當端面外側開(kāi)設有流體動(dòng)壓槽(2.5~10μm)的動(dòng)環(huán)旋轉時(shí),流體動(dòng)壓槽把外徑側(稱(chēng)之為上游側)的高壓隔離氣體泵入密封端面之間,由外徑至槽徑處氣膜壓力逐漸增加,而自槽徑至內徑處氣膜壓力逐漸下降,因端面膜壓增加使所形成的開(kāi)啟力大于作用在密封環(huán)上的閉合力,在摩擦副之間形成很薄的一層氣膜(1~3μm)從而使密封工作在非接觸狀態(tài)下。
所形成的氣膜完全阻塞了相對低壓的密封介質(zhì)泄漏通道,實(shí)現了密封介質(zhì)的零泄漏或零逸出。干氣密封與一般機械密封的平衡型集裝式結構一樣,但端面設計有所不同,表面上有幾微米至十幾微米深的溝槽,端面寬度較寬。
與一般潤滑機械密封不同,干氣密封在兩個(gè)密封面上產(chǎn)生了一個(gè)穩定的氣膜。這個(gè)氣膜具有較強的剛度使兩個(gè)密封端面完全分離,并保持一定的密封間隙,這個(gè)間隙不能太大,一般為幾微米。
密封間隙太大,會(huì )導致泄漏量增加,密封效果較差;而密封間隙較小,容易使兩密封面發(fā)生接觸,因為干氣密封的摩擦熱不能及時(shí)散失,端面接觸無(wú)潤滑,將很快引起密封變形、端面過(guò)度發(fā)熱從而導致密封失效。這個(gè)氣膜的存在,既有效地使端面分開(kāi)又使相對運轉的兩端面得到了冷卻,兩個(gè)端面非接觸,故摩擦、磨損大大減小,使密封具有長(cháng)壽命的特點(diǎn),從而延長(cháng)主機的壽命。
開(kāi)槽的密封面,分為兩個(gè)功能區,外區域和內區域,氣體進(jìn)入開(kāi)槽的外區域這些槽將壓縮進(jìn)入的氣體,在槽根部形成局部的高壓區,使端面分開(kāi),并形成一定厚度的氣膜,為了獲得必要的泵送效應,動(dòng)壓槽必須開(kāi)在高壓側。開(kāi)槽的密封間隙內的壓力增加對干氣密封的工作是至關(guān)重要的,它將保證即使在軸向載荷較大的情況下,密封也能形成一個(gè)不被破壞的穩定氣膜。
密封的內區域(即壩區) 是平面的,靠它的節流作用而限制了泄量。密封工作時(shí)端面氣膜形成的開(kāi)啟力與由彈簧和介質(zhì)作用力形成的閉合力達到平衡,從而實(shí)現了非接觸運轉。
干氣密封的彈簧力是很小的。主要目的是當密封不受壓或不工作時(shí)能確保密封的閉合,防止意外發(fā)生。
干氣密封原理: 當端面外側開(kāi)設有流體動(dòng)壓槽(2.5~10μm)的動(dòng)環(huán)旋轉時(shí),流體動(dòng)壓槽把外徑側(稱(chēng)之為上游側)的高壓隔離氣體泵入密封端面之間,由外徑至槽徑處氣膜壓力逐漸增加,而自槽徑至內徑處氣膜壓力逐漸下降,因端面膜壓增加使所形成的開(kāi)啟力大于作用在密封環(huán)上的閉合力,在摩擦副之間形成很薄的一層氣膜(1~3μm)從而使密封工作在非接觸狀態(tài)下。
所形成的氣膜完全阻塞了相對低壓的密封介質(zhì)泄漏通道,實(shí)現了密封介質(zhì)的零泄漏或零逸出。 干氣密封與一般機械密封的平衡型集裝式結構一樣,但端面設計有所不同,表面上有幾微米至十幾微米深的溝槽,端面寬度較寬。
與一般潤滑機械密封不同,干氣密封在兩個(gè)密封面上產(chǎn)生了一個(gè)穩定的氣膜。這個(gè)氣膜具有較強的剛度使兩個(gè)密封端面完全分離,并保持一定的密封間隙,這個(gè)間隙不能太大,一般為幾微米。
密封間隙太大,會(huì )導致泄漏量增加,密封效果較差;而密封間隙較小,容易使兩密封面發(fā)生接觸,因為干氣密封的摩擦熱不能及時(shí)散失,端面接觸無(wú)潤滑,將很快引起密封變形、端面過(guò)度發(fā)熱從而導致密封失效。這個(gè)氣膜的存在,既有效地使端面分開(kāi)又使相對運轉的兩端面得到了冷卻,兩個(gè)端面非接觸,故摩擦、磨損大大減小,使密封具有長(cháng)壽命的特點(diǎn),從而延長(cháng)主機的壽命。
開(kāi)槽的密封面,分為兩個(gè)功能區,外區域和內區域,氣體進(jìn)入開(kāi)槽的外區域這些槽將壓縮進(jìn)入的氣體,在槽根部形成局部的高壓區,使端面分開(kāi),并形成一定厚度的氣膜,為了獲得必要的泵送效應,動(dòng)壓槽必須開(kāi)在高壓側。開(kāi)槽的密封間隙內的壓力增加對干氣密封的工作是至關(guān)重要的,它將保證即使在軸向載荷較大的情況下,密封也能形成一個(gè)不被破壞的穩定氣膜。
密封的內區域(即壩區) 是平面的,靠它的節流作用而限制了泄量。密封工作時(shí)端面氣膜形成的開(kāi)啟力與由彈簧和介質(zhì)作用力形成的閉合力達到平衡,從而實(shí)現了非接觸運轉。
干氣密封的彈簧力是很小的。主要目的是當密封不受壓或不工作時(shí)能確保密封的閉合,防止意外發(fā)生。
干氣密封的基本原理:
當端面外側開(kāi)設有流體動(dòng)壓槽的動(dòng)環(huán)旋轉時(shí),流體動(dòng)壓槽把外徑側(稱(chēng)之為上游側)的高壓隔離氣體泵入密封端面之間,由外徑至槽徑處氣膜壓力逐漸增加,在摩擦副之間形成很薄的一層氣膜從而使密封工作在非接觸狀態(tài)下。
所形成的氣膜完全阻塞了相對低壓的密封介質(zhì)泄漏通道,實(shí)現了密封介質(zhì)的零泄漏或零逸出。
開(kāi)槽的密封面,分為兩個(gè)功能區,外區域和內區域,氣體進(jìn)入開(kāi)槽的外區域這些槽將壓縮進(jìn)入的氣體,在槽根部形成局部的高壓區,使端面分開(kāi),并形成一定厚度的氣膜,為了獲得必要的泵送效應,動(dòng)壓槽必須開(kāi)在高壓側。
擴展資料:
干氣密封的應用:
干氣密封在P2202 A/B泵上的應用:P2202 A/B泵是中石化安慶分公司化肥部低溫甲醇沖洗裝置上再吸收塔循環(huán)泵,介質(zhì)為富H2S甲醇,設備型號: 10*12-21N,它是臥式單級泵,采用機械密封。
P2202 A/B泵干氣密封的改造:
干氣密封工作時(shí),主密封氣壓力為0.7MPaG的管網(wǎng)低壓氮氣,經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后,氣體的過(guò)濾精度達到1μm,經(jīng)自立式壓力調節閥、流量計進(jìn)入密封腔體。為保證泵安全工作,當氮氣的壓力低至0.4MPaG時(shí),由自立式調節閥后安裝的壓力開(kāi)關(guān)儀表控制甲醇泵聯(lián)鎖停機。
干氣密封的前置緩沖是從泵的出口管路引過(guò)來(lái)的介質(zhì)液體—甲醇,經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾掉所含的雜質(zhì)顆粒后,充入干氣密封的前置緩沖液腔,以保護干氣密封的密封端面不會(huì )被泵內臟的介質(zhì)污染 。
參考資料來(lái)源: 百度百科-干氣密封
干氣密封工作原理分析干氣密封和普通平衡型機械密封相似,也由靜環(huán)和動(dòng)環(huán)組成,其中:靜環(huán)由彈簧加載,并靠O型圈輔助密封。
端面材料可采用碳化硅、氮化硅、硬質(zhì)合金或石墨。干氣密封與液體普通平衡型機械密封的區別在于:干氣密封動(dòng)環(huán)端面開(kāi)有氣體槽,氣體槽深度僅有幾微米,端面間必須有潔凈的氣體,以保證在兩個(gè)端面之間形成一個(gè)穩定的氣膜使密封端面完全分離。
氣膜厚度一般為幾微米,這個(gè)穩定的氣膜可以使密封端面間保持一定的密封間隙,間隙太大,密封效果變差;而間隙太小會(huì )使密封面發(fā)生接觸,因干氣密封的摩擦熱不能散失,端面間無(wú)潤滑接觸將很快引起密封端面的變形,從而使密封失效。干氣密封是一種非接觸式機械密封。
干氣密封在使用過(guò)程中需要注意的問(wèn)題: 干氣密封作為離心壓縮機的重要部件,對壓縮機的平穩運行影響很大,在操作中要引起特別的注意。
1) 對密封介質(zhì)的潔凈度要求:雜質(zhì)粒度≤3μm,溫度≤40℃,含液量≤500ppm(w/w); 2) 密封氣、隔離氣要先于潤滑油供應而后于潤滑油切斷,避免潤滑油進(jìn)入密封體內污染密封面,這種狀況下運行極易造成密封面的損壞。 3) 干氣密封本身可靠性較高,但其連鎖控制系統需要根據實(shí)際情況綜合考慮,避免由于假信號引起機組連鎖誤動(dòng)作。
4) 運行過(guò)程中要密切注意干氣密封系統有關(guān)參數的變化,從中找出干氣密封運行情況的變化。必要時(shí)調節可以干氣密封一級放火炬排放線(xiàn)的針型閥調整密封排氣壓力。
5) 由于正常時(shí)干氣密封泄漏量較小,基本為設計失效流量的1/5~1/8,而流量測量?jì)x表是按照設計失效流量進(jìn)行的選型,在低流量下存在較大的誤差。 6) 嚴禁機組運轉過(guò)程中保證密封氣的供給,因為密封氣的中斷會(huì )導致密封面干磨,很短時(shí)間內密封就會(huì )燒壞,另外采用壓縮機自身工藝氣作為密封氣時(shí)要注意密封氣的脫液,防止液滴進(jìn)入密封面破壞密封,還要注意壓縮機工藝參數變化對密封的影響,不能保證密封氣供給時(shí)及時(shí)投用輔助密封氣。
(1) 準備工作
①檢查隔離氣(密封氣)系統緊固部件是否有松動(dòng),如有松動(dòng),予以緊固。
②隔離氣(密封氣)減壓閥門(mén)調較準確、靈活。
③隔離氣(密封氣)差壓控制閥門(mén),隔離氣(密封氣)過(guò)濾器差壓表,密封氣 排放流量表,密封氣排放壓力開(kāi)關(guān),就地壓力表投用。
(2)投用過(guò)程
①打開(kāi)隔離氣N2給氣點(diǎn)第一道閥和排凝閥,排掉氣體中的液體,確認無(wú)液體后關(guān)閉。
②隔離氣系統按流程倒序打開(kāi)各閥門(mén),調節隔離氣差壓,并觀(guān)察其排放情況。
③潤滑油系統運行正常后,密封氣系統按流程倒序打開(kāi)各閥門(mén)(開(kāi)機之前用新氫壓縮機出口氫氣,機組正常運行后用本身循環(huán)氫氣)。
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