典型工作任务-压缩机密封相关知识

煤化工技术专业教学资源库离心式压缩机密封类型主讲教师：张燕莉轴端密封

防止轴端特别是与原动机连接端，轴与固定部件之间间隙中气体向外泄漏。压缩机的密封分类密封内密封轮盖密封级间密封

外密封主轴与机壳间的密封（轴端密封）密封的原因和目的

由于叶轮出口压力大于进口压力，级出口压力大于叶轮出口压力，在叶轮两侧与固定部件之间的间隙中会产生漏气，而所漏气体又随主流流动，造成膨胀与压缩的循环，每次循环都会有能量损失。该能量损失不可逆转地转化为热能，为主流气体所吸收。

密封的原因和目的为了防止压缩机级内能量损失和压缩机内气体想外界泄漏，要在压缩机内设有内密封装置，在轴端特别是轴与原动机连接端设有轴端密封装置。迷宫式密封件的结构及工作原理

为了尽量减少漏气损失，在固定部件与轮盖、隔板与轴套，以及整机轴的端部需要设置密封件。常用的有梳齿式（亦称迷宫式）的密封结构。其工作原理是每经过一个梳齿密封片，等于节流一次，多次的节流减压能有效地减少漏气量。轴端密封及其分类迷宫密封机械密封液膜密封干气密封轴端密封充抽气密封轴端密封及其分类

为防止轴端特别是与原动机连接段，轴与固定部件之间间隙中的气体向外泄露，需要专门设置轴端密封。下面着重介绍三种轴端密封严防漏气的典型结构与工作原理供选用参考。液膜密封

液膜密封是在密封间隙中充注带压液体，以阻滞被密封介质泄露。由于它将固体间摩擦转化为液体摩擦，故又称为非接触式密封。由于密封间隙中还设置了可以浮动的环，故又称为浮动环密封。

干气密封干气密封是是在气膜密封动环或静环端面上,通常开微米级流槽,主要依靠端面相对运转产生的流体动压效应在两端面形成流体动压力来平衡闭合力,实现密封端面的非接触运转。干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简称。干气密封的组成干气密封主要由动静两部分组件组成：1、静止部分包括O形密封的静环（主环）、加载弹簧、弹簧座、推环。2、转动部分包括动环组件、轴套、定位环、锁紧套等。（带螺旋沟槽）的动环由一夹紧套和一

锁定螺母（保持轴向定位）等部件安装在旋转轴上随轴高速旋转，动环一般由硬度高、刚性好、且耐磨的钨、硅硬质合金制成。

工作原理：静压力和动压力平衡。

动、静环作相对旋转运动时，流体被吸入密封沟槽底部，由于离心力的作用，气体进入密封中心处压力升高，螺旋槽底部最高，它沿径向形成环形密封墙，该密封墙对气流产生阻力，气体被压缩，压力增高，产生的压力使静环从动环表面被推开，此时，流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜（此气膜厚度一般在3微米左右），气膜厚度十分稳定，并具有良好的气膜刚度，保证密封运转稳定可靠。密封始终工作在非接触状态，起密封作用。干气密封的工作原理

静环端面

材料

碳化硅石墨（含10%的锑）

动环端面

材料碳化硅氮化硅动环静环动态O圈弹簧座组件弹簧基本元件动环对中装置弹簧增强O-圈设计动环驱动套的套装设计干气密封基本原理在稳定状态下，作用在密封面上的闭合力（弹簧力和介质力）等于开启力Fc=Fo（气膜反力），气膜处于设计工作间隙（一般在3—10um）。当Fc＜Fo时，间隙减小，气膜刚度增大，气体泄漏量减小，但容易造成气膜温度升高而影响密封寿命；当Fc＞Fo时，气膜刚度减小，泄漏量增大。干气密封基本原理当发生工艺条件波动或机械干扰，使得密封面贴近，有接触的趋势，此时气膜厚度减小，刚度增大，气膜反力增加，迫使密封工作间隙增大，恢复到正常值。相反，若密封气膜厚度增大，则气膜反力减小，闭合力大于开启力，密封面贴近恢复到正常值。衡量干气密封稳定性的主要指标就是气膜刚度的大小，气膜刚度越大，表明密封的抗干扰能力越强，运行越稳定。

卡槽迷宫密封轴套动环静环O型圈密封气入口出口卡环大气侧工艺侧干气密封的特点及应用特点：干气密封与机械密封、液膜密封最大的不同是采用气体密封，省去了密封油系统，具有运行可靠性高、使用寿命长、密封气泄漏量小、功耗极低、工艺回路无油污染，工艺气不污染润滑油系统等优点。干气密封应具有两种功能：一、是要防止转动期间主环与配对环接触，避

免摩擦。二、是当轴不转动时，密封应为零泄漏量。干气密封主要有三种形式：单端面密封结构

串联式密封结构

双端面密封结构实际应用中可根据压缩介质和压力等级选定。单端面大气侧工艺侧清洁隔离气双端面密封工艺侧清洁隔离气大气侧双端面密封工艺侧大气侧泄漏到火炬清洁隔离气工艺气大气侧清洁隔离气惰性隔离气泄漏到火炬配中间迷宫的串联密封第二级和隔离气泄漏轴承隔离密封-迷宫设计或碳环密封影响干气密封性能的主要参数影响干气密封性能的参数分为结构参数和操作参数。端面结构参数对密封的稳定性影响较大，操作参数对密封的泄漏量影响较大。一）、密封端面结构参数对气膜刚度的影响动压槽形状的影响动压槽深度的影响影响干气密封性能的主要参数2、介质压力对泄漏量的影响

在密封工作间隙一定的情况下，密封气压力越高，气体泄漏量越