歷史:干氣密封是20世紀60年代末期在氣體動壓軸承的基礎(chǔ)上通過對機械密封進行根本性改進發(fā)展起來的一種新非接觸式密封,實際上主要就是通過在機械密封動環(huán)上增開了動壓槽以及隨之相應(yīng)設(shè)置了輔助系統(tǒng)而實現(xiàn)密封端面的非接觸運行。英國的約翰克蘭公司于70年代末期率先將干氣密封應(yīng)用到海洋平臺的氣體輸送設(shè)備上并獲得成功。干氣密封較初是為解決高速離心式壓縮機軸端密封問題而出現(xiàn)的,由于密封非接觸式運行,因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制,特別適合作為高速高壓設(shè)備的軸端密封。由于全球環(huán)保政策趨嚴,許多國家開始鼓勵企業(yè)投資于低排放、高效能的設(shè)備與技術(shù)。北京原裝干氣密封行價
離心壓縮機干氣密封控制系統(tǒng)組成:如圖所示,某離心式壓縮機組干氣密封系統(tǒng)流程簡圖,該機組干氣密封控制系統(tǒng)由工藝氣密封氣系統(tǒng)、隔離氣密封系統(tǒng)、放置火炬及高位放空監(jiān)測系統(tǒng)組成,其中密封氣和隔離氣設(shè)計有氣源過濾處理單元、氣體壓力和流量調(diào)節(jié)控制單元,排放氣設(shè)置有火炬排放和高位放空,并設(shè)計有密封氣泄漏監(jiān)測。因此,為了確保干氣密封控制系統(tǒng)可靠、長壽命穩(wěn)定安全生產(chǎn)運行,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)對密封介質(zhì)質(zhì)量、壓力、流量、溫度及生產(chǎn)運行工況的要求,機組干氣密封控制系統(tǒng)設(shè)計有過濾單元、調(diào)節(jié)控制單元和密封泄漏監(jiān)測單元,對系統(tǒng)中的密封氣、隔離氣、排放氣的流量、壓力、溫度及潔凈度等方面進行控制和監(jiān)測,監(jiān)測干氣密封運行狀況。波紋管干氣密封制造對于高溫蒸汽系統(tǒng),干氣密封展現(xiàn)出突出的耐熱性能,是傳統(tǒng)密封方式無法比擬的選擇。
壓縮機工作時,動環(huán)隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動,氣體被引入動壓槽,引入溝槽內(nèi)的氣體在被壓縮的同時,遇到密封堰的阻攔,壓力進一步升高。這一壓力克服靜環(huán)后面的彈簧力和作用在靜環(huán)上的流體靜壓力,把靜環(huán)推開,使動環(huán)和靜環(huán)之間的接觸面分開而形成一層穩(wěn)定的動壓氣膜,此氣膜對動環(huán)和靜環(huán)的密封面提供充分的潤滑和冷卻。氣膜厚度一般為幾微米,這個穩(wěn)定的氣膜使密封端面間保持一定的密封間隙。氣體介質(zhì)通過密封間隙時靠節(jié)流和阻塞的作用而被減壓,從而實現(xiàn)氣體介質(zhì)的密封,幾微米的密封間隙會使氣體的泄漏率保持較小。
干氣密封的類型:(1)帶中間迷宮的串聯(lián)式密封,它的結(jié)構(gòu)特點為在串聯(lián)式密封的兩級之間加入迷宮密封結(jié)構(gòu)。其中一級主密封氣為工藝氣,中壓N2為開停機輔助氣;二級密封和中間迷宮間、隔離氣都使用氮氣。當(dāng)一級主密封失效時,二級密封起到輔助安全阻封和密封作用。適用于易燃、易爆、危險性大、不允許泄漏到大氣中、也不允許阻封氣進入到機內(nèi)的工況。如氫氣壓縮機、CO壓縮機、乙烯、丙烯壓縮機等。(2)雙端面密封,雙端面密封適用于沒有火炬條件,不允使工藝氣泄漏到大氣中,但允使阻封氣進入機內(nèi)的工況。其結(jié)構(gòu)布置相當(dāng)于面對面布置兩套單端面密封,有時兩個密封共用一個動環(huán)。一般采用氮氣作為阻塞氣體,控制阻密封氣(N2)的壓力始終維持在比工藝氣體壓力高于0.2~0.3MPa 。干氣密封的研發(fā)需要跨學(xué)科合作,材料科學(xué)、機械工程和流體力學(xué)等領(lǐng)域的知識相互交融。
干氣體密封的輔助系統(tǒng)和浮環(huán)油膜密封比較,干氣體密封不需要復(fù)雜的輔助系統(tǒng)。只需要提供簡單的控制系統(tǒng)以監(jiān)測密封的情況和自動停車的情況。圖7所示為一典型的干氣體密封輔助系統(tǒng)。潔凈的密封氣(可以是工藝氣,也可以是外設(shè)的氮氣)以高于壓縮機內(nèi)被封工藝氣體的壓力由入口1注入到密封裝置,用以阻止壓縮機工藝氣體滲漏。在兩側(cè)干氣密封面間泄漏的工藝介質(zhì)氣和隔離氣的混合氣經(jīng)過壓力開關(guān)PSM (PAM)、限流孔板3和流量計4后,排放到主放空口,去火炬系統(tǒng)。隔離氣(氮氣)由入口2注入,用以保護密封部件免受污染和阻止工藝氣體泄漏,而靠近壓縮機外部的密封泄漏氣體主要為極少量的緩沖氣體,經(jīng)次放空口5放空。壓縮機油泵運行前,必須將隔離氣體(氮氣)引入到干氣密封裝置,以防止密封部件和油接觸。壓縮機使用前,一般先注入潔凈的氮氣啟動和保護密封面,在壓縮機投入正常運行前,置換來自壓縮機出口的工藝氣,工藝氣必須經(jīng)過過濾器過濾。一些先進型號具備自診斷功能,可以實時監(jiān)測狀態(tài)并及時預(yù)警,大幅提升安全系數(shù)。天津防水干氣密封廠商
盡管初期投資較高,但長期來看,干氣密封的經(jīng)濟效益十分明顯,可大幅降低維修頻率。北京原裝干氣密封行價
帶中間進氣的串聯(lián)式干氣密封,它適用于既不允許工藝氣泄漏到大氣中,又不允許阻封氣進入機內(nèi)的工況,見圖8。如果遇不允許工藝介質(zhì)泄漏到大氣中,且也不允許阻封氣泄漏到工藝介質(zhì)中的工況,此時串聯(lián)結(jié)構(gòu)的兩級密封間可加迷宮密封。用于易燃、易爆、危險性大的介質(zhì)氣體,可以做到完全無外漏。如H2壓縮機、H2S含量較高的天然氣壓縮機、乙烯、丙烯壓縮機等。該結(jié)構(gòu)所用主密封氣除用工藝氣本身以外,還需另引一路氮氣作為第二級密封的使用氣體。通過一級密封泄漏出的工藝氣體被氮氣全部引入火炬燃燒。而通過二級密封漏入大氣的全部為氮氣。當(dāng)主密封失效時,第二級密封同樣起到輔助安全密封的作用。北京原裝干氣密封行價