壓縮機干氣密封原理培訓(xùn)課件

1、干氣密封培訓(xùn)課件干氣密封培訓(xùn)課件恒力集團恒力集團化工組化工組干氣密封結(jié)構(gòu)用于密封失效時允許少量介質(zhì)氣泄漏到大氣中的場合。 一般在空氣、氮氣、二氧化碳機組中使用 主要用于壓力不高的有毒、易燃、易爆氣體。 適應(yīng)于機組入口負(fù)壓或者壓力較低的情況。 必須允許微量氮氣進入機組。 常用于富氣、解析氣壓縮機及各種改造的氨冰機。干氣密封結(jié)構(gòu)壓力較高，允許少量介質(zhì)氣泄漏到大氣中的場合 。現(xiàn)在一般只在改造機組中應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)用于易燃、易爆、危險性大的介質(zhì)氣體?？梢宰龅焦に嚱橘|(zhì)不會泄漏到大氣中，引入的外來氣源也不泄漏到工藝介質(zhì)中。 。一般用在循環(huán)氫壓縮機、天然氣壓縮機、乙烯、丙烯、氨壓縮機，合成氣壓縮機等該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

2、但由于其可靠性最高，目前在中高壓的離心壓縮機軸封中已成為標(biāo)準(zhǔn)配置。氣膜密封端面結(jié)構(gòu)氣膜密封端面結(jié)構(gòu)雙向旋轉(zhuǎn)功能的雙向旋轉(zhuǎn)功能的 “T”T”型槽型槽氣膜密封端面結(jié)構(gòu)氣膜密封端面結(jié)構(gòu)單向旋轉(zhuǎn)功能的端面螺旋槽單向旋轉(zhuǎn)功能的端面螺旋槽干氣密封的定義及特點 1. 定義干氣密封：干運轉(zhuǎn)、氣體潤滑、非接觸式機械端面密封的簡 稱。2. 特點以氣封氣、非接觸、氣膜潤滑、低功耗、長壽命、高可靠性、低運行維護費用。干氣密封典型結(jié)構(gòu)及材料干氣密封典型結(jié)構(gòu)及材料干氣密封典型結(jié)構(gòu)特點：與高速機械密封相比，密封面寬、旋轉(zhuǎn)環(huán)（硬環(huán)）密封面刻有微米量級的動壓槽，密封面分為槽區(qū)和壩區(qū)兩部分。干氣密封材料旋轉(zhuǎn)環(huán)碳化鎢 / 碳化硅靜

3、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干氣密封材料靜環(huán)材料（Primary Ring）碳石墨浸金屬浸樹脂 (如強腐蝕性介質(zhì))碳化硅+碳/碳化硅+DLC (如超高壓)干氣密封材料動環(huán)材料（Mating Ring）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碳化鎢 （鈷基）韌性好強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、易缺邊干氣密封的工作原理干氣密封的工作原理均勻分布的具有一定數(shù)量的淺槽。槽深6-10微米。槽形為收斂形狀。具有方向性。非接觸間隙35微米。不

4、能反壓工作。非接觸性非接觸性自平衡性自平衡性圓弧槽圓弧槽John CraneJohn CraneV形槽U形槽T形槽BurgmannBurgmannFlowserveFlowserve螺旋槽樅樹形槽旋向旋向氣體向中心泵送氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩密封壩圓弧槽泵送原理圓弧槽泵送原理 旋向旋向氣體向中心泵送氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩密封壩雙向槽泵送原理雙向槽泵送原理氣膜剛度 - 單向槽 v 雙向槽改進型改進型雙向螺旋槽雙向螺旋槽軟件計算 氣膜厚度 改進型雙向螺旋槽改進型雙向螺旋槽l單向槽：圓弧槽、螺旋

5、槽、V形槽 優(yōu)點：動壓效應(yīng)強，氣膜剛度大，抗外界擾動能力強。 缺點：不能反轉(zhuǎn)。 l雙向槽：樅樹、T、雙L 優(yōu)點：可以長時間反轉(zhuǎn)； 缺點：較單向槽動壓效應(yīng)弱，氣膜剛度小，抗外界擾動能力 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與雙向槽的比較正常間隙正常間隙間隙增大間隙增大間隙減小間隙減小氣膜剛度：氣膜開啟力的變化與膜厚變化的比值氣膜剛度：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。氣膜剛度越大，密封工作越穩(wěn)定。oZdFKdh 工作原理3020 10 0 1 2 3 4 5 膜厚膜厚 (mm) 靜、動壓組合剛度靜、動壓組合剛度單純流體靜壓單純流體靜

6、壓 剛度剛度(GN/m)非接觸密封流體靜壓與流體動壓剛性非接觸密封流體靜壓與流體動壓剛性非接觸密封的熱量平衡非接觸密封的熱量平衡0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 W 0 1 2 3 4 5 6 膜厚膜厚 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)生熱量干氣密封綜合性能分析軟件 -功能壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣體組份、材料、槽形、體組份、材料、槽形、密封幾何形狀、密封幾何形狀密封面間隙、泄漏量、密封面間隙、泄漏量、摩擦、功率、溫升、氣摩擦、功率、溫升、氣膜穩(wěn)定性膜穩(wěn)定性干氣密封主要特征干氣密封主要特征干氣密封特點l允許最大軸

7、向竄量通常為+ 3.0mm l允許最大徑向跳動通常為+ 1.0mml 能在全壓下啟 / 停 l極低的工藝氣泄漏 l能承受速度和壓力的快速變化l由于非接觸的特點，理論上密封壽命可以認(rèn)為沒有限制低能量消耗 能耗低于1KW 無磨損 干氣密封為非接觸密封（端面分離的間隙大約為35 m） 不需要密封油系統(tǒng) 無油污染 減少氣體泄漏l取消了密封油系統(tǒng)l減少了維修費用l節(jié)能l防止了油系統(tǒng)的污染l減少新機器的成本l集裝式設(shè)計易安裝，保護關(guān)鍵密封組件VentF OPDCVP IPDIS HPIS HF OPIS LN2/AirFIS L_N2FIoptional_PCVoptionalFlareFIS L_Fil

8、ter unitFilter unitDischarge or a higher stage of thecompressormax.100C密封氣來源壓縮機出口氣體壓縮機段間氣體外部氣體 密封氣質(zhì)量 密封氣過濾 小于 3um(過濾)溫度應(yīng)至少高于露點溫度10以上( 保溫 / 蒸汽伴熱 或 電加熱)密封氣無液( 凝聚式或Knockout 預(yù)處理過濾器 )密封氣控制防止未過濾的氣體進入密封腔保持與平衡管的壓差在 0.3 bar g 以上。( 壓力控制 )保持機內(nèi)迷宮間隙最大時最小氣流速度為 5 m/s。( 流量控制 )壓力與流量的組合控制 ( 壓力控制 + 流量控制 )密封氣 壓力控制PDIT取

9、自壓縮機平衡管 取自密封氣進氣管差壓遠傳P 平衡差壓控制器 - DCSP 密封P 密封P 密封 P 平衡壓差p = P 密封 - P 平衡 = 0.3 Barg (最小)差壓控制閥PI-1FI-2FI-1流量計(可選)從過濾器來的密封氣密封氣 流量控制P 吸氣 : 20 barg，40 P 排氣 : 40 barg，70 P 平衡 : 20 bargP 密封 : 20.3 barg，70 FI-1&FI-2 處流量= 一級密封泄漏量 ( 20.3 barg&70 ) + 通過壓縮機迷宮的泄漏量 ( 20.3 barg ( 0.3 bar 壓差) & 70 ，9000 r

10、pm )P 平衡P 密封P 密封P 密封 P 平衡FI-2FI-1P 吸氣P 排氣9000 rpm密封氣 流量控制 保持充足的密封氣流量。 保持正壓以防壓縮機腔體內(nèi)未過濾的 工藝氣體流向密封腔 P 平衡P 密封P 密封P 密封 P 平衡FI-2FI-1P 吸氣P 排氣必須保持足夠的密保持充足的密封氣流量。 保持正壓以防壓縮機腔體內(nèi)未過濾的 工藝氣體流向密封腔 封氣壓力，確保壓縮機工作時通過最小間隙處向機內(nèi)的平均氣流速度不小于 5m/s，以防止工藝氣向外的擴散。密封氣 壓力 & 流量控制PDIT取自壓縮機平衡管 取自密封氣進氣管 差壓遠傳P 平衡差壓調(diào)節(jié)器 - DCSP 密封P 密封P

11、密封 P 平衡p = P 密封- P 平衡 = 0.5 to 0.7 Barg差壓調(diào)節(jié)閥PI-1FI-2FI-1流量調(diào)節(jié)閥密封氣 監(jiān)測流量顯示 監(jiān)測密封氣流量 試車過程中可以采用差壓報警（低報） 當(dāng)密封氣壓力降低時報警差壓報警（高報） 監(jiān)測密封氣過濾器或凝聚式預(yù)處理過濾器可選壓力顯示 密封氣供氣壓力 & PDCV后壓力溫度顯示 密封氣溫度一級泄漏 / 放空在所有工況下，包括密封失效，以一種安全和可接受的方式來處理密封氣的泄漏。保持高于火炬線的正壓力。防止從火炬線來的反壓。監(jiān)測一級密封的運行狀態(tài)。在密封失效時產(chǎn)生停車信號。一級泄漏 / 放空PI-5FI-4到火炬P 火炬PI-6FI-5P

12、T-2PT-1高高聯(lián)鎖LHL高報P 泄漏P 泄漏高高聯(lián)鎖高報ROROP 泄漏 P 火炬n一級泄漏到火炬nFI-4 & 5, 一級密封泄漏量nRO- 在排放線產(chǎn)生背壓nPI-5 & 6, 壓力顯示，監(jiān)測一級泄漏壓力nPT-1 &2，壓力遠傳，提供 4 20 mA 信號到 DCS.n泄漏高報警n泄漏高高報，壓縮機聯(lián)鎖HHH一級泄漏控制PI-5FI-4到火炬PT-1HLP 泄漏高高聯(lián)鎖高報RO限流孔板：n根據(jù)正常泄漏量確定孔板尺寸n當(dāng)泄漏量快速增長時產(chǎn)生背壓流量計：n測量正常流量n監(jiān)測密封流量 n流量高 / 低報警止回閥：n防止反壓 n確保流動方向壓力遠傳：n密封泄漏較大時高

13、報 n密封失效時高高報聯(lián)鎖緩沖氣系統(tǒng)提供工藝氣與環(huán)境之間的有效隔離帶中間迷宮的串聯(lián)布置方式采用降低一級密封的泄漏濃度緩沖氣應(yīng)為惰性氣體 （ 通常為氮氣）緩沖氣源必須可靠緩沖氣質(zhì)量應(yīng)與密封氣一樣緩沖氣含氧濃度應(yīng)小于10緩沖氣 系統(tǒng) （帶中間迷宮的串聯(lián)）PIFIHLP 緩沖nFI, 二級密封緩沖氣流量nPI, 緩沖氣壓力顯示二次放空工廠氮氣氮氣過濾器P 火炬PIFI-5P 泄漏ROP 泄漏 P 火炬 P 緩沖 P 泄漏 P 火炬 示例:P 火炬: 1 bargP 泄漏 : 1.2 bargP 緩沖: 氣量應(yīng)充足，保持迷宮處 5m/s的氣流速度FI 流量= 二級密封泄漏量+ 通過中間迷宮的泄漏量 ( 基于 5m/s)流量控制 二次放空PIFIHLP 緩沖二次放空工廠氮氣氮氣過濾器n密封的外泄漏氣應(yīng)通過管道引至安全區(qū)域。n采用氮氣作緩沖氣，外側(cè)密封泄漏氣的二次放空