干式气体密封介绍.ppt

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1、干式气体密封天津新技术产业园区鼎名密封有限公司1大型透平压缩机组的四代密封产品第一代密封：迷宫密封（无油）第二代密封：浮环密封（油润滑）第三代密封：机械密封（油润滑）“三代半”密封：油膜螺旋槽端面密封（1996年获国家技术发明四等奖）第四代密封：“干气密封”（无油）（2001年获天津市科技进步一等奖,2002年获国家科技进步二等奖已公告）2直筒密封与音速孔板控制系统3碳环密封4单螺旋浮环密封5双螺旋浮环密封6油膜双端面密封7油膜单端面密封8单端面干气密封9双端面干气密封10双动环双端面干气密封11串联干气密封12串联干气密封+中间进气13串联+单端

2、面14双端面系统图15串联系统图16串联+中间进气系统图17串联+单端面系统图（低压）1819双端面干气密封柜式测控系统20串联干气密封测控系统21高速、高压试验台P=30MPa,n=20000r/min22油膜螺旋槽与气膜螺旋槽几何特征的对比23干气密封的核心技术---流体动压槽国外干气密封的槽形英、美的JohnCrane公司干气密封的槽形---单列螺旋槽和枞树形槽德国Burgmann公司干气密封的槽形---单列V形槽和U形槽Flowsever公司干气密封的槽形－T形槽24JohnCrane的动压槽单方向旋转螺旋槽双向旋转螺旋槽单向旋转的“V”形

3、槽可双向旋转的“U”形槽可双向旋转的“T”形槽Burgmann的动压槽Flowserve的动压槽25鼎名单向旋转槽形鼎名公司倒八字和人字槽已获中国发明专利已获美国发明专利26鼎名可双向旋形转槽形中国发明专利已授权美国专利申请已受理查新报告结论:国内外均未发现27工作原理28间隙正常29间隙减小30间隙增大3132向下泵送槽区向上泵送槽区坝区其中：G1、G2为尺寸相关的常数，h1为槽深，其他为标准ANSI符号。33干气密封特性有限元法密封面气膜压力求解螺旋槽气体密封的端面膜压分布满足Reynolds方程。在求解膜压时，考虑稳定状态，选取无量纲压力则控

4、制方程为（1）34所满足的边界条件：（2）（3）周期性条件：对于任何φ均有（4）35对式（1）进行离散，利用常规的有限单元法进行分析，得到非线性方程组：（5）式中j=1,m；m为不同节点编号的总体节点数。用Newton－Raphson法方程求解式（5），一般5-6次即可达到10-5-10-6的相对或绝对精度。求解时加入边界条件（2）-（4），就可得到螺旋槽密封的端面压力分布P。给定一个膜厚h，可求出端面膜压分布P，计算出对应的气膜开启力Fo。根据Fo=Fc,可求出密封的工作点ho。36密封特性计算(1)闭合力式中B2为密封平衡比（即面积比），；（2

5、）开启力（3）端面摩擦力Pa为大气压。37（4）端面摩擦系数（5）端面摩擦功耗（6）内径处泄漏量将计算结果换算为标准状态。（7）气膜刚度38该项目的发明及创新点1、单向旋转的“螺旋槽端密封”,“FaceSealwithSpiralGrooves”中国发明专利已授权：98120372.8美国发明专利已授权：6,152,452几何特征：双列螺旋槽（倒八字或人字形），位于上游（高压侧）的一列螺旋槽的径向高度大于位于下游（低压侧）的一列螺旋槽的径向高度（即外长内短），与三代半的八字槽相反，更不同于上述单列槽。工作特性：两列螺旋槽对密封流体的泵汲作用的迭加总

6、效果为：从上游向下游泵送（与“三代半”密封相反），流体动静压结合与国外的单列槽相比，在相同的条件下气膜厚度和刚度特性更佳。39该项目的发明及创新点2、“可双向旋转的螺旋槽端面密封装置”“Bi-directionRotatableFaceSealwithSpiralGrooves”中国实用新型专利已授权：ZL01201546.6中国发明专利已受理：01102213.2(已接到受权通知书)美国发明专利已受理：10/046.774几何特征:在旋转环或静止环的至少一个端面上设置靠近高压侧的螺旋槽组;螺旋槽组和扇形台组在周向等距分布;每个螺旋槽组由一个径向供

7、气槽和在径向等距分布的至少三列螺旋槽和螺旋台组成;螺旋槽和螺旋台对称或准对称地布置在径向供气槽的左右两侧；一个不开槽的环形平均布置在密封端面的抵压侧。工作特性：对称或准对称分布的螺旋槽可将密封流体在任何旋向下向下游泵送。与国外的双向槽相比，效率更高，在相同的条件下气膜厚度和刚度特性更佳，（已在燕化乙烯压缩机上成功应用）。4041424344技术水平天津科委鉴定结论：根据该项目鉴定委员会的鉴定意见，该项目采用了发明专利下游泵送双列螺旋槽端面密封技术,“该技术为国际首创”，达到了“国际先进水平”；并且打破了外国垄断，填补了国内空白，处于国内领先地位。中

8、国石油化工集团公司鉴定结论：“该技术整体上属国际先进水平”，“技术成熟可靠，投资远低于国外同类产品，经济效益显著，建议在石