离心式压缩机干气密封系统页

离心压缩机干气密封系统原理及泄漏原因分析1. 引言1.1 离心压缩机干气密封系统概述离心压缩机干气密封系统是离心压缩机中的重要组成部分，其作用是防止气体泄漏，保证系统的正常运行。

在离心压缩机中，气体被压缩的过程中会产生热量，同时也会产生润滑剂的蒸发和挥发，这些都会对密封系统造成影响。

干气密封系统的设计和运行至关重要。

干气密封系统通常由密封件、密封腔和密封气环组成。

密封件通常是由硬质材料制成，能够承受高速旋转和高温环境下的摩擦和磨损。

密封腔则是密封件的安装位置，需要具有良好的密封性能，避免气体泄漏。

密封气环则是用来保持密封腔内的压力，减少密封件和密封腔之间的摩擦。

2. 正文2.1 离心压缩机干气密封系统原理离心压缩机干气密封系统是通过密封件将压缩机的高压气体与外部环境隔离，防止气体泄漏和润滑油流失。

密封系统通常由静态密封和动态密封两部分组成。

静态密封主要用于固定部件之间的密封，如法兰、外壳等；动态密封则用于活动部件之间的密封，如轴封、活塞环等。

在离心压缩机中，干气密封系统是至关重要的，因为它直接影响到压缩机的运行效率和稳定性。

其工作原理主要是利用密封件和密封面之间的紧密接触，防止气体从密封处泄漏。

干气密封系统还要求密封件具有一定的弹性和耐磨性，以确保长期可靠的密封效果。

通常情况下，干气密封系统采用的密封件材料有橡胶、金属和聚四氟乙烯等。

这些材料具有良好的密封性能和耐腐蚀性能，适用于不同工况下的压缩机密封要求。

2.2 离心压缩机干气密封系统泄漏原因分析1. 密封件老化密封件在长时间运行过程中会受到高温、高压等环境影响，导致橡胶硬化、膨胀失效，从而导致密封性能下降，出现泄漏现象。

2. 设计缺陷密封系统设计不合理，存在结构缺陷或安装不当等问题，导致密封件无法完全密封，易发生泄漏。

3. 起磨擦损伤由于离心压缩机工作时高速旋转，密封件与轴、壳体等部件之间可能发生磨擦损伤，造成密封性能下降，引起泄漏。

4. 润滑不足密封系统的润滑不足，导致摩擦增大，密封件磨损加剧，从而引发泄漏。

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。

密封坝对气体产生阻力作用，被吸入的气体就被压缩，在密封面上产生动压力。

在该密封坝的内侧还有一系列反向螺旋槽，起到反向进气、改善配合表面压力分布的作用，反向螺旋槽内侧也有一段密封坝，对气体产生阻力作用，从而增大气膜压力。

离心式压缩机干气密封系统常见故障研究发布时间：2021-07-26T09:54:08.083Z 来源：《科学与技术》2021年3月8期（中）作者：杨文莹[导读] 在化工企业当中，离心式压缩机是一项核心的设备，杨文莹三一集团有限公司上海分公司上海 201400摘要：在化工企业当中，离心式压缩机是一项核心的设备，而为了保证压缩机的整体系统能够正常工作，压缩机的密封系统也是非常重要的。

基于此，本文首先对离心式压缩机的结构原理和主要特点进行了介绍，然后又对干气密封常见的故障进行了分析，并指出相应的应对措施，希望本文所作分析能够为有关研究人士带来借鉴和参考。

关键词：离心式压缩机；干气密封；故障前言：在石油、化工，以及冶金等领域，离心式压缩机得到了非常普遍的应用。

因为工作情况具有一定的特殊性，特别是在工作介质当中存在易燃易爆和有毒有害气体时，为了避免气体出现泄漏，就要求压缩机有着非常高的密封性。

干气密封的出现可以说是动密封领域当中一次非常重要的变革，现阶段市面上使用的离心式压缩机组轴端部位全部应用的都是干气密封。

1.离心式压缩机结构原理离心式压缩机在工作过程中与离心泵，以及轴流式压缩机有着非常大的不同，而最大的不同在于离心式压缩机的工作介质是气体。

当离心式压缩机进行工作时，气体会发生径向流动，从而导致比较大的排气压力出现。

一般情况下，构成离心式压缩机中的转子由两部分组成，分别是轴，以及叶轮。

其中，对于转子而言，轴承主要发挥的是支撑的作用，通过止推轴承以及平衡盘，使得轴向力的平衡作用得以实现。

而在启动设备的驱动下，转子会自动并且高速的进行旋转，并且与定子以及轴承共同构成压缩机，成为压缩机当中最重要的三大设备板块，在三大设备板块的协调与配合下，使得离心式压缩机能够正常工作。

2.离心式压缩机的特点第一，早期的复式压缩机，其排量通常比较小，与其比起来，离心式压缩机在排量方面得到了显著的提高，平均每分钟能够达到几千立方米，在很大程度上提高了工作效率。

第26卷第7期油气储运机械设备干气密封在离心压缩机中的应用刘培军*杨默然(中国石油管道公司技术服务中心)(中国石油天然气管道局第一工程分公司)刘培军杨默然:干气密封在离心压缩机中的应用,油气储运,2007,26(7)51~54。

摘要介绍了干气密封的基本结构、工作原理、在离心压缩机中应用干气密封的优点和转子的装配与运行要求。

结合干气密封在天然气管道离心压缩机的应用实例,提出了干气密封的具体流程、控制系统和投产运行需要注意的问题。

主题词干气密封离心压缩机优点原理应用离心压缩机若想获得良好的运行效果,必须在转子与定子间保留一定间隙112,以避免相互间的摩擦、磨损以及碰撞,同时,由于间隙的存在,自然会引起级间和轴端的泄漏,这不仅降低了压缩机的工作效率,而且还将导致环境污染,甚至引起着火爆炸等事故。

密封就是在保留转子与定子之间有适当间隙的前提下,避免压缩机级间和轴端泄漏的有效措施。

根据压缩机的工作温度、压力和气体介质有无公害等条件,密封可选用不同的结构形式。

密封装置按结构特点可分为抽气式、迷宫式、浮环式、机械式、螺旋式干气密封等五种,一般有毒、易燃易爆的气体,应选用浮环式、机械式、干气密封以及抽气式等密封装置,如果气体无毒、无害、升压较低,则可选用迷宫式密封装置。

干气密封是20世纪70年代发展起来的一项新型技术,与机械接触式密封、浮环油膜密封相比,干气密封可以省去密封油系统,并且可以避免产生一些相关的常见问题,具有运行可靠性高,使用寿命长,密封气泄漏量小,功耗极低,工艺回路无油污染,工艺气不污染润滑油系统等优点,另外,取消了庞大的密封油供给系统及测控系统,使占地面积减少,重量轻,运行维护费用低,缩减了计划外维修费用和生产停车时间。

通常,干气密封与机械接触式密封有相似的剖面外形,密封是在与转动相垂直的平面内实现的。

干气密封公用面结构主要有扁平密封块、台阶形密封块、锲形密封块和螺旋槽表面四种形式。

现以螺旋槽气体密封为例,分析干气密封的结构特点、工作原理和维护要求。

2018年11月离心式压缩机干气密封系统常见故障分析张宁博(山东垦利石化集团有限公司,山东东营257500)摘要:流体的静力与动力如果能够保持平衡的状态，那么就能够实现干气密封。

而在离心式压缩机干气密封系统当中，动环、静环、弹簧等装置是其中的重要构成部分。

经常会出现的故障则主要包括联锁停机、密封失效等。

而在这些故障当中，密封失效比较容易发生。

而此故障主要出现在压缩机开停期间，一旦压缩机机械的其中一个部位出现问题，那么就要在试车结束以后，去对干密封系统采取检验，这样就能够确保离心式压缩机的有效运行。

关键词:离心式压缩机；密封系统；密封失效压缩机有很多的种类，其中主要包括活塞压缩机、离心压缩机等。

其主要应用于集输管网远距离输送和制冷领域有关做功。

密封系统能够确保压缩机工艺气体免遭工艺气体泄漏以及环境介质不遭到破坏，因此得到了相关工作者的高度重视。

不过离心式压缩机干气密封系统经常会出现一些故障，这就要求相关工作者一定要制定出完善的解决方案。

那么下面我们就来具体的讨论一下相关的话题。

1干气密封系统的原理流体的静力与动力如果能够保持平衡的状态，那么就能够实现干气密封，而在离心式压缩机干气密封系统当中，动环、静环、弹簧等装置是其中的重要构成部分。

动环面中设有很多的螺旋形流体动压槽，然后通过抛光，来提高平面度以及光洁度。

在运转的过程中，气体会在环旋的作用下从外径流入中心，而径向分量会流往密封堰，造成气体压力变高。

借助此压力，就能够将动环和静环之间的密封面移开，而流动气体在密封面上会构成一层比较薄的气膜，以此防止泄露间隙达到非接触式密封的目的。

2密封用工艺气体2.1隔离气隔离气通常使用N2，功能是能够避免轴承润滑油钻进肝气密封腔，从而对密封面形成破坏。

通常，隔离气压力并不小于机油压力。

在进行操作的时候，隔离气一定要在还没有采用润滑油系统的时候就进行使用，并在运用完润滑油系统后进行关闭。

2.2密封气在压缩机里，工艺气是CO 、N 2、H 2的情况下，通常会使用压缩机出口工艺气来当做密封气，而压缩机里工艺气为富气或其体内具有很多烃类的情况下，通常会使用N 2来当做密封气。

13中国设备工程 2020.07（上）中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng干气密封是一种干运转、气体润滑、无接触轴封，具有无介质泄漏、安全可靠、使用寿命长、功耗低等优点，在石油化工、煤化工等离心压缩机组获得广泛的应用。

在生产运行中，因干气密封控制系统的设计、选型及运行使用不到位，引起干气密封泄漏、失效等故障，严重影响机组安、稳、长、满、优运行。

因此对离心压缩机组轴封设计出一套可靠、合适的干气密封控制系统，对确保机组安、稳、长、满、优运行起着举足轻重的作用。

1 干气密封工作原理干气密封是一种气膜润滑、流体动静压结合、非接触式机械密封，具有无介质泄漏、安全可靠、使用寿命长、功耗低等优点。

典型的干气密封结构如图1所示，包含有静环、旋转环、O 形圈密封、弹簧和弹簧座等零部件。

与其他机械密封相比,干气密封主要区别是在动环表面上刻有浅槽，动环槽一般有单向槽型和双向槽型。

一般单向槽型为螺旋槽结构，双向槽型有T 型槽、枞树槽等。

如图2干气密封动环槽为单向、螺旋槽结构，每个槽宽自内向外逐渐增大，槽深一般为2.5-10μm。

螺旋槽干气密封工作原理是靠流体静压力、弹簧力与流体动压力之间的平衡。

当密封气体注入密封装置时,使动、静环受到流体静压力的作用。

而流体的动压力只是在转动时才产生。

如图2，当动环随轴转动时,螺旋槽里的气体被剪切从外缘流向中心,产生动压力,而密封堰对气体的流出有抑制作用,使得气体流动受阻,气体压力升高,这一升高的压力将挠性安装的静环与配对动环分开,当气体压力与弹簧力恢复平衡后,维持一最小间隙,形成气膜,膜厚一般为3-5μm,使旋转环和静止环脱离接触，从而端面几乎无磨损，同时密封工艺气体。

图1干气密封结构示意图图2 动环端面上的螺旋槽结构示意图浅谈离心式压缩机干气密封控制系统设计原理与要点石芝锋（广西华谊能源化工有限公司，广西 钦州 535000）摘要：本文通过介绍干气密封的基本工作原理,并结合甲醇装置低温甲醇洗工段CO 2压缩机组干气密封控制系统的设计，总结出离心式压缩机干气密封控制系统的设计要点和基本技术要求,对指导离心式压缩机干气密封控制系统的设计、选型及生产运行维护有一定的指导意义。

离心式压缩机干气密封系统常见故障分析近年来压缩机的应用领域不断扩宽，离心式压缩机作为其中重要的机型，在制冷、石油、天然气等国民经济命脉产业中得到广泛的应用。

随着离心式压缩机的普及，其故障出现频率也大幅上升。

离心式压缩机功率极大，超高的转速会使密封泄露事故发生时造成严重生产事故。

本文针对普遍应用于压缩机密封的方法-干气密封，通过对离心式压缩机组干气密封的常见故障进行总结和分析，提出了相应的处理方法和应对措施，通过这些方法，有利于预防机组故障的发生，保证核心设备长周期安稳运行。

标签：离心式压缩机;干气密封系统;故障分析0 引言离心式压缩机在制冷、石油、天然气等国民经济命脉产业中有着广泛的应用。

由于应用领域的特殊性，尤其在压缩易燃易爆等危险气体时，要求压缩机体必须保持极高的密封性。

根据非接触式干气密封不受PV值限制的特性，特别适合于高速、高压条件下大型离心压缩机的密封，干气密封泄不仅漏量少、且运行功率小，操作维修简单、因此该方法在压缩机中已经得到普遍的使用。

本文对干气密封系统中常见的故障进行了归纳分析，结合实际故障案例给出合理解决方案，对干气密封系统的稳定性做出后援保障。

1 干气密封系统原理及特点1.1 系统原理干气密封系统主要依赖的工作原理是动压效应。

它是一种无接触的轴封方法，是在螺旋槽端面实现的密封。

干气密封将密封时的接触间隙控制在了极小的范围内，通常为三到五微米之间。

干气密封系统主要由动环、静环两部分及其余组件构成，干气密封的动环经过特殊化处理，其表明有一系列经过抛光处理的螺旋形流体动压槽，具有很高平滑及清洁程度。

动环在工作时，气体由环外径朝向中心流动，同时因为环周围密封堰具有扼流作用，进入密封面时气体被压缩导致气体压力升高。

动环与静环之间被该压力推开，流体可在在二者之间形成一层很薄的气膜-密封面，从而阻塞泄漏间隙达到非接触式密封目的。

目前，干气密封已成为压缩机正常工作时不可或缺的一环，随着密封技术的不断发展，干气密封正逐步取代传统的浮环密封、迷宫密封以及油润滑密封等方法。

离心压缩机干气密封系统原理及泄漏原因分析离心压缩机干气密封系统的原理首先涉及密封元件的选择。

常见的密封元件包括机械密封和软密封。

机械密封通常由一个旋转部件和一个固定部件组成，通过它们之间的摩擦或直接接触形成密封。

软密封则是通过柔软的材料，如橡胶、塑料等，形成密封。

密封元件的选择需要考虑工作条件、压力、温度和介质等因素。

其次，气压控制对于离心压缩机干气密封系统也非常重要。

通过对气压进行控制，可以实现密封系统的稳定运行。

通常，干气密封系统常采用正压气体来控制，即在离心压缩机的输出端增加一定的气体压力，以抵消输入端的气体流量。

同时，还可以通过监测系统的气体压力、温度和流量等参数，及时调整控制参数，确保系统的正常运行。

最后是泄漏原因分析。

离心压缩机干气密封系统的泄漏通常有多种原因，包括密封元件的损坏、松动或磨损，密封面上的污垢和颗粒物，以及工作条件的变化等。

密封元件的损坏或松动可能导致密封的失效，进而造成气体泄漏。

污垢和颗粒物会使密封面变得不平整，从而降低密封的效果。

此外，由于压力、温度和介质的变化，密封系统可能发生膨胀、收缩或变形等现象，导致泄漏的发生。

为了解决离心压缩机干气密封系统的泄漏问题，可以采取以下措施。

首先，定期检查和维护密封元件，及时更换损坏的密封件或紧固松动的部件。

其次，定期清洗密封面，避免污垢和颗粒物的积聚。

此外，应选择高质量的密封元件，并确保其与离心压缩机的匹配性。

最后，在设计和安装密封系统时，应考虑工作条件的变化，采用合适的材料和结构，以提高密封的可靠性。

总之，离心压缩机干气密封系统是一种关键的气体控制系统，其原理涉及密封元件的选择、气压控制和泄漏原因分析。

通过优化系统设计、选择适当的密封元件，并进行定期检查和维护，可以提高离心压缩机干气密封系统的可靠性和效率。

离心压缩机干气密封原理与典型故障分析正文 2219 字丨 7 分钟阅读一、干气密封基本结构及工作原理1、干气密封基本结构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。

如图1-1所示，包含有静环、动环组件(动环)、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座(腔体)等零部件。

干气密封的结构设计特点为在密封端面上开设动压浅槽,其转动形成的气膜厚和流槽槽深均属微米级,并采用润滑槽、径向密封坝和周向密封堰组成密封和承载部分。

可以说是开面密封和开槽轴承的结合。

干气密封动压槽有单旋向和双旋向，一般单旋向为螺旋槽，双旋向常见有T型槽、枞树槽和U型槽。

如图1-2所示，单旋向螺旋槽干气密封不能反转，反转则产生负气膜反力，导致密封端面压紧，致密封损坏失效。

而双旋向枞树槽则无旋向要求，正反转都可以。

单向槽相对于双向槽，具有较大的流体动压能，产生更大的气膜反力和气膜刚度，产生更好的稳定性。

2、干气密封工作原理如图，对于螺旋槽干气密封，其工作原理是靠流体静压力、弹簧力与流体动压力之间的平衡。

当密封气体注入密封装置时，使动、静环受到流体静压力的作用。

而流体的动压力只是在转动时才产生。

如图1-2所示，当动环随轴转动时，螺旋槽里的气体被剪切从外缘流向中心，产生动压力，而密封堰对气体的流出有抑制作用，使得气体流动受阻，气体压力升高，这一升高的压力将挠性安装的静环与配对动环分开，当气体压力与弹簧力恢复平衡后，维持一最小间隙，形成气膜，膜厚一般为3-5μm，使旋转环和静止环脱离接触，从而端面几乎无磨损，同时密封工艺气体。

3、干气密封的类型干气密封基本结构类型有单端面密封、串联式密封、带中间迷宫串联式密封和双端面密封。

（1）单端面密封适用于没有危害、允使微量的工艺气泄漏到大气的工况。

如N2压缩机、CO2压缩机、空气压缩机等。

（2）串联式密封适用于允许少量工艺气泄漏到大气的工况。

一般采用两级串联布置方式，一级为主密封，二级为备用密封。

离心式压缩机串联式干气密封介绍摘要：本文主要介绍了丙烯制冷压缩机串联式干气密封的结构、一级密封气系统、二级密封气系统、隔离气系统及放空气控制系统、报警及与处理措施、注意事项等。

关键词：干气密封；一级密封气；增压泵系统；二级密封气；隔离气1. 绪论丙烯制冷压缩机组的轴封采用约翰克兰工厂生产的集装式TM02E型带中间迷宫的串联干气密封。

带中间进气的串联式干气密封其结构是在串联式干气密封的两级之间加入迷宫密封结构。

所用气体除工艺气本身以外，还需另外引一路氮气作为第二级密封与中间迷宫间的使用气体。

当一级密封失效时，第二级密封可以起到辅助安全的作用。

2. 干气密封系统2.1干气密封系统干气密封系统包括一级密封气系统、二级密封气系统、隔离气系统、一级密封泄漏系统、二级密封泄漏放空系统和润滑油烟气放空系统以及干气密封增压单元。

正常运行时，压缩机出口气作为一级密封气气源。

低压氮气作为开、停机时一级密封气气源（或增压泵启动提供密封气）。

低压氮气作为二级进气和隔离气的气源。

2.2 一级密封气系统一级密封气流程：压缩机正常运行时，采用机组出口气（1.702MPaA，75.94℃）作为一级密封气源，该气源经N1A法兰接口进入干气密封系统盘后经过滤器F1（或F2）过滤达到1μ精度，再经一级密封气进气管路气动薄膜调节阀PDCV-X0682，调整为火炬线以上100KPa和平衡管压力以上80Kpa的较高值，然后经A1*、A2*法兰接口进入低、高压端一级密封腔。

一级密封气绝大部分经机组迷宫返回到机内，阻止机内气体外窜污染密封，少量气体经密封端面泄漏至一级密封排放腔体[1]。

见图1。

图1 干气密封系统简图2.3 增压泵系统系统开、停车或滞止状态时，如一级密封气源压力较低不能满足流量要求，可使用系统增压装置使机组迷宫处一级密封气保持正向流动，其流程为：一级密封气通过V12、V14，进入增压泵P-X0681压缩腔体，被增压的气体进入缓冲罐R1稳压，然后经F5过滤器过滤后由流量计FIT-X0685监测增压气体流量，之后通过V15、V13阀门返回到一级进气管线单向阀V20下游；增压泵驱动气（氮气）经过滤减压阀PCV-X0682、开关阀SV/XV-X0681进入增压泵驱动腔体使增压泵运行；增压泵泄漏气经限流孔板RO5、单向阀V49进入放火炬管线。