干气密封技术历经四代革新,凭借非接触式气体润滑成为离心压缩机主流选择。其主要在于动压螺旋槽设计,通过泵送效应形成稳定气膜,但需警惕污染、操作不当及设计缺陷导致的失效风险。干气密封的发展与原理:离心式压缩机,这一在气体输送和加压方面发挥着关键作用的高速旋转透平设备,其轴端密封技术已经历了数代的革新。从早期的迷宫密封、浮环密封,再到后来的油膜机械密封,如今已迈入了全新的第四代——气体润滑端面密封,也就是我们常说的 干气密封。这一技术以其非接触式的气体润滑特点,成为了当前的主流选择。气体压力是影响干气密封性能的重要因素,合理调节可以提升其整体效率。广西防水干气密封批发
污染和操作问题:在双向干气密封中,反向旋转虽然是被允许的,但单向干气密封则必须避免这种情形。当主轴在正常工作时维持一定转速,密封端面之间会形成一层气膜,从而维持一种平衡状态。然而,当主轴转速接近零时,螺旋槽产生的流体动压效应会逐渐减弱,导致端面开启力不足以抵消闭合力,从而使端面处于闭合状态。如果此时主轴发生反转,密封槽根部会产生负压效应,加剧动环与静环表面的吸附,进一步导致端面闭合状态的恶化,从而严重损害端面的形貌。广西耐油干气密封特点使用先进仿真软件进行设计,可以优化干气密闭结构,提高其适应不同工况的能力。
随着更可靠密封技术的不断提出和发展,干气密封技术已经逐渐被部分炼化企业应用到关键设备的密封方式中。干气密封是一种非接触式的机械密封,结构与普通机械密封相似,不同点是在密封端面上加工出微米量级浅槽,通过气体作用在密封端面形成气膜,达到端面的非接触状态。干气密封通过“以气封气”或“以气封液”的方式实现工艺介质的零泄漏和零污染,具有运行稳定可靠、维护成本低、使用寿命长等优点,因此将液环真空泵的传统机械密封改造为干气密封,可以克服传统机械密封的不足,保证设备安全平稳运行。
工作原理:干气密封环的密封面如图2所示。泵轴旋转带动静环、动环进行相对旋转运动时,密封面动压槽内会吸入密封气体,通过密封堰的节流作用,密封面内的气体会被压缩,使得气体压力升高,密封面在气体压力作用下被推开,达到非接触状态。此时密封面内气体压力与工作介质作用力、弹簧力形成的闭合力达到平衡,因此,密封气体在两个密封面间形成一层稳定的薄气膜。通过理论研究与实践证明,此气膜厚度一般在3 μm左右,变化微小,具有良好的气膜刚度,能够保证干气密封运转可靠稳定。与传统液体冷却系统相比,采用干气密闭可以减少冷却介质带来的二次污染风险。
在动力平衡状态下,作用在密封上的力分布。动力平衡状态下的力分布。其中,闭合力Fc是由气体压力和弹簧力共同构成的,而开启力Fo则是通过端面间的压力分布对端面面积进行积分来计算的。在平衡状态下,这两种力达到平衡,从而维持约3微米的运行间隙。然而,当密封间隙因某种原因而减小,导致端面间的压力上升时,开启力Fo将超过闭合力Fc,这时端面间隙会自动增大,直至重新达到平衡。类似地,当密封间隙因某种扰动而增大,使得端面间的压力下降时,闭合力Fc将超过开启力Fo。在这种情况下,端面间隙会自发减小,直至重新达到平衡状态。这种机制会在静环和动环组件间形成一层稳定性较佳的气体薄膜。在常规的动力运行环境下,该薄膜能确保端面始终保持分离状态,从而避免接触和磨损,进而明显延长其使用寿命。此外,通过巧妙地组合上述结构并辅以其他密封措施,可以演变出多种适用于实际工作环境的结构类型,例如单端面干气密封。此类密封方式特别适用于那些工艺气体少量泄漏至大气且无害的工况。安装不当可能导致干气隐患,因此专业人员进行操作是必要条件之一。广西耐油干气密封特点
干气密封系统的设计需要综合考虑流体动力学、热力学等多种因素,以实现较佳效果。广西防水干气密封批发
串联式干气密封:此类密封适用于允许微量工艺气体泄漏至大气的工况,其结构如图7所示。一套串联式干气密封,可以理解为由两套或更多套干气密封按照同一方向首尾相接而组成。与单端面结构相似,其密封介质同样采用工艺气本身。在实际应用中,通常采用两级结构:头一级(即主密封)承担大部分或全部负荷,而另一级则作为备用密封,不承受或只承受小部分压力降。当工艺气体通过主密封泄漏时,会被引入火炬进行燃烧处理。只有极少量的未燃烧工艺气通过二级密封漏出,并被引入安全区域排放。这种设计确保了当主密封失效时,二级密封能发挥辅助安全作用,有效防止工艺介质大量泄漏至大气中。此外,还有另一种特殊的串联式干气密封——带中间进气的版本,它适用于那些既不允许工艺气泄漏到大气中,又不允许阻封气进入机内的特殊工况。广西防水干气密封批发
一般情况下,对干气密封的性能产生影响的主要参数为密封操作参数与密封结构参数两种形式。具体分析如下。密封操作参数:1)密封直径、转速的影响作用。经大量实践表明,密封的直径作用越大,则转速越高;密封的环线速度越快,则干气密封形式产生的泄漏量就越多。2)密封气压的影响作用。一般情况下,如果存在干气密封的工作间隙,则其中压力越大,发生气体泄漏的可能性就越大。3)工作介质温度、粘度的影响作用。有关工作介质温度产生的影响作用,主要原因是考虑到温度的影响,直接作用到介质粘度中。随着介质粘度的增加,动压效应有所增强,且气膜的厚度加重,同时加大了密封间隙中阻力。这种情况下,不会对密封泄漏量产生过大影响。干气密封...