工作原理:干氣密封和傳統(tǒng)上的液相用機械密封類似,只不過干氣密封的兩端面被一定的薄氣膜分隔開,成為非接觸狀態(tài)。由于氣體的粘度很小,需要依靠強有力的流體動壓效應來產生分離端面的流體壓力,同時使氣膜具有足夠的剛度以及抵抗外界載荷的波動,保持端面的非接觸。一般來講,典型的干氣密封結構包含有靜環(huán)、動環(huán)組件(旋轉環(huán))、副密封O形圈、靜密封、彈簧和彈簧座(腔體)等零部件。靜環(huán)位于不銹鋼彈簧座內,用副密封O形圈密封。彈簧在密封無負荷狀態(tài)下使靜環(huán)與固定在轉子上的動環(huán)組件配合。在動環(huán)組件和靜環(huán)配合表面處的氣體徑向密封有其先進獨特的方法。配合表面平面度和光潔度很高,動環(huán)組件配合表面上有一系列的螺旋槽。干氣密封的設計通??紤]到高溫和高壓環(huán)境,以確保在極端條件下依然能正常工作。江西進口干氣密封標準
接下來,我們再來看看另一種干氣密封方式——雙端面干氣密封。這種密封方式適用于那些不允許工藝氣泄漏到大氣中,但允許阻封氣(例如氮氣)進入機械內部的工況。雙端面干氣密封,顧名思義,其結構類似于兩套面對面布置的單端面密封,有時甚至會采用兩個單獨的動環(huán)。這種設計特別適用于那些不具備火炬條件,但允許少量阻封氣進入工藝介質的環(huán)境。通過在兩組密封之間引入氮氣作為阻塞氣體,可以構建出一個性能穩(wěn)定的阻塞密封系統(tǒng)。關鍵在于控制氮氣的壓力,確保其始終維持在比工藝氣體壓力高出0.2至0.3MPa的范圍內。這樣一來,密封氣的泄漏方向始終指向工藝氣體和大氣,從而有效地防止了工藝氣體向大氣的泄漏。山西串聯(lián)式干氣密封型號干氣密封運行噪音低,在居民區(qū)附近的壓縮機組中更環(huán)保。
干氣密封技術的基本結構原理:干氣密封技術,其主要結構通常包含靜環(huán)、動環(huán)組件(旋轉環(huán))、副密封O形圈、靜密封、彈簧以及彈簧座(或腔體)等關鍵部件。在不銹鋼彈簧座內,靜環(huán)通過副密封O形圈進行密封。在無負荷狀態(tài)下,彈簧的作用是使靜環(huán)與固定在轉子上的動環(huán)組件緊密配合,從而確保密封效果。動環(huán)組件與靜環(huán)在配合表面處的氣體徑向密封的獨特方法。這些配合表面的平面度和光潔度要求極高,而動環(huán)組件的配合表面上則精心設計了一系列螺旋槽。
影響干氣密封性能的關鍵參數(shù):干氣密封的性能受到多種參數(shù)的影響,這些參數(shù)可歸納為兩大類:結構參數(shù)和操作參數(shù)。端面結構參數(shù)的設定對密封的穩(wěn)定性至關重要,而操作參數(shù)的調整則主要影響密封的泄漏量。動壓槽形狀:研究顯示,對數(shù)螺旋槽能產生較強的流體動壓效應,同時具有較大的氣膜剛度和較優(yōu)的穩(wěn)定性。因此,在多數(shù)情況下,干氣密封都采用對數(shù)螺旋槽作為其動壓槽設計。動壓槽深度:理論分析表明,當流體動壓槽深度與氣膜厚度相近時,密封的氣膜剛度達到較大?;诖耍瑢嶋H應用的干氣密封動壓槽深度通常設定在3~10μm范圍內。干氣密封在焦爐煤氣壓縮機中,適應含焦油氣體,過濾后運行穩(wěn)定。
壓縮機干氣密封的原理:干氣密封是一種密封全部工藝氣壓力的非接觸式端面密封。該密封包括軸向浮動的碳化物環(huán)--靜環(huán),和旋轉環(huán)--動環(huán),旋轉環(huán)密封面的外徑部位刻有槽,槽的下面是被稱為密封壩的光滑區(qū)域。在軸處于靜止和機組未升壓時,靜環(huán)背后的彈簧使其與動環(huán)接觸。當機組升壓時氣體所產生的靜壓力將使得兩個環(huán)分開并形成一極薄的氣膜(約3m)。這間隙允許少量的密封氣泄漏。當機組開始旋轉時,由于動環(huán)上槽的作用把氣體向密封壩泵送,槽內壓力從外徑向內徑增加,靠近槽的根部產生一高壓區(qū)域,并擴大兩環(huán)間的間隙,同時泄漏量也增加。當彈簧力和氣體的靜壓力與槽和密封壩的流體動力相等時,密封面之間形成穩(wěn)定的氣膜間隙。當間隙減小時,流體動力學作用使得端面之間的分離力迅速增加,間隙將擴大。間隙的增大時將導致打開力減小,間隙將減小。通過優(yōu)化干氣密封結構,可以有效降低摩擦損耗,提高機械效率。單端面干氣密封標準
在海洋工程中,耐腐蝕型干氣密封被普遍采用,以應對復雜惡劣環(huán)境。江西進口干氣密封標準
干氣體密封的輔助系統(tǒng):和浮環(huán)油膜密封比較,干氣體密封不需要復雜的輔助系統(tǒng)。只需要提供簡單的控制系統(tǒng)以監(jiān)測密封的情況和自動停車的情況。圖7所示為一典型的干氣體密封輔助系統(tǒng)。潔凈的密封氣(可以是工藝氣,也可以是外設的氮氣)以高于壓縮機內被封工藝氣體的壓力由入口1注入到密封裝置,用以阻止壓縮機工藝氣體滲漏。在兩側干氣密封面間泄漏的工藝介質氣和隔離氣的混合氣經(jīng)過壓力開關PSM (PAM)、限流孔板3和流量計4后,排放到主放空口,去火炬系統(tǒng)。隔離氣(氮氣)由入口2注入,用以保護密封部件免受污染和阻止工藝氣體泄漏,而靠近壓縮機外部的密封泄漏氣體主要為極少量的緩沖氣體,經(jīng)次放空口5放空。壓縮機油泵運行前,必須將隔離氣體(氮氣)引入到干氣密封裝置,以防止密封部件和油接觸。壓縮機使用前,一般先注入潔凈的氮氣啟動和保護密封面,在壓縮機投入正常運行前,置換來自壓縮機出口的工藝氣,工藝氣必須經(jīng)過過濾器過濾。江西進口干氣密封標準