干气密封在丙烯泵上应用

《干气密封在丙烯泵上应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、干气密封在丙烯泵上应用　　摘要：丙烯进料泵的机械密封频繁泄漏，是困扰中石化齐鲁石化分公司胜利炼油厂气分车间的老难题，通过分析泄漏产生的根源，对丙烯进料泵进行了干气密封的改造，解决了泄漏的问题，在保证安全性的同时，大大降低了成本，带来了可观的经济效益。关键词：干气密封改造机械密封一、前言中石化齐鲁石化分公司胜利炼油厂气分车间，位号为P-506A/B的丙烯进料泵，轴封最初采用单端面波纹管机械密封，但使用效果不好，一直存在机械密封频繁泄漏问题，工艺波动时检修后密封坏的特别频繁，最多时一个月损坏有20套左右，一年下来密封费用、再加上机泵

2、拆装的检维修费用，造成了极大的浪费。通过与成都一通密封有限公司共同研究对丙烯进料泵实施干气密封改造，改造后效果明显，运行稳定，带来了很可观的效益。二、干气密封的基本原理及特点1.干气密封概述10干气密封是上个世纪六十年代末期发展起来的一种非接触式密封。与普通机械密封最大的区别在于：干气密封通过在密封端面上开设流体动压槽而实现密封端面的非接触运行，从而极大的提高了密封的使用寿命；简单、可靠的控制系统确保干气密封正常运转以保障设备连续、稳定地运行。2.干气密封基本原理干气密封（气膜机械密封）和传统的液相机械密封类似，但气膜机械密封两

3、端面被一稳定的薄气膜分隔开，成为非接触状态。由于气体的黏度很小，需要依靠强有力的流体动压效应来产生分离端面的流体压力，同时气体膜具有足够的刚度以抵抗外界载荷的波动，保持端面的非接触。干气密封在运转时（见图1），工艺沿流体动压槽进入密封端面，当作用于补偿环上的压紧力与推开力达到平衡，即流体动压槽产生的工艺流体动压力、端面工艺流体静压力、补偿环密封圈与旋转轴的摩擦阻力、弹簧元件压紧力几种力达到平衡时，在动、静环摩擦副之间形成一定厚度的气膜，从而达到密封的目的。10干气密封旋转时，被密封气体由环外周进入收敛形螺旋槽内，沿槽向内径方向流

4、动，最终达到密封坝，密封坝限制气体流向低压侧，气体随着螺旋槽形状的变化被压缩，在槽根部产生局部高压区，提高了气体自身的压力，此压力是动环旋转产生的流体动压力（不同槽形产生的流体动压力的大小不一样）。流体动压力作用于补偿环上，迫使动环与静环密封端面分开，称为开启力Fo。形成开启力的气体压力实际上是进入端面间气体的静压力和旋转形成的气体动压力之和。静压力与端面旋转速度无关，而动压力与端面旋转速度有关。作用于补偿环上的介质力和弹簧力是使动环与静环紧密贴合的力，称为闭合力Fc。补偿环与补偿环密封圈的微量轴向运动所产生摩擦阻力也有一定影响

5、（补偿环密封圈的变形量应当设计恰当，如果密封圈摩擦阻力太大，将影响密封端面动压膜形成）。其摩擦阻力的方向取决于补偿环的运动趋势。端面旋转速度达到一定值，开启力Fo与闭合力Fc相互平衡，流动的气体在动、静环的两个密封面间形成一层很薄的气膜，端面形成非接触状态，正常情况下，端面气体膜厚度在3微米左右。气体动力学表明，当干气密封两端面间的间隙在2～3微米时，通过间隙的气体流动层最为稳定。稳定的气膜既对工作介质起到密封作用，又起到摩擦副的润滑作用。干气密封在静止状态，当密封腔内存在介质压力的情况下，作用在动、静环上的闭合力是密封流体静压

6、力和弹簧力，保证动、静密封面紧密贴合，防止离心泵处于停车状态时的介质泄漏。干气密封运转时，摩擦副面受力分析见图2。由图2可以看出，正常工况条件下，当Fc=Fo时，密封端面形成一层厚度约3微米的稳定气膜；10当受到外来因素干扰，密封间隙减小、气膜厚度减小，则气体的粘性剪力增大，螺旋槽产生的流体动压效应增强，促使气膜压力增大，开启力随之增大，使FcFo，为保持力的平衡，密封恢复到原来的间隙。只要在设计范围内，当外来干扰消除后，密封总能恢复到设计的工作间隙，使干气密封稳定运行可靠。气膜刚度（N/mm）是衡量干气密封稳定性的技术指标，气

7、膜刚度是指气膜作用力与气膜厚度之比，气膜刚度越大，表明密封的抗波动、抗外界干扰能力越大，密封运行越稳定。气体密度越大、温度越高、轴转速越高，气膜刚度越大。干气密封设计，就是以获得最大的气膜刚度为目的。3.影响干气密封性能的主要参数3.1动压槽形状、深度的影响理论研究表明，对数螺旋槽产生的流体动压效应最强，气膜刚度最大，稳定性最好，因此，绝大多数干气密封都以深度为3—10微米的对数螺旋槽作为密封动压槽。3.2动压槽数量、宽度及长度的影响干气密封动压槽数量越多，动压效应越强，但当动压槽达到一定数量后，再增加槽数时，对干气密封性能影响

8、已经很小。此外，动压槽的宽度、长度对密封性能都有一定的影响。3.3操作参数对密封泄漏量的影响10轴径越大，转速、压力越高，干气密封的泄漏量越大。此外，介质温度对密封泄漏量的影响是通过温度对介质粘度影响而形成的，其对密封泄漏量的影响不大。4.干气密封的主要优点与传