干氣密封結(jié)構(gòu)與基本知識(shí)

關(guān)于干氣密封結(jié)構(gòu)與基本知識(shí)12壓縮機(jī)密封由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間存在間隙，因而不可避免的存在泄漏，為了阻止這種泄漏發(fā)生，必須設(shè)計(jì)一種密封結(jié)構(gòu)。壓縮機(jī)密封分為軸端密封、級(jí)間密封、油密封等等。第2頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天3軸端密封幾種型式密封型式特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合迷宮密封或梳齒密封或拉別令結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、泄漏大用于級(jí)間密封或油密封。用于軸端密封的內(nèi)側(cè)部分，或空氣介質(zhì)類壓縮機(jī)的軸端密封，如催化主風(fēng)機(jī)浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，泄露量小，需要一套復(fù)雜的密封油系統(tǒng)，有時(shí)會(huì)污染潤(rùn)滑油系統(tǒng)，因而運(yùn)行費(fèi)用高，維修復(fù)雜用于易燃爆介質(zhì)類壓縮機(jī)機(jī)械接觸式密封需要密封油系統(tǒng)，工作壽命較短其不穩(wěn)定。目前石化企業(yè)較少使用干氣密封泄漏少、壽命長(zhǎng)、能耗低、操作簡(jiǎn)單可靠廣泛用于石化企業(yè)各種易燃、易爆、有毒介質(zhì)類離心壓縮機(jī)第3頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天4干氣密封的基本原理（一）干氣密封是一種密封全部工藝氣壓力的非接觸式端面密封。該密封包括軸向浮動(dòng)的碳化物環(huán)——靜環(huán)，和旋轉(zhuǎn)環(huán)——?jiǎng)迎h(huán)，旋轉(zhuǎn)環(huán)密封面的外徑部位刻有槽，槽的下面是被稱為密封壩的光滑區(qū)域。在軸處于靜止和機(jī)組未升壓時(shí)，靜環(huán)背后的彈簧使其與動(dòng)環(huán)接觸。當(dāng)機(jī)組升壓時(shí)，氣體所產(chǎn)生的靜壓力將使得兩個(gè)環(huán)分開并形成一極薄的氣膜（約3μm）。這間隙允許少量的密封氣泄漏。當(dāng)機(jī)組開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于動(dòng)環(huán)上槽的作用把氣體向密封壩泵送，槽內(nèi)壓力從外徑向內(nèi)徑增加，靠近槽的根部產(chǎn)生一高壓區(qū)域，并擴(kuò)大兩環(huán)間的間隙，同時(shí)泄漏量也增加。當(dāng)彈簧力和氣體的靜壓力與槽和密封壩的流體動(dòng)力相等時(shí)，密封面之間形成穩(wěn)定的氣膜間隙。當(dāng)間隙減小時(shí)，流體動(dòng)力學(xué)作用使得端面之間的分離力迅速增加，間隙將擴(kuò)大。間隙的增大時(shí)將導(dǎo)致打開力減小，間隙將減小。干氣密封的自動(dòng)平衡原理使得密封端面之間形成了穩(wěn)定的間隙和泄漏量。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)密封面非接觸，所以沒(méi)有磨損。第4頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天5干氣密封的基本原理（二）干氣密封顧名思義是指干燥的、潔凈的氣體密封。干氣密封的密封面之間在運(yùn)行時(shí)有非常小的間隙，密封氣流過(guò)該間隙。密封面之間的微小間隙要求密封氣中不能含有直徑超過(guò)間隙的顆粒，也不能含有液體，干氣密封控制盤的特點(diǎn)是具有過(guò)濾裝置、除濕裝置（密封氣用工藝介質(zhì)時(shí)），提供高清潔度的氣體以延長(zhǎng)密封面的壽命，并防止靜環(huán)背面堆積污染物。密封氣分為主密封氣、隔離氣（緩沖氣）。干氣密封設(shè)計(jì)壓力為機(jī)組的進(jìn)氣壓力。主密封進(jìn)氣腔的壓力稍許高于進(jìn)氣壓力，確保密封腔內(nèi)清潔的環(huán)境。由于密封腔與工藝氣腔有壓差，對(duì)于串聯(lián)式結(jié)構(gòu)來(lái)講大部分經(jīng)除濕、過(guò)濾的密封氣流經(jīng)工藝氣拉別令密封進(jìn)入壓縮機(jī)，只有一小部分密封氣流經(jīng)密封面之間，成為泄漏氣體；對(duì)于并聯(lián)式雙端面密封來(lái)講，密封氣流經(jīng)兩個(gè)密封面之間，成為泄漏氣體。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)主密封氣又分一級(jí)主密封氣（內(nèi)側(cè)端面）、二級(jí)主密封氣（外側(cè)端面），內(nèi)側(cè)端面起主要密封作用，外側(cè)端面是一個(gè)安全密封，當(dāng)內(nèi)側(cè)主密封突然失效時(shí)，危險(xiǎn)介質(zhì)不會(huì)發(fā)生大量外泄，造成安全事故。一級(jí)主密封氣使用工藝介質(zhì)或氮?dú)?，二?jí)主密封氣只能使用惰性氣體(氮?dú)?。第5頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天6干氣密封的基本原理（二）一級(jí)主密封氣使用工藝介質(zhì)的機(jī)組，在一定的運(yùn)行模式下，例如循環(huán)和啟動(dòng)，壓縮機(jī)還沒(méi)有產(chǎn)生足夠給干氣密封供氣的壓差。在這種運(yùn)行模式下，干氣密封容易受到來(lái)自于機(jī)殼內(nèi)的未經(jīng)過(guò)濾的氣體進(jìn)入密封腔的污染。未經(jīng)過(guò)濾的氣體流入到密封腔稱為“倒灌”。所以需要設(shè)置增壓器(如Flowserve、Johncrane的干氣密封控制盤)。隔離氣注入密封于軸承之間，其作用是防止?jié)櫥瓦M(jìn)入密封腔，同時(shí)防止工藝氣進(jìn)入軸承腔。緩沖氣（或稱作前置隔離氣）用于并聯(lián)雙端面密封，注入密封于機(jī)殼梳齒密封之間，其作用是防止未過(guò)濾、脫液的工藝介質(zhì)進(jìn)入密封腔，造成密封損壞，使用惰性氣體(氮?dú)?。第6頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天7全廠密封氣使用情況裝置名稱機(jī)組名稱一級(jí)主密封氣二級(jí)主密封隔離氣緩沖氣備注FCC富氣壓縮機(jī)（1臺(tái)）無(wú)氮?dú)鈨x表風(fēng)氮?dú)庵挥幸患?jí)主密封氣RDS循環(huán)氫壓縮機(jī)（2臺(tái)）壓縮機(jī)出口氫氮?dú)獾獨(dú)鉄o(wú)一級(jí)主密封氣經(jīng)除濕，配自動(dòng)增壓器HC循環(huán)氫壓縮機(jī)（1臺(tái)）CCR循環(huán)氫壓縮機(jī)（1臺(tái)）脫氯氫和氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)鉄o(wú)開停機(jī)時(shí)用氮?dú)庑職湓鰤簷C(jī)脫氯氫和氮?dú)獾獨(dú)獾獨(dú)鉄o(wú)開停機(jī)時(shí)用氮?dú)獠裼图託溲h(huán)氫壓縮機(jī)（1臺(tái)）壓縮機(jī)出口氫氮?dú)獾獨(dú)鉄o(wú)一級(jí)主密封氣經(jīng)除濕，配自動(dòng)增壓器第7頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天8干氣密封力學(xué)原理圖一壓縮膨脹打開力FOFC<FOSP閉合力FC間隙正常第8頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天9干氣密封力學(xué)原理圖二間隙減小打開力FOFC<FOSP閉合力FC第9頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天10干氣密封力學(xué)原理圖三打開力FOFC＞FOSP閉合力FC間隙增加第10頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天11干氣密封的幾種常用類型類型特點(diǎn)在我廠的使用單端面干氣密封一個(gè)密封面，安全性較差，多用于非有害介質(zhì)CCR的提升風(fēng)機(jī)雙端面并聯(lián)密封兩個(gè)斷面并列布置，兩個(gè)靜環(huán)在外側(cè)，安全性較單端面有所提高，用于壓力18bar以下FCC富氣壓縮機(jī)雙端面串聯(lián)密封兩個(gè)斷面串聯(lián)布置，內(nèi)側(cè)密封損壞，外側(cè)密封還可繼續(xù)維持密封，不致發(fā)生大量外泄漏，多用于危險(xiǎn)場(chǎng)合RSD、HC、柴油加、CCR循環(huán)氫壓縮機(jī)，CCR新氫增壓機(jī)第11頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天12單端面干氣密封靜環(huán)動(dòng)環(huán)第12頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天13雙端面干氣密封隔離氣N2排放口主密封氣N2軸承工藝介質(zhì)緩沖氣N2第13頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天14帶中間迷宮串聯(lián)干氣密封PROCESS工藝側(cè)ATMOSPHERE大氣側(cè)CleanBufferGas主密封氣InertBufferGas二次密封氮?dú)釲eakage泄漏至火炬InertBufferGas惰性隔離氣Leakage泄漏至大氣緩沖氮?dú)獾?4頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天15干氣密封廠家一覽表裝置名稱機(jī)組名稱干氣密封廠家FCC富氣壓縮機(jī)（1臺(tái)）約翰克蘭鼎名（天津）RDS循環(huán)氫壓縮機(jī)（2臺(tái)）FLOWSERVEHC循環(huán)氫壓縮機(jī)（1臺(tái)）CCR循環(huán)氫壓縮機(jī)（1臺(tái)）四川日機(jī)新氫增壓機(jī)約翰克蘭鼎名（天津）柴油加氫循環(huán)氫壓縮機(jī)（1臺(tái)）約翰克蘭（英國(guó)）第15頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天16約翰克蘭鼎名(天津)(FCC富氣壓縮機(jī))第16頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天17FLOWSERVE干氣密封（RDS、HC）第17頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天18JOHNCRANE（柴油加氫）第18頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天19四川日機(jī)（CCR循環(huán)壓縮機(jī)）第19頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天20約翰克蘭鼎名(天津)(CCR增壓機(jī))(高壓缸)第20頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天21約翰克蘭鼎名(天津)(CCR增壓機(jī))(中壓缸)第21頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天22約翰克蘭鼎名(天津)(CCR增壓機(jī))(低壓缸)第22頁(yè),共24頁(yè)，2024年2月25日，星期天23干氣密封安裝、投用控制盤至機(jī)組的管線必須進(jìn)行酸洗鈍化，水沖洗、風(fēng)吹掃，確保管內(nèi)無(wú)雜質(zhì)顆粒。干氣密封安裝前，徹底吹掃機(jī)體上與干氣密封腔相連通的開孔；拆卸下平衡線并進(jìn)行吹掃。密封氣、隔離氣必須先于潤(rùn)滑油系統(tǒng)投用，潤(rùn)滑油系統(tǒng)停用后30分鐘以上（考慮高位油箱放油時(shí)間）才能停用密封氣