4月压缩培训干气密封(二)

离心式压缩机常用密封潞安集团煤基清洁—2021年4月19日离心式压缩机剖面图干气密封在压缩机内安装位置离心式压缩机迷宫密封结构与原理。浮环密封工作原理。浮环密封优缺点。干气密封组成。干气密封工作原理。主要内容为了减少通过转子与固定元件间的间隙的漏气量，常装有密封。密封分内密封，外密封两种。内密封的作用是防止气体在级间倒流，如轮盖处的轮盖密封，隔板和转子间的隔板密封。一般采用蜂窝密封或迷宫密封。外密封是为了减少和杜绝机器内部的气体向外泄露，或外界空气窜入机器内部而设置的。在轴端一般采用迷宫密封、浮环密封、干气密封等。前言压缩机内密封蜂窝密封叶轮口环〔迷宫〕密封级间〔迷宫〕密封压缩机内密封蜂窝密封，一般使用于离心使压缩机平衡盘或段间密封口环级间口环密封常用阶梯式迷宫迷宫密封的结构特点a)镶嵌曲折型密封

b)整体平滑型密封

c)台阶型密封d)蜂窝密封

abcd曲折式迷宫密封：分整体和镶片两种结构，这种迷宫密封的结构特点，是密封齿的伸出高度不一样，而且上下齿相间排列，与之相配的轴外表，是特制的凹凸沟槽，这种上下齿与凹凸槽相配合的结构，使平滑的密封间隙变成了曲折式，因此，增加了流动阻力，提高了密封效能。但只能用在有水平剖分面的缸体或隔板中，并且密封体也要作成水平剖分型。平滑式迷宫密封：分整体和镶片两种结构，它结构简单，便于制造，但密封效果较差。阶梯式迷宫密封：从结构上分析它类似于平滑式迷宫密封，而密封效果却与曲折式迷宫密封近似，常用于叶轮盖板和平衡盘处。蜂窝式迷宫密封：密封齿片焊成蜂窝状，以形成复杂形状的膨胀室，它的密封性能优于一般密封形式，适用于压力差较大的场合，如离心式压缩机的平衡盘密封。蜂窝式迷宫密封制造工艺复杂，密封片强度高，密封效果较好。迷宫密封的结构特点迷宫式密封的工作原理当气体流过密封齿与轴外表构成的间隙时，气流受到了一次节流作用，气流的压力和温度下降，而流速增加。气流经过间隙之后，是两密封齿形成的较大空腔。气体在空腔内容积突然增加，形成很强的旋涡，在容积比间隙容积大很多的空腔中气流速度几乎等于零，动能由于旋涡全部变为热量，加热气体本身，因此，气体在这一空腔内，温度又回到了节流之前，但压力却上升很少，可认为保持流经缝隙时压力。气体每经过一次间隙和随后的较大空腔，气流就受到一次节流和扩容作用，由于旋涡损失了能量，气体压力不断下降，比容及流速均增大。气流经过密封齿后，其压力由p1降至p2，随着压力降低，气体泄漏减小。由上述过程可知，迷宫密封是利用增大局部损失以消耗其能量的方法来阻止气流向外泄漏，因此，它属于流阻形非接触动密封。迷宫密封中的气流压缩机外密封—浮环密封1、外侧浮环：2、间隔环：3、防转动稍定：4、内侧浮环：5、转轴：6、甩油环由上图可以看到浮环密封是由四个浮动环组成，轴高速旋转时，浮环与轴之间保持很小的间隙。密封油以高于高压端被密封气体的压力由中部注入，并向左右两边流动，图中左侧系高压端，右侧系低压端。因密封油压力高于1腔中密封气体的压力，高压侧密封环同轴间隙中的液膜就起密封作用，阻止压缩气体向外泄漏。流经高压浮环的密封油进入腔室1，同漏入1腔的压缩气体混合，经回流孔排到污油处理回收系统，经过油气别离、污油净化后，再排入油箱。流经低压浮环的密封油进入2腔室〔大气侧〕，这局部油未与压缩气体接触，没有被污染，由回流孔直接排入油箱循环使用。密封油压一般控制比高压气体的压力〔1腔室压力〕略高0.06MPa左右，压差很小，故向高压端漏油量很少，但密封油压与低压侧的压差那么很大，故流入低压端腔室2的油量较大。浮环密封工作原理原理：浮环密封靠高压密封油在浮环与轴套间形成油膜，节流降压，阻止高压侧气体流向低压侧，将气体封住。因为主要是油膜起作用，故又称为油膜密封。特点：在工作时浮环受力情况与轴承相似，所不同的是：轴承相对固定,浮起的是轴;对浮环密封而言，由于浮环重量很小，故轴转动而在浮环与轴间隙中产生油膜浮力时，浮起的将是浮环，轴是相对固定的。浮环与轴完全同心，那么不会产生油膜浮力，如浮环与轴偏心，那么轴转动时将会产生油膜浮力，这种浮力使浮环浮起而使偏心减小。当偏心减小到一定程度，即对应产生的浮力正好与浮环重量相等时，便到达了动态平衡。由于浮环很轻，因此这个动态平衡时的偏心是很小的，即浮环会自动与轴保持根本同心，这是浮环的特点。浮环密封原理与特点1)、密封结构简单，只有几个形状简单的环、销、弹簧等零件。多层浮动环也只有这些简单零件的组合，比机械密封零件少。2)、对机器的运行状态并不敏感，有稳定密封性能。3)、密封件不产生磨损，密封可靠，维护简单、检修方便。4)、因密封件材料为金属，故耐高温。5)、浮环可以多个并列使用，组成多层浮动环，能有效的密封10MPa以上的高压。浮环密封的优点6)、能用于10000～20000r/min的高速旋转流体机械，尤其使用于气体压缩机，其许用速度高达100m/s以上，这是其他密封所不能比较的。7)、只要采用耐腐蚀金属材料或里衬耐腐蚀的非金属材料〔如石墨〕作浮动环，可以用于强腐蚀介质的密封。8)、因密封间隙中是液膜，所以摩擦功率极小，使机器有较高的效率。浮环密封的优点1〕、密封件的制造精度要求高，环的不同心度和端面的不垂直度和外表不粗糙度对密封性能有明显的影响。2〕、浮环密封对液体不能做到封严不漏。对气体虽然可做到封严，但需要一套复杂而昂贵的自动化供油系统。浮环密封的缺点浮环密封是由高压环、低压环、防转销、辅助O型密封环等组成。高压环的作用:是利用密封油在浮环与轴套间形成的油膜，阻止所密封气体通过浮环与轴套间的间隙外漏，但会有少量油从此间隙中向密封气体侧泄漏，因高压环两侧压差较小，所以高压环一般为一道。浮环密封的结构特点低压环的作用是利用密封油在浮环与轴套间形成的油膜，产生节流降压，阻止密封油流向低压侧，起减少密封油消耗、使密封油保压的作用，因低压环两侧压差较大〔低压环外侧一般同大气连通〕，为防止泄油量过大，视情况低压环可选用多道。防转销的作用是防止浮环随轴转动，但同时防转销又不影响浮环正常浮起。O形密封环的作用是防止密封油从浮环和壳体间的接触面处泄漏，为辅助密封。浮环密封的结构特点K1301干气密封开工氮压机干气密封气路K1301气封剖面图压缩机外密封—干气密封传统的机械密封在动静环两个磨擦面之间需要提供液体润滑和冷却，以确保密封面间形成液膜而正常运转。干气密封不需要专门的液体润滑和冷却，它是在机械面的动环的密封端面上开有螺旋槽，当动静环相互高速旋转时，在两端面间形成一层气膜，把动静环推开，使两端面不接触。螺旋槽的沟槽深度一般为0.0025~0.01mm，并且是不开通的，当动环转动时，气体被引入沟槽，引入沟槽内气体被压缩时，遇到密封坝的阻拦，压力升高，克服静环后面弹簧力和作用在静环上流体的静压力，把动静密封环推开，中间形成气体密封膜，起到密封作用。离心式压缩机干气密封工作原理干气密封优点干气密封结构特点干气密封主要特征使用干气密封本卷须知干气密封典型结构弹簧座

(410S.S.)弹簧

(哈氏合金C)

推环

(410S.S.)

腔体

(410S.S.)

轴套

(410S.S.)

波纹带或定位环(蒙耐尔

K-500或4F)压紧套(410S.S.)静环(碳石墨)(Cranite2000)动环(WC或SiC)此幻灯/讲义的知识产权为JohnCrane所有，未经书面许可，其内容不得被复制或泄漏给第三方。典型单端面干气密封气路一级密封气进入压缩机放空到火炬串联式干气密封气路工作原理

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30干气密封动环动作演示干气密封工作原理工作原理正常间隙压缩膨胀气膜压力分布弹簧力+流体压力SP闭合力FC开启力FOFC=FO干气密封工作原理闭合力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。在平衡条件下FC=FO，运行间隙大约3微米

气膜压力分布弹簧力+流体压力SP闭合力FC开启力FOFC>FO间隙增大工作原理干气密封工作原理如果扰动使密封面间隙增大，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，密封很快到达新的平衡为止。工作原理气膜压力分布弹簧力+流体压力SP闭合力FC开启力FOFC<FO间隙减小干气密封工作原理如果某种干扰使密封面间隙减小，那么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。干气密封隔离气进气孔二级进气一级进气氨机安装干气密封槽道

隔离气轴承放空

二级放空干气密封隔离气示意图密封进油事故2021年我厂氨机干气密封二级动环进油机组油系统启动前，干气密封隔离气一定要先与油系统10分钟启动，停油后10分钟方能停干气密封隔离气。氨机干气密封系统图建立隔离气建立一级密封气建立二级密封气氨机干气密封报警图典型的干气密封控制系统(TM02D)

一级密封泄漏放火炬

FTFTFT火炬过滤器PSPSFO工艺气体外部气体FOFT工艺气体过滤后的工艺气体工艺气体

去火炬干气密封一级气典型的干气密封控制系统(TM02D)

中间注入氮气外部气体FTFIFIFTFT火炬过滤器PSPSFO工艺气体FOFOFOFT工艺气体过滤后的工艺气体工艺气体

去火炬隔离气过滤器过滤后的氮气双端面干气密封双密封气气路典型的干气密封控制系统(TM02D)

二级泄漏放空FTFIFIFTFT放空火炬过滤器PSPSFO工艺气体外