泵用干气密封系统

泵串联式干气密封基础知识一、干气密封结构说明干气密封为串联式结构，第一级为平衡型机械密封，第二级为干气密封，密封介质为干净氮气，氮气压力为0.5MPa左右。

由于干气密封端面上加工有螺旋型动压槽，只允许单向旋转，因此，该密封的旋转方向必须与干气密封装配图上标注的旋向一致。

正常情况下，机械密封作为主密封起作用，干气密封为辅助密封。

干气密封主要有以下作用：a)提高主密封的背压，防止端面汽化、减小密封面的磨损，极大地延长了主密封的使用寿命；b)当主密封失效时，干气密封可以起到备用密封的作用，防止意外事故的发生；c)主密封泄漏出的气体随氮气排入火炬，防止危险气体直接进入大气，消除了安全隐患同时起到环保的作用。

二、干气密封控制系统说明流程说明：干气密封控制系统是密封的重要组成部分。

它由密封气过滤单元和泄漏监测单元组成，为干气密封长期稳定运行提供保障。

1）过滤单元：外部氮气由G1进入控制系统首先经过截止阀V1（控制管网氮气进入系统）经过过滤器F1（精度为1μm，为干气密封提供干净的气体）经过减压阀V2，（减压到所需压力0.5MPa，为干气密封提供稳定的密封气）；再经过单向阀V3（防止主密封失效后，介质反串到氮气网管）由G2进入干气密封和主密封形成的密封腔（形成一个带压的干气密封腔，为主密封提供背压，延长主密封的使用寿命）2）泄漏监测单元：由G3泄漏出的微量的介质和氮气经截止阀V4(防止主密封失效后工艺介质大量泄漏)；经过压力表PI-12（监测主密封和辅助密封的使用情况）；经过节流孔板R0-11（起节流作用，在干气密封的密封腔建立所需0.5MPa的压力，同时对氮气耗量进行控制）。

当主密封泄漏过大时，由于限流孔板的作用，干气密封腔压力上升，泄漏管线上的压力表指示上升，超过0.6MPa时表明主密封失效。

最后经过一个单向阀V5（防止火炬管网气体反窜）把主密封泄漏的微量介质随同氮气排向火炬。

三、干气密封的运行及监测1.干气密封的运行在泵运转前应将连接到氮气的干气密封腔进气管线脱开，打开氮气入口阀对系统管线进行吹扫。

干气密封的原理及应用场合1. 干气密封的定义和基本原理干气密封是一种利用清洁干燥的气体（通常是氮气）在机械轴和密封部件之间形成一个气体屏障，以防止液体或气体泄漏的密封方法。

它主要利用气体压力高于液体或气体的压力，将气体或液体压缩在轴封附近的密封腔内，从而有效地防止泄漏。

干气密封的基本原理是通过气膜将两侧介质隔离开来，从而实现密封效果。

当轴旋转时，密封腔内的气体被强制流动，形成一个气膜屏障，防止液体或气体渗入密封腔。

2. 干气密封的优点•高效性能：干气密封具有较高的密封效果，有效防止液体或气体泄漏，提高设备的工作效率。

•可靠性：由于密封性能稳定可靠，干气密封可保持长时间的使用寿命而不需要频繁维护。

•适应性强：干气密封适用于各种介质，包括化工、石油、医药等不同行业。

•安全性高：由于采用气体作为密封介质，避免了液体泄漏导致的安全隐患。

•环保性好：干气密封无需使用润滑油，减少了对环境的污染。

3. 干气密封的应用场合3.1 化工工业在化工工业中，往往需要处理一些有害、腐蚀性或粘稠的介质。

传统的液体密封在这种条件下容易受到损坏或泄漏，而干气密封可以有效地解决这些问题。

比如，干气密封常被用于泵、压缩机、反应釜等设备的密封，确保介质不泄漏，从而保护操作人员的安全和设备的正常运行。

3.2 石油行业在石油行业中，由于介质种类多样，常常需要在恶劣的工作环境中进行密封。

干气密封可以适应高温、高压、腐蚀等艰苦环境，确保设备的正常运行。

比如，干气密封常用于石油泵、油井采气设备、管线等油气密封系统中。

3.3 医药行业在医药行业中，要求设备的密封性能高、可靠性强，并且要求设备无泄漏和无污染。

干气密封具有符合医药行业要求的特点，被广泛应用于制药设备、灭菌系统、制冷设备等。

3.4 其他行业除了化工、石油和医药行业外，干气密封还广泛应用于其他领域。

例如，干气密封可用于食品加工设备、纸浆设备、电力行业的泄漏控制等。

4. 干气密封的发展趋势随着技术的不断发展，干气密封正朝着更高效、更可靠和更环保的方向发展。

干气密封离心泵工作原理说起干气密封离心泵的原理，我有一些心得想分享。

你知道吗，就像我们家用的那种普通的水泵，抽水的时候水不能漏出来。

离心泵呢，它是靠叶轮旋转产生离心力，把液体从中心甩到四周，然后从出口送出去。

但这个密封就很关键了，要是密封不好，泵里的液体流出来，不但浪费，还可能损坏泵。

干气密封就像是给这个离心泵请了一个超级保镖。

我一开始看到这个词的时候就很疑惑，啥是干气密封啊？它怎么就能密封好呢？后来慢慢就理解了。

打个比方吧，干气密封就像给通道设置了一道神奇的气体栅栏。

干气本身被源源不断地送进这个密封系统里。

这里面涉及到一种压力平衡的原理。

正常情况下，泵里的液体是有一定压力的，想要冲出来。

干气呢，也有自己的压力，这个干气的压力就顶在密封的地方，液体的压力想把气推开往外漏，但是干气就像坚强的卫士不让液体冲过这道防线。

这有点像拔河，液体压力往左拽，干气压力就往右拉，在正常工作下，维持着一个平衡。

实际应用中，比如说在炼油厂那些复杂的流体输送设备中就用到了干气密封离心泵。

炼油时那些各种各样的化学液体，有的有毒，有的很昂贵。

要是离心泵密封不好，浪费、污染的事就都来了。

所以干线密封就像个大英雄，保证泵送作业安全高效地进行。

说到这里，你可能会问了，那干气要是压力不够了怎么办呢？哈哈，这是个好问题呢！其实整个干气密封系统是有监控装置的呀，一旦压力有异常，就会报警的，操作人员就会去检查供气源之类的东西。

不过，我也得承认，虽然我大概理解了干气密封离心泵的工作原理，但这个里面还有好多细致的控制理论和复杂的机械结构我还没有彻底搞清楚。

咱们可以一起讨论呀，没准你知道一些我不知道的知识呢。

而且这个原理也给咱们一些延伸思考，像是在其他类似要求密封的设备里，是不是也能借鉴这种干气密封的思路呢？这里有个注意事项就是干气的品质也是很重要的，要是干气里夹杂着杂质，那就好像给这个卫兵队伍里混进了坏蛋，会影响密封效果的哦。

本文摘自再生资源回收-变宝网（）泵用干气密封的原理及特点泵用干气密封主要应用于离心压缩机等高速流体设备上。

随着甭、反应釜等设备的出现,干气密封技术逐渐在低转速设备上进行了推广,从而形成了泵用干气密封技术。

一、泵用干气密封的工作原理泵用干气密封是一种高性能、长寿命的新型密封型式，在结构上它与普通机械密封显著不同的是：动、静环密封端面较宽；在动环或静环端面上加工出特殊形状的流体动压槽，如螺旋槽，槽深一般在3-10pm之间。

当动环高速旋转时，动环或静环端面上的螺旋槽将外径处的高压气体向下泵入密封端面间，气体由外径向中心流动，而密封坝节制气体流向中心，于是气体被压缩引起压力升高，在槽根处形成高压区。

端面气膜压力形成形成开启力，在密封稳定运转时，该开启力与由作用在补偿环背面的气体压力和弹簧力形成的闭合力平衡，密封保持非接触、无磨损运转，其气膜厚度一般维持在2-3pm。

如果出现某些扰动因素使密封间隙减小，引起开启力减小，而闭合力不变，密封间隙将减小，密封将很快再次恢复平衡。

干气密封的这种抵抗气膜间隙变化的能力称之为气膜刚度。

虽然泵用干气密封的气膜间隙很小，但气膜刚度很大，比液膜润滑机械密封的膜刚度要大得多。

二、泵用干气密封的主要优点与传统的接触式机械密封相比，在离心泵中采用干气密封有以下几个方面的优点：（1）摩擦功耗低由于干气密封的两密封端面被一薄层稳定的气膜所隔离而且密封腔内为低粘度的气体介质，因此干气密封的端面摩擦功耗和动环组件的搅拌摩擦损失要比液体润滑的密封装置的摩擦功耗小很多，一般两者消耗的功率之比约为1：10-20。

（2）无磨损运转、使用寿命长对干气密封，由于两个相对旋转的端面是非接触的，在正常使用条件下，一般都可达到3年以上。

（3）无封液系统、能实现泵送介质的零泄漏或零溢出封液系统时常是复杂的和昂贵的，并存在不可避免的故障危险。

泵送介质的外泄漏和封液冷却密封都依赖于封液系统的完善化。

干气密封避免了所有这些复杂因素，它利用干燥洁净的氮气源作为密封气，很容易实现泵送介质的零泄漏或零溢出，对泵送介质没有任何污染，而且系统比较简单、可靠性非常高。

干气密封即“干运转气体密封”（Dry Running gas seals）是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封。

其作用原理：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。

操作的注意事项：]①干气密封元件加工精度高，因此要求密封气体是清洁的，最大颗粒尺寸为5μm②防止密封面上带油或其它液体③单向的干气密封要严禁倒转，否则将干气密封失效甚至损坏，密封气的流量是干气密封运行工况好坏的晴雨表，流量稳定则说明干气密封运行情况良好。

干气密封运行时如出现密封N2气流量渐渐增大，说明干气密封的工作元件出现了问题，这时要引起重视，具体情况具体分析.另外：安装单向干气密封时,一定要注意盘车的方向要与密封环旋转方向相同，而安装双向干气密封是就没有这样的要求干气密封是一种新型的无接触轴封，由它来密封旋转机器中的气体或液体介质。

与其它密封相比，干气密封具有泄漏量少，磨损小，寿命长，能耗低，操作简单可靠，维修量低，被密封的流体不受油污染等特点。

因此，在压缩机应用领域，干气密封正逐渐替代浮环密封、迷宫密封和油润滑机械密封。

干气密封使用的可靠性和经济性已经被许多工程应用实例所证实。

目前，干气密封主要用在离心式压缩机上，也还用在轴流式压缩机、齿轮传动压缩机和透平膨胀机上。

干气密封已经成为压缩机正常运转和操作可靠的重要元件，随着压缩机技术的发展，干气密封正逐步取代浮环密封、迷宫密封和油润滑密封。

干气密封动环端面开有气体槽，气体槽深度仅有几微米，端面间必须有洁净的气体，以保证在两个端面之间形成一个稳定的气膜使密封端面完全分离。

一、前言P0117为石家庄化纤公司甲苯氧化装置苯甲酸蒸馏塔循环泵，介质含氧化反应副产物，介质组分复杂，具有温度高、腐蚀性强、易结焦、易凝固等特点，原轴封采用单端面波纹管机械密封，使用效果不好，寿命短，且泄漏频繁。

虽经国内主要波纹管密封制造厂多次改进，始终没能彻底解决。

为此，经过研究决定改为干气密封。

二、P0117泵的密封改造（一）干气密封的主要优点与传统的接触式机械密封相比，干气密封有以下几方面的优点。

①使用寿命长，运行稳定可靠。

②功耗消耗小，仅为接触式机械密封的5%左右。

③与其他非接触式密封相比，可实现介质“零逸出”，是一种环保型密封。

（二）P0117离心泵操作条件介质主要成分为60%～70%苯甲酸，其余为苯甲脂、联苯、催化剂，凝点为122℃。

介质正常温度为283℃，泵为单级悬臂离心泵，全夹套结构，型号XL40-25-200，转速为2950r/min，吸入压力为 0.12MPa，出口压力为0.5MPa，流量为3m3/h。

现场公共工程条件：管网氮气常温，压力0.5MPa；管网蒸汽160℃，压力0.6MPa。

（三)改造过程中需要解决的难点①密封寿命问题，原波纹管密封的寿命较短，为1周到3个月不等。

②介质温度的问题：由于介质温度高(283℃)，采用小弹簧干气密封，辅助密封圈的选择成为难点。

③介质温度低于122℃时就会凝固，对介质保温及停泵后泵腔的处理、保温成为难点。

④介质腐蚀性强，对密封基体材料及摩擦副材料选择有特殊要求。

（四）设计原则及依据1.设计原则保证干气密封与原单端面机械密封的互换性，便于在试用不成功时恢复原密封，不影响正常生产。

2.干气密封选型依据通过对P0117离心泵结构特点及工艺条件分析，结合现场的密封气源情况，为解决以上难点，选择API682 Plan74＋蒸汽伴热的双端面，集装结构的干气密封方案。

（五）干气密封技术方案1.该干气密封具有以下特点①此双端面结构将弹簧补偿机构置于氮气的工作环境下，解决了波纹管与介质直接接触而结焦等因素造成的波纹管失弹问题。