幹氣密封技術簡介

幹氣密封技術簡介 2

一、幹氣密封技術基本結構原理 2

二、幹氣密封型式 6

三、單端麵幹氣密封 6

四、串聯式幹氣密封 6

五、帶中間進氣的串聯式幹氣密封 7

六、雙端麵幹氣密封 9

一、幹氣密封技術基本結構原理

一般來講，典型的幹氣密封結構包含有靜環、動環元件（旋轉環）、副密封o形圈、靜密封、彈簧和彈簧座（腔體）等零部件。靜環位於不鏽鋼彈簧座內，用副密封o形圈密封。彈簧在密封無負荷狀態下使靜環與固定在轉子上的動環元件配合，如圖

1所示圖1在動環元件和靜環配合表面處的氣體徑向密封有其先進獨特的方法。配合表面平面度和光潔度很高，動環元件配合表面上有一系列的螺旋槽，如圖2所示。

圖2隨著轉子轉動，氣體被向內幫浦送到螺旋槽的根部，根部以外的一段無槽區稱為密封壩。密封壩對氣體流動產生阻力作用，增加氣體膜壓力。該密封壩的內側還有一系列的反向螺旋槽，這些反向螺旋槽起著反向幫浦送、改善配合表面壓力分布的作用，從而加大開啟靜環與動環元件間氣隙的能力。

反向螺旋槽的內側還有一段密封壩，對氣體流動產生阻力作用，增加氣體膜壓力。配合表面間的壓力使靜環表面與動環元件脫離，保持乙個很小的間隙，一般為3微公尺左右。當由氣體壓力和彈簧力產生的閉合壓力與氣體膜的開啟壓力相等時，便建立了穩定的平衡間隙。

在動力平衡條件下，作用在密封上的力如圖3所示。

圖 3閉合力fc，是氣體壓力和彈簧力的總和。開啟力fo是由端麵間的壓力分布對端麵面積積分而形成的。在平衡條件下fc=fo，執行間隙大約為3微公尺。

如果由於某種干擾使密封間隙減小，則端麵間的壓力就會公升高，這時，開啟力fo大於閉合力fc，端麵間隙自動加大，直至平衡為止。如圖4所示。

圖4類似的，如果擾動使密封間隙增大，端麵間的壓力就會降低，閉合力fc大於開啟力fo，端麵間隙自動減小，密封會很快達到新的平衡狀態，見圖5。

圖5這種機制將在靜環和動環元件之間產生一層穩定性相當高的氣體薄膜，使得在一般的動力執行條件下端麵能保持分離、不接觸、不易磨損，延長了使用壽命。

通過以上結構的不同組合並配合輔助的密封可演化出用於實際工況的幾種結構：

二、幹氣密封型式

三、單端麵幹氣密封

它適用於少量工藝氣洩漏到大氣中無危害的工況，見圖6

圖6四、串聯式幹氣密封

它適用於允許少量工藝氣洩漏到大氣的工況，見圖7。

圖7一套串聯式幹氣密封可看作是兩套或更多套幹氣密封按照相同的方向首尾相連而構成的。與單端麵結構相同，密封所用氣體為工藝氣本身。通常情況下採用兩級結構，第一級（主密封）密封承擔全部或大部分負荷，而另外一級作為備用密封不承受或承受小部分壓力降，通過主密封洩漏出的工藝氣體被引入火炬燃燒。

剩餘極少量的未被燃燒的工藝氣通過二級密封漏出，引入安全地帶排放。當主密封失效時，第二級密封可以起到輔助安全密封的作用，可保證工藝介質不大量向大氣洩漏。

五、帶中間進氣的串聯式幹氣密封

它適用於既不允許工藝氣洩漏到大氣中，又不允許阻封氣進入機內的工況，見圖8。

圖8如果遇不允許工藝介質洩漏到大氣中，且也不允許阻封氣洩漏到工藝介質中的工況，此時串聯結構的兩級密封間可加迷宮密封。用於易燃、易爆、危險性大的介質氣體，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。

該結構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。通過一級密封洩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。

當主密封失效時，第二級密封同樣起到輔助安全密封的作用。

六、雙端麵幹氣密封

它適用於不允許工藝氣洩漏到大氣中，但允許阻封氣（例如氮氣）進入機內的工況，見圖9。

圖9雙端麵密封相當於面對面布置的兩套單端麵密封，有時兩個密封分別使用兩個動環。它適用於沒有火炬條件，允許少量阻封氣進入工藝介質中的情況。在兩組密封之間通入氮氣作阻塞氣體而成為乙個效能可靠的阻塞密封系統，控制氮氣的壓力使其始終維持在比工藝氣體壓力高0.

2~0.3mpa的水平，這樣密封氣洩漏的方向總是朝著工藝氣和大氣，從而保證了工藝氣不會向大氣洩漏。