1、,離心壓縮機干氣密封,主講人 劉小明 四川日機密封件股份有限公司,概述,離心壓縮機軸端密封的形式： 安全性氣體（空氣、氮氣或二氧化碳等）：多采用迷宮密封 危險性氣體（氫氣、富氣、天然氣、氨等）： 上世紀八十年代以前：浮環(huán)密封、機械密封、機械+浮環(huán)密封 八十年代至本世紀初：浮環(huán)密封、機械密封、機械+浮環(huán)密封，干氣密封開始出現并逐漸增多 本世紀初至今：經過十余年的快速發(fā)展，目前已完全取代傳統(tǒng)的浮環(huán)密封和機械密封，幾乎所有新機組都已采用干氣密封,概述,離心壓縮機軸端密封的位置：,非驅動端密封,驅動端密封,國外歷史,干氣密封屬于非接觸式旋轉動密封。概念是上世紀六十年代從氣體潤滑軸承理論基礎上發(fā)展而來。

2、 在上世紀70年代， Ingersoll-Rand公司率先在其一臺懸臂式離心壓縮機上使用了干氣密封獲得了成功。干氣密封技術逐漸發(fā)展，并出現了滿足工業(yè)運行的商用干氣密封。 1988年，API在其離心壓縮機617標準第5版中首次認可了干氣密封。行業(yè)對干氣密封認可，大大推動了它在離心壓縮機上的應用。 進入90年代，國外干氣密封技術得到快速發(fā)展，在輸送危險性氣體的離心壓縮機密封上已逐漸取代了傳統(tǒng)的密封。目前幾乎所有的新增機組均裝備干氣密封。 國外干氣密封應用最高壓力42MPa，最大軸徑350mm，最大轉速接近50000RPM。,國內歷史,在80年代后期的引進大化肥裝置上的離心壓縮機上開始出現干氣密封。

3、 90年代初期，國內部分高校和公司也相繼成立研發(fā)小組，開始了干氣密封的研發(fā)工作。 天津鼎名密封公司利用王玉明的專利技術研制了第一臺國產干氣密封，于1996年底在巴陵石化鷹山石化工廠首次應用成功。 四川日機首臺干氣密封于1999年在鎮(zhèn)海煉化開車獲得成功。 沈鼓在2000年初開始裝備國產干氣密封。 進入21世紀，國內干氣密封技術得到快速發(fā)展，目前國內密封已覆蓋全部中低參數和部分高參數的國產離心壓縮機，占有率超過90%。 國內干氣密封應用最高壓力165MPa，最大軸徑350mm，最大轉速41000RPM。,干氣密封的優(yōu)點,應用不受設備PV值的限制。 省去了密封油系統(tǒng)及用于驅動密封油系統(tǒng)運轉的附加功率

4、負荷。 大大減少了計劃外維修費用和生產停車。 避免了工藝氣體被油污染的可能性。 密封氣體泄漏量小。 維護費用低，經濟實用性好。 密封驅動功率消耗小。 密封壽命長，運行可靠。 操作維護簡單、可靠。,應用領域,1978年開始應用離心式壓縮機,90年代初期開始應用于螺桿機、離心泵,近幾年開始應用于攪拌釜、羅茨風機等旋轉設備,應用領域,離心縮機干氣密封,應用領域,泵用干氣密封,干氣密封原理,1、非接觸性,定義：干運轉、非接觸式機械密封。 外觀特征：均勻分布的具有一定數量的淺槽 基本組成：流體動壓槽、密封壩、密封堰。 核心原理：動壓效應。 工作特征：非接觸間隙35微米。 特別強調：壓力方向性。,干氣密封

5、原理,2、自平衡性,干氣密封槽型技術,單向槽及雙向槽。,干氣密封槽型技術,干氣密封槽型技術,單向槽優(yōu)點 氣膜剛度大 使用范圍寬（低速、低壓） 抗干擾能力強 對定位精度要求略低,單向槽缺點 不能反轉 腔體徑向尺寸要求大,雙向槽優(yōu)點 允許反轉 突出的流體靜壓特性 對徑向尺寸要求較窄,雙向槽缺點 氣膜剛度較低 對定位精度要求高 抗干擾能力較弱,結構型式,四種結構,單端面干氣密封,雙端面干氣密封,串聯式干氣密封,帶中間迷宮的串聯式 干氣密封,結構型式,單端面結構,適用范圍： 壓力：負壓高壓。 用于密封失效后允許少量介質外泄至大氣的場合。 優(yōu)點：結構緊湊，泄漏量極少，性價比高。 缺點：無安全密封、存在隱

6、患。 應用實例：氮壓機、空壓機、二氧化碳壓縮機及高轉速多軸壓縮機等。,結構型式,雙端面結構,適用范圍： 壓力：負壓2.0MPa。 用于允許微量氮氣進入工藝流程，壓力不高的易燃、易爆、有毒介質，要求零泄漏的場合 優(yōu)點：實現工藝介質零泄漏。 缺點：會有微量的氮氣泄漏至壓縮機內部。 應用實例：富氣壓縮機、解析氣壓縮機、火炬氣壓縮機等。,結構型式,帶中間迷宮的串聯式結構,適用范圍： 壓力：負壓高壓。 基本適用于所有易燃、易爆、危險的流體介質。 優(yōu)點：安全性、可靠性最高。工藝氣不會泄漏至大氣環(huán)境中，外部氮氣也不會進入工藝流程內。 缺點：結構復雜，成本較高。 應用實例：氨壓機、天然氣壓縮機、循環(huán)氫壓縮機、

7、冷劑壓縮機、循環(huán)氣壓縮機等。,產品應用,1%,串聯式,2%,單端面,93%,帶中間迷宮的串聯式,4%,雙端面,產品應用,中壓：2.08.0 MPa,低壓：小于2.0MPa,高壓：8.018.0 MPa,根據壓力劃分,超高壓：大于18.0MPa,產品應用,常規(guī)軸徑（80160）,小軸徑（25.480）,中等軸徑：（160200）,根據軸徑劃分,大軸徑：（200260）,超大軸徑：（260350）,技術特點,常規(guī)徑（80160）,小軸徑（25.480）,中等徑：（160200）,大軸徑：（200260）,超大軸徑：（260350）,標準配置為優(yōu)化設計的高氣膜剛度的單向螺旋槽，特殊要求也可選雙向槽。

8、 動、靜環(huán)材料均采用進口材料。 轉動件之間采用特殊的定心方式。 可適應較大的軸向竄動量及徑向跳動量。 能夠保證在壓縮機數據表提供的所有工況下使用安全可靠。 極低的工藝氣泄漏，環(huán)保性，經濟性優(yōu)越。 集裝式設計易安裝，保護關鍵密封組件。,技術特點,常規(guī)徑（80160）,大軸徑：（200260）,超大軸徑：（260350）,彈簧蓄能密封圈針對高壓、高溫或耐腐蝕要求的密封圈設計,定心環(huán)保證不同材料零件在溫度變化下的同軸度要求,技術特點,常規(guī)徑（80160）,小軸徑（25.480）,中等徑：（160200）,大軸徑：（200260）,超大軸徑：（260350）,動環(huán)傳動凸耳傳動可靠，受力合理，減少應力集

9、中（加工中心制造）,靜環(huán)防轉凸耳受力合理，減小靜環(huán)變形（加工中心制造）,過去的結構,技術特點,小軸徑（25.480）,干氣密封相關標準,API617-02石油化工和氣體工業(yè)用離心壓縮機 API614-99石油化工和氣體工業(yè)用潤滑、軸封和控制油系統(tǒng)及其輔助設備 企業(yè)標準Q/62160781-742009干氣密封 由于國際上各干氣密封廠家動壓槽的不同特點，對干氣密封的泄漏量尚未形成統(tǒng)一的標準。而且干氣密封在零部件的設計、制造及檢驗也由于各廠家的設計理念不同，也未有相關統(tǒng)一標準。通常都以企業(yè)內控標準為準。 國內干氣密封的行業(yè)標準干氣密封技術條件是在我公司企業(yè)標準的基礎上制定，目前已定稿送審，即將頒布

10、。,干氣密封設計,氣膜剛度,核心關注的參數,泄漏量,剛漏比,槽型參數,增強抗干擾性，穩(wěn)定性,經濟性、環(huán)保性,優(yōu)化設計的最佳工作點,干氣密封設計,運行參數,驅動方式、運行工況,P、T、轉速、介質,結構選型,工藝特點,公用工程條件,詳細設計,流體動壓設計,優(yōu)化計算,泄漏量、氣膜剛度等,流體靜壓設計,極端工況（暖機、盤車、全壓啟停）,傳統(tǒng)設計,設計流程,新設計,干氣密封設計,中壓：2.08.0 MPa,動環(huán)（碳化硅，碳化鎢，氮化硅） 供貨商，美國COORSTEK,美國MORGAN，德國ESK,關鍵 材料 選擇,靜環(huán)（特種浸漬金屬石墨） 供貨商：日本東洋碳素，德國SCHUNK，美國MORGAN,橡膠件

11、（氟橡膠，全氟橡膠，氰化丁腈橡膠） 供貨商：美國杜邦，美國GREENE TWEED,彈簧蓄能密封圈（填充PTFE+不銹鋼） 供貨商：德國GFD，美國SAINT GOBINE,干氣密封設計,靜環(huán)變形計算,干氣密封設計,動環(huán)溫度分布,干氣密封設計,靜環(huán)溫度分布,干氣密封設計,機械密封的理論分析零件受力分析,常用重要儀表和閥門供應商,干氣密封控制系統(tǒng),帶中間迷宮的串聯式干氣密封控制盤,干氣密封控制系統(tǒng),聚結器,應用：工藝氣中如果帶液或者露點溫度較高，可能會導致液體進入干氣密封導致失效。需采用聚結器對工藝氣作除液處理。 特點：采用進口不銹鋼絲濾芯，可將小液滴聚集成為大液滴流入下部集液區(qū)。帶液位計（或液

12、位變送器），前后差壓表（或差壓變送器）排液口。安全閥等。,干氣密封控制系統(tǒng),增壓裝置,應用：壓縮機正常工作時通常用出口端工藝氣經過濾和調壓后進入干氣密封。但在開車初期壓比很小，無法采用出口端工藝氣，如沒有合適壓力的備用氣源則需將工藝氣經增壓裝置增壓后作為干氣密封的開車氣體。 特點：采用進口增壓泵，以工藝氣和平衡管的差壓作為其啟動條件。低壓氮氣或儀表風作為驅動氣?？杀ＷC在任何工況時干氣密封均能工作在干凈的氣體條件下。帶緩沖罐，電磁閥，過濾器，減壓閥，單向閥，安全閥等。,增壓泵,緩沖罐,干氣密封控制系統(tǒng),干氣密封控制系統(tǒng),恒溫無塵車間,干氣密封制造,干氣密封制造,三坐標測量儀，光譜儀，立式光學投影儀，金相顯微鏡，600mm光學平晶，顯微硬度計，彈力測試機，萬能工具顯微鏡，探傷機、動平衡試驗機,干氣密封檢驗,-嚴格執(zhí)行API617及企業(yè)內控標準。,-對每一套出廠及返修壓縮機用干氣密封必須按流程進行測試。,-動環(huán)強度試驗，靜壓試驗、運轉試驗、超