博格曼公司干氣密封課件

Milestones1986 StartofDGS-DevelopmentatBurgmann1988 FirstReference1989 FirstbidirectionalDGS1992 Hard/HardFacematerials(DLC-coating)1996 Non-ElastomerPDGS(200bar) 1999 Non-ElastomerPDGS(350bar) Non-ElastomerPDGS(-170°C)2003 Non-ElastomerPDGS(450bar)2004 Non-ElastomerPDGS(550bar)2005 LargestbidirectionalPDGS(shaft355mm)ReferencesBiggestshaftsize: 350mmGELNGrefrigerantcompressorHighestspeed: 45633rpmMANTurboIntegrallygearedcompressorHighestpressure: 220...300barSiemensNaturalgasstoragecompressorLowesttemperature: -170°CAtlasCopcocompander,LNGreliquefactionprocess帶有中間迷宮密封的串聯(lián)

干氣密封結(jié)構(gòu)

詳細(xì)技術(shù)說明壓縮機(jī)干氣密封基本結(jié)構(gòu)

?低能量消耗能耗低于1KW?無磨損干氣密封為非接觸密封（端面分離的間隙大約為3－5μm）

?不需要密封油系統(tǒng)無油污染

?減少氣體泄漏干氣密封的優(yōu)勢(shì)

?可用單向的V形槽和雙向的U形槽無論是工況要求，還是用戶的選擇方便的需求，博格曼都可以提供用于單向和雙向旋轉(zhuǎn)的DGS。

氣體進(jìn)入單向V型槽氣體進(jìn)入GAS雙向U型槽槽深變化（三維槽）機(jī)械加工方式開放式,最大槽深與外徑有關(guān)光滑弧線可維修、重復(fù)加工增壓效果好脫開(lift-off)——與壓力、速度的關(guān)系速度壓力脫開接觸0,6to1,2m/s5bar0m/s0bar單向槽的形狀比較Burgmann帶斜度的三維V型槽密封面優(yōu)點(diǎn)允許啟動(dòng)/停機(jī)時(shí)的短暫干運(yùn)行密封面有堅(jiān)硬的鉆石面涂層極好的耐化學(xué)腐蝕性能無壓燒結(jié)碳化硅，不含金屬基不易變形性能熱膨脹因素小(4x10-6/K).離心力小材料密度小(3,1kg/dm3)高硬度彈性模量較大(420GPa)熱應(yīng)力小熱導(dǎo)系數(shù)大(100-125W/mK)

密封面材料數(shù)據(jù)表端面材料組對(duì)硬對(duì)硬組對(duì)

噴有鉆石涂層硬對(duì)硬端面組對(duì)帶來如下利益：1、

由于它們非常高的彈性模量如：（360~420KN/mm）受高壓的時(shí)候，兩個(gè)端面的變形保持在最小?，F(xiàn)在的設(shè)計(jì)，已經(jīng)能保證維持壓力的能力超過450bar。2、

由于碳化硅良好的熱傳導(dǎo)，在靜環(huán)前后之間的溫度梯度幾乎被消除。在端面間溫度的增加的影響下，端面之間間隙外形無變化。3、

與碳石墨相比，碳化硅是一個(gè)無氣孔且致密的材料。水蒸汽不能被吸收，也不能滲入材料內(nèi)。碳化硅模型環(huán)制造出來，材料的殘余應(yīng)力沒有或可被忽略，而碳石墨加工后有殘余壓力。使用碳化硅環(huán)作端面的益處是：---用做備件或在集裝式備件中---長期儲(chǔ)存保持平坦不變形。

---此外在沒有任何檢查和保證的情況下，它們能被安裝，DGS將帶著它具有創(chuàng)意的特性進(jìn)行操作。

動(dòng)環(huán)的扭矩傳遞

扭矩傳遞和調(diào)心：?在動(dòng)環(huán)內(nèi)徑傾斜的纏繞彈簧。?在動(dòng)環(huán)背部和杯型槽的立式墻之間的支承面，圍繞著動(dòng)環(huán)。動(dòng)環(huán)的扭矩傳遞彈簧

公差帶

未加載

正常加載

最大加載

力加載

%

?使用者友好的設(shè)計(jì)為了用戶安裝容易，博格曼已開發(fā)出一個(gè)調(diào)中密封系統(tǒng)，它組裝為一個(gè)集裝式密封安裝到壓縮機(jī)上，不用任何特殊的工具。

BurgmannO型圈定心帶有中間迷宮密封的串聯(lián)干氣密封結(jié)構(gòu)說明?反向旋轉(zhuǎn)

在應(yīng)用博格曼干氣密封為單向V形槽時(shí)，反向應(yīng)被避免。?空氣靜態(tài)啟離

對(duì)于單向V形槽，端面啟離出現(xiàn)在壓力大約為5bar時(shí)。?空氣動(dòng)態(tài)啟離對(duì)于單向V形槽，由于槽的順時(shí)針或逆時(shí)針起泵送作用，因此端面啟離大約出現(xiàn)在圓周轉(zhuǎn)速為0.6m/s時(shí)。普通密封輔助元件劣勢(shì)在高壓密封中的輔助密封元件必須避免的難題，如：

l

擠出l

降壓爆裂l

低溫l

耐化學(xué)腐蝕先進(jìn)的密封輔助元件

對(duì)于高壓工況,博格曼輔助密封不僅僅是PTFE元件。

我們用一個(gè)PTFE與碳化鎢的組合材料制成的輔助密封，在軸套上安裝動(dòng)態(tài)密封元件的區(qū)域和支撐/抗擠出環(huán)均為碳化鎢材料。擠出 PTFE收縮博格曼干氣密封氣體輔助系統(tǒng)SMS3個(gè)主要的功能:過濾緩沖氣體調(diào)解緩沖氣體監(jiān)控密封的運(yùn)行情況簡(jiǎn)單而方便的操作無需特別的維護(hù)和保養(yǎng)密封氣－質(zhì)量

密封氣過濾–

小于3um

(過濾)溫度應(yīng)至少高于露點(diǎn)溫度10℃以上 (保溫/蒸汽伴熱或電加熱)密封氣無液

(凝聚式或Knockout預(yù)處理過濾器)密封氣－控制保持與平衡管的壓差在0.3barg以上。

(壓力控制)保持機(jī)內(nèi)迷宮間隙最大時(shí)最小氣流速度為5

m/s。

(流量控制)壓力與流量的組合控制

(壓力控制+流量控制)防止未過濾的氣體進(jìn)入密封腔密封氣–

壓力控制PDIT取自壓縮機(jī)平衡管取自密封氣進(jìn)氣管差壓遠(yuǎn)傳P平衡差壓控制器

-DCSP密封P密封P密封>P平衡壓差△p=P密封-P平衡=0.3Barg(最小)差壓控制閥PI-1FI-2FI-1流量計(jì)(可選)從過濾器來的密封氣密封氣–

壓力控制P平衡P密封P密封P密封>P平衡壓差△p=P密封-P平衡=0.3Barg(最小)PI-1FI-2FI-1示例:P吸氣:20barg，40℃P排氣:40barg，70℃P平衡:20bargP密封:20.3barg，70℃FI-1&FI-2處流量=一級(jí)密封泄漏量(@20.3barg&70℃)+通過壓縮機(jī)迷宮的泄漏量(@20.3barg(0.3bar壓差)&70℃，9000rpm)P吸氣P排氣9000rpm流量計(jì)(可選)密封氣–

流量控制PI-1PDI顯示/開關(guān)/遠(yuǎn)傳來自壓縮機(jī)出口氣體/外供氣體FI-2FI-1球閥或針閥調(diào)節(jié)流量FI–

流量計(jì)監(jiān)測(cè)密封氣流量調(diào)節(jié)流量控制閥保證迷宮處氣流速度至少5m/s密封氣–

流量控制P平衡P密封P密封P密封>P平衡FI-2FI-1示例:P吸氣:20barg，40℃P排氣:40barg，70℃P平衡:20bargP密封:20.3barg，70℃FI-1&FI-2流量=一級(jí)密封泄漏量(@20.3barg&70℃)+通過壓縮機(jī)迷宮的泄漏量(@流向機(jī)內(nèi)的平均氣流速度不小于5m/s)P吸氣P排氣9000rpm密封氣–

流量控制必須保持足夠的密封氣壓力，確保壓縮機(jī)工

作時(shí)通過最小間隙處向機(jī)內(nèi)的平均氣流速度

不小于

5m/s，以防止工藝氣向外的擴(kuò)散。

保持充足的密封氣流量。

保持正壓以防壓縮機(jī)腔體內(nèi)未過濾的

工藝氣體流向密封腔

P平衡P密封P密封P密封>P平衡FI-2FI-1P吸氣P排氣密封氣–

壓力&流量控制PDIT取自壓縮機(jī)平衡管取自密封氣進(jìn)氣管差壓遠(yuǎn)傳P平衡差壓調(diào)節(jié)器

-DCSP密封P密封P密封>P平衡△p=P密封-P平衡=0.5to0.7Barg差壓調(diào)節(jié)閥PI-1FI-2FI-1流量調(diào)節(jié)閥密封氣–

監(jiān)測(cè)流量顯示

監(jiān)測(cè)密封氣流量

試車過程中可以采用差壓報(bào)警（低報(bào)）

當(dāng)密封氣壓力降低時(shí)報(bào)警差壓報(bào)警（高報(bào)）監(jiān)測(cè)密封氣過濾器或凝聚式預(yù)處理過濾器可選壓力顯示－密封氣供氣壓力&PDCV后壓力溫度顯示－密封氣溫度一級(jí)泄漏/放空在所有工況下，包括密封失效，以一種安全和可接受的方

式來處理密封氣的泄漏。保持高于火炬線的正壓力。防止從火炬線來的反壓。監(jiān)測(cè)一級(jí)密封的運(yùn)行狀態(tài)。在密封失效時(shí)產(chǎn)生停車信號(hào)。一級(jí)泄漏/放空PI-5FI-4到火炬P火炬PI-6FI-5PT-2PT-1高高聯(lián)鎖LHL高報(bào)P泄漏P泄漏高高聯(lián)鎖高報(bào)ROROP泄漏>

P火炬一級(jí)泄漏到火炬FI-4&5,一級(jí)密封泄漏量RO-在排放線產(chǎn)生背壓PI-5&6,壓力顯示，監(jiān)測(cè)一級(jí)泄漏壓力PT-1&2，壓力遠(yuǎn)傳，提供4～20mA

信號(hào)到DCS.泄漏高報(bào)警泄漏高高報(bào)，壓縮機(jī)聯(lián)鎖HHH一級(jí)泄漏控制PI-5FI-4到火炬PT-1HLP泄漏高高聯(lián)鎖高報(bào)RO限流孔板：根據(jù)正常泄漏量確定孔板尺寸當(dāng)泄漏量快速增長時(shí)產(chǎn)生背壓流量計(jì)：測(cè)量正常流量監(jiān)測(cè)密封流量流量高/低報(bào)警止回閥：防止反壓確保流動(dòng)方向壓力遠(yuǎn)傳：密封泄漏較大時(shí)高報(bào)密封失效時(shí)高高報(bào)聯(lián)鎖緩沖氣系統(tǒng)提供工藝氣與環(huán)境之間的有效隔離帶中間迷宮的串聯(lián)布置方式采用降低一級(jí)密封的泄漏濃度緩沖氣應(yīng)為惰性氣體（通常為氮?dú)猓┚彌_氣源必須可靠緩沖氣質(zhì)量應(yīng)與密封氣一樣緩沖氣含氧濃度應(yīng)小于10％緩沖氣–

系統(tǒng)

（帶中間迷宮的串聯(lián)）PIFIHLP緩沖FI,

二級(jí)密封緩沖氣流量PI,

緩沖氣壓力顯示二次放空工廠氮?dú)獾獨(dú)膺^濾器P火炬PIFI-5P泄漏ROP泄漏>

P火炬P緩沖>P泄漏>P火炬示例:P火炬:1bargP泄漏:1.2bargP緩沖:氣量應(yīng)充足，保持迷宮處5m/s的氣流速度FI

流量=二級(jí)密封泄漏量+通過中間迷宮的泄漏量(基于5m/s)流量控制二次放空PIFIHLP緩沖二次放空工廠氮?dú)獾獨(dú)膺^濾器密封的外泄漏氣應(yīng)通過管道引至安全區(qū)域。采用氮?dú)庾骶彌_氣，外側(cè)密封泄漏氣的二次放空是安全的。采用不帶二級(jí)緩沖氣進(jìn)氣的串聯(lián)密封，二次放空中可能含有可燃?xì)怏w。可推薦采用可燃?xì)怏w探測(cè)器。隔離氣系統(tǒng)軸承潤滑油隔離氣采用有隔離