干氣密封介紹

干氣密封技術(shù)交流

成都化新密封有限公司一、公司簡(jiǎn)介二、干氣密封概述和工作原理三、干氣密封典型結(jié)構(gòu)四、干氣密封控制系統(tǒng)五、影響干氣密封性能的主要參數(shù)六、干氣密封與機(jī)械密封的性能對(duì)比提綱

成都化新密封有限公司系民營(yíng)股份制公司，成立于1992年，是中國(guó)最早從事密封行業(yè)的企業(yè)之一，一直是中國(guó)石化公司資源市場(chǎng)成員單位，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)煉化備品，配件一級(jí)網(wǎng)絡(luò)成員單位，中國(guó)液壓氣動(dòng)密封工業(yè)協(xié)會(huì)會(huì)員單位，2005年被四川省評(píng)了高新技術(shù)企業(yè)，目前擁有固定資產(chǎn)2000余萬(wàn)元，是流體動(dòng)密封的專業(yè)生產(chǎn)廠家。公司投資300余萬(wàn)元建成了轉(zhuǎn)速達(dá)18000r/min和達(dá)32000r/min的高速離心壓縮機(jī)密封試驗(yàn)臺(tái)各一臺(tái)、泵用干氣密封實(shí)驗(yàn)臺(tái)兩臺(tái)，高速泵機(jī)械密封試驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)，普通機(jī)械密封實(shí)驗(yàn)臺(tái)一臺(tái)，可以對(duì)任何該轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的干氣密封和機(jī)械密封進(jìn)行模擬試驗(yàn)；公司成功研制出可以加工WC和SiC材料干氣密封的激光加工設(shè)備，設(shè)備采用計(jì)算機(jī)控制，可以加工出任何槽形、深度的干氣密封摩擦副；擁有先進(jìn)的機(jī)械加工設(shè)備,如數(shù)控車床、電火花線切割機(jī)、全套金屬波紋管密封焊接設(shè)備、最新引進(jìn)了德國(guó)的數(shù)控加工中心，保證了公司提供的干氣密封和機(jī)械密封均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。公司組建以來(lái)，嚴(yán)格按照ISO9002質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)建立了科學(xué)、完善的質(zhì)量保證體系，通過(guò)了ISO9002質(zhì)量體系認(rèn)證。為廣大化工、石油、冶金、制藥、發(fā)電、造紙等行業(yè)提供了高品質(zhì)的密封產(chǎn)品，公司產(chǎn)品出口到日本、馬來(lái)西亞等國(guó)家。公司產(chǎn)品連續(xù)三年獲省優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的稱號(hào)?！案邔哟?、高品位”是化新人的不斷追求。公司主要產(chǎn)品有：干氣密封、釜密封、機(jī)械密封。公司成功地開發(fā)、生產(chǎn)出干氣密封，并開始大面積的在國(guó)內(nèi)推廣和應(yīng)用，成為國(guó)內(nèi)最先掌握此技術(shù)的少數(shù)企業(yè)之一。公司研制成功的EBR聚合釜密封總成，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)密封技術(shù)的空白。公司簡(jiǎn)介

公司建立了一支素質(zhì)高、責(zé)任心強(qiáng)的設(shè)計(jì)和銷售隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)了從設(shè)計(jì)到試制、生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)管理，公司還致力于產(chǎn)品個(gè)性化的追求，牢固樹立了品牌戰(zhàn)略意識(shí)，這也是化新人的價(jià)值取向?；鹿疽曎|(zhì)量為根，信譽(yù)為本，為廣大用戶提供一流的密封產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)服務(wù)，在不斷提高、不斷改進(jìn)、不斷完善中奮進(jìn)。

更快、更高、更新！―――這是化新人永遠(yuǎn)執(zhí)著的追求

干氣密封概述和工作原理1、干氣密封概述

干氣密封是二十世紀(jì)六十年代末期從氣體動(dòng)壓軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型非接觸式密封。該密封利用流體動(dòng)力學(xué)原理，通過(guò)在密封端面上開設(shè)動(dòng)壓槽而實(shí)現(xiàn)密封端面的非接觸運(yùn)行。經(jīng)過(guò)數(shù)年的研究，英國(guó)的約翰克蘭公司于七十年代末期率先將干氣密封應(yīng)用到海洋平臺(tái)的氣體輸送設(shè)備上，并獲得成功。干氣密封最初是為解決高速離心壓縮機(jī)軸封問題而出現(xiàn)的，由于密封非接觸運(yùn)行，因此密封磨擦副材料基本不受PV值的限制，特別適合作為高速、高壓設(shè)備的軸封。隨著干氣密封技術(shù)的日益成熟，其應(yīng)用范圍也越來(lái)越寬廣，日前，干氣密封正逐漸在離心泵及攪拌器上得到應(yīng)用。

2、干氣密封工作原理

典型的干氣密封結(jié)構(gòu)如圖1所示，由旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、密封圈以及彈簧座和軸套組成。圖2所示為干氣密封旋轉(zhuǎn)環(huán)示意圖，旋轉(zhuǎn)環(huán)密封面經(jīng)過(guò)研磨、拋光處理，并在其上面加工出有特殊作用的流體動(dòng)壓槽。圖1干氣密封結(jié)構(gòu)示意圖

干氣密封旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，密封氣體被吸入動(dòng)壓槽內(nèi)，由外徑朝向中心，徑向分量朝著密封壩流動(dòng)。由于密封壩的節(jié)流作用，進(jìn)入密封面的氣體被壓縮，氣體壓力升高。在該壓力作用下，密封面被推開，流動(dòng)的氣體在兩個(gè)密封面間形成一層很薄的氣膜，此氣膜厚度一般在3微米左右。當(dāng)氣體靜壓力、彈簧力形成的閉合力與氣膜反力相等時(shí)，氣膜厚度十分穩(wěn)定。圖2干氣密封端面動(dòng)壓槽（螺旋槽）簡(jiǎn)圖

干氣密封力平衡示意圖正常條件下，作用在密封面上的閉合力（彈簧力和介質(zhì)力）等于開啟力（氣膜反力），密封工作在設(shè)計(jì)工作間隙。當(dāng)受到外部干擾，氣膜厚度減小，則氣膜反力增加，開啟力大于閉合力，迫使密封工作間隙增大，恢復(fù)到正常值。相反，若密封氣膜厚度增大，則氣膜反力減小，閉合力大于開啟力，密封面合攏恢復(fù)到正常值。因此，只要在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，當(dāng)外部干擾消失以后，氣膜厚度就可以恢復(fù)到設(shè)計(jì)值?？梢?，干氣密封的密封面間形成的氣膜具有一定的氣膜剛度，氣膜剛度越大，干氣密封抗干擾能力越強(qiáng)。密封運(yùn)行越穩(wěn)定可靠。干氣密封的設(shè)計(jì)就是以獲得最大的氣膜剛度為目標(biāo)而進(jìn)行的。干氣密封典型結(jié)構(gòu)一）.離心壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)常用干氣密封結(jié)構(gòu)HXGS-YF

1、單端面干氣密封:HXGS-YFA2、雙端面干氣密封:HXGS-YFB3、串聯(lián)式干氣密封

(1).帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封：HXGS-YFAMA(2).不帶中間梳齒串聯(lián)干氣密封；HXGS-YFAA二）.泵用干氣密封HXM/GS-P1、雙端面結(jié)構(gòu)

(1).標(biāo)準(zhǔn)雙端面:HXGS-PB1(2).共用動(dòng)環(huán)雙端面：HXGS-PB22、串聯(lián)式結(jié)構(gòu)（機(jī)械密封+干氣密封）；HXMGS-PAMAG1三）.釜用雙端面干氣密封:HXGS-JFB

一）

1．壓縮機(jī)用單端面干氣密封HXGS-YFA

單級(jí)干氣密封主要用于允許少量工藝氣泄漏到環(huán)境中的場(chǎng)合。適合介質(zhì)：空氣、N2、CO2、蒸汽等對(duì)環(huán)境無(wú)污染介質(zhì)。2．壓縮機(jī)雙端面干氣密封HXGS-YFB

密封采用雙端面結(jié)構(gòu)，密封氣體為外部引入的非工藝介質(zhì)氣體，密封氣壓應(yīng)高于工藝氣體壓力0.15—0.3MPa；該結(jié)構(gòu)適用于有毒、可燃或工藝中含有顆粒的氣體。密封非接觸運(yùn)行，具有很長(zhǎng)的使用壽命（5年以上）及很低的功率消耗。雙端面干氣密封結(jié)構(gòu)主要用于輸送有毒、易燃、易爆氣體的場(chǎng)合。該類密封一般采用氮?dú)庾鳛樽璺鈿怏w。3．（1）壓縮機(jī)帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封HXGS-YFAMA

串聯(lián)式帶中間梳齒干氣密封是高速離心壓縮機(jī)軸封中采用得最多的一種密封形式；適用于不允許工藝氣泄漏到大氣中的工況。該結(jié)構(gòu)型式的干氣密封，第一級(jí)密封氣為工藝氣，第二級(jí)密封氣為氮?dú)?。一?jí)泄漏出的全部工藝氣和通過(guò)中間梳齒泄漏的大部分氮?dú)庥苫鹁婢€排出。二級(jí)密封泄漏出的氣體為氮?dú)猓瑥姆趴展芫€排出。主密封承受全部工作壓力負(fù)荷，二級(jí)密封作為保護(hù)密封在低壓下運(yùn)行。主密封失效后，次密封可起到主密封的作用，保證機(jī)組安全。密封氣為工藝介質(zhì)氣體，保證了工藝介質(zhì)不受外來(lái)氣體的污染。密封非接觸運(yùn)行，具有很長(zhǎng)的使用壽命（5年以上）及很低的功率消耗。（2）壓縮機(jī)串聯(lián)干氣密封HXGS-YFAA

串聯(lián)干氣密封適用于允許少量工藝氣泄漏到大氣的工況。串聯(lián)式干氣密封通常情況下采用2級(jí)結(jié)構(gòu)，第I級(jí)密封（主密封）承擔(dān)全部或者大部分負(fù)荷，第II級(jí)密封作為備用密封承受很小的差壓。通過(guò)主密封泄漏出的工藝氣大部分由火炬線排出，少量工藝氣通過(guò)II級(jí)密封泄漏出，通過(guò)放空管線排空。當(dāng)主密封失效時(shí)第II級(jí)密封起主密封的作用，保證工藝介質(zhì)不向大氣泄漏。二）1、（1）.泵用標(biāo)準(zhǔn)雙端面干氣密封HXGS-PB1標(biāo)準(zhǔn)雙端面干氣密封由兩套干氣密封背靠背布置形成。兩套密封間充入潔凈的密封氣（一般為氮?dú)猓鋲毫Ω哂诿芊馇槐幻芊饨橘|(zhì)壓力為0.15MPa左右。微量密封氣的通過(guò)內(nèi)側(cè)密封的密封面進(jìn)入泵腔，部分隔離氣通過(guò)外側(cè)密封的端面進(jìn)入環(huán)境中，進(jìn)入環(huán)境的密封氣為潔凈的密封氣，完全符合環(huán)保要求。密封采用雙平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不管內(nèi)側(cè)密封承受正壓差或負(fù)壓差作用，內(nèi)側(cè)密封都能實(shí)現(xiàn)密封。內(nèi)側(cè)密封和外側(cè)密封靜環(huán)（或動(dòng)環(huán)）密封面上的流體動(dòng)壓槽刻在密封面的外徑處。該種布置方式主要適用于各類不含固體顆粒的介質(zhì)，保證被密封的工藝液體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)“零泄漏”或“零逸出”。泵用雙端面干氣密封API682Plan74１、適應(yīng)用于氣源壓力穩(wěn)定、泵出口壓力不高，工藝上允許有少量密封氣進(jìn)入的場(chǎng)合；２、適用于有毒液體如苯類介質(zhì)，液體中含固體顆粒如堿液；３、適用于易抽空的場(chǎng)合中。

1、（2）.泵用共用動(dòng)環(huán)雙端面干氣密封HXGS-PB21、共用動(dòng)環(huán)雙端面干氣密封由兩套干氣密封背靠背布置形成。2、兩套密封間充入潔凈的密封氣（一般為氮?dú)猓鋲毫Ω哂诿芊馇槐幻芊饨橘|(zhì)壓力為0.15MPa左右。微量密封氣的通過(guò)內(nèi)側(cè)密封的密封面進(jìn)入泵腔，部分隔離氣通過(guò)外側(cè)密封的端面進(jìn)入環(huán)境中，進(jìn)入環(huán)境的密封氣為潔凈的密封氣，完全符合環(huán)保要求。3、密封采用雙平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不管內(nèi)側(cè)密封承受正壓差或負(fù)壓差作用，內(nèi)側(cè)密封都能實(shí)現(xiàn)密封。4、內(nèi)側(cè)密封和外側(cè)密封靜環(huán)（或動(dòng)環(huán)）密封面上的流體動(dòng)壓槽刻在密封面的外徑處。5、該種布置方式主要適用于密封腔長(zhǎng)度較短的離心泵和各類不含固體顆粒的介質(zhì)，保證被密封的工藝液體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)“零泄漏”或“零逸出”。2、串聯(lián)結(jié)構(gòu)干氣密封HXMGS-PAMAG11、干氣密封與接觸式機(jī)械密封串聯(lián)布置，內(nèi)側(cè)機(jī)械密封為主密封，外側(cè)干氣密封為備用密封。2、機(jī)械密封與干氣密封間充入一定壓力的潔凈緩沖氣（一般為氮?dú)猓?，該壓力低于被密封的液體介質(zhì)壓力。3、干氣密封非接觸運(yùn)行，保證主密封具有一定的背壓，能有效地降低甚至避免因主密封端面間液膜的氣化（或汽化），極大地延長(zhǎng)了主密封的使用壽命。4、主密封泄漏的工藝介質(zhì)隨密封氣排入火炬，保證工藝介質(zhì)不向大氣泄漏。一旦主密封失效，干氣密封能在短時(shí)間內(nèi)起到主密封作用，防止工藝介質(zhì)向大氣大量泄漏。5、適用于輕烴、低溫類易揮發(fā)性介質(zhì)，特別是泵送介質(zhì)壓力較高的場(chǎng)合。串聯(lián)式泵用干氣API682Plan71API682Plan71適用范圍1、適應(yīng)在沒有氮?dú)獾牡胤剑?、應(yīng)用范圍和Plan72是一樣；3、比較適合小型地方煉油廠API682Plan71優(yōu)缺點(diǎn)1、72方案的優(yōu)點(diǎn)基本都有，但少了一點(diǎn)延長(zhǎng)密封使用壽命，2、可以完全取代串聯(lián)機(jī)械密封（plan52)，比串聯(lián)機(jī)械密封優(yōu)越，因?yàn)樯倭嗣芊庥凸掭o助系統(tǒng)，3、壽命可達(dá)1.5～2年，比串聯(lián)式機(jī)械密封壽命高。

串聯(lián)式泵用干氣API682Plan72API682Plan72適用范圍１、泵出口壓力高的輕烴類介質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)用低壓氮。２、易揮發(fā)的介質(zhì)：如乙烯、丙烯、丙烷、甲烷、乙烷、氨水等。3、介質(zhì)中不允許氮?dú)膺M(jìn)入的場(chǎng)合。API682Plan75（用于不易揮發(fā)介質(zhì)）API682Plan75適應(yīng)范圍1、用于泵出口壓力高，氮?dú)鈮毫Φ偷膱?chǎng)合；2、易揮發(fā)介質(zhì)含C5以上不易揮發(fā)的重組分；3、不易揮發(fā)流體中含如有H2S等巨毒氣體，如富胺液，含硫污水，氨水等。API682Plan75優(yōu)點(diǎn)１、解決了液體中含巨毒氣體的泵用密封泄漏對(duì)環(huán)境和安全的影響。２、擴(kuò)大了密封允許的泄漏量，延長(zhǎng)了密封的使用壽命。

三）釜用干氣密封HXGS-JFB應(yīng)用于低壓反應(yīng)釜和攪拌器設(shè)備干氣密封控制系統(tǒng)一）.離心壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)常用干氣密封結(jié)構(gòu)1、單端面干氣密封控制系統(tǒng)2、雙端面干氣密封控制系統(tǒng)3、串聯(lián)式干氣密封控制系統(tǒng)

(1).帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封控制系統(tǒng)(2).不帶中間梳齒串聯(lián)干氣密封控制系統(tǒng)二）.泵用干氣密封1、雙端面控制系統(tǒng)2、串聯(lián)式結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)三）.釜用雙端面干氣密封控制系統(tǒng)壓縮機(jī)單端面干氣密封控制系統(tǒng)壓縮機(jī)雙端面干氣密封控制系統(tǒng)帶中間梳齒串聯(lián)式干氣密封控制系統(tǒng)不帶中間梳齒串聯(lián)干氣密封控制系統(tǒng)泵用雙端面干氣密封控制系統(tǒng)泵用串聯(lián)干氣密封控制系統(tǒng)影響干氣密封性能的主要參數(shù)1)密封端面動(dòng)壓槽形狀研究表明，螺旋槽形結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的流體動(dòng)壓效應(yīng)要強(qiáng)于雙向旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，如對(duì)數(shù)螺旋槽、阿基米德螺旋槽、圓弧槽、等；2)密封端面動(dòng)壓槽深度、數(shù)量、寬度、長(zhǎng)度研究表明，干氣密封流體動(dòng)壓槽深度與氣膜厚度為同一量級(jí)時(shí)密封的氣膜剛度最大。在其余參數(shù)確定的情況下，動(dòng)壓槽深度有一最佳值。理論研究表明，動(dòng)壓槽數(shù)量趨于無(wú)限時(shí)，動(dòng)壓效應(yīng)最強(qiáng)。不過(guò)，當(dāng)動(dòng)壓槽達(dá)到一定數(shù)量后，再增加槽數(shù)時(shí)，對(duì)干氣密封性能影