干气密封的设计简述:干气密封虽然在工作时端面为非接触,但在开停车时仍会有短暂的接触,这就要求配对材料的耐磨性好。干气密封摩擦副材料,硬环一般采用低膨胀系数、高弹性模量、抗拉强度、热导率及硬度的材料,如SiC或硬质合金。软环用浸漬石墨或SiC。流体动环槽一般加工在动环表面。由于干气密封在结构上与普通机械密封差别不大,因此干气密封的设计主要体现在密封环端面槽形参数的设计上。干气密封的理论基础源于螺旋槽推力轴承,气体的动压效应服从于雷诺方程及纳维尔-斯托克斯方程。我公司采用有限元差分法进行数值计算,由公司开发的专门使用软件可计算出螺旋槽密封面的气膜压力分布,并进一步求得螺旋槽干气密封的承载能力、密封的气膜刚度以及密封的气体泄漏量。随着环保法规日益严格,越来越多企业开始采用干气密封以满足排放标准要求。北京釜用干气密封供应
历史:干气密封是20世纪60年代末期在气体动压轴承的基础上通过对机械密封进行根本性改进发展起来的一种新非接触式密封,实际上主要就是通过在机械密封动环上增开了动压槽以及随之相应设置了辅助系统而实现密封端面的非接触运行。英国的约翰克兰公司于70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。干气密封较初是为解决高速离心式压缩机轴端密封问题而出现的,由于密封非接触式运行,因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制,特别适合作为高速高压设备的轴端密封。北京釜用干气密封供应干气密封不仅提升了设备性能,还在一定程度上降低了运营过程中的噪音污染。
干气密封控制系统,为了保证干气密封运行的可靠性,每套干气密封都有与之相匹配的监测控制系统,使得密封工作在较佳设计状态,当密封失效时系统能及时报警,有利于维修工人以较快速度处理现场事故。下面以典型的串联式干气密封系统为例做简单介绍。下图为该系统示意简图。该密封正常运行时是由机组出口端引出一股气,经过两级过滤器(过滤精度3μm)后成为干燥、洁净的气体作为干气密封的缓冲气进入密封腔。控制其压力稍高于正常运行时的参考气管工艺气压力(通常50KPa),其作用是阻挡未净化工艺气中的粉尘、凝缩油等杂质进入密封端面对干气密封的正常工作产生不利的影响。系统由一差压变送器测量缓冲气与参考气之间的差压,信号通过电气转换控制安装在缓冲气入口处的气动薄膜调节阀,以调节缓冲气的入口压力使其维持与参考气的恒定压差。进入密封腔的缓冲气的绝大部分通过梳齿密封回到工艺气内。剩余的一小部分通过头一级干气密封的端面漏出,称为一级泄漏气。当中的大部分被引入火炬安全的燃烧掉。
干气密封具有下面一些特点:1、非接触式密封,动静环被气膜隔开,操作能耗极小,属于节能型密封,使用寿命较长;2、省去了庞大的密封油系统,降低了成本;3、操作简单,可靠性高;4、运行费用和维修费用较低,占地面积小;5、结构复杂,技术难度大,要求制造和安装的精度高,气源清洁度高的。干气密封的工作原理:干气密封和普通平衡型机械密封相似,也由静环和动环组成。其中,静环由弹簧加载,并靠O型圈辅助密封。当端面外侧开设有流体动压槽的动环旋转时,流体动压槽把外径侧(称之为上游侧)的高压隔离气体泵入密封端面之间,由外径至槽径处气膜压力逐渐增加,在摩擦副之间形成很薄的一层气膜,这层在非接触状态下所形成的气膜完全阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道,实现了密封介质的零泄漏或零逸出。在石油和天然气行业,干气密封能够有效防止挥发性有机化合物(VOCs)的泄漏。
一套串联式干气密封可看作是两套或更多套干气密封按照相同的方向首尾相连。与单端面结构相同,密封所用气体为工艺气本身。通常情况下采用两级结构,头一级(主密封)密封承担全部负荷,而另外一级作为备用密封不承受压力降,通过主密封泄漏出的工艺气体被引入火炬燃烧。剩余极少量的未被燃烧的工艺气通过二级密封漏出,引入安全地带排放。当主密封失效时,第二级密封可以起到辅助安全密封的作用,可保证工艺介质不大量向大气泄漏。对于复杂工况下的设备运行,干气密封提供了一种灵活且有效的解决方案。北京釜用干气密封供应
新型数字化工具使得干气密闭设计更加精确,从而提升了整体工艺水平与竞争力。北京釜用干气密封供应
双端面密封:双端面密封相当于面对面布置的两套单端面密封,有时两个密封共用一个动环。它适用于没有火炬条件,允许少量密封气进入工艺介质中的情况。在两组密封之间通入氮气作阻塞气体而成为一个性能可靠的阻塞密封系统,控制氮气的压力使其始终维持在比工艺气体压力稍高(0.2~0.3MPa)的水平,这样气体泄漏的方向总是朝着工艺介质气体和大气,从而保证了工艺气体不会向大气泄漏。双端面密封结构主要用于压力不高的有毒、易燃易爆气体。北京釜用干气密封供应
闭合力和开启力如下图:间隙如果太小,则会使密封面发生接触。因而干气密封的摩擦热不能散失,会很快引起密封端面的变形,从而使密封失效。常见的两种槽型是:双向的(U型)和单向的(V型)槽型。气体介质就是通过密封间隙时靠节流和阻塞的作用而被减压,从而实现气体介质的密封,几微米的密封间隙会使气体泄漏率保持较小。① 单端面的密封,单端面的密封主要用于没有危险的气体,如空气、氮气、二氧化碳等等。② 双端面的密封,适用于有毒或含颗粒的工艺气和压缩机入口压力低的情况。也常用于富气、解析气压缩机及各种改造的氨冰机。③ 串联式密封,带中间迷宫的串联式干气密封用于有毒、可燃性和危险气体。干气密封能够有效防止有害物质泄...