干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施.ppt

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1、干气密封基本原理及常见故障分析及应对措施干气密封的定义及特点1.定义干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简称。2.特点以气封气、非接触、气膜润滑、功耗低、寿命长、可靠性高、运行维护费用低。干气密封－目前最先进的高速透平压缩机轴端密封型式，是设计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端密封型式。MajorComponents(BarrelType)CasingInnerCasingSuctionDischargeEndCoverDiffusersReturnChannelsRadialBea

2、ringThrustBearingSealShaftImpellersBalancePiston干气密封的工作原理干气密封基本原理当端面外侧开设有流体动压槽（2.5～10µm）的动环旋转时，流体动压槽把外径侧（称之为上游侧）的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐下降，因端面膜压增加使所形成的开启力大于作用在密封环上的闭合力，在摩擦副之间形成很薄的一层气膜（1～3µm）从而使密封工作在非接触状态下。所形成的气膜完全阻塞了相对

3、低压的密封介质泄漏通道，实现了密封介质的零泄漏或零逸出。干气密封典型结构及材料干气密封基本原理干气密封典型结构特点：与高速机械密封相比，密封面宽、旋转环（硬环）密封面刻有微米量级的动压槽，密封面分为槽区和坝区两部分。旋转环－碳化钨/碳化硅静止环－碳石墨/Cranite2000金属件－410不锈钢/316不锈钢/哈氏合金/其它弹簧－哈氏合金C干气密封材料静环材料（Face）碳石墨浸金属(T28AT&XP)浸树脂(如强腐蚀性介质)Cranite2000(如高压–T28EXP)干气密封材料动环材料（SEA

4、T）碳化钨钴基镍基碳化硅反应烧结（不用）常压烧结（或称无压烧结）液相烧结–高压(XP/EXP)干气密封材料碳化钨（钴基）韧性好强度高钴基不耐腐蚀镍基抗腐蚀性较好碳化硅抗腐蚀性好易碎–怕磕碰、易缺边干气密封材料单向螺旋槽双向螺旋槽工作原理JohnCrane动环槽形其他公司的专利槽形BurgmannFlowserve单向V型槽双向U型槽双向T型槽干气密封与机械密封的本质区别-气膜人的头发静环动环气膜厚度3-5um螺旋槽旋向气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙密封坝旋向气体向中心泵送气体受压，压力升

5、高，产生间隙密封坝双向螺旋槽螺旋槽及气膜的形成气体向中心泵送最初双向螺旋槽T28单向螺旋槽Speed=14,500rpm6.625inO/BSeal气膜刚度（形成的气膜所具有的弹性）-单向螺旋槽v双向螺旋槽改进型双向螺旋槽最初的双向螺旋槽单向螺旋槽6.625in密封直径CSTEDY计算－气膜厚度雷列台阶改进型双向螺旋槽单向螺旋槽与改进型双向螺旋槽（5.687”）－泄漏量与压力关系曲线单向槽与双向槽的比较单向槽：螺旋槽、V型槽优点：动压效应强，气膜刚度大，抗外界扰动能力强。缺点：不能反转。双向槽：枞

6、树、U型槽、T型槽优点：可以长时间反转；缺点：较单向槽动压效应弱，气膜刚度小。推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。工作原理(正常间隙)闭合力开启力压缩膨胀气膜厚度约0.003mm弹簧力和背压工作原理(间隙减小)闭合力开启力增加气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的比值气膜刚度越大，密封工作越稳定。工作原理(气膜厚度增加)闭合力开启力减小干气密封常见故障及应对措施干气密封常见故障1.密封反转以及低速工况。2.后置隔离密封失效,外侧密封被污染。3.压缩机前置迷宫失效,密封污染。4.开停车处理不当,密封

7、污染。5.正常运行时,过滤系统失效,密封污染。6.密封供气系统故障(压力中断、带液),引起密封失效。7.压缩机振动过高造成密封失效。8.现场误操作。9.端面反压。10.仪表失效。1.密封反转以及低速工况。密封反转即压缩机反转，对于双向旋转的干气密封来说不会瞬间损坏干气密封，但对于单旋向干气密封来说，由于无法形成气膜，摩擦副贴合在一起短时间即可磨损应对措施：一方面尽可能靠近压缩机的吸入口和排出口安装单向阀，避免压缩机出现过大的反向压差；另外一方面在压缩机充压时避免逆向充压，充压时缓慢升压，使系统压力处

8、于平衡状态。低速工况即暖机时压缩机的升速以及压缩机停车时的降速，如果长时间低速工况，由于当压缩机转速低于某一值时（不同干气密封，密封开启转速不一样）摩擦副处于闭合状态，长时间及出现磨损损坏应对措施：严格按照制造厂给定的升速曲线进行升速，一方面不要随意更改升速曲线，保证低转速的运行时间；另一方面在工艺允许的情况下，尽可能减少启停机次数。2.后置隔离密封失效,外侧密封被污染。轴承油污染密封的方式－液位（淹）回油视窗回油波动明显，油量很大－液滴（喷溅）有一定的油量－油雾（扩