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干气密封技术简介

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干气密封技术简介 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。 图4 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：

干气密封型式 单端面干气密封 它适用于少量工艺气泄漏到大气中无危害的工况，见图6 图6 串联式干气密封 它适用于允许少量工艺气泄漏到大气的工况，见图7。

图7 一套串联式干气密封可看作是两套或更多套干气密封按照相同的方向首尾相连而构成的。与单端面结构相同，密封所用气体为工艺气本身。通常情况下采用两级结构，第一级（主密封）密封承担全部或大部分负荷，而另外一级作为备用密封不承受或承受小部分压力降，通过主密封泄漏出的工艺气体被引入火炬燃烧。剩余极少量的未被燃烧的工艺气通过二级密封漏出，引入安全地带排放。当主密封失效时，第二级密封可以起到辅助安全密封的作用，可保证工艺介质不大量向大气泄漏。

带中间进气的串联式干气密封 它适用于既不允许工艺气泄漏到大气中，又不允许阻封气进入机内的工况，见图8。

图8 如果遇不允许工艺介质泄漏到大气中，且也不允许阻封气泄漏到工艺介质中的工况，此时串联结构的两级密封间可加迷宫密封。用于易燃、易爆、危险性大的介质气体，可以做到完全无外漏。如H2压缩机、H2S含量较高的天然气压缩机、乙烯、丙烯压缩机等。

该结构所用主密封气除用工艺气本身以外，还需另引一路氮气作为第二级密封的使用气体。通过一级密封泄漏出的工艺气体被氮气全部引入火炬燃烧。而通过二级密封漏入大气的全部为氮气。当主密封失效时，第二级密封同样起到辅助安全密封的作用。

双端面干气密封 它适用于不允许工艺气泄漏到大气中，但允许阻封气（例如氮气）进入机内的工况，见图9。 图9 双端面密封相当于面对面布置的两套单端面密封，有时两个密封分别使用两个动环。它适用于没有火炬条件，允许少量阻封气进入工艺介质中的情况。在两组密封之间通入氮气作阻塞气体而成为一个性能可靠的阻塞密封系统，控制氮气的压力使其始终维持在比工艺气体压力高0.2~0.3MPa的水平，这样密封气泄漏的方向总是朝着工艺气和大气，从而保证了工艺气不会向大气泄漏。 第二章 压缩工段操作问答 1. 什么是离心式压缩机组？ 答：指离心式压缩机本体、驱动机、变速箱、气管路、油路系统、调节系统和冷却装置的总称。 2. 什么是压缩机的级？ 答：指一个叶轮及与其相配合固定元件的组合。 3. 什么是压缩机的段？ 答：指从气体吸入机内的级算起，到气流流出机外去冷却或中间抽气（加气）之间的级或级组。 4. 常用的轴承有那几种形式？ 答：有滚动轴承和滑动轴承。 5. 什么是止推轴承？ 答：止推轴承：承受转子的轴向力，限制转子的轴向窜动，保持转子在汽缸中的轴向位置。 6. 离心式压缩机的转子由哪些部件组成？ 答：由主轴、叶轮、平衡盘、止推盘、联轴器等构成离心式压缩机的转子。 7. 压缩机的操作原则是什么？ 答：升压先升速，降压先降速；升压时，先缓慢关低压防喘振阀，后关高压防喘振阀；降压时，先缓慢关高压防喘振阀，再开低压防喘振阀。 8. 什么是机械密封？ 答：机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。 9. 机械密封的优点是什么？ 答： (1) 内泄漏较低； (2) 油系统较为简单。 (3) 隔离气体消耗量小. 10. 润滑油的作用是什么？ 答： (1) 润滑作用； (2) 冷却作用； (3) 清洁作用。 11. 润滑油高位油槽的作用是什么？ 答：它是安装在机组上方的油箱，保证油路系统恒定的油压差，在突然停车是向机组供油。 12. 压缩机喘振的条件有哪些？ 答： (1) 在流量减少时，流量降到该转数下的喘振流量时，发生喘振； (2) 管网系统内气体的压力大于一定转数下对应的最高压力时发生喘振；

13. 合成气压缩机控制系统一级缓冲气的输入有几路？ 答：共有两路： (1) 一路来自压缩机出口经冷却除液后的工艺气。 (2) 一路接自增压系统的输出。 14. 油冷却器的作用是什么？ 答：油冷却器的作用是将油箱中来的温度较高的润滑油温度降至工作温度，使润滑油在轴承中保持规定的粘度，形成稳定的合乎要求的油膜。 15. 如何切换油冷却器和油过滤器？ 答： (1) 打开备用油冷却器（油过滤器）排气阀； (2) 打开备用油冷却器（油过滤器）连通阀充油； (3) 当排气管路视镜中有油流动时，关闭排气阀，进行切换。切换完毕，关连通阀。

16. 当机组轴位移或轴振动增大时应怎样处理？ 答： (1) 减小负荷； (2) 检查轴承温度； (3) 倾听压缩机内部有无不正常声音； (4) 仪表人员测定压缩机轴振动和轴位移是否是假信号； (5) 向有关领导和部门汇报； (6) 如果轴振动和轴位移持续增大，并伴有不正常声响，或机组已空负荷运行，应迅速紧急停机。

17. 合成气压缩机润滑供油总管压力低于多少跳车？ 答：低于0.15MPa报警，低于0.1MPa跳车. 正常值为0.25～0.30MPa。 18. 简述焦炉气压缩机开车步骤？ 答： (1) 先用氮气置换压缩机和三个回一管线.化验分析O2＜0.5%.然后开入口碟阀用焦炉气置换压缩机和三个回一管线，化验分析O2＜0.5%，N2＜5%关放空阀，都用三段放空进行置换。 (2) 应开的阀门：进口阀、各段回一阀、各压力表阀、冷却水总阀、各段缸及水冷器冷却水阀(投冷却水时要排气).应关的阀门：三段出口阀. (3) 检查电动机及电器设备是否有异常情况,并向电器柜氮气保持微正压。 (4) 与中控室联系通知电器人员给送电。 (5) 开动循环油泵电机，调节油压和油温正常，启动注油器电机，观察上油情况。 (6) 盘车以后起动压缩机,运行5分钟检查压缩机是否有异常现象。 (7) 关一回一阀调整打气量,关闭二回一阀,关三回一调整出口压力,经值班长同意后开三段出口阀,关闭三回一阀给精脱硫送气。

19. 简述焦炉气压缩机正常停车步骤？ 答： (1) 得到值班长令后稍开三段放空(或三段回一)阀，关三段出口阀。 (2) 打开各段回一阀。 (3) 停主电机及、注油器电机,5分钟后停油泵电机。 (4) 关进气阀，关放空阀，关冷却水总阀。 20. 什么情况下焦炉气压缩机做紧急停车处理？ 答： (1) 压缩机的主要部件如：十字头、连杆、活塞杆、曲轴、曲轴瓦、十字头滑道、连接螺丝、十字头销子、气缸、管线等折断、破裂、烧坏。 (2) 循环油压超出规定指标或连锁停车情况发生。 (3) 本岗位或外工段发生着火、爆炸等情况。 (4) 大量跑气、泄漏有毒气体，恶化操作环境。 (5) 电器严重故障，如电动机冒烟烧坏等。 (6) 断电、断水、断气等。

21. 简述焦炉气压缩机紧急停车步骤？ 答： (1) 按电钮停车，停止电动机运转。 (2) 通知值班长。 (3) 迅速关三段出口阀。 (4) 打开各段放空阀及回一阀，放掉各段压力。 (5) 以后按正常停车步骤进行。

22. 简述焦炉气压缩机倒车操作？ 答： (1) 新开机按正常开车步骤开车。 (2) 新开机按正常步骤加压，超出三段出口阀阀后压力0.1MPa准备送气。 (3) 新开机开三段出口阀，逐渐关闭三回一阀、关一回一阀加气量。原开机开一回一阀 减气量, 逐渐开三回一阀，逐渐关闭三段出口阀,两个阀动作要同时进行。 (4) 当原开机三段出口阀安全关闭后，按正常切气步骤处理，使系统处于空载状态。

23. 在实际生产中，影响压缩机能力因素有哪些？ 答： (1) 余隙容积，气体余隙大，气缸容积减小，生产能力低。 (2) 泄漏损失，压缩机生产能力与活塞环,进出口活门阀片严密程度有直接关系。 (3) 气缸活门阻力，吸入活门阻力大，活动开启迟缓，进气量减少。 (4) 吸入气体温度，气体温度高，气体密度减小，质量减轻。

24. 如何判断气缸活门内漏？ 答：方法有三种：听、摸、看。 (1) 温度上判断。进口活门漏气，则进口阀门温度偏高，可用手摸直感。出口活门漏气则出口温度高。 (2) 压力上判断。进出口活门漏气，本级出口压力偏低,前一级出口压力高。 (3) 响声上的判断。活门漏气，发出一种嘶嘶声响。

25. 活塞环泄漏有何现象？

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干气密封介绍(下)

干气密封介绍(下)

干气密封介绍一、干气密封干气密封经过了严格的试验和检验，由制造精度高、质量优良的陶瓷和高合金的金属材料组成，含串联式配置的密封（如：含两个动环、两套装好弹簧的静环组件、腔体、连接轴套等件）和内部迷宫密封。

在大气侧配置了隔离密封。

弹簧力和工艺气压力共同作用形成密封力，密封环和保持环间的密封元件（O形圈）起副密封的作用。

在串联密封中，工艺气侧的主密封承受全压差起主要的密封作用。

大气侧的密封作为安全备用密封，一旦主密封失效安全密封承担起主密封的作用，可以保证设备安全停机。

干气密封分类：单端面，双端面，串联式等多种。

如何选用干气密封：1、对于要求既不允许工艺气体泄漏到大气中，又不允许阻封气进入机体的情况，采用中间进气的串联式干气密封。

普通串联式干气密封适用于少量工艺气泄漏到大气中的工状。

大气侧的一级密封作为保险密封。

2、对于允许气体少量泄漏到大气中，且无任何危害的工况，选用单端面干气密封。

3、对于不允许工艺气体泄漏到大气中，但允许阻封气泄漏到工艺气中的工况，选用双端面干气密封。

二、干气密封密封端面分类及螺旋槽干气密封优点干气密封密封端面根据加工成的形状分成：有扁平密封块，有台阶的密封块，有楔形鞋状密封块的，有螺旋槽的，等等。

螺旋槽干气密封优点：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，工艺气亦不污染润滑油系统，取消了庞大的密封油供给及测控系统，占地面积小，重量轻，运行维护费用低，减小了计划外维修费用和生产停车。

三、干气密封结构图四、干气密封系统概述1、主要数据密封型式：TM02D串联式干气密封密封处轴径：100mm密封配置：带中间迷宫的串联式密封（含隔离气密封）密封系统型式：除液装置+增压装置+密封控制系统产地：沈阳透平机械股份有限公司密封材料：㈠、旋转环：硬质合金（碳化钨或碳化硅）㈡、旋转金属件：410SS㈢、静止环：特种石墨（碳化硅+DLC涂层）㈣、静止金属件：410SS㈤、弹簧：哈氏合金2 、干气密封工作原理：干气密封是一种非接触式端面密封，密封单元由两个环构成。

干气密封介绍教材

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双端面机械密封与干气密封系统比较
2、干气密封工作原理
典型的干气密封结构如图1所示，由旋转环、静环、弹簧、密封圈 以及弹簧座和轴套组成。图2所示为干气密封旋转环示意图，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。
图1 干气密封结构示意图
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，径向分量朝着密封 坝流动。由于密封坝的节流作用，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，此气膜厚度一般在3微米左 右。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时，气膜厚度十分稳定。
3．（1）压缩机带中间梳齿串联式干气密封HXGS-YFAMA
串联式带中间梳齿干气密封是高速离心压缩机轴封中采用得最多的一种密封形式；适用于不允许工艺气泄漏到大气中的工况 。该 结构型式的干气密封，第一级密封气为工艺气，第二级密封气为氮气。一级泄漏出的全部工艺气和通过中间梳齿泄漏的大部分氮气由 火炬线排出。二级密封泄漏出的气体为氮气，从放空管线排出。主密封承受全部工作压力负荷，二级密封作为保护密封在低压下运行。 主密封失效后，次密封可起到主密封的作用，保证机组安全。密封气为工艺介质气体，保证了工艺介质不受外来气体的污染。密封非
三）.釜用双端面干气密封:HXGS-JFB
一） 1．压缩机用单端面干气密封HXGS-YFA 单级干气密封主要用于允许少量工艺气泄漏到环境中的场 合。 适合介质：空气、N2、CO2、蒸汽等对环境无污染介质。
2．压缩机双端面干气密封HXGS-YFB
密封采用双端面结构，密封气体为外部引入的非工艺介质气体，密封气压应高于工艺气体压力0.15—0.3MPa；该 结构适用于有毒、可燃或工艺中含有颗粒的气体。密封非接触运行，具有很长的使用寿命（5年以上）及很低的功 率消耗。双端面干气密封结构主要用于输送有毒、易燃、易爆气体的场合。该类密封一般采用氮气作为阻封气体。
压缩机干气密封原理

压缩机干气密封原理

压缩机干气密封原理
介绍压缩机干气密封的基本概念、作用以及与传统液体密封的区别。探讨干 气密封系统的组成、各种干气密封形式的原理、使用、维护和检测。重点指 出干气密封在工业生产、风能、航空领域以及石油化工中的应用和市场前景。
压缩机干气密封的基本概念
压缩机干气密封是一种通过运用气体作为密封介质，实现压缩机内外气体分 离和防止泄漏的密封技术。
压缩机干气密封的作用
干气密封可防止压缩机内外介质混合，提高压缩效率和能量利用率，并有效减少对环境的污染。
干气密封与传统液体密封的区 别
干气密封无需润滑液和密封环，密封效果稳定，使用寿命长，维护成本低。 而传统液体密封对润滑液要求严格。
干气密封系统的组成
干气密封系统由压缩机前后室、密封介质、密封件、密封辅助装置和控制系统等部分组成。
瓦片干气密封
瓦片干气密封采用扁平的瓦片作为密封件，具有简单结构、可靠密封和适应 性广的特点。
滤油器的使用
滤油器用于过滤气体中的固体颗粒和液滴，防止其侵入瓦片干气密封，影响 密封性。
干气密封装置的维护
定期检查和维护干气密封装置，包括清洁、润滑、更换瓦片和密封辅助装置 等，可保证其正常工作和延长使用寿命。
自润滑干气密封
自润滑干气密封利用特殊润滑材料，在干燥环境下自行润滑，提高密封效能 并减少维护工作。
干气密封的应用场景
干气密封广泛应用于压缩机、涡轮机、飞机引擎、液压系统等领域，以实现高效密封和防止泄漏。
干气密封在风能、航空领域的 应用
干气密封在风力发电机组和航空发动机中的应用，提高了设备性能和可靠性， 降低了维护成本。
压缩机干气密封的优缺点
干气密封具有密封效果好、能耗低、污染小等优点，但密封面磨损、安装维 护要求高等是其缺点。
干气密封的特性及主要工作原理

干气密封的特性及主要工作原理

干气密封的特性及主要工作原理一、干气密封概述早在20世纪60年代末期，奠定在气体动压轴承应用的基础上，干气密封发展起来，并成为一种全新的非接触式密封。

该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。

最初，采用干气密封形式，主要为了改善高速离心压缩机的轴封问题。

由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。

随着我国密封技术的飞速发展，再加上干气密封的广泛应用，彻底解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。

干气密封图二、干气密封与机械密封性能比较机械密封是一种传统的密封型式，其特点是密封结构简单，技术成熟，加工精度要求不太高。

其缺点是泄漏率高，故障频发。

干气密封是目前最先进的一种非接触密封型式，与传统的机械密封形式相比较，采用干气密封技术，主要具备以下优势：1)采用干气密封技术，可有效提高密封的质量与使用时间，确保设备安全、可靠、稳定运行。

2)采用干气密封技术，能源消耗较小。

3)干气密封技术应用到的辅助系统较为可靠，操作简单，在使用过程中不需要任何维护手段。

4)采用干气密封技术，泄漏量较少，应用效果良好。

三、干气密封工作原理一般来讲，典型的干气密封技术，包含了静环、动环(旋转环)、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座等。

静环位于弹簧座内，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轴上动环(旋转环)配合。

这类密封与机械密封的区别在于，它是一种气膜润滑的流体动、静压相结合的非接触式机械密封。

动环与静环配合表面具有很高的平面度和光洁度，通常在动环表面上加工有一系列的特种槽。

随着转动，气体被向内泵送到槽的根部，根部以外的无槽区称为密封坝。

密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。