典型工作任務(wù)-壓縮機(jī)密封相關(guān)知識

煤化工技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫離心式壓縮機(jī)密封類型主講教師：張燕莉軸端密封

防止軸端特別是與原動機(jī)連接端，軸與固定部件之間間隙中氣體向外泄漏。壓縮機(jī)的密封分類密封內(nèi)密封輪蓋密封級間密封

外密封主軸與機(jī)殼間的密封（軸端密封）密封的原因和目的

由于葉輪出口壓力大于進(jìn)口壓力，級出口壓力大于葉輪出口壓力，在葉輪兩側(cè)與固定部件之間的間隙中會產(chǎn)生漏氣，而所漏氣體又隨主流流動，造成膨脹與壓縮的循環(huán)，每次循環(huán)都會有能量損失。該能量損失不可逆轉(zhuǎn)地轉(zhuǎn)化為熱能，為主流氣體所吸收。

密封的原因和目的為了防止壓縮機(jī)級內(nèi)能量損失和壓縮機(jī)內(nèi)氣體想外界泄漏，要在壓縮機(jī)內(nèi)設(shè)有內(nèi)密封裝置，在軸端特別是軸與原動機(jī)連接端設(shè)有軸端密封裝置。迷宮式密封件的結(jié)構(gòu)及工作原理

為了盡量減少漏氣損失，在固定部件與輪蓋、隔板與軸套，以及整機(jī)軸的端部需要設(shè)置密封件。常用的有梳齒式（亦稱迷宮式）的密封結(jié)構(gòu)。其工作原理是每經(jīng)過一個梳齒密封片，等于節(jié)流一次，多次的節(jié)流減壓能有效地減少漏氣量。軸端密封及其分類迷宮密封機(jī)械密封液膜密封干氣密封軸端密封充抽氣密封軸端密封及其分類

為防止軸端特別是與原動機(jī)連接段，軸與固定部件之間間隙中的氣體向外泄露，需要專門設(shè)置軸端密封。下面著重介紹三種軸端密封嚴(yán)防漏氣的典型結(jié)構(gòu)與工作原理供選用參考。液膜密封

液膜密封是在密封間隙中充注帶壓液體，以阻滯被密封介質(zhì)泄露。由于它將固體間摩擦轉(zhuǎn)化為液體摩擦，故又稱為非接觸式密封。由于密封間隙中還設(shè)置了可以浮動的環(huán)，故又稱為浮動環(huán)密封。

干氣密封干氣密封是是在氣膜密封動環(huán)或靜環(huán)端面上,通常開微米級流槽,主要依靠端面相對運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的流體動壓效應(yīng)在兩端面形成流體動壓力來平衡閉合力,實(shí)現(xiàn)密封端面的非接觸運(yùn)轉(zhuǎn)。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。干氣密封的組成干氣密封主要由動靜兩部分組件組成：1、靜止部分包括O形密封的靜環(huán)（主環(huán)）、加載彈簧、彈簧座、推環(huán)。2、轉(zhuǎn)動部分包括動環(huán)組件、軸套、定位環(huán)、鎖緊套等。（帶螺旋溝槽）的動環(huán)由一夾緊套和一

鎖定螺母（保持軸向定位）等部件安裝在旋轉(zhuǎn)軸上隨軸高速旋轉(zhuǎn)，動環(huán)一般由硬度高、剛性好、且耐磨的鎢、硅硬質(zhì)合金制成。

工作原理：靜壓力和動壓力平衡。

動、靜環(huán)作相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，流體被吸入密封溝槽底部，由于離心力的作用，氣體進(jìn)入密封中心處壓力升高，螺旋槽底部最高，它沿徑向形成環(huán)形密封墻，該密封墻對氣流產(chǎn)生阻力，氣體被壓縮，壓力增高，產(chǎn)生的壓力使靜環(huán)從動環(huán)表面被推開，此時，流動的氣體在兩個密封面間形成一層很薄的氣膜（此氣膜厚度一般在3微米左右），氣膜厚度十分穩(wěn)定，并具有良好的氣膜剛度，保證密封運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。密封始終工作在非接觸狀態(tài)，起密封作用。干氣密封的工作原理

靜環(huán)端面

材料

碳化硅石墨（含10%的銻）

動環(huán)端面

材料碳化硅氮化硅動環(huán)靜環(huán)動態(tài)O圈彈簧座組件彈簧基本元件動環(huán)對中裝置彈簧增強(qiáng)O-圈設(shè)計(jì)動環(huán)驅(qū)動套的套裝設(shè)計(jì)干氣密封基本原理在穩(wěn)定狀態(tài)下，作用在密封面上的閉合力（彈簧力和介質(zhì)力）等于開啟力Fc=Fo（氣膜反力），氣膜處于設(shè)計(jì)工作間隙（一般在3—10um）。當(dāng)Fc＜Fo時，間隙減小，氣膜剛度增大，氣體泄漏量減小，但容易造成氣膜溫度升高而影響密封壽命；當(dāng)Fc＞Fo時，氣膜剛度減小，泄漏量增大。干氣密封基本原理當(dāng)發(fā)生工藝條件波動或機(jī)械干擾，使得密封面貼近，有接觸的趨勢，此時氣膜厚度減小，剛度增大，氣膜反力增加，迫使密封工作間隙增大，恢復(fù)到正常值。相反，若密封氣膜厚度增大，則氣膜反力減小，閉合力大于開啟力，密封面貼近恢復(fù)到正常值。衡量干氣密封穩(wěn)定性的主要指標(biāo)就是氣膜剛度的大小，氣膜剛度越大，表明密封的抗干擾能力越強(qiáng)，運(yùn)行越穩(wěn)定。

卡槽迷宮密封軸套動環(huán)靜環(huán)O型圈密封氣入口出口卡環(huán)大氣側(cè)工藝側(cè)干氣密封的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：干氣密封與機(jī)械密封、液膜密封最大的不同是采用氣體密封，省去了密封油系統(tǒng)，具有運(yùn)行可靠性高、使用壽命長、密封氣泄漏量小、功耗極低、工藝回路無油污染，工藝氣不污染潤滑油系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。干氣密封應(yīng)具有兩種功能：一、是要防止轉(zhuǎn)動期間主環(huán)與配對環(huán)接觸，避

免摩擦。二、是當(dāng)軸不轉(zhuǎn)動時，密封應(yīng)為零泄漏量。干氣密封主要有三種形式：單端面密封結(jié)構(gòu)

串聯(lián)式密封結(jié)構(gòu)

雙端面密封結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)壓縮介質(zhì)和壓力等級選定。單端面大氣側(cè)工藝側(cè)清潔隔離氣雙端面密封工藝側(cè)清潔隔離氣大氣側(cè)雙端面密封工藝側(cè)大氣側(cè)泄漏到火炬清潔隔離氣工藝氣大氣側(cè)清潔隔離氣惰性隔離氣泄漏到火炬配中間迷宮的串聯(lián)密封第二級和隔離氣泄漏軸承隔離密封-迷宮設(shè)計(jì)或碳環(huán)密封影響干氣密封性能的主要參數(shù)影響干氣密封性能的參數(shù)分為結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)。端面結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封的穩(wěn)定性影響較大，操作參數(shù)對密封的泄漏量影響較大。一）、密封端面結(jié)構(gòu)參數(shù)對氣膜剛度的影響動壓槽形狀的影響動壓槽深度的影響影響干氣密封性能的主要參數(shù)2、介質(zhì)壓力對泄漏量的影響

在密封工作間隙一定的情況下，密封氣壓力越高，氣體泄漏量越