干气密封在大型机组上的应用

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1、独创性说明作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名：圭丝丝日期：丛：：：大连理工大学硕士研究生学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借

2、阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：查篓文导师签名；丝差唑月竺∑同大连理工大学硕士研究生学位论文引言随着石油石化工业以及能源工业的迅猛发展，作为行业心脏部分的离心式压缩机的应用日趋广泛。而随着生产工艺过程和要求的日益苛刻。生产成本的不断降低等诸多因素的影响，使得对离心式压缩机的轴封要求越来越严，随之而来的就是如何解决这些高速运转设备的轴封问题。尤其是目前国内外石化行业普遍应用透平压缩机来输送各种易燃易爆易泄漏有腐蚀性的气体。为了防止或限制这些气体沿压缩机旋转轴端部泄漏到大

3、气中去，就必须采用各种轴端密封装置，以便维持主机的正常运转，降低物料和能源的消耗，防止环境污染和保证人身及设备安全。从离心式压缩机轴封的发展过程来看，主要经历了以下几个阶段：(1)迷宫密封：(2)迷宫加抽充气密封：(3)液体浮环密封I“)液体机械密封；(5)干气密封。迷宫密封及浮环密封因泄漏量大，在新制造的离心压缩机上已逐渐停止使用。但是目前国内正在运行的老机组上，还有大量的浮环密封或者机械浮环组合式密封，这类密封具有一个很大的缺点，及要求有复杂的封油系统，而且能耗较大。所以使用这类密封的许多企业有改造的需要。干气密封是一种新型的非接触式轴封，干气密封的概念是六十年代末期从气体

4、润滑轴承的基础上发展起来的，其中以螺旋槽密封最为典型。经过数年的研究，约翰·亮兰公司率先推出于气密封产品并投入工业使用。二十世纪七十年代中期商用干气密封在美国成功的应用于达到2．76MPa的压差和12oⅡI／s的线速度的设备上，其气体淮漏量仅为O．00卜0．002m3／s。随后，约翰·克兰公司的SEDY针对密封环槽区发生接■磨损的现象提出了绝热设计的新概念，针对干气密封产生径向变形的现象提出了自平行原理的理论。英国克兰公司的GABRIEL对影响螺旋槽气体密封性能的操作参数及结构参敦进行了定性分析，并对密封环材料及加工方法进行了探讨。新墨西哥大学的JI．．nLebeck教授对端面

5、带坡度的气体润滑机械密封进行了分析计算，认为其具有泄漏量少、寿命长、性能稳定等特点。日本EAGLE公司对气体静压外接触式干气密封进行了试验研究．德国博格曼公司对双向螺旋槽和T型密封进行了研究，使用效果良好。约翰·克兰公司的针对气体润滑的瑞利台阶型和螺旋槽型外接触密封进行了研究，并开发了系列产品。随着干气密封技术的不断发展，我国在九十年代初期。开始逐步引进干气密封技术应用于大型离心式压缩机。通过不断的实践证明，干气密封具有非常突出的优势。同时，国内有关的研究机构也相继开展了干气密封技术的研究工作。四川日机密封件有限公司、北京化工大学、石油大学、天津鼎名密封公司等研究制造单位，相继

6、发表干气密封在大型机组上的应用了许多关于干气密封原理和设计理论的研究论文。文中采用有限元法对于气密封进行了分析计算，以最大刚漏比为目标，对螺旋槽的槽深、槽数、螺旋角，槽宽堰宽比、槽长坝长比等参数进行了优化设计。这都对干气密封技术的应用具有十分重要的指导意义．日前国内多家密封制造企业并已有大量的产品投入工业应用，取得了可观的经济效益。实践表明，干气密封在很多方面都优越于普通接触式机械密封，它主要用于输气管线、海洋平台、炼厂、化肥、石油化工行业等，适合于任何输送气体的系统。由于千气密封属于非接触式密封，基本上不受PV值的限制，因此干气密封特别适合作为在高速高压、介质危险条件下的大型

7、离心压缩机轴封。干气密封的出现，是密封技术的一次革命，气体密封的难题从此得以解决，而不再会受到密封油等方面的限制。其所需的气体控制系统比油膜密封的油系统要简单得多。另外，干气密封的出现也改交了传统的密封观念，将干气密封技术和阻塞密封原理有机结合，“用气封液或气封气”的新观念替代传统的“液封气或液封液”观念，可保证任何密封介质实现零逸出，这就使得于气密封在泵用轴封领域也将有广泛的应用前景。与普通接触式机械密封相比，干气密封有以下主要优点：省去了密封油系统及用于驱动密封油系统运转的附加功率负荷。