密封技术交流

1、,四川日机密封件股份有限公司,企业简介,机械密封基本原理及冲洗方案介绍,机械密封安装操作注意事项,干气密封基本原理、结构及应用,企业简介-历史沿革,2009年，公司改制为四川日机密封件股份有限公司，其中国有股40%，公司员工持股55%，战略法人持股5%，性质为国有相对控股的多元化的股份制企业,公司组织机构,股东大会,监事会,董事会,战略委员会,审计委员会,薪酬委员会,提名委员会,董事会办公室,销售部,技术部,特机事业部,质量保证部,行政部,财务部,总经理,公司机构,企业简介-人才队伍,X 6 教授级高工,X 52 高级工程师,X 67 工程师,X1 博士后,X 1 博士,X 2 享受国务院津贴

2、,专业配置：流体机械、化工机械、机械制造、电子技术、仪器仪表、自动控制、 材料、外贸、工业会计等专业。 公司在自主研发的基础上，开展与四川大学、西南交大、西华大学等高校的技术研发合作，通过对外技术合作，拓展了技术创新的信息渠道，形成了以企业为主体，以大学、科研院所为依托的技术创新机制，完善并建立了“产、学、研”的技术开发体系。,公司拥有500余名密封底蕴丰厚的研究团队，经验丰富的销售及服务队伍。,企业简介-密封产品系列,机械密封,干气密封,碳化硅制品,泵用机械密封,釜用机械密封,压缩机干气密封,泵用干气密封,无压烧结,反应烧结,压缩机机械密封,釜用干气密封,企业简介-密封产品系列,金属波纹管机

3、械密封,辅助系统,高温波纹管机械密封,低温波纹管机械密封,泵用密封辅助系统,压缩机干气密封辅助系统,高速泵用机械密封,PLAN54密封油站系统,8,压缩机干气密封国内市场占有率排名第一；,应用业绩及服务,1000余台压缩机干气密封产品应用业绩,大轴径干气密封鉴定证书,高压干气密封鉴定证书,科研开发能力,企业简介-压力容器证书,企业简介-客户分布图(中国石化),企业简介客户分布图(中国石油),大港石化,企业简介-其他客户分布图,中盐昆山有限公司,企业简介-主要海外客户,企业简介-公司荣誉,优秀供应商,2005年起连续9年荣获全国机泵网【最佳供应商】,多次荣获各大石化企业、配套厂家【优秀供应商】称

4、号,100000,2000,200,60000,6000,1500,生产能力,年产6万套机械密封,年产10万件的碳化硅,年产机械密封辅助系统6000套,年产泵用干气密封2000套,年产压缩机干气密封1500套,年产压缩机干气密封系统200套,加工设备-生产能力,加工设备,公司建成了以精品制造为目标的生产基地 全功能数控车床、数控钻 高精度内外园磨床、平面磨床、研磨机、高精度刻槽机等设备200余台,无尘清洁数控加工工车间,德国德马吉、美国哈斯 加工中心,加工设备,高精度激光刻槽机,生产制造,动平衡试验机,法国微束等离子焊机,高精度研磨机,大型真空炉,加工设备,试验装备,13000RPM高速试验台

5、， 18000RPM高速试验台， 25000RPM超高速试验台； 35000RPM超高速试验台，8000RPM大轴径试验台； 低压空压站，最大压力16bar 高压空压站，最大压力250bar ，试验轴径范围20400mm,实验中心测控系统,中控室可即时监视、保存和调取每个测控单元内的密封试验数据； 能在大屏幕显示器即时显示一个或多个试验台的试验情况； 可按照需要以各种组态画面和曲线来显示各试验台的运行情况和产品试验情况； 可进行数据自动化分析,试验装备,试验设备,常规泵密封试验台,釜用密封试验台,试验装备,29,检验设备,氦质谱检漏仪 三坐标测量仪,公司拥有完善的检验手段,直读式光谱仪，金相显

6、微镜，显微硬度计，万能工具显微镜，视频显微镜,检验设备,平面度检测设备600mm超大平晶,立式光学投影仪 弹力测试机,检验设备,粗糙测量仪 射线探伤机,自动气密性检测台,检验设备,企业简介-质保体系,国内快速响应：4h（应急问题）、24h 售后服务： 确定售后服务部门，制定售后服务流程，填写用户现场服务记录，建立售后服务档案 顾客满意度调查：将顾客满意度定为公司质量目标，制定统计办法，定期调查顾客满意度 技术培训：每年为用户举办学习班,厚重的技术沉淀 新技术引领行业 多样化产品应用 值得信赖的产品,公司基本情况,干气密封原理、结构及应用,35,干气密封的发展,上世纪70年代开始应用离心式压缩机

7、、膨胀机,90年代初期开始应用于螺杆机、离心泵,近几年开始应用于搅拌釜、罗茨风机等旋转设备,36,概述,37,我公司于1992年开始对干气密封技术进行研发并取得成功。,1999年我公司自行设计、制造的第一台压缩机用干气密封在镇海炼化成功实现工业运行，标志着我公司商用品正式进入国内市场。,干气密封发展,上世纪90年代，干气密封产品进入中国市场。,38,优点,39,干气密封原理,1、非接触性,定义：干运转、非接触式密封。 外观特征：均匀分布的具有一定数量的浅槽 基本组成：流体动压槽、密封坝、密封堰。 核心原理：动压效应。 工作特征：非接触间隙35微米。 特别强调：压力方向性。,？,密封气为什么 需

8、要干净，干燥,35的气膜,40,41,干气密封原理,干气密封原理,2、自平衡性,具有良好的自平衡能力，能适应工艺的波动,42,干气密封槽型技术,主要分为单向槽、双向槽。,43,单向槽优点 气膜刚度大 使用范围宽（低速、低压） 抗干扰能力强 对定位精度要求略低,单向槽缺点 不能反转 腔体径向尺寸要求大,双向槽优点 允许反转 突出的流体静压特性 对径向尺寸要求较窄,双向槽缺点 气膜刚度较低 对定位精度要求高 抗干扰能力较弱,干气密封槽型技术,44,干气密封槽型技术,45,基本结构,产品应用,46,产品结构,1%,串联式,2%,单端面,93%,带中间迷宫的串联式,4%,双端面,47,带中间迷宫的串联

9、式结构,适用范围： 压力：负压高压。 基本适用于所有易燃、易爆、危险的流体介质。 优点：安全性、可靠性最高。工艺气不会泄漏至大气环境中，外部氮气也不会进入工艺流程内。 缺点：结构复杂，成本较高。 应用实例：氨压机、天然气压缩机、循环氢压缩机、冷剂压缩机、循环气压缩机等。,产品应用,48,串联式带中间迷宫干气密封示意图,一级密封(主密封）: 工作时承受全部介质压力； 工作压力=平衡管压力+0.05MPa； 气源：出口工艺气自身；,二级密封(安全密封）: 工作时承受较低压力； 工作压力=放火炬线孔板前压力； 气源：氮气；,隔离密封:阻挡油雾 工作压力=微正压（1030KPa） 气源：氮气,50,一

10、级密封(主密封）:一旦失效，通过端面泄漏的气体流量必然增大，泄漏气体就会大量流入一级泄漏气管路，导致该管路孔板差压、孔板前压力、流量增大，同时二级密封工作压力升高,51,二级密封(安全密封）:一旦失效，通过端面泄漏的气体流量必然增大，泄漏气体就会大量流入二级泄漏气管路，导致该管路可燃气含量增加，同时造成一级泄漏气差压、流量、或压力降低，甚至为零显示。,52,双端面结构,适用范围： 压力：负压2.0MPa 用于允许微量氮气进入工艺流程，压力不高的易燃、易爆、有毒介质，要求零泄漏的场合 优点：实现工艺介质零泄漏。 缺点：会有微量的氮气泄漏至压缩机内部。 应用实例：富气压缩机、解析气压缩机、火炬气压

11、缩机等。,产品应用,53,双端面干气密封示意图,前置气: 工作压力=平衡管压力+0.02MPa； 气源：氮气/工艺气；,主密封（介质侧、大气侧）: 工作压力=前置气压力+0.3MPa 气源：氮气；,隔离密封:阻挡油雾 工作压力=微正压（1030KPa） 气源：氮气,55,单端面结构,适用范围： 压力：负压高压 用于密封失效后允许少量介质外泄至大气 优点：结构紧凑，泄漏量极少，性价比高。 缺点：无安全密封、存在隐患。 应用实例：氮压机、空压机、二氧化碳压缩机及高转速多轴压缩机等。,产品应用,56,单端面干气密封示意图,主密封:工作时承受全部介质压力； 工作压力=平衡管压力+0.05MPa 气源：

12、出口工艺气自身；,隔离密封:阻挡油雾 工作压力=微正压（1030KPa） 气源：氮气,58,串联式结构,适用范围： 压力：负压高压，基本适用于所有易燃、易爆、危险的流体介质。 优点：安全性、可靠性高。工艺气会微量泄漏至大气环境中，外部氮气不会进入工艺流程内。 应用实例：管线压缩机，冷剂压缩机。,产品应用,59,串联式干气密封示意图,一级密封(主密封）: 工作时承受全部介质压力； 工作压力=平衡管压力+0.05MPa 气源：出口工艺气自身；,二级密封(安全密封）: 工作时承受较低压力； 工作压力=放火炬线孔板前压力； 气源：一级泄漏的工艺气；,隔离密封:阻挡油雾 工作压力=微正压（1030KPa

13、） 气源：压缩空气,61,产品应用,炼油项目,催化、焦化装置富气压缩机； 各类汽、柴油加氢、煤油加氢、蜡油加氢、加氢裂化循环氢压缩机等。,化工项目,乙烯压缩机、丙烯压缩机、岐化、异构化循环氢压缩机、PPPE循环气压缩机、乙二醇项目循环气压缩机等。,煤化工 项目,甲醇项目的合成气压缩机、循环气压缩机、氨冰机、二氧化碳压缩机、乙二醇项目的一氧化碳压缩机、加氢合成气循环气压缩机，MTO丙烯机、产品气压缩机等。,LNG 项目,原料气压缩机、混合冷剂压缩机、丙烷制冷压缩机、天然气液化膨胀机等。,62,中压：2.07.0 MPa,低压：小于2.0MPa,高压：7.018.0 MPa,根据压力划分,超高压：

14、18.0 MPa,产品应用,63,常规轴径（80160）,小轴径（25.480）,中等轴径：（160200）,根据轴径划分,大轴径：（200260）,超大轴径：（260350）,产品应用,64,典型应用,65,干气密封产品主要特征,压力越高，泄漏量越大 轴径越大，泄漏量越大 转速越高、泄漏量越大 可适应较大的轴向位移：典型值为正负2.5-3mm 可适应较大的径向位移：典型值为正负0.4-0.6mm 能够在全压下启、停车。 能承受速度和压力的快速变化。 使用禁液、禁颗粒杂质。 非接触运行，使用寿命高。,66,动环材料： 无压烧结碳化硅、氮化硅、硬质合金,关键零部件材料选择,67,静环材料：石墨、

15、碳化硅（DLC),关键零部件材料选择,68,辅助密封圈材料：FKMFFKMHNBRFVMQ弹簧蓄能密封圈,关键零部件材料选择,69,严格按照API617规定对每一套干气密封进行静压试验、运转试验、超速试验及解体后的确认试验。,正在试验中的干气密封,设计标准及试验,70,干气密封属于精密部件，不正确地安装、拆卸易造成密封的损坏或使用寿命的缩短。 安装过程中对专用工具的使用、关键步骤的操作、技术细节的确认尤为重要。,71,安装、操作、维护,干气密封现场安装,72,干气密封现场安装,73,干气密封装入机组后，对其调整的手段相当有限。操作、维护上应严格按照操作使用说明书要求对关键点做好监测、记录、巡检

16、，从而保证密封的高寿命、高可靠性。,74,干气密封操作、维护,1、气体投用基本原则（避免反压及可能的潜在污染）,开机,先投干气密封系统，再投机组润滑油系统。 其中密封控制系统先投用一级密封气，保证密封气流量达到要求，隔离气投用顺序无限制。,跑油阶段,如果机壳内不带压一级密封气，都可以关闭，只需通入隔离气即可。,停机,先停机组润滑油系统，当判断机组油系统安全且无热油雾时，再停隔离气，最后停一级密封气。其中如果机壳内带压，则一级密封气不可以关闭直至机内无压。,75,运行时气源的稳定性、连续性,熟悉、理解常见报警原因及处理表,关注气体品质,关注泄漏趋势,工艺气过滤器应定期进行现场巡检并排凝，排凝应缓

17、慢，防止突然泄压,定期检查外侧隔离密封和干气密封之间排凝口,停机维护,避免反转,禁止反压,暖机,盘车,振动,降压,2、操作、维护关键点,干气密封操作、维护,76,过滤器压差超过80kPa或者使用一年，二者哪个先发生，就应该更换密封气过滤器芯。 对于串联式干气密封压缩机必须在带压条件下开车，建议机壳内压力要高于火炬背压至少0.1MPa 压缩机停车后或再次重新开车前，都应该对外界气源（氮气、工艺气）管道进行低点排凝操作，确认没有液相存在后，方可送入干气密封控制系统。防止因停车后，温度下降或者工艺管线问题，管道内出现积液，从而导致开车时进入干气密封的气体带液，引起密封损坏,77,暖机转速应至少满足在

18、密封平衡直径处产生5m/s的线速度。也就是说轴径越大，暖机转速越低，轴径越小，暖机转速越高，为了方便起见，一般建议按照800rpm操作。 盘车：是干气密封可靠性研究的一个重要方向，目前尚无准确地要求，一般都是根据多年的运行经验总结而来。 对于汽轮机驱动的压缩机，一般建议都采用冲击式盘车，转速0.2rpm； 电机驱动压缩机，转速 12rpm。 更高的盘车转速，密封厂与主机厂、用户进行沟通， 盘车转速与盘车时间有着密切的关系，应慎重选择。,78,干气密封系统功能,干气密封控制系统设计指标,气源： 压缩机出口气体 压缩机段间气体 外部气体 系统功能： 提供清洁和干燥的密封气体 保证合适的压力、温度和

19、流量 气体质量： 密封气过滤 精度： 3um(过滤) 温度应至少高于露点温度20以上( 保温 / 蒸汽伴热 或 电加热) 密封气无液 ( 凝聚式过滤器或聚结器 ) 设计理念： 保证任何工况下（启动、停车、紧急停车，打循环），阻挡未过 滤的气体进入密封区域污染密封 压力控制（保持与平衡管的压差在 0.3 bar g 以上。） 流量控制（保持机内迷宫间隙最大时最小气流速度为 10 m/s。）,待发货压缩机干气密封控制系统,压缩机用干气密封控制系统,现场图片-串联式、双缸,压缩机用干气密封控制系统,83,现场图片-双端面、双缸,压缩机用干气密封控制系统,机 械 密 封 基 本 原 理 及 冲 洗 方

20、 案 介 绍,什么是机械密封？ 1.一种用于动设备中防止泄漏的零部件； 2.依靠弹性元件对动、静环端面压紧而达到防止泄漏的装置；,一、机械密封工作原理、类型介绍,机械密封基本原理,机械密封基本原理,机械密封的基本结构1.密封端面：动环、静环2.缓冲补偿机构：弹性元件（包括弹簧、波纹管等） 3.辅助密封圈（O形圈、V形圈、楔形圈等）4.传动件5.固定件,机械密封基本原理,机械密封的工作原理,保证密封性能必须要求 摩擦副端面平面度、光洁度高 摩擦副要紧密贴合 静止件处得密封圈不泄漏 保证密封使用寿命 润滑密封面 减小摩擦防止产生大量的热,通过弹性元件保证摩擦副紧密贴合达到防止介质泄漏,泄漏点1,泄

21、漏点2,泄漏点3,机械密封基本原理,弹簧密封,补偿原件为弹簧，由弹簧提供弹力,补偿环密封圈,补偿环,机械密封基本原理,波纹管机械密封,去掉了补偿环密封圈的摩擦阻力，补偿环追随性提高；并且避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。,波纹管，提供弹力,补偿环密封圈,机械密封基本原理,泵用干气密封,定义：干运转、非接触式机械密封。 外观特征：均匀分布的具有一定数量的浅槽 基本组成：流体动压槽、密封坝、密封堰。 核心原理：动压效应。 工作特征：非接触间隙35微米。 特别强调：压力方向性。,机械密封基本原理,集装式机械密封,1.将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。安装时只需固定压盖、轴套，取下定位块

22、即可。安装方便，排除了安装不良的影响。 2.在密封厂家将进行气密性试验,轴套,压盖,定位快,机械密封基本原理,人们常说的冲洗方案是指什么？ API规定的各种密封辅助系统，共有24种,1.为保证密封端面润滑而采用的辅助手段 2.为带走设备本身的热量、密封端面产生的热量、搅拌等产生的热量而采取的措施 3.辅助系统是密封长周期正常运行的必要手段,密封冲洗方案,常见的几种单端面密封的冲洗方案,密封冲洗方案,PLAN 11,方案11是所有单密封默认的冲洗方案。介质从泵出口到密封腔，为密封提供冷却，并排除密封腔气体，然后从密封腔流入工艺液，它是输送洁净介质的通用设备最常用的冲洗方案。,注意节流孔板的设置,

23、密封冲洗方案,介质从密封腔回到泵的如口，它常用于立式泵，高扬程泵; 常和PLAN01、11、21、31、41 一起使用,介质从泵出口到密封腔，为密封提供冷却，并排除密封腔气体，然后从密封腔流回泵入口.用于立式泵,PLAN 13,PLAN 14,密封冲洗方案,PLAN 21,用于对密封进行冷却冲洗，可以防止介质汽化，满足辅助密封圈温度范围，减少结焦或聚合，或改善润滑性能,注意事项 1.先开冷却水，再开车 2.降温不要导致晶体析出或黏度过高 3.同样条件下，比热小的介质降温较多 4.冷却水采用软水，否则将结诟,常见误区 1. 温度降得越多越好 2. 若降温效果差，增加冷却水流量,密封冲洗方案,密封

24、冲洗方案,换热器简图,介质通过盘管,冷却水通过壳体,常见的几种单端面密封的冲洗方案,密封冲洗方案,PLAN 23,方案23是所有热水工况，特别是锅炉给水和许多烃类工况选用的冲洗方案。输送这些介质时，通过冷却，降低流体饱和蒸汽压，确保介质不发生汽化,开车顺序,密封冲洗方案,采用合适的外冲洗来改善密封环境用于含有固体物和杂质的工况。外冲洗流体还必须与工艺流体相容。,注意事项 冲洗液应选择与介质相容的液体，并允许介质中混入该种液体 该方案应与小间隙喉套配合使用 外冲洗应连续，包括启动停车 冲洗压力高于密0.10.2MPa,密封冲洗方案,PLAN 32,PLAN 62,将来自外部液源的急冷流体引入密封

25、端面的大气侧。急冷流体可以是低压蒸汽、氮气或清水采用该方案，可隔断氧气，防止结焦（如：热烃工况），还可冲洗掉动密封元件周围堆积的不希望有的物质（如：碱和盐工况）。,Q,D,注意事项 1.急冷流体压力不可过高 2.D口不可接入高于常压系统 3.压盖端部可能有微量泄漏,密封冲洗方案,常见的几种二级密封的冲洗方案,密封冲洗方案,无压双端面机械密封及冲洗方案介绍,什么是无压双封？ 两套密封之间的隔离液压力小于密封腔的压力。 密封布置方式为串联式。,密封冲洗方案,主密封，密封介质,安全密封，密封缓冲液,一级密封泄漏，介质将会漏入缓冲液,密封冲洗方案,PLAN 52,不加压双密封系统，为第二级密封提供缓冲

26、液，用于不允许介质向大气泄漏的工况。缓冲流体装在密封储罐内，密封储罐与排气系统相连，缓冲流体压力接近于大气压。方案52用于清洁的非聚合介质，介质的饱合蒸汽压应高于缓冲流体压力。,LBI,LBO,密封冲洗方案,密封冲洗方案,Plan52方案说明：,密封冲洗方案,PLAN52 辅助系统简图,密封冲洗方案,有压双端面机械密封及冲洗方案介绍,什么是有压双端面？ 两套密封之间的隔离液压力高于密封腔压力的双端面密封。 密封布置方式为背靠背或串联式。,密封冲洗方案,双端面有压双封,串联式有压双封,介质,隔离液,流体泄漏方向,密封冲洗方案,113,PLAN 53A,即布置方式3加压双密封系统，用于不允许介质向

27、大气泄漏的工况。方案53A系统由双密封及注入其中的阻塞流体组成。阻塞流体装在储罐内，储罐内压力高于泵腔的压力约1.4巴（20psi）。内侧密封泄漏的结果是阻塞流体漏入介质中。53A储罐属于压力容器，需按压力容器要求设计制造。,LBI,LBO,密封冲洗方案,114,PLAN 53B,方案53B也是加压双密封，它与方案53A不同的是利用囊式蓄能器来保持密封回路的压力,注意事项 1.起动之前必须对管道回路进行充分排气 2.先开冷却水，再开车 3.隔离液必须与工艺介质兼容 4.定期监控隔离液压力-当压力下降时手动补液加压 5.封液压力高于密封腔至少1.4bar（一般0.140.41MPa),密封冲洗方

28、案,API PLAN53冲洗方案使用说明,密封冲洗方案,密封冲洗方案,API PLAN53A辅助系统简图,储罐容积有 12L 、 20L 两种规格，按API682的规定， d60选12L储罐 d60选20L储罐 用于有压双密封隔离液冲洗系统PLAN53 ，隔离液液温升通过调节冷却水流量控制在816,液位开关、压力开关对密封运行状态进行监控。,密封冲洗方案,API PLAN53B辅助系统简图,密封冲洗方案,用于介质压力高于20bar的场合。我公司目前做的是换热器+蓄能器。 冷却水压力：0.20.5MPa，温度：30，流量：1520 L/min；隔离液，压力：密封腔压力 +0.140.41MPa 蓄能器气囊充气压力：85%密封腔压力。灌注隔离液时，循环管路需要充分排气。需配补液装置。,密封冲洗方案,储液箱容积2L，每次输送量8.3ml ，额定压力6.3MPa。 用于API682冲洗管路标准方案PLAN53A/B/C 储罐或增压罐的补液。,手动补液泵,密封冲洗方案,储液箱容积35L，每次输送量22/24ml ，额定压力5/6.3MPa。 用于API682冲洗管路标