中心泵送单向螺旋槽改进型双向螺旋槽最初双向螺旋槽(MN/m)气膜刚度单

向槽v

双

向

槽00

-

2Min'm100908070605040302010Thicknss

(um)e6Speed

=14,500

rpm168.3mm

O/B

SealFilmStiffness4Film108计

算

一

气

膜

厚

度10168.3mm

密封直径单向螺旋槽8改进型双向螺旋槽6最初的双向螺旋槽4列雷合阶20O

4000

600S0pe

001(0

m)2000rp000e8Thickness

(um)MnmFilm12000

14000

16000软

件单向槽与双向槽的比较●

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。压缩膨胀气服压力分市Fc弹箭力气体静压力正常间隙弹簧力十气体静压力Fc=F0Fc弹簧力气体静压力间隙增大弹簧力+气体静压力气膜压力分市FC

>

FaFo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。Fc弹簧力气体静压力间隙减小弹簧力+气体静压力气膜压力分布Fc<FaFa非接触密封流体静压与流体动压刚性静、动压组合刚度单纯流体静压工作原理膜厚(um)刚度(GNm)2030100235密封温度

环境气体膨胀热量散发非接触密封的热量平衡密封温度高于环境温度气体粘性剪切产生热量膜厚μm:输入压力、温度、转速、气

几、

状、槽

形

、输

出

气、膜稳定性、、干

气

密

封

综

合

性

能

分

析

软

件

-

功

能干气密封主要特征干气密封特点·允许最大轴向窜量通常为±3.0mm·

允许最大径向跳动通常为±1.0mm●

能

在

全

压

下

启

/

停极低的工艺气泄漏能承受速度和压力的快速变化面于非接触的特点，理论上密封寿命可以认为没有限制低能量消耗能耗低于1KW·无磨损于气密封为非接触密封(端面分离的间隙大约为3—5

μm)·不需要密封油系统无油污染·减少气体泄漏取消了密封油系统·

减少了维修费用·

节

能防止了油系统的污染减少新机器的成本集装式设计易安装，保护关键密封组件PISHPIS

LFilter

unitPCVoptionalDischarge

or

a

higher

stage

of

thecompressormax.100°

C4PlFIS

LISFToptionalFilter

unitN₂AirFlareVentPDISH压

缩

机

出

口

气

体压

缩

机

段

间

气

体外

部

气

体密封气一来源密

封

气

过

滤

小

于

3

u

m(过滤)温

度

应

至

少

高

于

露

点

温

度

1

0

℃

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

)—密封气一质量防

止

未

过

滤

的

气

体

进

入

密

封

腔●保持与平衡管的压差在0.3

bar

g以上。

(一压力控制

)保

持

机

内

迷

宫

间

隙

最

大

时

最

小

气

流

速

度

为

5

m/

So(

流

量

控

制

)压力与流量的组合控制

(

压

力

控

制

+

流

量

控

制密封气一控制P密封>

R

平

衡压差△p=P

密封-

P

平

衡

=0.3Barg(最小)PDIT差压远传差

压控制器

-DCS气-

压

力控

制取自压缩机平衡管P

密封Fl-1

Fl-2’从过滤器来的密封气取自密封气进气管流量计

(可选)差压控制阀密封PDCVVGP

平衡P

密封1”VGLGP

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涌量(@20.3

barg(0.3

bar

压差)&70℃,9000rpm)P密封Fl-1Fl-2P

吸气

P

排气P平

衡9000

rpm密封气-流量控制P

密封≥P

平衡P

密封·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

密封Fl-1Fl-2密封气-流量控制P

平衡·必须保持足够的密保持充足的密封气流量。P密

封

>P

(平衡P吸气

P

排气P密封P

密封>P

平

衡△p=P密封-P平衡=0.5

to

0.7

Barg密封气-压力

&

流量控制FI-1流量调节阀DCVG差压调节器

-DCS取自密封气进气管取自压缩机平衡管差压调节阀差压远传P

平衡P

密

封P

密

封1”VGLPDIT密封气一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一密封气供气压力&PDCV后压力温度显示一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。P泄漏

P泄漏PT-1&2,

压力远传，提供

4

～

20mA

信号到DCS.泄漏高报警n

泄漏高高报，压缩机联锁n

一级泄漏到火炬n

Fl-4&5,一级密封泄漏量

n

RO-在排放线产生背压n

Pl-5&6,压力显示，监测一高高联锁

高报到火炬

P

火炬P

泄漏>

P

火炬H

高高联锁

L

高报PI-6)

PT-2一

级泄漏/放空级泄漏压力HLROPT-1PIFI

-4ROFl-5P

漏压力远传：密封泄漏较大时高报n

密封失效时高高报联锁限流孔板：n

根据正常泄漏量确定孔板尺寸

n

当泄漏量快速增长时产生背压流量计：n

测量正常流量

n

监测密封流量n

流量高/低报警Fl-4PT-1

PI-5)防

止

反压确保

流动

方向一级泄漏控制高高联锁高报HLRO止回阀：到火炬nn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)缓冲气源必须可责缓冲气质量应与密封气一样缓冲气含氧浓度应小于10%P

火炬Pl

P

泄

漏

>P

火炬Fl