干气密封原理及使用共38页
干气密封基本原理及投用步骤
干气密封基本原理及投用步骤１、干气密封基本原理干气密封动静环表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽，随着转动，气体被内泵送到螺旋槽的根部，根部以外的一段无槽区称为密封坝。
密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。
该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽起着反向泵送、改善配合表面压力分布的作用，从而加大开启静环与动环组件的能力。
反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。
配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。
当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
２、干气密封投用步骤注意事项：ａ、不得在不投入使用干气密封的情况下，关上压缩机的出入口阀。
ｂ、干气密封应依次投用一级密封气，二级密封气，后置隔离气。
ｃ、严禁在不投用干气密封的情况下，启动压缩机润滑油泵。
ｄ、必须确保排放火炬和放空的背压小于进入干气密封的密封气压力。
ｅ、在开机后应当尽量避免在干气密封在高于3000转回以下长时间运转。
ｆ、严禁在增压泵活塞杆漏气大于50kpａ的情况下启动增压泵。
步骤：干活气密封系统加装后，在一级，二级，后置隔绝气入口法兰端口处接通洁净的仪表风或扰动氮气已连续吹起洗4～6小时以上，直至用细纱漂白布切合六个出口吹起洗5分钟以上，用眼仔细观察杜预灰尘、油污、水分等杂质为合格。
吹起洗整洁后停用所有阀门，处在待命状态。
打开系统所有常开取压阀，投用现场压力表、变送器、压力开关，液位计等并检查各管线，活接头连接情况。
关上扰动n气回去干气密封系统阀门，充份脱液后展开氮气转让，时间为四小时，并通过一级密封气和均衡管差压控制阀调节一级密封高低压端流量不低于１１７nm3/h（柴油不低于２５０nm3/h）二级密封高低压端的流量不高于２．９nm3/h（柴油不高于６．５nm3/h）排放量火炬流量７－１１nm3/h,（柴油５－８nm3/h），并通过自力调节阀使阀后压力不高于0.185mp ａ（柴油0.1mpａ）后置隔离气高低压端,流量不低于42.81nm3/h，（柴油15nm3/h），并通过自力调节阀使阀后压力不低于0.068mpａ（柴油不低于0.01mpａ）。
干气密封结构、原理和密封气供给流
干气密封结构、原理和密封气供给流程及要求1、干气密封结构和工作原理涩北首站压缩机采用的二级串联干气密封，具体结构如图1。
图1干气密封剖面图参照图1干气密封剖面图，对干气密封的结构和气体流向说明如下。
图1中，1——动环，2——静环，3——推环，4——弹簧所在空间（弹簧未画出），A ——密封气进气口，B——一级密封气排气口，C——未使用，D——隔离气排气口（二级密封泄露的少量密封气亦从此通道排除），E——隔离气进气口。
干气密封主要由动环1、静环2、弹簧组件（3和弹簧）等元件构成，静环、动环端面均为环形平面，但在动环端面具有一组“T”型槽，槽的深度大约5微米。
压缩机不运转时，在弹簧力的作用下，动环与静环之间的端面紧贴而无间隙。
但是，压缩机运转时，密封工作，密封气通过A孔进入动环上的“T”型流道，由于气体具有粘性以及两平行平面间具有沟槽，根据雷诺方程在两平行平面之间产生流体动压力，当流体动压力与作用在密封上的气体静压力以及弹簧力平衡时，就在两端面之间形成并维持一层极薄的气膜，气膜厚度大约5微米。
通常，从A孔进入的密封气压力高于压缩机平衡管的压力，该气体一部分进入压缩机内阻挡机内脏的介质气；另一部分从动静环之间的气膜泄漏到下游的腔室内，从而形成对压缩机内工艺气的密封。
由于气膜厚度非常小，泄漏出的气体量也非常小。
该密封包括两级相同的密封，两者为串联布置。
第一级密封即主密封，密封气体是经过过滤的天然气，第二级密封的密封气体是从一级密封中泄漏出来的天然气。
在主密封正常工作时，二级密封作为主密封的安全备用密封，加强密封的安全性，当主密封出现故障而不能正常工作时，二级密封就替代主密封，保证干气密封正常发挥密封功能和压缩机安全停机检修。
在靠近压缩机内侧（图1中的右侧），迷宫密封位于干气密封的前端，作为前置密封。
通过对密封气压力的调节使得从A孔进入的密封气压力高于迷宫密封内侧工艺气体的压力（此压力实际为压缩机平衡管压力），从而保证压缩机内脏的天然气不会向干气密封侧流动，保证干气密封始终在干燥、干净的气氛中运行。
干气密封原理
干气密封原理
干气密封是一种利用气体的高压力将两个接触面之间形成密封的方法。
它常用于各种机械设备中，例如压缩机、泵和旋转轴等。
干气密封的原理是利用气体的压力产生一个密闭的空气隔离区域，使得两个接触面之间的润滑剂不会泄露出去，从而保证机械设备的正常运转。
具体来说，当气体进入密封区域时，它会填充在两个接触面之间的间隙中，形成一个气体隔离层。
这个气体隔离层会受到压缩机或泵的高压力控制，从而保持一定的压力，从而防止润滑剂的泄漏。
在干气密封中，还常常使用轴封和密封环等辅助部件来加强密封效果。
轴封通常由金属和橡胶制成，能够保持密封区域的稳定性。
而密封环则可以填补密封区域的缺陷，使得气体无法从缺陷处泄漏出去。
总的来说，干气密封的原理是利用气体的高压力形成一个密闭的隔离区域，防止润滑剂泄漏。
通过辅助部件的使用，可以进一步提高密封效果，确保机械设备的正常运转。
干气(膜)密封的密封原理是怎么工作的？
干气（膜）密封的密封原理是怎么工作的？
干气（膜）密封是一种新型的机械密封的密封件之一，主要依靠微米级的气体薄膜润滑的的一类非接触式机械液压油封密封。
东晟密封告诉您在上期中我们主要简单的介绍了气膜密封（干气密封）的密封技术的发展进程及典型的螺旋槽气膜密封（干气密封）的结构及工作原理，今天我们还是来说说关于气膜密封的密封原理是怎么工作的呢？气膜密封工作原理图（可以参考图1）。
干气（膜）密封的密封原理图
机械气膜密封的组合与普通的接触式机械密封机同，主要的不同之处在于前者借助端面开设的流体动压螺旋槽，在旋转状态下所产生的流体动、静压效应，使端面被一稳定的薄气膜分隔开来，至气膜密封与端面处于非接触的运行状态，这种状态之下统称为“非接触式机械密封”的一种。
在工作中动环旋转时，被密封的气体沿周向吸入螺旋槽内，由外径朝向中心，径向分量朝向密封堰流动的，而密封堰阻止了气体流向中心点，从而使气体被压缩使压力升高，密封端面间隙得到动态稳定，并形成了一定厚度要求的气膜，这就是气膜密封（干气密封）的基本密封工作原理了。
密封端面平衡间隙（也就是气膜所产生的膜的厚度）在一般的情况之会有2-10μm之间。
如此之下，端面的间隙可自行控制界面开启力F。
与外界的闭合力F。
平衡之后，使气膜具有良好的弹性（就会形成气膜的刚度高），形成稳定的运转并防止密封端面相互接触。
这就是所谓的“非接触式机械气膜密封”的基本工作原理了。
干气密封基本原理及应用
Pressure [barG]
单向槽与双向槽的比较
单向槽：螺旋槽、V型槽 优点：动压效应强，气膜刚度大，抗外界扰动能力 强。
双向槽：枞树、U型槽、T型槽 优点：可以长时间反转； 缺点：较单向槽动压效应弱，气膜刚度小。 推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。
工作原理
FC 闭合力
S
P
弹簧力+流体压力
极低的工艺气泄漏
能承受速度和压力的快速变化
由于非接触的特点，理论上密封 寿命可以认为没有限制
干气密封主要特征
减少新机器的成本 集装式设计易安装，保护关键密封组
件 超过1亿5仟万小时运转经验 已安装1万2千套集装式干气密封
干气密封主要特性
取消了密封油系统 减少了维修费用 节能 防止了油系统的污染
10 6.625 in 密封直径
8 6 4 2
单向螺旋槽 改进型双向螺旋槽
最初的双向螺旋槽 雷列台阶
0
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Speed (rpm)
单向螺旋槽 与 改进型双向螺旋槽（ 5.687” ） －泄漏量与压力关系曲线
Leakage [std.l/min]
CSTEDY / CTRANS -功能
输入
压力，温度，转速，气 体组份，材料，槽形， 密封几何形状
输出
密封面间隙，泄漏量， 摩擦，功率，温升，气 膜稳定性
动态密封性能分析
密封直径 162mm 转速 16,110 rpm
压力 0 bar 温度 150 ℃
泄漏量 = 1.5 l/min
5 Microns/ div
New BD vs. UD : Seal Size 5.687"
3干气密封的原理及应用
完全符合国家标准， 可按容规监督检验 电热元件只给油接 触，不腐蚀，寿命 长 电热元件的热量是 通过热媒传递给换 热管的，因此即使 发生断流，换热管 的加热温度也在温 度保护范围内，防 爆安全性能更加可 靠。
电热元件与介质接 触，易腐蚀
直 接 加 热
电热元件断流易产 生高温，安全性稍 差 电热管如出现爆管， 易出现安全问题
功耗小
寿命长 泄漏小 适用范围广
密封油内漏
油站复杂
受PV值限制
油站复杂
环保
系统简单
成都一通密封有限公司
干气密封发展史
上世纪六十年代从气体润滑轴承理论基础上发展而来 国 外 干 气 密 封 发 展 上世纪六十年代未约翰克兰研制并试验出圆弧面螺旋槽非接触式机械密封
上世纪七十年代，第一台干气密封在离心压缩机上成功应用
发
展 史
国 内 发 展
1996年，天津鼎名研制的第一台国产干气密封在巴陵石化成功应用。
2001年，成都一通首台干气密封成功应用于大庆石化化工一厂。 21世纪，国内干气密封技术快速发展，基本取代了进口干气密封，国产化率超过90%。 2008年，国内自主知识产权的首台高压密封在大庆炼油厂成功应用，压力：17.4MPa。 国内现状：压力：17.4MPa，轴径350mm，转速：50000r/min。
梳齿密封结构特点： 耗气量较大。 结构简单，安装要求低。
非接触运行，密封寿命理论上无限制。
隔离密封——梳齿密封
成都一通密封有限公司
干气密封的设计
—— 用户关注
用 户
使用寿命
增强气膜刚度，提高抗干扰能力
关
注 点 能源消耗
降低能耗，提高经济性、环保性
刚 漏 比
成都一通密封有限公司
干气密封原理、设计、制造、试验技术交流(精品)
的泄漏量尚未形成统一的标准。而且干气密封在零部件的设计、
制 造及检验也 由 于各 厂家的设计 理 念 不同， 也未有相关统 一标准 。 通常都以企业内控标准为准。 国内干气密封的行业标准《干气密封技术条件》是在我公司 企业标准的基础上制定，目前已定稿送审，即将颁布。
干气密封设计
核 心 关 注
气膜刚度
产品应用
双端面结构
适用范围： 压力：负压~2.0MPa密封失效后允许少量介质 用于允许微量氮气进入工艺流程 ，压力不高的易燃 、 易爆、有毒介质，要求零泄漏的场合 优点：实现工艺介质零泄漏。 缺点：会有微量的氮气泄漏至压缩机内部。 应用实例：富气压缩机、解析气压缩机、火炬气压 缩机等。
产品应用Βιβλιοθήκη 带中间迷宫的串联式结构增强抗干扰性，稳定性
泄漏量
经济性、环保性
的
参 数
刚漏比 优化设计的最佳工作点
槽型参数
干气密封设计
传统设计
P、T、转速、介质
设计流程
运行参数
新设计
驱动方式、运行工况
公用工程条件
结构选型
工艺特点
流体动压设计
详细设计
流体静压设计
泄漏量、气膜刚 度等
优化计算
极端工况（暖机、盘车、 全压启停）
干气密封技术优势
静环变形计算
SNS
干气密封的设计
干气密封的理论分析 ——摩擦副热应变分析
strain
0.00044 230 0.00040 0.00036 0.00032
1
220
2
210
rotatestrain
200
statestrainV
r(mm)
190
180
干气密封结构与原理
优化密封面设计、选择合适的弹性 元件和摩擦材料，以提高开启力。
泄漏率
01
02
03
泄漏率
干气密封在工作过程中， 气体通过密封面的流量， 通常以气体流量或泄漏量 的形式表示。
影响因素
泄漏率受密封面粗糙度、 间隙大小、气体压力和温 度等因素影响。
优化方向
减小密封面粗糙度、减小 间隙大小、提高气体压力 和温度等措施，以降低泄 漏率。
。
低能耗
干气密封的运行能耗较低，能 够降低企业的生产成本。
长寿命
干气密封的使用寿命较长，减 少了维修和更换的频率，降低 了维护成本。
高可靠性
干气密封的可靠性较高，能够 保证设备的长期稳定运行，减
少意外停机事故的发生。
缺点
高成本
安装要求高
干气密封的结构复杂，制造成本较高，导 致其整体价格较高。
干气密封的安装精度要求较高，需要专业 人员进行安装和调试，以确保其正常工作 。
03
干气密封的工作原理
工作原理概述
干气密封是一种非接触式机械密封，通过在密封端面之间形成一层稳定的气膜来实 现密封。
与传统的接触式机械密封相比，干气密封具有较低的摩擦阻力、磨损小、寿命长等 优点。
干气密封适用于高速、高温、高压等苛刻的工况条件，广泛应用于石油、化工、制 药等领域。
静环与动环的相互作用
旋转环
旋转环是干气密封中的另一个关键组件，它与静止环形成一 对相互作用的密封面。旋转环通常由经过特殊处理的硬质材 料制成，如碳化钨或碳化硅。
旋转环的表面经过精密研磨和抛光，使其能够在高速旋转时 保持与静止环的紧密接触，从而实现非接触式密封。
弹簧
弹簧是干气密封中的一个重要组成部 分，它为静止环提供必要的预紧力， 确保静止环与旋转环之间的紧密接触 。