壓縮機(jī)干氣密封原理

壓縮機(jī)干氣密封原理第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日透平壓縮機(jī)干氣密封基本原理?xiàng)罨菹疾┦靠偨?jīng)理／總工程師天津賽銳特密封技術(shù)有限公司2009年9月16日第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日氣體壓縮機(jī)密封一臺(tái)典型的透平壓縮機(jī)包含兩個(gè)介于軸承之間的集裝式干氣密封。第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日干氣密封的定義及特點(diǎn)

1.定義干氣密封：干運(yùn)轉(zhuǎn)、氣體潤滑、非接觸式機(jī)械端面密封的簡稱。2.特點(diǎn)以氣封氣、非接觸、氣膜潤滑、低功耗、長壽命、高可靠性、低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。干氣密封－目前最先進(jìn)的高速透平壓縮機(jī)軸端密封型式，是設(shè)計(jì)院、主機(jī)廠和終端用戶首選的大機(jī)組軸端密封型式。第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日干氣密封典型結(jié)構(gòu)及材料第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日干氣密封典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與高速機(jī)械密封相比，密封面寬、旋轉(zhuǎn)環(huán)（硬環(huán)）密封面刻有微米量級(jí)的動(dòng)壓槽，密封面分為槽區(qū)和壩區(qū)兩部分。第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)環(huán)－碳化鎢/碳化硅靜止環(huán)－碳石墨/碳化硅+碳/碳化硅+DLC金屬件－410不銹鋼/316不銹鋼/哈氏合金/其它彈簧－哈氏合金C干氣密封材料第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日靜環(huán)材料（PrimaryRing）碳石墨浸金屬浸樹脂(如強(qiáng)腐蝕性介質(zhì))碳化硅+碳/碳化硅+DLC(如超高壓)干氣密封材料第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日動(dòng)環(huán)材料（MatingRing）碳化鎢鈷基鎳基碳化硅反應(yīng)燒結(jié)（不用）常壓燒結(jié)（或稱無壓燒結(jié)）液相燒結(jié)–

超高壓干氣密封材料第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日碳化鎢（鈷基）韌性好強(qiáng)度高鈷基不耐腐蝕鎳基抗腐蝕性較好碳化硅抗腐蝕性好易碎–

怕磕碰、易缺邊干氣密封材料第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日干氣密封的工作原理第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日?qǐng)A弧槽第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日J(rèn)ohnCraneV形槽U形槽T形槽BurgmannFlowserve螺旋槽樅樹形槽第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日旋向氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩圓弧槽泵送原理第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日

旋向氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩雙向槽泵送原理第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日最初雙向螺旋槽單向螺旋槽Speed=14,500rpm168.3mmO/BSeal氣膜剛度

-單向槽v雙向槽改進(jìn)型雙向螺旋槽第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日最初的雙向螺旋槽單向螺旋槽168.3mm密封直徑軟件計(jì)算－氣膜厚度

列雷臺(tái)階改進(jìn)型雙向螺旋槽第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日單向槽：圓弧槽、螺旋槽、V形槽優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)壓效應(yīng)強(qiáng)，氣膜剛度大，抗外界擾動(dòng)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)：不能反轉(zhuǎn)。雙向槽：樅樹、T、雙L優(yōu)點(diǎn)：可以長時(shí)間反轉(zhuǎn)；缺點(diǎn)：較單向槽動(dòng)壓效應(yīng)弱，氣膜剛度小，抗外界擾動(dòng)能力

較弱。

推薦：優(yōu)先采用單向槽，特殊情況雙向槽。單向槽與雙向槽的比較第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日正常間隙第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日間隙增大第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日間隙減小氣膜剛度：氣膜開啟力的變化與膜厚變化的比值氣膜剛度越大，密封工作越穩(wěn)定。第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日工作原理302010012345膜厚(mm)靜、動(dòng)壓組合剛度單純流體靜壓

剛度(GN/m)非接觸密封流體靜壓與流體動(dòng)壓剛性第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日非接觸密封的熱量平衡0.1.2.3.4.5.6.7.8.9W0123456

膜厚mm密封溫度低于環(huán)境溫度密封溫度高于環(huán)境溫度氣體膨脹熱量散發(fā)氣體粘性剪切產(chǎn)生熱量第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日干氣密封綜合性能分析軟件-功能壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣體組份、材料、槽形、、密封幾何形狀

輸入

輸出密封面間隙、泄漏量、摩擦、功率、溫升、氣膜穩(wěn)定性第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日干氣密封主要特征－SC01第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日允許最大軸向竄量通常為+3.0mm允許最大徑向跳動(dòng)通常為+1.0mm能在全壓下啟/停

SC01系列干氣密封特點(diǎn)第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日密封開啟壓力@n=0RPM,約10BarG密封開啟速度△p=0,約0.6m/s（以軸徑計(jì)算）第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日密封反轉(zhuǎn)－沒有損傷的短時(shí)間反轉(zhuǎn)可接受，但應(yīng)避免－可使用雙向密封設(shè)計(jì)密封反壓－不被推薦密封液體污染－少量液體污染可以接受，但應(yīng)避免第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日低速盤車－不影響密封性振動(dòng)－密封可承受API617振動(dòng)公差要求第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日極低的工藝氣泄漏能承受速度和壓力的快速變化由于非接觸的特點(diǎn)，理論上密封壽命可以認(rèn)為沒有限制第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日取消了密封油系統(tǒng)減少了維修費(fèi)用節(jié)能防止了油系統(tǒng)的污染第