干气密封原理

干气密封原理

干气密封是一种常见的密封方式，它主要应用于高速旋转机械设备中，如离心压缩机、涡轮机等。干气密封的主要作用是防止介质泄漏和外部空气进入设备内部，从而保证设备的正常运行和安全性。下面我们将详细介绍干气密封的原理及其工作过程。

干气密封的原理主要包括惯性气体密封和辅助密封两种。惯性气体密封是利用气体的惯性和离心力将气体挤压在密封面上，形成气体屏障，阻止介质泄漏。而辅助密封则是通过外部供气系统，向密封面提供压力，增加密封面上气体的密度和压力，从而提高密封效果。这两种原理的结合使用，能够有效地实现干气密封的功能。

干气密封的工作过程可以简单描述为，当设备开始运转时，密封面上的气体受到离心力的作用，形成高速旋转的气体屏障。同时，辅助密封系统向密封面提供压力，使气体屏障更加稳定和密实。当设备停止运转时，辅助密封系统也会停止供气，气体屏障逐渐消失。这样，就能够有效地实现密封面的密封和解除密封。

干气密封的优点主要包括以下几点，首先，它能够有效地防止介质泄漏，保护设备和环境的安全；其次，干气密封不需要润滑剂，能够避免润滑剂对介质的污染；最后，干气密封具有较长的使用寿命和较低的维护成本，能够降低设备的运行成本。

然而，干气密封也存在一些缺点，例如对设备的加工精度要求较高，安装和维护较为复杂，需要专业技术人员进行操作和管理。因此，在选择干气密封时，需要根据设备的具体情况和工作环境进行综合考虑。

总的来说，干气密封作为一种重要的密封方式，具有广泛的应用前景和发展空间。随着科技的不断进步和创新，相信干气密封技术将会得到进一步的完善和提升，为各行各业的设备运行和安全提供更加可靠的保障。

１、干气密封基本原理

干气密封动静环表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽，随着转动，气体被内泵送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件的能力。反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。

２、干气密封投用步骤

注意事项：ａ、严禁在不投用干气密封的情况下，打开压缩机的出入口阀。

ｂ、干气密封应依次投用一级密封气，二级密封气，后置隔离气。

ｃ、严禁在不投用干气密封的情况下，启动压缩机润滑油泵。

ｄ、必须确保排放火炬和放空的背压小于进入干气密封的密封气压力。

ｅ、在开机后应尽量避免在干气密封在低于3000转以下长时间运行。

ｆ、严禁在增压泵活塞杆漏气大于50KPａ的情况下启动增压泵。

步骤：干气密封系统安装后，在一级，二级，后置隔离气入口法兰端口处接上洁净的仪表风或低压氮气连续吹扫4～6小时以上，直到用细纱漂白布贴近六个出口吹扫5分钟以上，用眼仔细观察确无灰尘、油污、水分等杂质为合格。吹扫干净后关闭所有阀门，处于待命状态。

打开系统所有常开取压阀，投用现场压力表、变送器、压力开关，液位计等并检查各管线，活接头连接情况。

打开低压N气去干气密封系统阀门，充分脱液后进行氮气置换，时间为四小时，并通过一级密封气和平衡管差压控制阀

调节一级密封高低压端流量不低于１１７Nm3/h（柴油不低于２５０Nm3/h）

二级密封高低压端流量不低于２．９Nm3/h（柴油不低于６．５Nm3/h）排放火炬流量７－１１Nm3/h,（柴油５－８Nm3/h），并通过自力调节阀使阀后压力不低于0.185MPａ（柴油0.1 MPａ）

干气密封技术简介

一、干气密封技术基本结构原理

一般来讲，典型的干气密封结构包含有静环、动环组件（旋转环）、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座（腔体）等零部件。静环位于不锈钢弹簧座内，用副密封O形圈密封。弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在转子上的动环组件配合，如图1所示

图1

在动环组件和静环配合表面处的气体径向密封有其先进独特的方法。配合表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽，如图2所示。

图2

随着转子转动，气体被向内泵送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件间气隙的能力。反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。

在动力平衡条件下，作用在密封上的力如图3所示。

图 3

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的。在平衡条件下Fc=Fo，运行间隙大约为3微米。

如果由于某种干扰使密封间隙减小，则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。如图4所示。

4

图

类似的，如果扰动使密封间隙增大，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，密封会很快达到新的平衡状态，见图5。

图5

这种机制将在静环和动环组件之间产生一层稳定性相当高的气体薄膜，使得在一般的动力运行条件下端面能保持分离、不接触、不易磨损，延长了使用寿命。

通过以上结构的不同组合并配合辅助的密封可演化出用于实际工况的几种结构：

干气密封的原理

• 干气密封是一种密封全部工艺气压力的非接触式端面密封。

• 该密封包括轴向浮动的碳化物环-—静环,和旋转环——动环，旋转环密封面的外径部位刻有槽，槽的下面是被称为密封坝的光滑区域。

• 在轴处于静止和机组未升压时，静环背后的弹簧使其与动环接触。当机组升压时，气体所产生的静压力将使得两个环分开并形成一极薄的气膜（约3μm）.这间隙允许少量的密封气泄漏。

• 当机组开始旋转时，由于动环上槽的作用把气体向密封坝泵送，槽内压力从外径向内径增加，靠近槽的根部产生一高压区域,并扩大两环间的间隙,同时泄漏量也增加.

• 当弹簧力和气体的静压力与槽和密封坝的流体动力相等时，密封面之间形成稳定的气膜间隙。

• 当间隙减小时,流体动力学作用使得端面之间的分离力迅速增加，间隙将扩大。间隙的增大时将导致打开力减小,间隙将减小。干气密封的自动平衡原理使得密封端面之间形成了稳定的间隙和泄漏量。当轴旋转时密封面非接触，所以没有磨损。

• 干气密封顾名思义是指干燥的、洁净的气体密封。

• 干气密封的密封面之间在运行时有非常小的间隙，密封气流过该间隙。密封面之间的微小间隙要求密封气中不能含有直径超过间隙的颗粒,也不能含有液体，干气密封控制盘的特点是具有过滤装置、除湿装置(密封气用工艺介质时)，提供高清洁度的气体以延长密封面的寿命,并防止静环背面堆积污染物。

• 密封气分为主密封气、隔离气(缓冲气).

• 干气密封设计压力为机组的进气压力。主密封进气腔的压力稍许高于进气压力，确保密封腔内清洁的环境.由于密封腔与工艺气腔有压差，对于串联式结构来讲大部分经除湿、过滤的密封气流经工艺气拉别令密封进入压缩机，只有一小部分密封气流经密封面之间，成为泄漏气体；对于并联式双端面密封来讲，密封气流经两个密封面之间,成为泄漏气体。串联式结构主密封气又分一级主密封气（内侧端面）、二级主密封气(外侧端面），内侧端面起主要密封作用，外侧端面是一个安全密封，当内侧主密封突然失效时,危险介质不会发生大量外泄,造成安全事故。一级主密封气使用工艺介质或氮气，二级主密封气只能使用惰性气体（氮气）。