干气密封介绍

干气密封技术交流

成都化新密封有限公司一、公司简介二、干气密封概述和工作原理三、干气密封典型结构四、干气密封控制系统五、影响干气密封性能的主要参数六、干气密封与机械密封的性能对比提纲

成都化新密封有限公司系民营股份制公司，成立于1992年，是中国最早从事密封行业的企业之一，一直是中国石化公司资源市场成员单位，中国石油天然气集团炼化备品，配件一级网络成员单位，中国液压气动密封工业协会会员单位，2005年被四川省评了高新技术企业，目前拥有固定资产2000余万元，是流体动密封的专业生产厂家。公司投资300余万元建成了转速达18000r/min和达32000r/min的高速离心压缩机密封试验台各一台、泵用干气密封实验台两台，高速泵机械密封试验台一台，普通机械密封实验台一台，可以对任何该转速范围内的干气密封和机械密封进行模拟试验；公司成功研制出可以加工WC和SiC材料干气密封的激光加工设备，设备采用计算机控制，可以加工出任何槽形、深度的干气密封摩擦副；拥有先进的机械加工设备,如数控车床、电火花线切割机、全套金属波纹管密封焊接设备、最新引进了德国的数控加工中心，保证了公司提供的干气密封和机械密封均达到国际先进水平。公司组建以来，严格按照ISO9002质量认证标准建立了科学、完善的质量保证体系，通过了ISO9002质量体系认证。为广大化工、石油、冶金、制药、发电、造纸等行业提供了高品质的密封产品，公司产品出口到日本、马来西亚等国家。公司产品连续三年获省优质产品的称号。“高层次、高品位”是化新人的不断追求。公司主要产品有：干气密封、釜密封、机械密封。公司成功地开发、生产出干气密封，并开始大面积的在国内推广和应用，成为国内最先掌握此技术的少数企业之一。公司研制成功的EBR聚合釜密封总成，填补了国内密封技术的空白。公司简介

公司建立了一支素质高、责任心强的设计和销售队伍，实现了从设计到试制、生产的计算机管理，公司还致力于产品个性化的追求，牢固树立了品牌战略意识，这也是化新人的价值取向。化新公司视质量为根，信誉为本，为广大用户提供一流的密封产品和优质服务，在不断提高、不断改进、不断完善中奋进。

更快、更高、更新！―――这是化新人永远执着的追求

干气密封概述和工作原理1、干气密封概述

干气密封是二十世纪六十年代末期从气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型非接触式密封。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运行。经过数年的研究，英国的约翰克兰公司于七十年代末期率先将干气密封应用到海洋平台的气体输送设备上，并获得成功。干气密封最初是为解决高速离心压缩机轴封问题而出现的，由于密封非接触运行，因此密封磨擦副材料基本不受PV值的限制，特别适合作为高速、高压设备的轴封。随着干气密封技术的日益成熟，其应用范围也越来越宽广，日前，干气密封正逐渐在离心泵及搅拌器上得到应用。

2、干气密封工作原理

典型的干气密封结构如图1所示，由旋转环、静环、弹簧、密封圈以及弹簧座和轴套组成。图2所示为干气密封旋转环示意图，旋转环密封面经过研磨、抛光处理，并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。图1干气密封结构示意图

干气密封旋转环旋转时，密封气体被吸入动压槽内，由外径朝向中心，径向分量朝着密封坝流动。由于密封坝的节流作用，进入密封面的气体被压缩，气体压力升高。在该压力作用下，密封面被推开，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。当气体静压力、弹簧力形成的闭合力与气膜反力相等时，气膜厚度十分稳定。图2干气密封端面动压槽（螺旋槽）简图

干气密封力平衡示意图正常条件下，作用在密封面上的闭合力（弹簧力和介质力）等于开启力（气膜反力），密封工作在设计工作间隙。当受到外部干扰，气膜厚度减小，则气膜反力增加，开启力大于闭合力，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，密封面合拢恢复到正常值。因此，只要在设计范围内，当外部干扰消失以后，气膜厚度就可以恢复到设计值。可见，干气密封的密封面间形成的气膜具有一定的气膜刚度，气膜刚度越大，干气密封抗干扰能力越强。密封运行越稳定可靠。干气密封的设计就是以获得最大的气膜刚度为目标而进行的。干气密封典型结构一）.离心压缩机、风机常用干气密封结构HXGS-YF

1、单端面干气密封:HXGS-YFA2、双端面干气密封:HXGS-YFB3、串联式干气密封

(1).带中间梳齿串联式干气密封：HXGS-YFAMA(2).不带中间梳齿串联干气密封；HXGS-YFAA二）.泵用干气密封HXM/GS-P1、双端面结构

(1).标准双端面:HXGS-PB1(2).共用动环双端面：HXGS-PB22、串联式结构（机械密封+干气密封）；HXMGS-PAMAG1三）.釜用双端面干气密封:HXGS-JFB

一）

1．压缩机用单端面干气密封HXGS-YFA

单级干气密封主要用于允许少量工艺气泄漏到环境中的场合。适合介质：空气、N2、CO2、蒸汽等对环境无污染介质。2．压缩机双端面干气密封HXGS-YFB

密封采用双端面结构，密封气体为外部引入的非工艺介质气体，密封气压应高于工艺气体压力0.15—0.3MPa；该结构适用于有毒、可燃或工艺中含有颗粒的气体。密封非接触运行，具有很长的使用寿命（5年以上）及很低的功率消耗。双端面干气密封结构主要用于输送有毒、易燃、易爆气体的场合。该类密封一般采用氮气作为阻封气体。3．（1）压缩机带中间梳齿串联式干气密封HXGS-YFAMA

串联式带中间梳齿干气密封是高速离心压缩机轴封中采用得最多的一种密封形式；适用于不允许工艺气泄漏到大气中的工况。该结构型式的干气密封，第一级密封气为工艺气，第二级密封气为氮气。一级泄漏出的全部工艺气和通过中间梳齿泄漏的大部分氮气由火炬线排出。二级密封泄漏出的气体为氮气，从放空管线排出。主密封承受全部工作压力负荷，二级密封作为保护密封在低压下运行。主密封失效后，次密封可起到主密封的作用，保证机组安全。密封气为工艺介质气体，保证了工艺介质不受外来气体的污染。密封非接触运行，具有很长的使用寿命（5年以上）及很低的功率消耗。（2）压缩机串联干气密封HXGS-YFAA

串联干气密封适用于允许少量工艺气泄漏到大气的工况。串联式干气密封通常情况下采用2级结构，第I级密封（主密封）承担全部或者大部分负荷，第II级密封作为备用密封承受很小的差压。通过主密封泄漏出的工艺气大部分由火炬线排出，少量工艺气通过II级密封泄漏出，通过放空管线排空。当主密封失效时第II级密封起主密封的作用，保证工艺介质不向大气泄漏。二）1、（1）.泵用标准双端面干气密封HXGS-PB1标准双端面干气密封由两套干气密封背靠背布置形成。两套密封间充入洁净的密封气（一般为氮气），其压力高于密封腔被密封介质压力为0.15MPa左右。微量密封气的通过内侧密封的密封面进入泵腔，部分隔离气通过外侧密封的端面进入环境中，进入环境的密封气为洁净的密封气，完全符合环保要求。密封采用双平衡结构设计，不管内侧密封承受正压差或负压差作用，内侧密封都能实现密封。内侧密封和外侧密封静环（或动环）密封面上的流体动压槽刻在密封面的外径处。该种布置方式主要适用于各类不含固体颗粒的介质，保证被密封的工艺液体介质实现“零泄漏”或“零逸出”。泵用双端面干气密封API682Plan74１、适应用于气源压力稳定、泵出口压力不高，工艺上允许有少量密封气进入的场合；２、适用于有毒液体如苯类介质，液体中含固体颗粒如碱液；３、适用于易抽空的场合中。

1、（2）.泵用共用动环双端面干气密封HXGS-PB21、共用动环双端面干气密封由两套干气密封背靠背布置形成。2、两套密封间充入洁净的密封气（一般为氮气），其压力高于密封腔被密封介质压力为0.15MPa左右。微量密封气的通过内侧密封的密封面进入泵腔，部分隔离气通过外侧密封的端面进入环境中，进入环境的密封气为洁净的密封气，完全符合环保要求。3、密封采用双平衡结构设计，不管内侧密封承受正压差或负压差作用，内侧密封都能实现密封。4、内侧密封和外侧密封静环（或动环）密封面上的流体动压槽刻在密封面的外径处。5、该种布置方式主要适用于密封腔长度较短的离心泵和各类不含固体颗粒的介质，保证被密封的工艺液体介质实现“零泄漏”或“零逸出”。2、串联结构干气密封HXMGS-PAMAG11、干气密封与接触式机械密封串联布置，内侧机械密封为主密封，外侧干气密封为备用密封。2、机械密封与干气密封间充入一定压力的洁净缓冲气（一般为氮气），该压力低于被密封的液体介质压力。3、干气密封非接触运行，保证主密封具有一定的背压，能有效地降低甚至避免因主密封端面间液膜的气化（或汽化），极大地延长了主密封的使用寿命。4、主密封泄漏的工艺介质随密封气排入火炬，保证工艺介质不向大气泄漏。一旦主密封失效，干气密封能在短时间内起到主密封作用，防止工艺介质向大气大量泄漏。5、适用于轻烃、低温类易挥发性介质，特别是泵送介质压力较高的场合。串联式泵用干气API682Plan71API682Plan71适用范围1、适应在没有氮气的地方；2、应用范围和Plan72是一样；3、比较适合小型地方炼油厂API682Plan71优缺点1、72方案的优点基本都有，但少了一点延长密封使用寿命，2、可以完全取代串联机械密封（plan52)，比串联机械密封优越，因为少了密封油罐辅助系统，3、寿命可达1.5～2年，比串联式机械密封寿命高。

串联式泵用干气API682Plan72API682Plan72适用范围１、泵出口压力高的轻烃类介质，现场用低压氮。２、易挥发的介质：如乙烯、丙烯、丙烷、甲烷、乙烷、氨水等。3、介质中不允许氮气进入的场合。API682Plan75（用于不易挥发介质）API682Plan75适应范围1、用于泵出口压力高，氮气压力低的场合；2、易挥发介质含C5以上不易挥发的重组分；3、不易挥发流体中含如有H2S等巨毒气体，如富胺液，含硫污水，氨水等。API682Plan75优点１、解决了液体中含巨毒气体的泵用密封泄漏对环境和安全的影响。２、扩大了密封允许的泄漏量，延长了密封的使用寿命。

三）釜用干气密封HXGS-JFB应用于低压反应釜和搅拌器设备干气密封控制系统一）.离心压缩机、风机常用干气密封结构1、单端面干气密封控制系统2、双端面干气密封控制系统3、串联式干气密封控制系统

(1).带中间梳齿串联式干气密封控制系统(2).不带中间梳齿串联干气密封控制系统二）.泵用干气密封1、双端面控制系统2、串联式结构控制系统三）.釜用双端面干气密封控制系统压缩机单端面干气密封控制系统压缩机双端面干气密封控制系统带中间梳齿串联式干气密封控制系统不带中间梳齿串联干气密封控制系统泵用双端面干气密封控制系统泵用串联干气密封控制系统影响干气密封性能的主要参数1)密封端面动压槽形状研究表明，螺旋槽形结构产生的流体动压效应要强于双向旋转结构，如对数螺旋槽、阿基米德螺旋槽、圆弧槽、等；2)密封端面动压槽深度、数量、宽度、长度研究表明，干气密封流体动压槽深度与气膜厚度为同一量级时密封的气膜刚度最大。在其余参数确定的情况下，动压槽深度有一最佳值。理论研究表明，动压槽数量趋于无限时，动压效应最强。不过，当动压槽达到一定数量后，再增加槽数时，对干气密封性能影