壓縮機(jī)干氣密封原理課件

透平壓縮機(jī)干氣密封基本原理?xiàng)罨菹疾┦靠偨?jīng)理／總工程師天津賽銳特密封技術(shù)有限公司2009年9月16日透平壓縮機(jī)干氣密封基本原理1氣體壓縮機(jī)密封一臺典型的透平壓縮機(jī)包含兩個(gè)介于軸承之間的集裝式干氣密封。氣體壓縮機(jī)密封一臺典型的透平壓縮機(jī)包含兩個(gè)介于軸承之間的集裝2干氣密封的定義及特點(diǎn)

1.定義干氣密封：干運(yùn)轉(zhuǎn)、氣體潤滑、非接觸式機(jī)械端面密封的簡稱。2.特點(diǎn)以氣封氣、非接觸、氣膜潤滑、低功耗、長壽命、高可靠性、低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。干氣密封－目前最先進(jìn)的高速透平壓縮機(jī)軸端密封型式，是設(shè)計(jì)院、主機(jī)廠和終端用戶首選的大機(jī)組軸端密封型式。干氣密封的定義及特點(diǎn)1.定義3干氣密封典型結(jié)構(gòu)及材料壓縮機(jī)干氣密封原理課件4干氣密封典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與高速機(jī)械密封相比，密封面寬、旋轉(zhuǎn)環(huán)（硬環(huán)）密封面刻有微米量級的動(dòng)壓槽，密封面分為槽區(qū)和壩區(qū)兩部分。干氣密封典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與高速機(jī)械密封相比，密封面寬、旋轉(zhuǎn)環(huán)（5旋轉(zhuǎn)環(huán)－碳化鎢/碳化硅靜止環(huán)－碳石墨/碳化硅+碳/碳化硅+DLC金屬件－410不銹鋼/316不銹鋼/哈氏合金/其它彈簧－哈氏合金C干氣密封材料旋轉(zhuǎn)環(huán)干氣密封材料6靜環(huán)材料（PrimaryRing）碳石墨浸金屬浸樹脂(如強(qiáng)腐蝕性介質(zhì))碳化硅+碳/碳化硅+DLC(如超高壓)干氣密封材料靜環(huán)材料（PrimaryRing）干氣密封材料7動(dòng)環(huán)材料（MatingRing）碳化鎢鈷基鎳基碳化硅反應(yīng)燒結(jié)（不用）常壓燒結(jié)（或稱無壓燒結(jié)）液相燒結(jié)–超高壓干氣密封材料動(dòng)環(huán)材料（MatingRing）干氣密封材料8碳化鎢（鈷基）韌性好強(qiáng)度高鈷基不耐腐蝕鎳基抗腐蝕性較好碳化硅抗腐蝕性好易碎–怕磕碰、易缺邊干氣密封材料碳化鎢（鈷基）干氣密封材料9干氣密封的工作原理干氣密封的工作原理10圓弧槽圓弧槽11JohnCraneV形槽U形槽T形槽BurgmannFlowserve螺旋槽樅樹形槽JohnCraneV形槽U形槽T形槽BurgmannFlo12旋向氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩圓弧槽泵送原理旋向氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩圓弧槽泵13

旋向氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩雙向槽泵送原理

14最初雙向螺旋槽單向螺旋槽Speed=14,500rpm168.3mmO/BSeal氣膜剛度

-單向槽v雙向槽改進(jìn)型雙向螺旋槽最初雙向螺旋槽單向螺旋槽Speed=14,500rpm15最初的雙向螺旋槽單向螺旋槽168.3mm密封直徑軟件計(jì)算－氣膜厚度

列雷臺階改進(jìn)型雙向螺旋槽最初的雙向螺旋槽單向螺旋槽168.3mm密封直徑軟件計(jì)算16單向槽：圓弧槽、螺旋槽、V形槽優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)壓效應(yīng)強(qiáng)，氣膜剛度大，抗外界擾動(dòng)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：不能反轉(zhuǎn)。雙向槽：樅樹、T、雙L

優(yōu)點(diǎn)：可以長時(shí)間反轉(zhuǎn)；缺點(diǎn)：較單向槽動(dòng)壓效應(yīng)弱，氣膜剛度小，抗外界擾動(dòng)能力

較弱。

推薦：優(yōu)先采用單向槽，特殊情況雙向槽。單向槽與雙向槽的比較單向槽：圓弧槽、螺旋槽、V形槽單向槽與雙向槽的比較17正常間隙正常間隙18間隙增大間隙增大19間隙減小氣膜剛度：氣膜開啟力的變化與膜厚變化的比值氣膜剛度越大，密封工作越穩(wěn)定。間隙減小氣膜剛度：氣膜開啟力的變化與膜厚變化的比值20工作原理302010012345膜厚(mm)靜、動(dòng)壓組合剛度單純流體靜壓

剛度(GN/m)非接觸密封流體靜壓與流體動(dòng)壓剛性工作原理302010012345膜厚(mm21非接觸密封的熱量平衡0.1.2.3.4.5.6.7.8.9W0123456

膜厚mm密封溫度低于環(huán)境溫度密封溫度高于環(huán)境溫度氣體膨脹熱量散發(fā)氣體粘性剪切產(chǎn)生熱量非接觸密封的熱量平衡0.1.2.3.4.5.622干氣密封綜合性能分析軟件-功能壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣體組份、材料、槽形、、密封幾何形狀

輸入

輸出密封面間隙、泄漏量、摩擦、功率、溫升、氣膜穩(wěn)定性干氣密封綜合性能分析軟件-功能壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣體組份、23干氣密封主要特征－SC01干氣密封主要特征24允許最大軸向竄量通常為+3.0mm允許最大徑向跳動(dòng)通常為+1.0mm

能在全壓下啟/停

SC01系列干氣密封特點(diǎn)允許最大軸向竄量通常為+3.0mmSC01系列干氣密封25密封開啟壓力@n=0RPM,約10BarG密封開啟速度△p=0,約0.6m/s（以軸徑計(jì)算）密封開啟壓力26密封反轉(zhuǎn)－沒有損傷的短時(shí)間反轉(zhuǎn)可接受，但應(yīng)避免－可使用雙向密封設(shè)計(jì)密封反壓－不被推薦密封液體污染－少量液體污染可以接受，但應(yīng)避免密封反轉(zhuǎn)27低速盤車－不影響密封性振動(dòng)－密封可承受API617振動(dòng)公差要求低速盤車28極低的工藝氣泄漏能承受速度和壓力的快速變化由于非接觸的特點(diǎn)，理論上密封壽命可以認(rèn)為沒有限制極低