4月壓縮培訓(xùn)干氣密封(二)

離心式壓縮機(jī)常用密封潞安集團(tuán)煤基清潔—2021年4月19日離心式壓縮機(jī)剖面圖干氣密封在壓縮機(jī)內(nèi)安裝位置離心式壓縮機(jī)迷宮密封結(jié)構(gòu)與原理。浮環(huán)密封工作原理。浮環(huán)密封優(yōu)缺點(diǎn)。干氣密封組成。干氣密封工作原理。主要內(nèi)容為了減少通過(guò)轉(zhuǎn)子與固定元件間的間隙的漏氣量，常裝有密封。密封分內(nèi)密封，外密封兩種。內(nèi)密封的作用是防止氣體在級(jí)間倒流，如輪蓋處的輪蓋密封，隔板和轉(zhuǎn)子間的隔板密封。一般采用蜂窩密封或迷宮密封。外密封是為了減少和杜絕機(jī)器內(nèi)部的氣體向外泄露，或外界空氣竄入機(jī)器內(nèi)部而設(shè)置的。在軸端一般采用迷宮密封、浮環(huán)密封、干氣密封等。前言壓縮機(jī)內(nèi)密封蜂窩密封葉輪口環(huán)〔迷宮〕密封級(jí)間〔迷宮〕密封壓縮機(jī)內(nèi)密封蜂窩密封，一般使用于離心使壓縮機(jī)平衡盤(pán)或段間密封口環(huán)級(jí)間口環(huán)密封常用階梯式迷宮迷宮密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a)鑲嵌曲折型密封

b)整體平滑型密封

c)臺(tái)階型密封d)蜂窩密封

abcd曲折式迷宮密封：分整體和鑲片兩種結(jié)構(gòu)，這種迷宮密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，是密封齒的伸出高度不一樣，而且上下齒相間排列，與之相配的軸外表，是特制的凹凸溝槽，這種上下齒與凹凸槽相配合的結(jié)構(gòu)，使平滑的密封間隙變成了曲折式，因此，增加了流動(dòng)阻力，提高了密封效能。但只能用在有水平剖分面的缸體或隔板中，并且密封體也要作成水平剖分型。平滑式迷宮密封：分整體和鑲片兩種結(jié)構(gòu)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，但密封效果較差。階梯式迷宮密封：從結(jié)構(gòu)上分析它類(lèi)似于平滑式迷宮密封，而密封效果卻與曲折式迷宮密封近似，常用于葉輪蓋板和平衡盤(pán)處。蜂窩式迷宮密封：密封齒片焊成蜂窩狀，以形成復(fù)雜形狀的膨脹室，它的密封性能優(yōu)于一般密封形式，適用于壓力差較大的場(chǎng)合，如離心式壓縮機(jī)的平衡盤(pán)密封。蜂窩式迷宮密封制造工藝復(fù)雜，密封片強(qiáng)度高，密封效果較好。迷宮密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)迷宮式密封的工作原理當(dāng)氣體流過(guò)密封齒與軸外表構(gòu)成的間隙時(shí)，氣流受到了一次節(jié)流作用，氣流的壓力和溫度下降，而流速增加。氣流經(jīng)過(guò)間隙之后，是兩密封齒形成的較大空腔。氣體在空腔內(nèi)容積突然增加，形成很強(qiáng)的旋渦，在容積比間隙容積大很多的空腔中氣流速度幾乎等于零，動(dòng)能由于旋渦全部變?yōu)闊崃?，加熱氣體本身，因此，氣體在這一空腔內(nèi)，溫度又回到了節(jié)流之前，但壓力卻上升很少，可認(rèn)為保持流經(jīng)縫隙時(shí)壓力。氣體每經(jīng)過(guò)一次間隙和隨后的較大空腔，氣流就受到一次節(jié)流和擴(kuò)容作用，由于旋渦損失了能量，氣體壓力不斷下降，比容及流速均增大。氣流經(jīng)過(guò)密封齒后，其壓力由p1降至p2，隨著壓力降低，氣體泄漏減小。由上述過(guò)程可知，迷宮密封是利用增大局部損失以消耗其能量的方法來(lái)阻止氣流向外泄漏，因此，它屬于流阻形非接觸動(dòng)密封。迷宮密封中的氣流壓縮機(jī)外密封—浮環(huán)密封1、外側(cè)浮環(huán)：2、間隔環(huán)：3、防轉(zhuǎn)動(dòng)稍定：4、內(nèi)側(cè)浮環(huán)：5、轉(zhuǎn)軸：6、甩油環(huán)由上圖可以看到浮環(huán)密封是由四個(gè)浮動(dòng)環(huán)組成，軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，浮環(huán)與軸之間保持很小的間隙。密封油以高于高壓端被密封氣體的壓力由中部注入，并向左右兩邊流動(dòng)，圖中左側(cè)系高壓端，右側(cè)系低壓端。因密封油壓力高于1腔中密封氣體的壓力，高壓側(cè)密封環(huán)同軸間隙中的液膜就起密封作用，阻止壓縮氣體向外泄漏。流經(jīng)高壓浮環(huán)的密封油進(jìn)入腔室1，同漏入1腔的壓縮氣體混合，經(jīng)回流孔排到污油處理回收系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)油氣別離、污油凈化后，再排入油箱。流經(jīng)低壓浮環(huán)的密封油進(jìn)入2腔室〔大氣側(cè)〕，這局部油未與壓縮氣體接觸，沒(méi)有被污染，由回流孔直接排入油箱循環(huán)使用。密封油壓一般控制比高壓氣體的壓力〔1腔室壓力〕略高0.06MPa左右，壓差很小，故向高壓端漏油量很少，但密封油壓與低壓側(cè)的壓差那么很大，故流入低壓端腔室2的油量較大。浮環(huán)密封工作原理原理：浮環(huán)密封靠高壓密封油在浮環(huán)與軸套間形成油膜，節(jié)流降壓，阻止高壓側(cè)氣體流向低壓側(cè)，將氣體封住。因?yàn)橹饕怯湍て鹱饔茫视址Q為油膜密封。特點(diǎn)：在工作時(shí)浮環(huán)受力情況與軸承相似，所不同的是：軸承相對(duì)固定,浮起的是軸;對(duì)浮環(huán)密封而言，由于浮環(huán)重量很小，故軸轉(zhuǎn)動(dòng)而在浮環(huán)與軸間隙中產(chǎn)生油膜浮力時(shí)，浮起的將是浮環(huán)，軸是相對(duì)固定的。浮環(huán)與軸完全同心，那么不會(huì)產(chǎn)生油膜浮力，如浮環(huán)與軸偏心，那么軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生油膜浮力，這種浮力使浮環(huán)浮起而使偏心減小。當(dāng)偏心減小到一定程度，即對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的浮力正好與浮環(huán)重量相等時(shí)，便到達(dá)了動(dòng)態(tài)平衡。由于浮環(huán)很輕，因此這個(gè)動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的偏心是很小的，即浮環(huán)會(huì)自動(dòng)與軸保持根本同心，這是浮環(huán)的特點(diǎn)。浮環(huán)密封原理與特點(diǎn)1)、密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有幾個(gè)形狀簡(jiǎn)單的環(huán)、銷(xiāo)、彈簧等零件。多層浮動(dòng)環(huán)也只有這些簡(jiǎn)單零件的組合，比機(jī)械密封零件少。2)、對(duì)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)并不敏感，有穩(wěn)定密封性能。3)、密封件不產(chǎn)生磨損，密封可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單、檢修方便。4)、因密封件材料為金屬，故耐高溫。5)、浮環(huán)可以多個(gè)并列使用，組成多層浮動(dòng)環(huán)，能有效的密封10MPa以上的高壓。浮環(huán)密封的優(yōu)點(diǎn)6)、能用于10000～20000r/min的高速旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械，尤其使用于氣體壓縮機(jī)，其許用速度高達(dá)100m/s以上，這是其他密封所不能比較的。7)、只要采用耐腐蝕金屬材料或里襯耐腐蝕的非金屬材料〔如石墨〕作浮動(dòng)環(huán)，可以用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的密封。8)、因密封間隙中是液膜，所以摩擦功率極小，使機(jī)器有較高的效率。浮環(huán)密封的優(yōu)點(diǎn)1〕、密封件的制造精度要求高，環(huán)的不同心度和端面的不垂直度和外表不粗糙度對(duì)密封性能有明顯的影響。2〕、浮環(huán)密封對(duì)液體不能做到封嚴(yán)不漏。對(duì)氣體雖然可做到封嚴(yán)，但需要一套復(fù)雜而昂貴的自動(dòng)化供油系統(tǒng)。浮環(huán)密封的缺點(diǎn)浮環(huán)密封是由高壓環(huán)、低壓環(huán)、防轉(zhuǎn)銷(xiāo)、輔助O型密封環(huán)等組成。高壓環(huán)的作用:是利用密封油在浮環(huán)與軸套間形成的油膜，阻止所密封氣體通過(guò)浮環(huán)與軸套間的間隙外漏，但會(huì)有少量油從此間隙中向密封氣體側(cè)泄漏，因高壓環(huán)兩側(cè)壓差較小，所以高壓環(huán)一般為一道。浮環(huán)密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)低壓環(huán)的作用是利用密封油在浮環(huán)與軸套間形成的油膜，產(chǎn)生節(jié)流降壓，阻止密封油流向低壓側(cè)，起減少密封油消耗、使密封油保壓的作用，因低壓環(huán)兩側(cè)壓差較大〔低壓環(huán)外側(cè)一般同大氣連通〕，為防止泄油量過(guò)大，視情況低壓環(huán)可選用多道。防轉(zhuǎn)銷(xiāo)的作用是防止浮環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但同時(shí)防轉(zhuǎn)銷(xiāo)又不影響浮環(huán)正常浮起。O形密封環(huán)的作用是防止密封油從浮環(huán)和殼體間的接觸面處泄漏，為輔助密封。浮環(huán)密封的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)K1301干氣密封開(kāi)工氮壓機(jī)干氣密封氣路K1301氣封剖面圖壓縮機(jī)外密封—干氣密封傳統(tǒng)的機(jī)械密封在動(dòng)靜環(huán)兩個(gè)磨擦面之間需要提供液體潤(rùn)滑和冷卻，以確保密封面間形成液膜而正常運(yùn)轉(zhuǎn)。干氣密封不需要專(zhuān)門(mén)的液體潤(rùn)滑和冷卻，它是在機(jī)械面的動(dòng)環(huán)的密封端面上開(kāi)有螺旋槽，當(dāng)動(dòng)靜環(huán)相互高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，在兩端面間形成一層氣膜，把動(dòng)靜環(huán)推開(kāi)，使兩端面不接觸。螺旋槽的溝槽深度一般為0.0025~0.01mm，并且是不開(kāi)通的，當(dāng)動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，氣體被引入溝槽，引入溝槽內(nèi)氣體被壓縮時(shí)，遇到密封壩的阻攔，壓力升高，克服靜環(huán)后面彈簧力和作用在靜環(huán)上流體的靜壓力，把動(dòng)靜密封環(huán)推開(kāi)，中間形成氣體密封膜，起到密封作用。離心式壓縮機(jī)干氣密封工作原理干氣密封優(yōu)點(diǎn)干氣密封結(jié)構(gòu)特點(diǎn)干氣密封主要特征使用干氣密封本卷須知干氣密封典型結(jié)構(gòu)彈簧座

(410S.S.)彈簧

(哈氏合金C)

推環(huán)

(410S.S.)

腔體

(410S.S.)

軸套

(410S.S.)

波紋帶或定位環(huán)(蒙耐爾

K-500或4F)壓緊套(410S.S.)靜環(huán)(碳石墨)(Cranite2000)動(dòng)環(huán)(WC或SiC)此幻燈/講義的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為JohnCrane所有，未經(jīng)書(shū)面許可，其內(nèi)容不得被復(fù)制或泄漏給第三方。典型單端面干氣密封氣路一級(jí)密封氣進(jìn)入壓縮機(jī)放空到火炬串聯(lián)式干氣密封氣路工作原理

旋向氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩雙向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送原理30干氣密封動(dòng)環(huán)動(dòng)作演示干氣密封工作原理工作原理正常間隙壓縮膨脹氣膜壓力分布彈簧力+流體壓力SP閉合力FC開(kāi)啟力FOFC=FO干氣密封工作原理閉合力FC，是氣體壓力和彈簧力的總和。開(kāi)啟力FO是由端面間的壓力分布對(duì)端面面積積分而形成。在平衡條件下FC=FO，運(yùn)行間隙大約3微米

氣膜壓力分布彈簧力+流體壓力SP閉合力FC開(kāi)啟力FOFC>FO間隙增大工作原理干氣密封工作原理如果擾動(dòng)使密封面間隙增大，端面間的壓力就會(huì)降低，閉合力FC大于開(kāi)啟力FO，端面間隙自動(dòng)減小，密封很快到達(dá)新的平衡為止。工作原理氣膜壓力分布彈簧力+流體壓力SP閉合力FC開(kāi)啟力FOFC<FO間隙減小干氣密封工作原理如果某種干擾使密封面間隙減小，那么端面間的壓力就會(huì)升高，這時(shí)開(kāi)啟力FO大于閉合力FC，端面間隙自動(dòng)加大，直至平衡為止。干氣密封隔離氣進(jìn)氣孔二級(jí)進(jìn)氣一級(jí)進(jìn)氣氨機(jī)安裝干氣密封槽道

隔離氣軸承放空

二級(jí)放空干氣密封隔離氣示意圖密封進(jìn)油事故2021年我廠氨機(jī)干氣密封二級(jí)動(dòng)環(huán)進(jìn)油機(jī)組油系統(tǒng)啟動(dòng)前，干氣密封隔離氣一定要先與油系統(tǒng)10分鐘啟動(dòng)，停油后10分鐘方能停干氣密封隔離氣。氨機(jī)干氣密封系統(tǒng)圖建立隔離氣建立一級(jí)密封氣建立二級(jí)密封氣氨機(jī)干氣密封報(bào)警圖典型的干氣密封控制系統(tǒng)(TM02D)

一級(jí)密封泄漏放火炬

FTFTFT火炬過(guò)濾器PSPSFO工藝氣體外部氣體FOFT工藝氣體過(guò)濾后的工藝氣體工藝氣體

去火炬干氣密封一級(jí)氣典型的干氣密封控制系統(tǒng)(TM02D)

中間注入氮?dú)馔獠繗怏wFTFIFIFTFT火炬過(guò)濾器PSPSFO工藝氣體FOFOFOFT工藝氣體過(guò)濾后的工藝氣體工藝氣體

去火炬隔離氣過(guò)濾器過(guò)濾后的氮?dú)怆p端面干氣密封雙密封氣氣路典型的干氣密封控制系統(tǒng)(TM02D)

二級(jí)泄漏放空FTFIFIFTFT放空火炬過(guò)濾器PSPSFO工藝氣體外