干氣密封介紹

干氣密封技術(shù)交流

成都化新密封有限公司一、公司簡介二、干氣密封概述和工作原理三、干氣密封典型結(jié)構(gòu)四、干氣密封控制系統(tǒng)五、影響干氣密封性能的主要參數(shù)六、干氣密封與機(jī)械密封的性能對比提綱

成都化新密封有限公司系民營股份制公司，成立于1992年，是中國最早從事密封行業(yè)的企業(yè)之一，一直是中國石化公司資源市場成員單位，中國石油天然氣集團(tuán)煉化備品，配件一級網(wǎng)絡(luò)成員單位，中國液壓氣動密封工業(yè)協(xié)會會員單位，2005年被四川省評了高新技術(shù)企業(yè)，目前擁有固定資產(chǎn)2000余萬元，是流體動密封的專業(yè)生產(chǎn)廠家。公司投資300余萬元建成了轉(zhuǎn)速達(dá)18000r/min和達(dá)32000r/min的高速離心壓縮機(jī)密封試驗(yàn)臺各一臺、泵用干氣密封實(shí)驗(yàn)臺兩臺，高速泵機(jī)械密封試驗(yàn)臺一臺，普通機(jī)械密封實(shí)驗(yàn)臺一臺，可以對任何該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的干氣密封和機(jī)械密封進(jìn)行模擬試驗(yàn)；公司成功研制出可以加工WC和SiC材料干氣密封的激光加工設(shè)備，設(shè)備采用計(jì)算機(jī)控制，可以加工出任何槽形、深度的干氣密封摩擦副；擁有先進(jìn)的機(jī)械加工設(shè)備,如數(shù)控車床、電火花線切割機(jī)、全套金屬波紋管密封焊接設(shè)備、最新引進(jìn)了德國的數(shù)控加工中心，保證了公司提供的干氣密封和機(jī)械密封均達(dá)到國際先進(jìn)水平。公司組建以來，嚴(yán)格按照ISO9002質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)建立了科學(xué)、完善的質(zhì)量保證體系，通過了ISO9002質(zhì)量體系認(rèn)證。為廣大化工、石油、冶金、制藥、發(fā)電、造紙等行業(yè)提供了高品質(zhì)的密封產(chǎn)品，公司產(chǎn)品出口到日本、馬來西亞等國家。公司產(chǎn)品連續(xù)三年獲省優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的稱號。“高層次、高品位”是化新人的不斷追求。公司主要產(chǎn)品有：干氣密封、釜密封、機(jī)械密封。公司成功地開發(fā)、生產(chǎn)出干氣密封，并開始大面積的在國內(nèi)推廣和應(yīng)用，成為國內(nèi)最先掌握此技術(shù)的少數(shù)企業(yè)之一。公司研制成功的EBR聚合釜密封總成，填補(bǔ)了國內(nèi)密封技術(shù)的空白。公司簡介

公司建立了一支素質(zhì)高、責(zé)任心強(qiáng)的設(shè)計(jì)和銷售隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到試制、生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)管理，公司還致力于產(chǎn)品個(gè)性化的追求，牢固樹立了品牌戰(zhàn)略意識，這也是化新人的價(jià)值取向。化新公司視質(zhì)量為根，信譽(yù)為本，為廣大用戶提供一流的密封產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)服務(wù)，在不斷提高、不斷改進(jìn)、不斷完善中奮進(jìn)。

更快、更高、更新！―――這是化新人永遠(yuǎn)執(zhí)著的追求

干氣密封概述和工作原理1、干氣密封概述

干氣密封是二十世紀(jì)六十年代末期從氣體動壓軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型非接觸式密封。該密封利用流體動力學(xué)原理，通過在密封端面上開設(shè)動壓槽而實(shí)現(xiàn)密封端面的非接觸運(yùn)行。經(jīng)過數(shù)年的研究，英國的約翰克蘭公司于七十年代末期率先將干氣密封應(yīng)用到海洋平臺的氣體輸送設(shè)備上，并獲得成功。干氣密封最初是為解決高速離心壓縮機(jī)軸封問題而出現(xiàn)的，由于密封非接觸運(yùn)行，因此密封磨擦副材料基本不受PV值的限制，特別適合作為高速、高壓設(shè)備的軸封。隨著干氣密封技術(shù)的日益成熟，其應(yīng)用范圍也越來越寬廣，日前，干氣密封正逐漸在離心泵及攪拌器上得到應(yīng)用。

2、干氣密封工作原理

典型的干氣密封結(jié)構(gòu)如圖1所示，由旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、密封圈以及彈簧座和軸套組成。圖2所示為干氣密封旋轉(zhuǎn)環(huán)示意圖，旋轉(zhuǎn)環(huán)密封面經(jīng)過研磨、拋光處理，并在其上面加工出有特殊作用的流體動壓槽。圖1干氣密封結(jié)構(gòu)示意圖

干氣密封旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封氣體被吸入動壓槽內(nèi)，由外徑朝向中心，徑向分量朝著密封壩流動。由于密封壩的節(jié)流作用，進(jìn)入密封面的氣體被壓縮，氣體壓力升高。在該壓力作用下，密封面被推開，流動的氣體在兩個(gè)密封面間形成一層很薄的氣膜，此氣膜厚度一般在3微米左右。當(dāng)氣體靜壓力、彈簧力形成的閉合力與氣膜反力相等時(shí)，氣膜厚度十分穩(wěn)定。圖2干氣密封端面動壓槽（螺旋槽）簡圖

干氣密封力平衡示意圖正常條件下，作用在密封面上的閉合力（彈簧力和介質(zhì)力）等于開啟力（氣膜反力），密封工作在設(shè)計(jì)工作間隙。當(dāng)受到外部干擾，氣膜厚度減小，則氣膜反力增加，開啟力大于閉合力，迫使密封工作間隙增大，恢復(fù)到正常值。相反，若密封氣膜厚度增大，則氣膜反力減小，閉合力大于開啟力，密封面合攏恢復(fù)到正常值。因此，只要在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，當(dāng)外部干擾消失以后，氣膜厚度就可以恢復(fù)到設(shè)計(jì)值?？梢姡蓺饷芊獾拿芊饷骈g形成的氣膜具有一定的氣膜剛度，氣膜剛度越大，干氣密封抗干擾能力越強(qiáng)。密封運(yùn)行越穩(wěn)定可靠。干氣密封的設(shè)計(jì)就是以獲得最大的氣膜剛度為目標(biāo)而進(jìn)行的。干氣密封典型結(jié)構(gòu)一）.離心壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)常用干氣密封結(jié)構(gòu)HXGS-YF

1、單端面干氣密封:HXGS-YFA2、雙端面干氣密封:HXGS-YFB3、串聯(lián)式干氣密封

(1).帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封：HXGS-YFAMA(2).不帶中間梳齒串聯(lián)干氣密封；HXGS-YFAA二）.泵用干氣密封HXM/GS-P1、雙端面結(jié)構(gòu)

(1).標(biāo)準(zhǔn)雙端面:HXGS-PB1(2).共用動環(huán)雙端面：HXGS-PB22、串聯(lián)式結(jié)構(gòu)（機(jī)械密封+干氣密封）；HXMGS-PAMAG1三）.釜用雙端面干氣密封:HXGS-JFB

一）

1．壓縮機(jī)用單端面干氣密封HXGS-YFA

單級干氣密封主要用于允許少量工藝氣泄漏到環(huán)境中的場合。適合介質(zhì)：空氣、N2、CO2、蒸汽等對環(huán)境無污染介質(zhì)。2．壓縮機(jī)雙端面干氣密封HXGS-YFB

密封采用雙端面結(jié)構(gòu)，密封氣體為外部引入的非工藝介質(zhì)氣體，密封氣壓應(yīng)高于工藝氣體壓力0.15—0.3MPa；該結(jié)構(gòu)適用于有毒、可燃或工藝中含有顆粒的氣體。密封非接觸運(yùn)行，具有很長的使用壽命（5年以上）及很低的功率消耗。雙端面干氣密封結(jié)構(gòu)主要用于輸送有毒、易燃、易爆氣體的場合。該類密封一般采用氮?dú)庾鳛樽璺鈿怏w。3．（1）壓縮機(jī)帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封HXGS-YFAMA

串聯(lián)式帶中間梳齒干氣密封是高速離心壓縮機(jī)軸封中采用得最多的一種密封形式；適用于不允許工藝氣泄漏到大氣中的工況。該結(jié)構(gòu)型式的干氣密封，第一級密封氣為工藝氣，第二級密封氣為氮?dú)?。一級泄漏出的全部工藝氣和通過中間梳齒泄漏的大部分氮?dú)庥苫鹁婢€排出。二級密封泄漏出的氣體為氮?dú)?，從放空管線排出。主密封承受全部工作壓力負(fù)荷，二級密封作為保護(hù)密封在低壓下運(yùn)行。主密封失效后，次密封可起到主密封的作用，保證機(jī)組安全。密封氣為工藝介質(zhì)氣體，保證了工藝介質(zhì)不受外來氣體的污染。密封非接觸運(yùn)行，具有很長的使用壽命（5年以上）及很低的功率消耗。（2）壓縮機(jī)串聯(lián)干氣密封HXGS-YFAA

串聯(lián)干氣密封適用于允許少量工藝氣泄漏到大氣的工況。串聯(lián)式干氣密封通常情況下采用2級結(jié)構(gòu)，第I級密封（主密封）承擔(dān)全部或者大部分負(fù)荷，第II級密封作為備用密封承受很小的差壓。通過主密封泄漏出的工藝氣大部分由火炬線排出，少量工藝氣通過II級密封泄漏出，通過放空管線排空。當(dāng)主密封失效時(shí)第II級密封起主密封的作用，保證工藝介質(zhì)不向大氣泄漏。二）1、（1）.泵用標(biāo)準(zhǔn)雙端面干氣密封HXGS-PB1標(biāo)準(zhǔn)雙端面干氣密封由兩套干氣密封背靠背布置形成。兩套密封間充入潔凈的密封氣（一般為氮?dú)猓?，其壓力高于密封腔被密封介質(zhì)壓力為0.15MPa左右。微量密封氣的通過內(nèi)側(cè)密封的密封面進(jìn)入泵腔，部分隔離氣通過外側(cè)密封的端面進(jìn)入環(huán)境中，進(jìn)入環(huán)境的密封氣為潔凈的密封氣，完全符合環(huán)保要求。密封采用雙平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不管內(nèi)側(cè)密封承受正壓差或負(fù)壓差作用，內(nèi)側(cè)密封都能實(shí)現(xiàn)密封。內(nèi)側(cè)密封和外側(cè)密封靜環(huán)（或動環(huán)）密封面上的流體動壓槽刻在密封面的外徑處。該種布置方式主要適用于各類不含固體顆粒的介質(zhì)，保證被密封的工藝液體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)“零泄漏”或“零逸出”。泵用雙端面干氣密封API682Plan74１、適應(yīng)用于氣源壓力穩(wěn)定、泵出口壓力不高，工藝上允許有少量密封氣進(jìn)入的場合；２、適用于有毒液體如苯類介質(zhì)，液體中含固體顆粒如堿液；３、適用于易抽空的場合中。

1、（2）.泵用共用動環(huán)雙端面干氣密封HXGS-PB21、共用動環(huán)雙端面干氣密封由兩套干氣密封背靠背布置形成。2、兩套密封間充入潔凈的密封氣（一般為氮?dú)猓?，其壓力高于密封腔被密封介質(zhì)壓力為0.15MPa左右。微量密封氣的通過內(nèi)側(cè)密封的密封面進(jìn)入泵腔，部分隔離氣通過外側(cè)密封的端面進(jìn)入環(huán)境中，進(jìn)入環(huán)境的密封氣為潔凈的密封氣，完全符合環(huán)保要求。3、密封采用雙平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不管內(nèi)側(cè)密封承受正壓差或負(fù)壓差作用，內(nèi)側(cè)密封都能實(shí)現(xiàn)密封。4、內(nèi)側(cè)密封和外側(cè)密封靜環(huán)（或動環(huán)）密封面上的流體動壓槽刻在密封面的外徑處。5、該種布置方式主要適用于密封腔長度較短的離心泵和各類不含固體顆粒的介質(zhì)，保證被密封的工藝液體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)“零泄漏”或“零逸出”。2、串聯(lián)結(jié)構(gòu)干氣密封HXMGS-PAMAG11、干氣密封與接觸式機(jī)械密封串聯(lián)布置，內(nèi)側(cè)機(jī)械密封為主密封，外側(cè)干氣密封為備用密封。2、機(jī)械密封與干氣密封間充入一定壓力的潔凈緩沖氣（一般為氮?dú)猓搲毫Φ陀诒幻芊獾囊后w介質(zhì)壓力。3、干氣密封非接觸運(yùn)行，保證主密封具有一定的背壓，能有效地降低甚至避免因主密封端面間液膜的氣化（或汽化），極大地延長了主密封的使用壽命。4、主密封泄漏的工藝介質(zhì)隨密封氣排入火炬，保證工藝介質(zhì)不向大氣泄漏。一旦主密封失效，干氣密封能在短時(shí)間內(nèi)起到主密封作用，防止工藝介質(zhì)向大氣大量泄漏。5、適用于輕烴、低溫類易揮發(fā)性介質(zhì)，特別是泵送介質(zhì)壓力較高的場合。串聯(lián)式泵用干氣API682Plan71API682Plan71適用范圍1、適應(yīng)在沒有氮?dú)獾牡胤剑?、應(yīng)用范圍和Plan72是一樣；3、比較適合小型地方煉油廠API682Plan71優(yōu)缺點(diǎn)1、72方案的優(yōu)點(diǎn)基本都有，但少了一點(diǎn)延長密封使用壽命，2、可以完全取代串聯(lián)機(jī)械密封（plan52)，比串聯(lián)機(jī)械密封優(yōu)越，因?yàn)樯倭嗣芊庥凸掭o助系統(tǒng)，3、壽命可達(dá)1.5～2年，比串聯(lián)式機(jī)械密封壽命高。

串聯(lián)式泵用干氣API682Plan72API682Plan72適用范圍１、泵出口壓力高的輕烴類介質(zhì)，現(xiàn)場用低壓氮。２、易揮發(fā)的介質(zhì)：如乙烯、丙烯、丙烷、甲烷、乙烷、氨水等。3、介質(zhì)中不允許氮?dú)膺M(jìn)入的場合。API682Plan75（用于不易揮發(fā)介質(zhì)）API682Plan75適應(yīng)范圍1、用于泵出口壓力高，氮?dú)鈮毫Φ偷膱龊希?、易揮發(fā)介質(zhì)含C5以上不易揮發(fā)的重組分；3、不易揮發(fā)流體中含如有H2S等巨毒氣體，如富胺液，含硫污水，氨水等。API682Plan75優(yōu)點(diǎn)１、解決了液體中含巨毒氣體的泵用密封泄漏對環(huán)境和安全的影響。２、擴(kuò)大了密封允許的泄漏量，延長了密封的使用壽命。

三）釜用干氣密封HXGS-JFB應(yīng)用于低壓反應(yīng)釜和攪拌器設(shè)備干氣密封控制系統(tǒng)一）.離心壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)常用干氣密封結(jié)構(gòu)1、單端面干氣密封控制系統(tǒng)2、雙端面干氣密封控制系統(tǒng)3、串聯(lián)式干氣密封控制系統(tǒng)

(1).帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封控制系統(tǒng)(2).不帶中間梳齒串聯(lián)干氣密封控制系統(tǒng)二）.泵用干氣密封1、雙端面控制系統(tǒng)2、串聯(lián)式結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)三）.釜用雙端面干氣密封控制系統(tǒng)壓縮機(jī)單端面干氣密封控制系統(tǒng)壓縮機(jī)雙端面干氣密封控制系統(tǒng)帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封控制系統(tǒng)不帶中間梳齒串聯(lián)干氣密封控制系統(tǒng)泵用雙端面干氣密封控制系統(tǒng)泵用串聯(lián)干氣密封控制系統(tǒng)影響干氣密封性能的主要參數(shù)1)密封端面動壓槽形狀研究表明，螺旋槽形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的流體動壓效應(yīng)要強(qiáng)于雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，如對數(shù)螺旋槽、阿基米德螺旋槽、圓弧槽、等；2)密封端面動壓槽深度、數(shù)量、寬度、長度研究表明，干氣密封流體動壓槽深度與氣膜厚度為同一量級時(shí)密封的氣膜剛度最大。在其余參數(shù)確定的情況下，動壓槽深度有一最佳值。理論研究表明，動壓槽數(shù)量趨于無限時(shí)，動壓效應(yīng)最強(qiáng)。不過，當(dāng)動壓槽達(dá)到一定數(shù)量后，再增加槽數(shù)時(shí)，對干氣密封性能影