泵用干气密封的原理及特点
干气密封的原理及使用分析
干气密封的原理及使用分析一、引言干气密封是一种新型的无接触轴封，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。
本文针对德国博格曼公司的干气密封产品进行了研究，结合压缩机的工作特点，重点论述压缩机干气密封的原理、结构特点、密封材料、使用要求和制造等方面的内容。
二、干气密封工作原理分析干气密封和普通平衡型机械密封相似，也由静环和动环组成，其中：静环由弹簧加载，并靠O型圈辅助密封。
端面材料可采用碳化硅、氮化硅、硬质合金或石墨。
干气密封与液体普通平衡型机械密封的区别在于：干气密封动环端面开有气体槽，气体槽深度仅有几微米，端面间必须有洁净的气体，以保证在两个端面之间形成一个稳定的气膜使密封端面完全分离。
气膜厚度一般为几微米，这个稳定的气膜可以使密封端面间保持一定的密封间隙，间隙太大，密封效果变差；而间隙太小会使密封面发生接触，因干气密封的摩擦热不能散失，端面间无润滑接触将很快引起密封端面的变形，从而使密封失效。
气体介质通过密封间隙时靠节流和阻塞的作用而被减压，从而实现气体介质的密封，几微米的密封间隙会使气体的泄漏率保持最小。
动环密封面分为两个功能区(外区域和内区域)。
气体进入密封间隙的外区域有空气动压槽，这些槽压缩进来的气体。
为了获得必要的泵效应，动压槽必须被开在高压侧。
密封间隙内的压力增加将保证即使在轴向载荷较大的情况下也将形成一个不被破坏的稳定气膜。
干气密封无接触无磨损的运行操作是靠稳定的气膜来保证的，稳定的气膜是由密封墙的节流效应和所开动压槽的泵效应得到的。
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
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干气密封端面典型槽型图
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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
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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
干气密封的特性及主要工作原理
干气密封的特性及主要工作原理一、干气密封概述早在20世纪60年代末期，奠定在气体动压轴承应用的基础上，干气密封发展起来，并成为一种全新的非接触式密封。
该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。
最初，采用干气密封形式，主要为了改善高速离心压缩机的轴封问题。
由于密封采取非接触性的运行方式，因此其密封的摩擦副材料基本不会受到PV值的任何影响，尤其在高压设备、高速设备中应用，具有良好前景。
随着我国密封技术的飞速发展，再加上干气密封的广泛应用，彻底解决了困扰高速离心压缩机运行中的轴封问题，密封使用寿命及性能都得到了很大提高，为机组稳定，长周期运行提供了保证，因此该技术的应用范围进一步扩大，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。
干气密封图二、干气密封与机械密封性能比较机械密封是一种传统的密封型式，其特点是密封结构简单，技术成熟，加工精度要求不太高。
其缺点是泄漏率高，故障频发。
干气密封是目前最先进的一种非接触密封型式，与传统的机械密封形式相比较，采用干气密封技术，主要具备以下优势：1)采用干气密封技术，可有效提高密封的质量与使用时间，确保设备安全、可靠、稳定运行。
2)采用干气密封技术，能源消耗较小。
3)干气密封技术应用到的辅助系统较为可靠，操作简单，在使用过程中不需要任何维护手段。
4)采用干气密封技术，泄漏量较少，应用效果良好。
三、干气密封工作原理一般来讲，典型的干气密封技术，包含了静环、动环(旋转环)、副密封O形圈、静密封、弹簧和弹簧座等。
静环位于弹簧座内，用副密封O形圈密封。
弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上动环(旋转环)配合。
这类密封与机械密封的区别在于，它是一种气膜润滑的流体动、静压相结合的非接触式机械密封。
动环与静环配合表面具有很高的平面度和光洁度，通常在动环表面上加工有一系列的特种槽。
随着转动，气体被向内泵送到槽的根部，根部以外的无槽区称为密封坝。
密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。
泵用干气密封讲稿2011
易燃易爆有毒的 主要用于常温 易汽化的清洁流 清洁流体 。 体如： 1.非聚合流体， 饱和蒸汽压高于 封液。 2.易结晶流体如 含碱，胺。
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串联式干气密封 双端面干气密封 串联式机械密封 （PLAN72＋76） （PLAN74） （PLAN52） 安全性高。一级 机械密封泄漏出 的介质通过密封 气排火炬，二级 干气密封泄漏到 大气的为氮气， 不会对现场造成 威胁；主密封失 效，次级密封起 到备用密封的作 用。 安全性高。密封 气一部分进入介 质，一部分排向 大气，保证介质 零泄漏。 安全较高。一级 机械密封泄漏出 来的微量介质可 通过储罐排向火 炬，且主密封失 效时次级密封在 短时间内起到备 用密封的作用。
闭合力=Fs+Fp 开启力=Fo B．间隙增大 闭合力＞开启力
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干气密封作用力图
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 C．间隙减小 闭合力＜开启力
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干气密封的自我平衡过程：
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PLAN74控制系统流程图
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泵用干气密封控制盘PLAN74
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泵用干 气密封控制盘(现场)
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泵用干 气密封控制盘（现场）
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三．泵用干气密封与机械密封的比较 （易挥发、轻烃类介质）
环 保 方 面
环保性好。介质 全部送至火炬燃 烧，不会泄漏到 环境中，次级密 封泄漏到现场的 为氮气，不会对 现场造成任何污 染。
干气密封的原理及应用场合
干气密封的原理及应用场合1. 干气密封的定义和基本原理干气密封是一种利用清洁干燥的气体（通常是氮气）在机械轴和密封部件之间形成一个气体屏障，以防止液体或气体泄漏的密封方法。
它主要利用气体压力高于液体或气体的压力，将气体或液体压缩在轴封附近的密封腔内，从而有效地防止泄漏。
干气密封的基本原理是通过气膜将两侧介质隔离开来，从而实现密封效果。
当轴旋转时，密封腔内的气体被强制流动，形成一个气膜屏障，防止液体或气体渗入密封腔。
2. 干气密封的优点•高效性能：干气密封具有较高的密封效果，有效防止液体或气体泄漏，提高设备的工作效率。
•可靠性：由于密封性能稳定可靠，干气密封可保持长时间的使用寿命而不需要频繁维护。
•适应性强：干气密封适用于各种介质，包括化工、石油、医药等不同行业。
•安全性高：由于采用气体作为密封介质，避免了液体泄漏导致的安全隐患。
•环保性好：干气密封无需使用润滑油，减少了对环境的污染。
3. 干气密封的应用场合3.1 化工工业在化工工业中，往往需要处理一些有害、腐蚀性或粘稠的介质。
传统的液体密封在这种条件下容易受到损坏或泄漏，而干气密封可以有效地解决这些问题。
比如，干气密封常被用于泵、压缩机、反应釜等设备的密封，确保介质不泄漏，从而保护操作人员的安全和设备的正常运行。
3.2 石油行业在石油行业中，由于介质种类多样，常常需要在恶劣的工作环境中进行密封。
干气密封可以适应高温、高压、腐蚀等艰苦环境，确保设备的正常运行。
比如，干气密封常用于石油泵、油井采气设备、管线等油气密封系统中。
3.3 医药行业在医药行业中，要求设备的密封性能高、可靠性强，并且要求设备无泄漏和无污染。
干气密封具有符合医药行业要求的特点，被广泛应用于制药设备、灭菌系统、制冷设备等。
3.4 其他行业除了化工、石油和医药行业外，干气密封还广泛应用于其他领域。
例如，干气密封可用于食品加工设备、纸浆设备、电力行业的泄漏控制等。
4. 干气密封的发展趋势随着技术的不断发展，干气密封正朝着更高效、更可靠和更环保的方向发展。
干气密封离心泵工作原理
干气密封离心泵工作原理说起干气密封离心泵的原理，我有一些心得想分享。
你知道吗，就像我们家用的那种普通的水泵，抽水的时候水不能漏出来。
离心泵呢，它是靠叶轮旋转产生离心力，把液体从中心甩到四周，然后从出口送出去。
但这个密封就很关键了，要是密封不好，泵里的液体流出来，不但浪费，还可能损坏泵。
干气密封就像是给这个离心泵请了一个超级保镖。
我一开始看到这个词的时候就很疑惑，啥是干气密封啊？它怎么就能密封好呢？后来慢慢就理解了。
打个比方吧，干气密封就像给通道设置了一道神奇的气体栅栏。
干气本身被源源不断地送进这个密封系统里。
这里面涉及到一种压力平衡的原理。
正常情况下，泵里的液体是有一定压力的，想要冲出来。
干气呢，也有自己的压力，这个干气的压力就顶在密封的地方，液体的压力想把气推开往外漏，但是干气就像坚强的卫士不让液体冲过这道防线。
这有点像拔河，液体压力往左拽，干气压力就往右拉，在正常工作下，维持着一个平衡。
实际应用中，比如说在炼油厂那些复杂的流体输送设备中就用到了干气密封离心泵。
炼油时那些各种各样的化学液体，有的有毒，有的很昂贵。
要是离心泵密封不好，浪费、污染的事就都来了。
所以干线密封就像个大英雄，保证泵送作业安全高效地进行。
说到这里，你可能会问了，那干气要是压力不够了怎么办呢？哈哈，这是个好问题呢！其实整个干气密封系统是有监控装置的呀，一旦压力有异常，就会报警的，操作人员就会去检查供气源之类的东西。
不过，我也得承认，虽然我大概理解了干气密封离心泵的工作原理，但这个里面还有好多细致的控制理论和复杂的机械结构我还没有彻底搞清楚。
咱们可以一起讨论呀，没准你知道一些我不知道的知识呢。
而且这个原理也给咱们一些延伸思考，像是在其他类似要求密封的设备里，是不是也能借鉴这种干气密封的思路呢？这里有个注意事项就是干气的品质也是很重要的，要是干气里夹杂着杂质，那就好像给这个卫兵队伍里混进了坏蛋，会影响密封效果的哦。
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。
干气密封的工作原理和特点
干气密封的工作原理和特点干气密封是一种新型的非接触式轴封。
干气密封在结构上与普通的机械密封基本相同，重要的区别在于干气密封其中的一个密封环上面加工有均匀分布的流体动压槽。
运转时进入槽中的气体受到压缩，在密封环之间形成局部的高压区，使密封面开启，从而能在非接触状态下实现密封。
干气密封与普通的机械密封相比主要有以下的优点：（1）省去了普通密封油系统以及用于驱动密封油系统运转的附加功率负荷。
（2）大大减小了计划外维修费用和生产停车。
（3）避免了工艺气体被油污染的可能性。
（4）密封气体泄漏量小。
（5）维护费用低，经济实用性好。
（6）密封驱动功率消耗小。
（7）密封寿命长，运行可靠。
该压缩机采用的是GCTL01/L99型带中间迷宫的串联式干气密封，是干气密封中安全性、可靠性最高的一种结构。
这种结构可保证工艺介质不会泄漏至大气环境中，同时可以保证干气密封引入的外部气源氮气不会漏入工艺介质中。
串联式干气密封相当于前后串联布置的两组单端面干气密封。
第一级干气密封为主密封，基本上承受全部压差；第二级干气密封为辅助安全密封，正常运行时在很低的压力下工作，当第一级密封失效时，第二级密封可以迅速承受较大的压差，起到密封作用，同时可防止一级密封失效时工艺气体大量向大气环境中泄漏，保证机组安全停车。
大气端的隔离密封可避免轴承箱中的润滑油汽进入干气密封区域，保证干气密封在洁净、干燥的环境中运行。
为了保证干气密封运行的可靠性，每套密封系统都配有与之相匹配的监测、控制系统，其作用是一方面为干气密封提供干净、干燥的气源。
另一方面对干气密封的运行状况进行实时监测，使密封工作在最佳状态，当密封失效时系统能及时报警。
监控系统对密封是否正常运行的监测主要是通过对泄漏气体的流量及相关压力的监测来进行的。
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本文摘自再生资源回收-变宝网（）泵用干气密封的原理及特点
泵用干气密封主要应用于离心压缩机等高速流体设备上。
随着甭、反应釜等设备的出现,干气密封技术逐渐在低转速设备上进行了推广,从而形成了泵用干气密封技术。
一、泵用干气密封的工作原理
泵用干气密封是一种高性能、长寿命的新型密封型式，在结构上它与普通机械密封显著不同的是：动、静环密封端面较宽；在动环或静环端面上加工出特殊形状的流体动压槽，如螺旋槽，槽深一般在3-10pm之间。
当动环高速旋转时，动环或静环端面上的螺旋槽将外径处的高压气体向下泵入密封端面间，气体由外径向中心流动，而密封坝节制气体流向中心，于是气体被压缩引起压力升高，在槽根处形成高压区。
端面气膜压力形成形成开启力，在密封稳定运转时，该开启力与由作用在补偿环背面的气体压力和弹簧力形成的闭合力平衡，密封保持非接触、无磨损运转，其气膜厚度一般维持在2-3pm。
如果出现某些扰动因素使密封间隙减小，引起开启力减小，而闭合力不变，密封间隙将减小，密封将很快再次恢复平衡。
干气密封的这种抵抗气膜间隙变化的能力称之为气膜刚度。
虽然泵用干气密封的气膜间隙很小，但气膜刚度很大，比液膜润滑机械密封的膜刚度要大得多。
二、泵用干气密封的主要优点
与传统的接触式机械密封相比，在离心泵中采用干气密封有以下几个方面的优点：
（1）摩擦功耗低
由于干气密封的两密封端面被一薄层稳定的气膜所隔离而且密封腔内为低粘度的气体介质，因此干气密封的端面摩擦功耗和动环组件的搅拌摩擦损失要比液体润滑的密封装置的摩擦功耗小很多，一般两者消耗的功率之比约为1：10-20。
（2）无磨损运转、使用寿命长
对干气密封，由于两个相对旋转的端面是非接触的，在正常使用条件下，一般都可达到3年以上。
（3）无封液系统、能实现泵送介质的零泄漏或零溢出
封液系统时常是复杂的和昂贵的，并存在不可避免的故障危险。
泵送介质的外泄漏和封液冷却密封都依赖于封液系统的完善化。
干气密封避免了所有这些复杂因素，它利用干燥洁净的氮气源作为密封气，很容易实现泵送介质的零泄漏或零溢出，对泵送介质没有任何污染，而且系统比较简单、可靠性非常高。
三、泵用干气密封的技术难点
与高速透平压缩机用干气密封相比，离心泵用干气密封存在三个方面的难点：
（1）结构尺寸受限制。
离心泵填料箱径向空间相对较小，特别是对一些老泵轴封的改造，问题就更显突出。
这样，一般泵用干气密封的密封面相对就比较窄，由于密封面必须包括起向下泵送作用的槽区和起密封作用的坝区两部分，因此泵用干气密封的端面结构参数（包括流槽的几何参数）的设计与透平压缩机用干气密封并不一样，其难度更大。
（2）转速低，动压效应小。
由于离心泵主轴转速不高，为了尽可能提高密封在工作膜厚下的气膜刚度以增强密封工作的可靠性，在端面槽型的选择及其结构参数的优化上必须作特殊的考虑。
（3）性能价格比高。
由于离心泵机器本身的价值相对于透平压缩机而言要小很多，因此泵用干气密封的价格相对于透平压缩机用干气密封而言就要低很多，这就要求其性能价格比必须非常高。
因此在设计泵用干气密封及其控制系统时，在保证密封和系统性能的前提下，还必须充分考虑其经济性，以便于泵用干气密封的推广应用，这就增加了密封和系统设计和生产的难度。
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