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干气密封技术学习笔记干气密封技术学习笔记干气密封系统：(1)简介干气密封是一种气膜润滑的流体动、静压结合型非接触式机械密封，主要应用于天然气管线、炼油、石油化工、化工等行业的透平压缩机、透平膨胀机等旋转机械干气密封最早是由螺旋槽气体轴承转化而来的，和其他机械密封相比，其主要区别是在旋转环或静止环端面上(或者同时在这两个端面上)刻有浅槽，当密封运转时，在密封端面形成气膜，使之脱离接触，因而端面几乎无磨损其可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气也不污染润滑油系统2)工艺流程及说明; (a)氮气流程氮气从氮气罐引出经粗滤器与精滤器，过滤精度达到 1u 后分为四路两路前置密封气(缓冲气)：一路经孔板进入高压端密封腔，另一路经孔板进入低压端密封腔进入前置密封腔体内氮气主要是防止机体内介质气污染密封端面，用孔板控制氮气消耗量两路主密封气：一路经流量计进入高压端主密封腔，另一路经流量计进入低压端主密封腔压缩机运转时，依靠刻在动环上螺旋槽的泵送作用，打开密封端面并起润滑、冷却作用一套主密封氮气正常消耗量≤1NM3／h (b)仪表风流程仪表风从装置仪表风管网引出经过滤器，过滤到 3u 精度后，至干气密封柜，作为隔离气。

两路后置密封气(隔离气)：一路经孔板进入低压端后置密封腔，另一路经孔板进入高压端后置密封腔进入后置密封腔体内仪表风主要是防止润滑油污染密封端面，用孔板控制仪表风消耗量3)报警联锁说明主密封气与前置缓冲气压差正常值：≥0.3Mpa；低报：0.1Mpa；低低报：0.05Mpa4)操作规程干气密封投用:(a)运行前要对管路进行彻底吹扫，防止管内焊渣等杂质进入、密封腔，清洁度 lu，并将所有阀门关闭，处于待命状态b)在机组油运前至少十分钟，必须先通后置隔离气，且在机组运行中不可中断，在机组进气前，投用缓冲气，当机组进气后，前置密封气压力应比平衡管处压力高 0.05 Mpac)开机前必须投用主密封气干气密封停用:(a)压缩机停车后需降低润滑油总管压力防止润滑油进入密封腔，造成密封损坏b)压缩机正常停车后，缓冲气及主密封气不能立即停用，须等机体内无压力后，且介质气置换完全后，才可停用c)压缩机正常停车后，后置密封隔离气必须在润滑油循环停止十分钟后，才可关闭精密流量计投用:投用顺序：流量计副线阀开—流量计下游阀开一流量计上游阀开一流量计副线阀关(5)日常操作要求 8过滤器差压是测量粗过滤器与精过滤器是否堵塞，差压为 60Kpa 报警，此时需更换过滤器芯；更换前应先打开另一路过滤器前后的阀门，再关闭己堵过滤器前后的阀门，放空后既可更换。

6)干气密封事故处理停氮气：则干气密封停机联锁动作，按紧急停气压机组处理干气密封即“干运转气体密封” （Dry Running gas seals）是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封，属于非接触密封其作用原理：当端面外侧开设有流体动压槽（2.5～10m）的动环旋转时，流体动压槽把外径侧（称之为上游侧）的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐下降，因端面膜压增加使所形成的开启力大于作用在密封环上的闭合力，在摩擦副之间形成很薄的一层气膜（1～3m）从而使密封工作在非接触状态下所形成的气膜完全阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道，实现了密封介质的零泄漏或零逸出操作的注意事项：①干气密封元件加工精度高，因此要求密封气体是清洁的，最大颗粒尺寸为 5μm②防止密封面上带油或其它液体③单向的干气密封要严禁倒转，否则将干气密封失效甚至损坏，密封气的流量是干气密封运行工况好坏的晴雨表，流量稳定则说明干气密封运行情况良好干气密封运行时如出现密封 N2 气流量渐渐增大，说明干气密封的工作元件出现了问题，这时要引起重视，具体情况具体分析.另外：安装单向干气密封时,一定要注意盘车的方向要与密封环旋转方向相同，而安装双向干气密封是就没有这样的要求。

干气密封是一种新型的无接触轴封，由它来密封旋转机器中的气体或液体介质与其它密封相比，干气密封具有泄漏量少，磨损小，寿命长，能耗低，操作简单可靠，维修量低，被密封的流体不受油污染等特点因此，在压缩机应用领域，干气密封正逐渐替代浮环密封、迷宫密封和油润滑机械密封干气密封使用的可靠性和经济性已经被许多工程应用实例所证实 目前，干气密封主要用在离心式压缩机上，也还用在轴流式压缩机、齿轮传动压缩机和透平膨胀机上干气密封已经成为压缩机正常运转和操作可靠的重要元件，随着压缩机技术的发展，干气密封正逐步取代浮环密封、迷宫密封和油润滑密封 干气密封动环端面开有气体槽，气体槽深度仅有几微米，端面间必须有洁净的气体，以保证在两个端面之间形成一个稳定的气膜使密封端面完全分离气膜厚度一般为几微米，这个稳定的气膜可以使密封端面间保持一定的密封间隙，间隙太大，密封效果变差；而间隙太小会使密封面发生接触，因干气密封的摩擦热不能散失，端面间无润滑接触将很快引起密封端面的变形，从而使密封失效 气体介质通过密封间隙时靠节流和阻塞的作用而被减压，从而实现气体介质的密封，几微米的密封间隙会使气体的泄漏率保持最小 动环密封面分为两个功能区(外区域和内区域)。

气体进入密封间隙的外区域有空气动压槽，这些槽压缩进来的气体为了获得必要的泵效应，动压槽必须被开在高压侧密封间隙内的压力增加将保证即使在轴向载荷较大的情况下也将形成一个不被破坏的稳定气膜 干气密封无接触无磨损的运行操作是靠稳定的气膜来保证的，稳定的气膜是由密封墙的节流效应和所开动压槽的泵效应得到的 密封面的内区域(密封墙)是平面，靠它的节流效应限制了泄漏量干气密封的弹簧力很小，主要目的是为了当密封不受压时确保密封面的闭合 选择干气密封时，决定性的判断是动环上所开动压槽的几何形状对于压缩机的某些操作点，如启动和停车时，一套串联密封在低速或无压操作的情况下，旋转的动压槽必须在密封面之间产生一个合适的压力此力靠特殊措施——三维的、弧形的槽来获得操作与使用1.压力为了确定最大允许压力必须考虑与密封元件的挤压间隙和挤压特性相关的密封端面的变形所有间隙必须被计算来排除在操作压力和操作温度下辅助密封元件的挤压每一个气体密封的间隙情况必须根据有效的操作温度检查2.温度为了确定最大允许操作温度，不仅考虑被密封气体的使用温度也要考虑密封间隙间的涡流和摩擦所产生的热这些热与密封的速度、压力、气体和密封设计结构有关。

因此，在应用温度下，密封的每一个元件都应被计算这些计算的温度应低于材料的特性温度，即密封元件的最大允许温度3.端面速度端面的最大滑移速度以端面材料允许作用的载荷为基础，计算的安全系数至少为 1.5，允许靠离心力来减少张力它们在旋转试验中检查最大滑动速度数值根据用来计算的直径不同，每种制造也是不同的动环的内径或外径和静环的动态的或气动的直径全是可能的碳化硅动环外径的最大滑动速度可以达到 200m/s4.一般操作范围压缩机气体密封的基本形式应用范围如下：公称直径46～250mm此直径指的是动环的内径(小于或大于此范围的公称直径也是可以的)压力2～10MPa(绝)(橡胶辅助密封)＞10～25MPa(绝)(非橡胶辅助密封)最大压力差与材料和公称直径有关温度-20℃～+200℃(橡胶辅助密封)-55℃～+250℃(非橡胶辅助密封)滑动速度动环外径的最大速度 Vg 为 200m/s最大操作速度与滑动面的材料有关允许的轴位移轴向：DN46～118 标准为±1.0mmDN130～220 标准为±2.0mmDN230～250 标准为±3.0mm特殊形式为：最大±4.0mm径向：DN46～250 标准为±0.6mm干气密封制造质量要求压缩机密封和它们的缓冲气系统产品由质量部严格控制。

重要的材料和组件的试验被记录这确保了密封及相应的缓冲气系统产品的质量恒定和操作的可靠性1.标准检查计划干气密封和缓冲气系统的标准试验和检查属于标准检查计划附加材料和组件试验也可以要求标准检查计划的要点为：.对于关键性零件符合 EN 10204/3.1B 标准的材料证明.动环的速度试验(旋转试验).动环的表面破裂试验.静压和动压功能试验.平衡符合平衡等级 G2.5(标准)或 G1.02.旋转试验在操作期间被加载的动环的抗拉应力因离心力而减少金属材料制造保证材料的抗拉强度，但碳化硅制造和其他非金属端面材料将仅采用失效概率因子作为加载功能每一个动环的强度都要试验，因此，在旋转试验中，旋转试验需要的速度为最大操作速度的 1.225 倍试验压力为操作时压力的1.5 倍如果碳化硅环经住此试验，它就能保证组件能长时间承受工作载荷3.功能试验压缩机密封总是由制造商进行静压和动压功能试验试验是在比最高工况值高的情况下完成的空气被用作试验介质4.使用寿命无论是否特殊，压缩机密封的设计和材料选择经过计算来确保在连续操作的情况下密封的寿命至少为 50 000 小时在橡胶易老化的流程中它是可行的使用 60 个月后建议进行下面的维护：更换所有的橡胶件更换弹簧更换所有的动环和静环；在试验台上进行静压和动压试验。

不管储存环境是否是理想的，如果密封被储存 60 个月或更长，橡胶件将必须被更换且在安装和操作前进行静压试验事实上，建议储存 24 个月时就采取上述措施。