干气密封系统介绍
干气密封介绍(下)
干气密封介绍一、干气密封干气密封经过了严格的试验和检验，由制造精度高、质量优良的陶瓷和高合金的金属材料组成，含串联式配置的密封（如：含两个动环、两套装好弹簧的静环组件、腔体、连接轴套等件）和内部迷宫密封。
在大气侧配置了隔离密封。
弹簧力和工艺气压力共同作用形成密封力，密封环和保持环间的密封元件（O形圈）起副密封的作用。
在串联密封中，工艺气侧的主密封承受全压差起主要的密封作用。
大气侧的密封作为安全备用密封，一旦主密封失效安全密封承担起主密封的作用，可以保证设备安全停机。
干气密封分类：单端面，双端面，串联式等多种。
如何选用干气密封：1、对于要求既不允许工艺气体泄漏到大气中，又不允许阻封气进入机体的情况，采用中间进气的串联式干气密封。
普通串联式干气密封适用于少量工艺气泄漏到大气中的工状。
大气侧的一级密封作为保险密封。
2、对于允许气体少量泄漏到大气中，且无任何危害的工况，选用单端面干气密封。
3、对于不允许工艺气体泄漏到大气中，但允许阻封气泄漏到工艺气中的工况，选用双端面干气密封。
二、干气密封密封端面分类及螺旋槽干气密封优点干气密封密封端面根据加工成的形状分成：有扁平密封块，有台阶的密封块，有楔形鞋状密封块的，有螺旋槽的，等等。
螺旋槽干气密封优点：运行可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气亦不污染润滑油系统，取消了庞大的密封油供给及测控系统，占地面积小，重量轻，运行维护费用低，减小了计划外维修费用和生产停车。
三、干气密封结构图四、干气密封系统概述1、主要数据密封型式：TM02D串联式干气密封密封处轴径：100mm密封配置：带中间迷宫的串联式密封（含隔离气密封）密封系统型式：除液装置+增压装置+密封控制系统产地：沈阳透平机械股份有限公司密封材料：㈠、旋转环：硬质合金（碳化钨或碳化硅）㈡、旋转金属件：410SS㈢、静止环：特种石墨（碳化硅+DLC涂层）㈣、静止金属件：410SS㈤、弹簧：哈氏合金2 、干气密封工作原理：干气密封是一种非接触式端面密封，密封单元由两个环构成。
离心压缩机干气密封系统原理及泄漏原因分析
离心压缩机干气密封系统原理及泄漏原因分析1. 引言1.1 离心压缩机干气密封系统概述离心压缩机干气密封系统是离心压缩机中的重要组成部分，其作用是防止气体泄漏，保证系统的正常运行。
在离心压缩机中，气体被压缩的过程中会产生热量，同时也会产生润滑剂的蒸发和挥发，这些都会对密封系统造成影响。
干气密封系统的设计和运行至关重要。
干气密封系统通常由密封件、密封腔和密封气环组成。
密封件通常是由硬质材料制成，能够承受高速旋转和高温环境下的摩擦和磨损。
密封腔则是密封件的安装位置，需要具有良好的密封性能，避免气体泄漏。
密封气环则是用来保持密封腔内的压力，减少密封件和密封腔之间的摩擦。
2. 正文2.1 离心压缩机干气密封系统原理离心压缩机干气密封系统是通过密封件将压缩机的高压气体与外部环境隔离，防止气体泄漏和润滑油流失。
密封系统通常由静态密封和动态密封两部分组成。
静态密封主要用于固定部件之间的密封，如法兰、外壳等；动态密封则用于活动部件之间的密封，如轴封、活塞环等。
在离心压缩机中，干气密封系统是至关重要的，因为它直接影响到压缩机的运行效率和稳定性。
其工作原理主要是利用密封件和密封面之间的紧密接触，防止气体从密封处泄漏。
干气密封系统还要求密封件具有一定的弹性和耐磨性，以确保长期可靠的密封效果。
通常情况下，干气密封系统采用的密封件材料有橡胶、金属和聚四氟乙烯等。
这些材料具有良好的密封性能和耐腐蚀性能，适用于不同工况下的压缩机密封要求。
2.2 离心压缩机干气密封系统泄漏原因分析1. 密封件老化密封件在长时间运行过程中会受到高温、高压等环境影响，导致橡胶硬化、膨胀失效，从而导致密封性能下降，出现泄漏现象。
2. 设计缺陷密封系统设计不合理，存在结构缺陷或安装不当等问题，导致密封件无法完全密封，易发生泄漏。
3. 起磨擦损伤由于离心压缩机工作时高速旋转，密封件与轴、壳体等部件之间可能发生磨擦损伤，造成密封性能下降，引起泄漏。
4. 润滑不足密封系统的润滑不足，导致摩擦增大，密封件磨损加剧，从而引发泄漏。
干气密封系统
干气密封系统：(1)简介干气密封是一种气膜润滑的流体动、静压结合型非接触式机械密封，主要应用于天然气管线、炼油、石油化工、化工等行业的透平压缩机、透平膨胀机等旋转机械。
干气密封最早是由螺旋槽气体轴承转化而来的，和其他机械密封相比，其主要区别是在旋转环或静止环端面上(或者同时在这两个端面上)刻有浅槽，当密封运转时，在密封端面形成气膜，使之脱离接触，因而端面几乎无磨损。
其可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气也不污染润滑油系统。
(2)工艺流程及说明(a)氮气流程氮气从氮气罐引出经粗滤器与精滤器，过滤精度达到1u后分为四路。
两路前置密封气(缓冲气)：一路经孔板进入高压端密封腔，另一路经孔板进入低压端密封腔。
进入前置密封腔体内氮气主要是防止机体内介质气污染密封端面，用孔板控制氮气消耗量。
两路主密封气：一路经流量计进入高压端主密封腔，另一路经流量计进入低压端主密封腔。
压缩机运转时，依靠刻在动环上螺旋槽的泵送作用，打开密封端面并起润滑、冷却作用。
一套主密封氮气正常消耗量≤1NM3／h。
(b)仪表风流程仪表风从装置仪表风管网引出经过滤器，过滤到3u精度后，至干气密封柜，作为隔离气。
两路后置密封气(隔离气)：一路经孔板进入低压端后置密封腔，另一路经孔板进入高压端后置密封腔。
进入后置密封腔体内仪表风主要是防止润滑油污染密封端面，用孔板控制仪表风消耗量。
(3)报警联锁说明主密封气与前置缓冲气压差正常值：≥0.3Mpa；低报：0.1Mpa；低低报：0.05Mpa。
(4)操作规程干气密封投用:(a)运行前要对管路进行彻底吹扫，防止管内焊渣等杂质进入、密封腔，清洁度lu，并将所有阀门关闭，处于待命状态。
(b)在机组油运前至少十分钟，必须先通后置隔离气，且在机组运行中不可中断，在机组进气前，投用缓冲气，当机组进气后，前置密封气压力应比平衡管处压力高0.05 Mpa。
(c)开机前必须投用主密封气。
泵用干气密封系统
2.通过监测压力、流量等参数，反映密封工作状 态，当这些参量超过设定值时，输出报警信 号，避免事故的发生。
干气密封控制系统组成单元
1.过滤单元：过滤缓冲气，精度1μm。 2.调压单元：将过滤后的缓冲气压力整定到设
计值。
3.测量单元：监测缓冲气压力、流量参数。 4.报警单元： 当压力低于或流量高于设定值时，给出报警信
CSV
CSD
GBI
SNS
3.PLAN75
应用介质：常温下不易挥发的流体，泄漏 物会凝结或气体回收系统会倒流。
应用结构：无压双密封
公用工程要求：需接火炬管网，对管网的 压力有要求。
元件组成：收集器+孔板+高报压力开关 （0.7bar)+阀门
其它：通常与PLAN72配合使用
CSD CSD
4.PLAN74
时应及时更换； 4.先给干气密封送气再启动泵，但应注意氮气压
力的要求；反之，当泵完全停稳后再关闭气 源。
泵用干气密封简介
SNS
干气密封端面典型槽型图
SNS
Fs---弹簧作用力 Fp---介质作用力 Fo---气膜反力 Ha---气膜厚度
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo
干气密封作用力图
SNS
一、泵用干气密封特点
非接触式气体润滑密封，端面无磨损 用“气封液”代替“液封液” 密封更安全可靠 无污染
密封控制系统结构简单,可靠性高 全寿命成本低
应用介质：介质可含固体，但不能是高黏 度或易聚合
应用结构：有压双干气密封
公用工程要求：氮气压力高于泵腔至少 1.75bar
元件组成：截止阀+2~3微米过滤器（清除 颗粒，液体）+调压器(至少高于介质 1.75bar)+(孔板)+流量计+压力表 +(FSH)+低报压力开关+单向阀
离心压缩机干气密封系统原理及泄漏原因分析
离心压缩机干气密封系统原理及泄漏原因分析离心压缩机干气密封系统是用于保证压缩机内部与外部高压气体之间的密封的一种装置，主要包括气体密封装置和润滑装置。
其原理是利用高速旋转的离心力将气体从压缩机内部排出，形成密封层，阻止外部气体进入压缩机内部。
离心压缩机干气密封系统的主要工作原理是通过高速旋转的离心力将气体从压缩机内部排出，形成了一个密封层，从而阻止了外部气体的进入。
具体而言，干气密封系统由密封件、密封腔和密封介质组成。
当离心压缩机工作时，高速旋转的离心轴将气体吸入密封腔中，然后将其排出。
在此过程中，密封腔与密封介质之间的差压力将气体推动到密封件上，形成密封。
密封件上的压力将密封介质挤入密封腔中，从而进一步增强密封效果。
1. 密封件损坏：当密封件损坏时，外部气体将进入密封腔，导致泄漏。
密封件损坏的原因可以是使用时间过长、材料老化、物理损伤等。
2. 密封腔部件磨损：由于长时间的高速旋转，密封腔的部件会出现磨损，导致密封效果下降。
转子与密封腔之间的间隙过大会导致气体泄漏。
3. 密封介质流失：密封介质在长时间的工作过程中可能会发生流失，导致密封效果下降。
这可能是由于密封介质的蒸发、泄漏、挥发或分解等原因引起的。
4. 系统压力过高：当系统的压力超过密封系统的承受能力时，会导致泄漏。
这可能是由于系统的运行条件异常或设计不合理引起的。
为了有效地减少离心压缩机干气密封系统的泄漏，可以采取以下措施：1. 定期检查与维护：定期检查密封件、密封腔和密封介质的状况，及时更换和修复损坏的部件。
2. 注意密封材料的选择：选择耐磨损、耐腐蚀、耐高温的密封材料，提高密封件的使用寿命。
3. 控制系统压力：合理控制系统的压力，以确保在设计范围内工作。
4. 使用适当的润滑装置：适用于离心压缩机干气密封系统的润滑装置可以减少摩擦和磨损，提高密封效果。
离心压缩机干气密封系统的工作原理是通过密封件和密封介质的相互作用，形成高效的密封层。
泄漏的原因主要是由于密封件损坏、密封腔部件磨损、密封介质流失和系统压力过高等因素引起的。
干气密封运行系统简述.doc
一、干气密封运行系统简述1、原理：干气密封是一种由两个环组成的非接触式端面机械密封，由两个环组成。
第一个环称为动环（配合环），在表面上刻有槽，随转子旋转。
槽的下面是被称为密封坝的光滑区域。
实际上密封作用就产生在这一区域，在密封坝两侧有密封气压力和大气压力的压力梯度。
另一个环称为主环或静环，有光滑的表面并被固定，只允许沿轴向移动,静环由弹簧压住。
在轴处于静止和机组未升压时，静环背后的弹簧使其与动环接触。
当机组升压时，气体所产生的静压力将使得两个环分开并形成一极薄的气膜。
这间隙允许少量的密封气泄漏。
当机组开始旋转时，由于动环上槽的作用产生动压力。
靠近槽的根部产生一高压区域，并扩大两环间的间隙。
当动静压力平衡时，两环间就形成了稳定的间隙，并在两环间形成一定流量。
对于密封而言，泄漏量受压力、温度、气体的物理性能、密封尺寸、旋转速度的综合影响。
两个密封面间的间隙使得密封面非接触，并保持平衡运行。
干气密封的设计和运行原理在密封端面之间形成了一定尺寸的自稳定的间隙。
密封运行期间，任何由于气体或轴位移所产生的变化，将产生平衡力的变化，这将引起间隙的变化。
例如，间隙的增大将导致由于泵送作用的减弱而带来动压力降低，反过来，又通过静态闭合力的作用减小这一间隙，回到原来的尺寸。
反之，当间隙减小时，流体动力学作用增加，使得端面之间的分离力迅速增加，扩大了间隙。
这种自动平衡机理保证了端面之间的间隙和泄漏量始终保持稳定。
2、型式：本机组的干气密封系统，采用的是984干气密封/双向，带中间迷宫的串联式密封。
密封气取自压缩机出口气体，开车时经增压泵进入干气密封系统。
3、组成：干气密封主要有干气密封本体（含动环、静环）、主密封气除雾器和增压器、主密封气过滤器、隔离气过滤器、控制盘等组成。
在结构上有三道密封，一级是密封气来自压缩机出口，经过除雾、过滤后，再经差压调节阀注入到压缩机两端的密封气腔，用动、静环之间形成的气膜将介质封住（非接触式）。
干气密封系统简介
干气密封系统简介一、概述干气密封是一种新型的无接触式轴向密封，由它来密封旋转机器中的气体或液体介质。
与其它密封相比，干气密封具有泄漏量少，磨损小，寿命长，能耗低，操作简单可靠，维修量低，被密封的流体不受油污染等特点。
因此，在压缩机应用领域，干气密封正逐渐替代浮环密封、迷宫密封和油润滑机械密封。
干气密封使用的可靠性和经济性已经被许多工程应用实例所证实。
目前，干气密封主要用在离心式压缩机上，也还用在轴流式压缩机、齿轮传动压缩机和透平膨胀机上。
干气密封已经成为压缩机正常运转和操作可靠的重要元件，随着压缩机技术的发展，干气密封正逐步取代浮环密封、迷宫密封和油润滑密封。
PCL503型压缩机的轴端密封选用的是干气密封，它是由迷宫式密封、两组机械密封（博格曼提供）串列，以及密封干气系统、冲洗隔离气系统和放空及控制系统共同组成的轴端密封系统。
串联密封结构是一种操作可靠性较高的干气密封结构。
作为油和气工业的标准结构, 它是设计简单且仅需要一个相当简单的气体辅助系统。
典型应用是介质气体少量泄漏到大气中是容许的工况。
在串联结构中, 两个单封被前后放置形成两级密封。
介质侧密封(主密封) 和大气侧密封(辅助密封) 能够承受全部压力差。
在一般的操作中, 介质侧的密封承受了全部压差。
介质侧密封和大气侧密封之间的泄漏可通过接口“C”引到火炬。
大气侧密封所承受的压力与火炬压力相同, 因此介质泄漏到大气侧和到排气口的量几乎为零。
此结构使用过程中, 当主密封失败时,辅助密封可作为安全密封, 保证介质不会泄漏到大气中。
二、密封结构及密封气介绍1.迷宫密封压缩机定子和转子之间的密封都采用迷宫密封，以减少不同压力区域之间的气体泄漏。
迷宫式密封包括一个环，外周是密封齿，和转子之间间隙很小，所以迷宫密封一般是采用耐腐蚀软合金（铝合金）制成，并根据需要切割成对半或四半，而且切口留有一定间隙，以满足热膨胀的要求。
密封体外环的上半部固定在相应的隔板上，下半部装在下隔板上的凹槽里，易拆卸。
干气密封控制系统介绍
二级密封气 – 系统单元
n FI, 二级密封缓冲气流量 n PI, 缓冲气压力显示
P 缓冲 > P 泄漏 > P 火炬
二次放空
P 火炬
FI-5
RO
PI
P 泄漏 > P 火炬
P 泄漏
氮气过滤器 工厂氮气
P 缓冲
PI
H
FI
L
压力控制 示例: P 火炬 : 1 barg P 泄漏 : 1.2 barg P 缓冲: 1.5 barg
n 分瓣式碳环密封可用于替代迷宫密封。 n 通常采用氮气作为隔离气。 n 一些用户采用仪表风作为隔离气。
轴承 润滑油
隔离气
隔离气系统
二次放空
二次放空
PI-4
P 隔离
氮气过滤器 工厂氮气
P 隔离 n PI-4, 隔离气压力显示 , 最小0.3 barg
实物照片及现场照片
保证迷宫处气流速度至少 10m/s
PDI
显示/开关/远传
PI-1
来自压缩机出口气体/外供气体
密封气/一级密封气– 流量控制2
示例: P 吸气 : 20 barg，40 ℃
P 平衡
P 排气 : 40 barg，70
P 密封 : 20.3 barg，70 ℃ FI-1&FI-2 流量
P 密封
FI-1 P 吸气
FI-2 P 排气
P 密封
= 一级密封泄漏量 ( @20.3 barg&70 ℃)
+ 通过压缩机迷宫的泄漏量 ( @ 流向机内的平均气流速度不小于 10 m/s)
P 密封 > P 平衡
一级密封气– 流量控制3
P 平衡
• 保持充足的密封气流量。
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干气密封系统：
(1)简介
干气密封是一种气膜润滑的流体动、静压结合型非接触式机械密封，主要应用于天然气管线、炼油、石油化工、化工等行业的透平压缩机、透平膨胀机等旋转机械。
干气密封最早是由螺旋槽气体轴承转化而来的，和其他机械密封相比，其主要区别是在旋转环或静止环端面上(或者同时在这两个端面上)刻有浅槽，当密封运转时，在密封端面形成气膜，使之脱离接触，因而端面几乎无磨损。
其可靠性高，使用寿命长，密封气泄漏量小，功耗极低，工艺回路无油污染，工艺气也不污染润滑油系统。
(2)工艺流程及说明
(a)氮气流程
氮气从氮气罐引出经粗滤器与精滤器，过滤精度达到1u后分为四路。
两路前置密封气(缓冲气)：一路经孔板进入高压端密封腔，另一路经孔板进入低压端密封腔。
进入前置密封腔体内氮气主要是防止机体内介质气污染密封端面，用孔板控制氮气消耗量。
两路主密封气：一路经流量计进入高压端主密封腔，另一路经流量计进入低压端主密封腔。
压缩机运转时，依靠刻在动环上螺旋槽的泵送作用，打开密封端面并起润滑、冷却作用。
一套主密封氮气正常消耗量≤1NM3／h。
(b)仪表风流程
仪表风从装置仪表风管网引出经过滤器，过滤到3u精度后，至干气密封柜，作为隔离气。
两路后置密封气(隔离气)：一路经孔板进入低压端后置密封腔，另一路经孔板进入高压端后置密封腔。
进入后置密封腔体内仪表风主要是防止润滑油污染密封端面，用孔板控制仪表风消耗量。
(3)报警联锁说明
主密封气与前置缓冲气压差正常值：≥0.3Mpa；低报：0.1Mpa；低低报：0.05Mpa。
(4)操作规程
干气密封投用:
(a)运行前要对管路进行彻底吹扫，防止管内焊渣等杂质进入、密封腔，清洁度lu，并将所有阀门关闭，处于待命状态。
(b)在机组油运前至少十分钟，必须先通后置隔离气，且在机组运行中不可中断，在机组进气前，投用缓冲气，当机组进气后，前置密封气压力应比平衡管处压力高0.05 Mpa。
(c)开机前必须投用主密封气。
干气密封停用:
(a)压缩机停车后需降低润滑油总管压力防止润滑油进入密封腔，造成密封损坏。
(b)压缩机正常停车后，缓冲气及主密封气不能立即停用，须等机体内无压力后，且介质气置换完全后，才可停用。
(c)压缩机正常停车后，后置密封隔离气必须在润滑油循环停止十分钟后，才可关闭。
精密流量计投用:
投用顺序：流量计副线阀开—流量计下游阀开一流量计上游阀开一流量计副线阀关(5)日常操作要求
过滤器差压是测量粗过滤器与精过滤器是否堵塞，差压为60Kpa报警，此时需更换过滤器芯；更换前应先打开另一路过滤器前后的阀门，再关闭己堵过滤器前后的阀门，放空后既可更换。
(6)干气密封事故处理
停氮气：则干气密封停机联锁动作，按紧急停气压机组处理。