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干气密封的浅析及问题处理2 干气密封的原理结构干气密封是一种螺旋槽端面密封，其实质是通过气膜来实现润滑的非接触式机械密封。
在动环或者静环的端面上(或者同时在这2个端面上)加工出均匀分布的各种形式的螺旋槽，运转时密封气体沿周向被吸入螺旋槽内，径向分量由外侧向中心流动，而密封坝则节制气体流向中心，气体随着螺旋槽截面形状的变化被压缩，引起压力升高，迫使动、静密封环张开而形成气膜，由气膜产生的开启力与弹簧和介质形成的闭合力达到平衡时，密封系统形成非接触运转。
当端面外侧开设有流体动压槽（2.5～10µm）的动环旋转时，流体动压槽把外径侧（称之为上游侧）的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐下降，因端面膜压增加使所形成的开启力大于作用在密封环上的闭合力，在摩擦副之间形成很薄的一层气膜（1～3µm）从而使密封工作在非接触状态下。
所形成的气膜完全阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道，实现了密封介质的零泄漏或零逸出。
干气密封结构原理由旋转环、静环、弹簧、密封圈、以及弹簧座和轴套组成。
旋转环密封面经过研磨、抛光处理,并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。
干气密封旋转环旋转时,密封气体被吸入动压槽内,由外径朝向中心径向分别朝着密封堰流动。
由于密封堰的节流作用,进入密封面的气体被压缩,气体压力升高,在该压力作用下密封面被推开,流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜(它替代了普通密封两个密封间的液膜)。
由气体动力学理论,当干气密封两端面间的间隙在2～3mm时,通过间隙的气体流动层最为稳定,因此,气膜厚度一般选在3mm左右,当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时,该气膜厚度十分稳定。
正常条件下,作用在密封面上的闭合力(弹簧力和介质力)等于开启力(气膜反力),密封工作在稳定工作间隙,当受到外部干扰,气膜厚度减小,则气膜反力增加,开启力大于闭合力,迫使密封工作间隙增大,恢复到正常值。
干气密封失效原因分析与有效性措施摘要：随着我国经济、科技的快速发展，逐渐开展以西气东输为核心的高频干气传输形式，解决压缩机组内干气密封失效问题，降低维修费用，提高经济效益，结合干气密封结构和工作原理为出发点来探究管道干气密封应用效果，分析失效原因，解决失效漏洞。
结合干气密封设计原理、运输储存形式和安装拆卸维护技术等方面，提高干气密封性的针对性和可靠性，为后续压缩机干气密封使用提供借鉴与参考意义。
关键词：干气密封、有效性措施、失效分析引言现阶段，干气密封压缩机主要有弹簧座袖和衬套这两部分所构成，以密封的旋转元件制造而成的密封面，在绝大部分工艺进气装置中损耗较低，少部分气体可被吸入螺旋装置后在螺旋槽根部产生密封节流作用。
在气体压力的作用下，密封面被推开可以形成具有一定厚度的气膜，在气膜之间合力和反弹作用力的支持下，保持一定的密封间隙，维持干气密封的可行性和可靠性。
干气密封装置的配置形式有很多，主要以单级密封、双级密封和串联密封这三种所构成，为有效避免工艺泄露问题，阻挡干气渗出，可以以密封串联的形式来单独增加密封口，直接在上方设置放空口后增加迷宫密封装置，即可阻挡干气泄漏，也可限制工艺气体泄漏，相当于在原有密封装置的基础之上加装密封盒，起到封闭保障作用，也可以将工艺气体与干气分隔开。
一、干气密封失效原因(一)杂质干气密封失效的主要原因是由于杂质的存在所导致的，当杂质在存在于环与主环之间的凹槽处时，相当于外界异物，如固体或液体直接进入狭窄的螺旋槽内，致使内部槽间的密封部件过热，压力升高，存在机械密封失效的问题。
其次，这些杂质的主要来源于工业气体、轴承、润滑油。
工业气体的内侧或高压侧，由于压力供给不足，发生内侧泄漏现象，直接接触密封层工业气体内的杂质，相当于破坏了干气密封装置，而轴承润滑油的外侧或低压侧由于密封不严，润滑油直接通过接触部位渗透入干气密封区域内缓冲装置中。
通常在除了空气或氮气外，还会存在轴承润滑油，可向内渗入油污，当密封器存在密封不严密、自身带有杂质时，需要通过干燥并过滤后避免较大颗粒进入干气，以聚合性过滤的形式来保证清除大量液体微粒，防止凝析发生。
１引言在众多天然气联合循环电厂中，天然气调压站多采用增压机来满足燃机前置模块的压力、温度和流量要求。
离心式增压机有处理气量大、运转可靠性强、运行效率高、结构紧凑等优点，使其成为诸多燃气发电的优先选择。
某电厂使用３台德国曼透平公司生产的四级离心式天然气增压机，在实际使用过程中全部３台增压机均发现多个干气密封损坏问题。
通过对故障干气密封的分析及处理，采取适当的技术措施，有效避免再次出现类似故障，降低维护成本，提高设备可靠性。
２干气密封系统介绍２.１干气密封结构离心式压缩机的干气密封是一种采取非接触方式实现气体密封的处理技术。
德国曼透平公司生产的四级离心式增压机的干气密封件位于轴承和压缩机级之间，是一种串联式干气密封。
干气密封的旋转部分牢牢地安装在轴上，静止部分连接到增压机外壳，防止增压机在高压高转速的运行状态下天然气泄漏到大气中。
其结构组成如图１所示。
２.２干气密封工作原理干气密封的弹簧组将可做轴向移动的静止滑环压在旋转的动环上，当密封动环的转动速度达到一定的转速时，静止滑环克服弹簧力向后移动，这样在两个密封面上形成并维持一定的密封间隙，在这个间隙里形成一个稳定的气膜，密封动环在这个间隙里的气膜上无接触地滑动。
气膜厚度一般为几微米，稳定的气膜可以使密封端面的间距保持一定的密封间隙，间隙太大，密封效果变差；而间隙太小会使密封面发生接触。
因干气密封的摩擦热不能散失，端面间无润滑接触将很快引起密封端面变形，从而使密封失效。
氮气通过密封间隙时靠节流和阻塞的作用而被减压，从而实现气体介质的密封。
增压机启动运行时，从其天然气出口管道的抽气经过一组过滤器的过滤，由流量调节阀调节压力、流量后进入首级密封进气室，通过动静滑环之间的密封间隙后排入大气。
次级密封和分离气的气源为浓度大于９８％的氮气。
进入干气密封前的氮气同样需要过滤器的过滤处理。
次级密封气体进入进气室后排入大气，并且部分次级密封气体进入首级密封的排气通道与首级密封气体混合，目的是在首级密封出现故障或损坏时防止工艺气体逸出。
