干气密封技术研究现状及发展趋势

干气密封技术Байду номын сангаас 究现状 及发展趋势
张 云洪 （ 内蒙古 大唐 国 际克什 克腾 煤制 天 然气 有限 责任 公 司 ， 内蒙古
摘要： 干 气 密封 技 术 出现 于 上 世 纪 ６ ０ 年代， 是 当前 世 界 范 围 内最 先进 的非 接触 型 密封技 术 。干 气 密封在 气体 动压 轴 承 的基 础上 通过 对机 械 密封 来实现一种 非接 触型 密封 的运 作 ， 本 质上 说 ， 就 是在 机 械 密封动 环上 增加 动 压槽 ， 并设 置 了相应 的 辅助 系统 ， 用来 实现 非接 触式运行 。本 文 以下针对 干气 密封技 术 的应 用现状进 行分析 讨论 ， 并 对这 一技 术 未来的发展 趋 势进 行 了探 索 。 关键词 ： 干 气密封 ， 技 术研 究 ， 应 用现状 ， 发展 趋 势 与其 他的非 接触 型密封技 术相 比 ， 干 气 密封的介 质泄 露可 能 性 几乎 为零 ， 是一 种环 保性 能极 佳 的技术 ， 其密 封功 率 消耗
赤峰
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２干气密封工艺的研究现状和趋势
就研 究现 状 而 言 ， 国 内 的 研 究 对 象 集 中在 干 气 密 封 的 原
理、 设计 理论 、 系 统优 化等 理论 方面 ， 如： 密封 端 面摩 擦性 能研 究、 干气 密封结构 研究 （ 机 械密封 部分 ） 、 密封结 构现 代设计 、 绝 热研 究以及 气膜稳 定性计 算等 。结合现 状 出发 ， 国内 的研 究主 要存在 以下问题 ： 首先 ， 基础研 究 工作薄 弱。 由于 干气 密封 工艺是一 种 引进 技术 ， 在 国 内缺 乏 必要 的基 础理 论 ， 工 业应 用 的出发 点是 生 产 的适 应性 ， 因此大 多采 用 引进技 术和 设备 的 方案 ， 很 少 主动进 行技 术研 究。 国内主要 有高校 和研 究机构开 设研 究课题 ， 但 国 不足 接触 性密 封技 术 的 ５ ％， 在 工业体 系 应用 中不 存在 任 何的 外干 气密封 产 品生产企 业对技 术资料 的严 密封锁 ， 对 我 国的基 不利 影响 ， 因此 得到 了广泛 的研究和应 用 。 础性 研究 十分不利 。同时 ， 我 国在关于 密封性 技术的 研究 人 员 培养 上也 缺乏竞 争力 ， 资料 少 、 文献 少 、 专利 少是典型 的劣 势特 １干气密封工艺的工作原理 征。 １ ． １原 理 分析 其次 ， 密 封 材 料 性 能 较 差 。 国 内一 些 企 业 通 过 购 买 专 利 技 密封 工艺 虽然不 是现 代工业 中领先 的技术 构成 ， 但 往往发 挥着 关键性 作用 ， 如 在航天航 空 、 军事 国防 、 核能 等高科 技应用 术 生 产干 气密封 设 备 ， 但 由于 材料 选择 缺 乏科学 标 准 ， 其 产品 领域 ， 以及 化 工 、 石油 、 煤炭 等 国民 支柱 产业 中 ， 密封 工艺 的落 质量 并 不乐 观 。 从检 测 结果 来 看 ， 普遍 存 在 材料 不 稳 定 的特 后会造 成整体技 术性的功能 滞后 。 点， 对耐 腐蚀性 、 耐酸碱 性等不能满 足要求 。 单 纯 地就 轴端 密封 技 术而 言 ， 我 国 经历 了迷 宫密封 、 浮 环 再次 ， 产品结构 陈 旧落后 。国 内工业体 系中 的密封结 构大 密封 、 机械 密 封和 干 气密封 几个 重要 阶 段 ， 其 中干 气密封 的 优 多没有进 行更新 ， 甚至停 留在上 世纪 ５ ０ 年代 ， 缺乏对 新科技 、 新 技术和 新工艺 的认知 应用 。造成这 问题 的原 因 ， 与我 国密封产 势 明显强于其 他密封形式 。 从工 作原理 角度分 析 ， 干气 密封工 艺其 实是 一种 润滑性 气 品的生产 条件和 固有工艺落后 有关 。 干 气密封 技术 的显著特 点是非 接触性 ， 由于 密封 内部 的端 膜 流体 的动静压 力结 合形式 、 非 接触式 机械 密封与 气体 阻塞密 整体 的 辅助 系统 实施 简单 ， 因此 得到 了快 封 的 结合 。 在构 成上 包括 外 环 （ 动环） 、 静环、 ０形环 、 弹簧 、 转 面不 存在 任 何摩擦 ， 轴、 组 装套 等 ， 工作频 度较 高的是 动环和静 环 ， 通过在 端面 上的 速的推 广和 应用 ； 同时 ， 干 气密封 的免 维修期较 长 ， 使 用寿命 周 均匀分布 浅槽配合 。 期可 观 ， 不 需要 额 外的 润滑 剂和 冷却 系统 ， 可 以有效 节约 生 产 减少 工业 系统 的介 质复杂度 。 以较 为常 见的螺旋 槽面 干气 密封 工艺 为例 ， 当密封部 分发 成本 ， 生旋 转时 ， 密封 气体 被 吸入到 螺旋 槽 内 ， 径 向分量 从 外径 向 中 从 未来 的发展趋 势来 看 ， 主要 工作将 集 中在 干气 密封总 体 间流 动 ， 随 即密 封坝 开始 限制 气流 向低 压 侧运 动 ， 整 个旋 转槽 设计 结 构 、 材料 和 计算 理论 三个 方面 ； 对泄 漏量 控制 提 出 了更 面被 压缩 ； 而在 干 气密封 轴承 端 的槽根 部 位 ， 此 时形 成 了高压 高 的要求 ， 同时 要求 环保效 能提升 ， 提 高流体 机械效 率 ， 并 最大 局部 区 ， 在 气膜 产生 的 开启 力和弹 簧 、 介 质之 间达 到 闭合 力平 限度 的降低能量 损耗 。 衡， 从而形成 非接触 型密封运转 。 ３ 结 语 １ ． ２结构 分析 截至 目前 ， 干 气密 封工 艺在 我 国经历 了 ４ ０多年 的发 展 ， 以 干 气密封 结构 设计取 决于 气体的 组成成 分 ， 也受到 气体压 优越 的性能 得到 了工业生 产 领域 的肯 定 ， 尤 其在 化 工 、 石化 等 力、 工艺情 况 和生 产环 境 的影 响 ， 尤其 对 工业生 产 中的副 产 品 行 业 的压 缩 机 中较 为 普 遍 。同 时 ， 由于 市 场 经济 环 境下 的影 和废 弃 物有 较 多的 限制 要求 。按 照我 国 当前普 遍采 用 的干 气 响 ， 干 气密封 设备 的价 格 与传 统密 封设 备持 平 ， 开 始成 为 未来 密封 形式 ， 主 要有 三种类 型 ， 分 别是单 端面 密封结构 、 双 端面 密 应 用领域 的主流 。 封结 构和 串联式 密封结构 。 参 考文献 ： 其中， 单端 面密 封结 构也 被称 之 为单 级密 封 ， 广 泛地 应 用 【 １ 】 杨 富来． 干 气 密封技 术及 实 际应 用『 Ｊ ］ ． 石 油化 工设 备 技 在 各类 压缩 机 中 ， 如空 气 、 氮气、 二 氧化碳 等 ， 具 有很 高 的稳 定 术 ， ２ ０ ０ ４ ， ０ ３ ： ６ ３ — ６ ６ ＋ ７ ． 性， 一 些 小型 化工 企业 内部 使 用较 为合适 ， 对于 危 险性较 小 的 ［ ２ ］ 杨 惠 霞， 王 玉 明． 泵 用干 气 密封技 术及 应用研 究ｌ Ｊ １ ． 流体 副产 品气体允许 有一定 的泄露 。 机械， ２ ０ ０ ５ ， ０ ２ ： １ — ４ ＋ １ ３ ． 双端面 密封结 构要 求选择 压力较 高的缓 冲介 质 ， 或者生 产 ［ ３ ］ 刘 亚莉， 赵丽 丽， 张 强， 董 华东， 戚 俊清． 干 气 密封 技术研 究 中缓 冲气体 带有 危害性 ， 应 该考 虑使用这 种设计 。压 缩机在 真 【 Ｊ Ｊ ． 郑 州轻工业 学院学报ｆ 自然科 学版） ， ２ ０ １ ０ ， ０ ２ ： ５ １ － ５ ４ ． 空 环境 的运 转 中采 用双 端面 密封 工艺 可 以提供 性能 可 靠的 密 【 ４ 】 樊帆， 张琳琳． 干 气 密封 的历 史及发 展趋势［ Ｊ ］ ． 河 南科技 ， 封 系统 ， 确 保有毒 气体 、 易燃易爆气 体的不外泄 。 ２ ０ １ ４ ， １ ８ ： １ ２ ３ — １ ２ ４ ． 串联式 密封结 构应 用 十分 普遍 ， 较为 经济 适 用 ， 操 作工 序 作者简介 ： 张云洪 （ １ ９ ８ ８ 年一 ） ， 女， 黑龙江省绥化市 ， 本科学历 ， 也 十分 简单 ， 其一 般形 式是 采 用 多个干起 密 封端 体首 尾相 连 ， 现任副操 ， 助理工程师。 分级 承担 密封 负载 。这种形 式没有 一定 的应用标 准 ， 可以根 据 具 体工 业生 产 需求 来设 计规 模 。但 通常 情况 下会 采用 两级 划 分 的格 局 ， 第 一级 用 来承 受全 部压 力和 负载 ， 第二 级作 为备 用