壓縮機(jī)干氣密封原理培訓(xùn)課件

干氣密封培訓(xùn)課件干

氣

密

封

結(jié)

構(gòu)單端面干氣密封用于密封失

效時(shí)允許少量介質(zhì)氣泄漏到大氣中的場(chǎng)合。

一般在空氣、氮?dú)?、二氧化碳機(jī)組中使用雙端面密封主要用于壓力不高的有毒、易燃、易爆氣體。

適應(yīng)

于

機(jī)

組

入

口

負(fù)

壓

或

者

壓

為

較

低

的

情

況。必須允許微量氮?dú)膺M(jìn)入機(jī)組。常用于富氣、解析氣壓縮機(jī)及各種改造的氨冰機(jī)。干

氣

密

封

結(jié)

構(gòu)串聯(lián)密封壓力較高，允許少量介質(zhì)氣泄漏到大氣中的場(chǎng)合?，F(xiàn)在一般只在改造機(jī)組中應(yīng)用。帶中間迷宮的串聯(lián)密封該結(jié)構(gòu)用于易燃、易爆、危

險(xiǎn)性

大的介質(zhì)氣體?？梢宰龅焦に嚱橘|(zhì)不會(huì)泄漏到大氣中，引入的外來(lái)氣源也不泄漏到

工藝介質(zhì)中。。一般用在循環(huán)氫壓縮機(jī)、天然氣壓縮機(jī)、乙烯、丙烯，氨壓縮機(jī)，

合成氣壓縮機(jī)等該結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但由于其可靠性最高，日前在中高壓的離心壓縮機(jī)軸

封中己成為標(biāo)準(zhǔn)配置。C氣膜密封端面結(jié)構(gòu)雙向旋轉(zhuǎn)功能的“T”型槽氣膜密封端面結(jié)構(gòu)單向旋轉(zhuǎn)功能的端面螺旋槽H軸承腔串

聯(lián)

式

干

氣

密

封

—TM02CMohnCrane軸

承

腔H

r雙端面干氣密封—TMO2AWohnane單端面干氣密封—TMO2B

Mohncrane軸

承

腔H帶中間進(jìn)氣的串聯(lián)式干氣密封—TMO2D

VohnCrane軸

承

腔工

藝

氣串

聯(lián)

式

干

氣

密

封

—

2

8ATdohnCraneO

型面削密封02型隔離密封Aiddns

se6

leas

ieuud雪

業(yè)

親

冬

陣

強(qiáng)

士inoAe7uojelejsuj

leoS

seD

AIaapisssa?oldapis6uyeaaBarrierSeal-LabyrinthSeal隔離密封一迷宮式密封Barrier

Seal

Gas隔離密封氣SealingPressure-BacktoBack密封壓力

一

背靠背SGP1wlP5P1人

WSGP5DRESSERRANDP5

PgD

Wall

D

WallP1P1SG20Sealing

Pressure

-Straight

Thru密

封

壓

力

一

直

通

結(jié)

構(gòu)Seal

Balance

Line密封平衡管線P1P1SG

=Seal

Gas

Supply密封氣供給壓力SG>P1P3

P5

P7

P9SGP1DRESSER-RANDSGTo

process

Bearing

vent到工藝氣

軸承放空Double

Arrangement雙

重

布

局Separation

gas(Air

or

N2)

隔離氣(空氣或氮?dú)?Ref.Pressure參照壓力Inert

gas

惰性氣體OUTBOARD外側(cè)To

vent

到放空INBOARD內(nèi)側(cè)Tandem

WithIntermediateLabyrinth(DR)帶中間迷宮密封的串聯(lián)布局To

Separation

gas

(Air

or

N2)隔離氣(空氣或氮?dú)?Bearingvent

軸承放空Toprocess到工藝氣OUTBOARD外側(cè)Toflare通往火炬INBOARD內(nèi)側(cè)vent

Cleangas干凈氣體Inert

gas價(jià)TandemArrangement(D-R)串聯(lián)布局(D-R)ToventSeparationgas(AirorN2)放

空隔離氣(空氣或氮?dú)?Toprocess到工藝系統(tǒng)Bearingvent軸承放空Clean

gas干凈氣體OUTBOARD外側(cè)To

flare到火炬INBOARD內(nèi)側(cè)干氣密封的定義及特點(diǎn)1.

定

義干氣密封：干運(yùn)轉(zhuǎn)、氣體潤(rùn)滑、非接觸式機(jī)械端面密封的簡(jiǎn)稱(chēng)

。2.特

點(diǎn)以氣封氣、非接觸、氣膜潤(rùn)滑、低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性、低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。干

氣

密

封

典

型

結(jié)

構(gòu)特點(diǎn)：與高速機(jī)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(jí)的動(dòng)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)一碳化鎢/碳化硅靜止環(huán)一碳石墨/碳化硅+碳/碳化硅+DLC金屬件410不銹

鋼

/

316

不

銹

鋼

/哈氏合金

人

其

它彈簧哈氏合金C碳

石

墨●浸金屬·浸樹(shù)脂(如強(qiáng)腐蝕性介質(zhì))。碳化硅+碳/碳化硅+DLC(如超高壓)干

氣

密

封

材

料。靜

環(huán)

材

料

(

Pr

imary

Ring)干氣密封材料動(dòng)環(huán)

材

料(MatingRing)>

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(chēng)無(wú)壓燒結(jié))液相燒結(jié)一

超高壓干氣密封材料碳化鎢

(

鈷

基

)韌

性好強(qiáng)度高

鈷基不耐腐蝕鎳基抗腐蝕性專(zhuān)子碳化硅抗腐蝕性好易碎

怕磕碰、

易

缺

邊干氣零封的工作原理>非接觸性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3~5

微米。不能反壓工作。密封垢密封堰霧旋槽FFs--

彈

蕃

作

用

力Fp--

介

質(zhì)

作

用

力Fo--

氣

膜

反

力ha--

氣

膜

厚

度閉

合

力=Fs+Fp開(kāi)

啟

才

=FoC.

間

F隙減

小閉

合

力

≥

開(kāi)

啟

力A.

正

常

間F隙閉

合力

=開(kāi)啟力B.

間

隙

增

大閉

合

才

開(kāi)

啟

力>自平衡性丘F圓弧槽動(dòng)

環(huán)

旋

向解ea.

I7gT形槽BurgmannJohn

CraneFlowservesn羅R氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩圓弧槽泵送原理旋

向氣體受壓，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單向螺旋槽改進(jìn)型雙向螺旋槽最初雙向螺旋槽(MN/m)氣膜剛度單

向槽v

雙

向

槽00

-

2Min'm100908070605040302010Thicknss

(um)e6Speed

=14,500

rpm168.3mm

O/B

SealFilmStiffness4Film108計(jì)

算

一

氣

膜

厚

度10168.3mm

密封直徑單向螺旋槽8改進(jìn)型雙向螺旋槽6最初的雙向螺旋槽4列雷合階20O

4000

600S0pe

001(0

m)2000rp000e8Thickness

(um)MnmFilm12000

14000

16000軟

件單向槽與雙向槽的比較●

單向槽：圓弧槽、螺旋槽、V形槽優(yōu)點(diǎn)：

動(dòng)壓效應(yīng)強(qiáng)，氣膜剛度大，抗外界擾動(dòng)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：不能反轉(zhuǎn)?！るp向槽：樅樹(shù)、T、雙

L優(yōu)點(diǎn)：可以長(zhǎng)時(shí)間反轉(zhuǎn)；缺點(diǎn)：較單向槽動(dòng)壓效

應(yīng)弱，氣膜剛度小，抗外界擾動(dòng)能力

較弱。推薦+優(yōu)先采用單向槽，特殊情況雙向槽。壓縮膨脹氣服壓力分市Fc彈箭力氣體靜壓力正常間隙彈簧力十氣體靜壓力Fc=F0Fc彈簧力氣體靜壓力間隙增大彈簧力+氣體靜壓力氣膜壓力分市FC

>

FaFo氣膜剛度：氣膜開(kāi)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。Fc彈簧力氣體靜壓力間隙減小彈簧力+氣體靜壓力氣膜壓力分布Fc<FaFa非接觸密封流體靜壓與流體動(dòng)壓剛性靜、動(dòng)壓組合剛度單純流體靜壓工作原理膜厚(um)剛度(GNm)2030100235密封溫度

環(huán)境氣體膨脹熱量散發(fā)非接觸密封的熱量平衡密封溫度高于環(huán)境溫度氣體粘性剪切產(chǎn)生熱量膜厚μm:輸入壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣

幾、

狀、槽

形

、輸

出

氣、膜穩(wěn)定性、、干

氣

密

封

綜

合

性

能

分

析

軟

件

-

功

能干氣密封主要特征干氣密封特點(diǎn)·允許最大軸向竄量通常為±3.0mm·

允許最大徑向跳動(dòng)通常為±1.0mm●

能

在

全

壓

下

啟

/

停極低的工藝氣泄漏能承受速度和壓力的快速變化面于非接觸的特點(diǎn)，理論上密封壽命可以認(rèn)為沒(méi)有限制低能量消耗能耗低于1KW·無(wú)磨損于氣密封為非接觸密封(端面分離的間隙大約為3—5

μm)·不需要密封油系統(tǒng)無(wú)油污染·減少氣體泄漏取消了密封油系統(tǒng)·

減少了維修費(fèi)用·

節(jié)

能防止了油系統(tǒng)的污染減少新機(jī)器的成本集裝式設(shè)計(jì)易安裝，保護(hù)關(guān)鍵密封組件PISHPIS

LFilter

unitPCVoptionalDischarge

or

a

higher

stage

of

thecompressormax.100°

C4PlFIS

LISFToptionalFilter

unitN?AirFlareVentPDISH壓

縮

機(jī)

出

口

氣

體壓

縮

機(jī)

段

間

氣

體外

部

氣

體密封氣一來(lái)源密

封

氣

過(guò)

濾

小

于

3

u

m(過(guò)濾)溫

度

應(yīng)

至

少

高

于

露

點(diǎn)

溫

度

1

0

℃

以

上(

保

溫

/

蒸

汽

伴

熱

或

電

加

熱

)密

封

氣

無(wú)

液(凝聚式或Knockout

預(yù)處

理過(guò)濾器

)—密封氣一質(zhì)量防

止

未

過(guò)

濾

的

氣

體

進(jìn)

入

密

封

腔●保持與平衡管的壓差在0.3

bar

g以上。

(一壓力控制

)保

持

機(jī)

內(nèi)

迷

宮

間

隙

最

大

時(shí)

最

小

氣

流

速

度

為

5

m/

So(

流

量

控

制

)壓力與流量的組合控制

(

壓

力

控

制

+

流

量

控

制密封氣一控制P密封>

R

平

衡壓差△p=P

密封-

P

平

衡

=0.3Barg(最小)PDIT差壓遠(yuǎn)傳差

壓控制器

-DCS氣-

壓

力控

制取自壓縮機(jī)平衡管P

密封Fl-1

Fl-2’從過(guò)濾器來(lái)的密封氣取自密封氣進(jìn)氣管流量計(jì)

(可選)差壓控制閥密封PDCVVGP

平衡P

密封1”VGLGP

吸氣：20barg,40

℃P

排氣：40barg,70℃P平衡：20bargP

密封：20.3barg,70℃FI-1&FI-2處

流

量=一級(jí)密封泄漏量(@20.3barg&70℃)+通過(guò)壓縮機(jī)迷宮的泄涌量(@20.3

barg(0.3

bar

壓差)&70℃,9000rpm)P密封Fl-1Fl-2P

吸氣

P

排氣P平

衡9000

rpm密封氣-流量控制P

密封≥P

平衡P

密封·保持正壓以防壓縮機(jī)腔體內(nèi)未過(guò)濾的工藝氣體流向密封腔封氣壓力，確保壓縮機(jī)工作時(shí)通過(guò)最小間隙處向機(jī)內(nèi)的平均氣流速度

不小于5m/s,以防止工藝氣向外的擴(kuò)散。保持充足的密封氣流量。保持正壓以防壓縮機(jī)腔體內(nèi)未過(guò)濾的工藝氣體流向密封腔

P

密封Fl-1Fl-2密封氣-流量控制P

平衡·必須保持足夠的密保持充足的密封氣流量。P密

封

>P

(平衡P吸氣

P

排氣P密封P

密封>P

平

衡△p=P密封-P平衡=0.5

to

0.7

Barg密封氣-壓力

&

流量控制FI-1流量調(diào)節(jié)閥DCVG差壓調(diào)節(jié)器

-DCS取自密封氣進(jìn)氣管取自壓縮機(jī)平衡管差壓調(diào)節(jié)閥差壓遠(yuǎn)傳P

平衡P

密

封P

密

封1”VGLPDIT密封氣一監(jiān)測(cè)流量顯示監(jiān)測(cè)密封氣流量試車(chē)過(guò)程中可以采用●差壓報(bào)警(低報(bào))當(dāng)密封氣壓力降低時(shí)報(bào)警差壓報(bào)警

(高報(bào))監(jiān)測(cè)密封氣過(guò)濾器或凝聚式預(yù)處理過(guò)濾器可選壓力顯示一密封氣供氣壓力&PDCV后壓力溫度顯示一密封氣溫度一級(jí)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(lái)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(lái)的反壓。監(jiān)測(cè)一級(jí)密封的運(yùn)行狀態(tài)。在密封失效時(shí)產(chǎn)生停車(chē)信號(hào)。P泄漏

P泄漏PT-1&2,

壓力遠(yuǎn)傳，提供

4

～

20mA

信號(hào)到DCS.泄漏高報(bào)警n

泄漏高高報(bào)，壓縮機(jī)聯(lián)鎖n

一級(jí)泄漏到火炬n

Fl-4&5,一級(jí)密封泄漏量

n

RO-在排放線產(chǎn)生背壓n

Pl-5&6,壓力顯示，監(jiān)測(cè)一高高聯(lián)鎖

高報(bào)到火炬

P

火炬P

泄漏>

P

火炬H

高高聯(lián)鎖

L

高報(bào)PI-6)

PT-2一

級(jí)泄漏/放空級(jí)泄漏壓力HLROPT-1PIFI

-4ROFl-5P

漏壓力遠(yuǎn)傳：密封泄漏較大時(shí)高報(bào)n

密封失效時(shí)高高報(bào)聯(lián)鎖限流孔板：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(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生背壓流量計(jì)：n

測(cè)量正常流量

n

監(jiān)測(cè)密封流量n

流量高/低報(bào)警Fl-4PT-1

PI-5)防

止

反壓確保

流動(dòng)

方向一級(jí)泄漏控制高高聯(lián)鎖高報(bào)HLRO止回閥：到火炬nn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(jí)密封的泄漏濃度緩沖氣應(yīng)為惰性氣體(通常為氮?dú)?緩沖氣源必須可責(zé)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%P

火炬Pl

P

泄

漏

>P

火炬Fl