干气密封在离心压缩机中的应用课件

1、干气密封在离心压缩机上的应用,目的： 通过本次知识共享，对干气密封的原理，结构、应用有一定的了解，增加一下对干气密封的感性认识，以及对干气密封系统运行时的注意事项，正确使用干气密封系统，延长干气密封的使用寿命,1,干气密封在离心压缩机中的应用,Contents,2,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封,干气密封作为一种非接触式密封是目前密封技术研究的热点,其极限速度高,密封性能好,寿命长,不需密封油系统,功率消耗少,操作简单及运行维护费用低。干气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维修密封系统,正取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行业高速离心压缩机轴封的主流,3,干气密封在离心压缩机中的

2、应用,轴端密封的必要性,密封的必要性? 目前国内外石化行业普遍用离心压缩机来输送各种气体。为了防止或限制这些气体沿压缩机旋转轴端部泄漏到大气中去，就必须采用各种轴端密封装置，以便维持主机的正常运转， 降低物料和能源的消耗, 防止环境污染和保证人身及设备安全,4,干气密封在离心压缩机中的应用,典型密封方式的发展以及优缺点,5,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封发展史,1969年，英国约翰克兰公司在气体润滑轴承的基础上提出干气密封理论并开始从事干气密封的研究。 1976年，约翰克兰公司设计制造的第一套干气密封在海洋平台输气管线离心压缩机上得到使用。 1985年，美国杜拉美特立公司掌握干气密封技

3、术并开始制造干气密封。 1987年、1988年德国的伯格曼和美国的EG&G SEALOL公司开始从事干气密封生产制造。 1990年，中国石油大学开始从事干气密封研究工作。 1992年，成都一通科技有限公司开始从事干气密封研究工作。 1992年，干气密封在离心泵、搅拌器上逐渐得到应用。 1996年，成都一通科技有限公司设计制造的国内第一套泵用干气密封在大庆石化总厂化工二厂投入使用。 2001年，成都一通科技有限公司设计制造的高速离心压缩机干气密封在大庆石化公司化工二厂投入使用。 2001年，成都一通科技有限公司设计制造的搅拌器干气密封在大庆华科投入运行。 2002年6月，国内首台裂解气压缩机干气

4、密封在大庆石化公司化工一厂投入运行,6,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封与机械密封性能比较,7,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封照片,8,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封照片,9,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封照片,10,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封照片,11,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封典型结构,12,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封的工作原理,John Crane 动环槽形 单向螺旋槽 双向螺旋槽,13,干气密封在离心压缩机中的应用,单向螺旋槽,14,干气密封在离心压缩机中的应用,双向螺旋槽,15,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封的

5、自平衡,在动力平衡条件下，作用在密封上的闭合力Fc，是气体压力和弹簧力的总和。开启力Fo是由端面间的压力分布对端面面积积分而形成的。在平衡条件下Fc=Fo，运行间隙大约为3微米,16,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封的自平衡,如果由于某种干扰使密封间隙减小，则端面间的压力就会升高，这时，开启力Fo大于闭合力Fc，端面间隙自动加大，直至平衡为止,17,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封的自平衡,类似的，如果扰动使密封间隙增大，端面间的压力就会降低，闭合力Fc大于开启力Fo，端面间隙自动减小，密封会很快达到新的平衡状态,18,干气密封在离心压缩机中的应用,这种机制将在静环和动环组件之间产

6、生一层稳定性相当高的气体薄膜，使得在一般的动力运行条件下端面能保持分离、不接触、不易磨损，延长了使用寿命。 通过以上结构的不同组合并配合辅助的密封可演化出用于实际工况的几种不同结构。 螺旋槽干气密封结构布置主要取决于密封工况条件(包括被密封气体组分、压力、温度, 轴的转速等)、安全性以及环保要求等。典型的结构布置有单端面、双端面及串级结构,19,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封构件材料,旋转环 碳化钨/ 碳化硅 静止环 碳石墨/ Cranite 2000 （特种材料，克兰专利） 金属件 410不锈钢/ 316不锈钢/ 哈氏合金/ 其它 弹簧 哈氏合金C 密封圈 氯橡胶、硅橡胶、聚合物密封

7、圈等,20,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封的形式-单端面干气密封,单端面布置适用于少量工艺气泄漏到大气中无危害的工况。 如:CO2机、氮压机等,21,干气密封在离心压缩机中的应用,双端面密封,适用于不允许工艺气泄漏到大气中，但允许阻封气（例如氮气）进入机内的工况。 适用于工艺气比较脏、不稳定或者存在负压的危险。 要求控制隔离气体的压力使其始终维持在比工艺气体压力高0.2-0.3MPa,如:富气压缩机等,22,干气密封在离心压缩机中的应用,串联式干气密封,适用于不允许外界其它气体进入工艺介质，但允许少量工艺气泄漏到大气的工况。 通常两级，一级密封承担全部压力，二级密封备用。 通常应用在改

8、造机组上,23,干气密封在离心压缩机中的应用,串联式干气密封TM02C,24,干气密封在离心压缩机中的应用,带中间进气的串联式干气密封,适用于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工况。 用于酸性、腐蚀性或易燃、易爆、危险性大的介质气体，可以做到完全无外漏,需另引一路氮气作为第二级密封和中间迷宫间的使用气体,25,干气密封在离心压缩机中的应用,氨气压缩机低压缸干气密封,带中间进气的串联式干气密封TM02D,26,干气密封在离心压缩机中的应用,氨气压缩机高压缸干气密封,单端面串联式干气密封TM02E,27,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封的优点,密封使用寿命长、运行稳定可靠；

9、 密封功率消耗小，仅为接触式机械密封的5%左右； 彻底摆脱了对密封油的依赖，密封的安全性大大增加； 可实现介质的零逸出，是一种环保型密封； 密封辅助系统简单、可靠，使用中不需要维护,28,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封的缺点,不能反压 ； 干气密封是利用下游泵送原理，在转动时将上游密封气体泵送到端面间的螺旋 槽内，在坝的阻挡作用下形成气膜，打开密封端面。如果上游压力低于下游，则气体不 能进入螺旋槽内，形不成气膜，端面打不开，密封很快就会损坏。 密封气不能带颗粒 ； 密封端面打开间隙很小，一般为3微米左右，颗粒进入后会在密封端面上划痕，使泄漏 量增加，同时，长期使用不洁密封气，微小的颗粒

10、会填平螺旋槽，影响气膜形成，最终 使端面损坏。 密封气不能带液体； 液体进入密封端面，由于液体粘度远大于气体，端面对液体的搅拌与切割将产生大量热 量，使密封因温度急剧升高而损坏。此外，即使是微小的液滴进入端面，也会使密封不 能长期稳定运行，因为微小的液滴在端面间会因温度升高而发生爆破现象，使端面间隙 瞬时增大，泄漏量出现波动。 不能反转 ； 对于单向设计的密封，严禁反转，因为反转时端面不但打不开，反而会越转越紧，密封 会由于干摩擦温度升高而损坏。当然，对于设计为双向旋转的密封可以克服反向旋转带 来危害，但在同等条件下，双向旋转的端面产生的气膜刚度小，抗干扰能力差,29,干气密封在离心压缩机中的

11、应用,干气密封应用前景,干气密封是二十世纪八十年代发展起来的一种新型密封，是流体密封领域的一次革命。 干气密封的出现，从根本上解决了被输送流体的密封问题，可以做到真正意义上的无泄漏，其环保意义非常深远。 干气密封的节能效果使其成为旋转机械轴封的首选。 干气密封可以做到-与设备同寿命 在工艺允许的情况下，干气密封可以应用到所有旋转机械的轴封上面,30,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封控制系统,31,干气密封在离心压缩机中的应用,控制系统功能,32,干气密封在离心压缩机中的应用,压力控制,自力式调节压力控制器 差压力调节器 差压控制阀与差压控制器,33,干气密封在离心压缩机中的应用,流量控制

12、,孔板/针形阀 差压调节器 流量控制阀与流量控制器,34,干气密封在离心压缩机中的应用,泄漏监控系统,泄漏监控 远距离 传输、转换 近距离 流量指示器,35,干气密封在离心压缩机中的应用,典型的干气密封控制系统中间注入氮气,36,干气密封在离心压缩机中的应用,典型的干气密封控制系统二级泄漏放空,37,干气密封在离心压缩机中的应用,干气密封操作注意事项,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1m。(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。 (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。(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60K