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干气密封技术与应用 目 录 1.干气密封概述 1.1干气密封发展史 1.2干气密封的优点 1.3干气密封工作原理 1.4.影响干气密封性能的主要参数 1.5干气密封的主要特征 2.干气密封典型结构及控制系统 2.1.泵用干气密封及控制系统 2.2高速离心压缩机用干气密封及控制系统 2.3搅拌器用干气密封及控制系统 2.4其他特种设备干气密封及控制系统 3.干气密封与机械密封对比 4.干气密封操作、维护注意事项 5.案例分析 1.干气密封概述 1.1干气密封发展史 1969年，英国约翰克兰公司在气体润滑轴承的基础上提出干气密封理论并开始从事干气密封的研究。 1976年，约翰克兰公司设计制造的第一套干气密封在海洋平台输气管线离心压缩机上得到使用。 1979年伽布利尔做出平面惠普尔螺旋槽气体密封，并发表非接触式螺旋槽端面密封原理的文章。 1985年，美国杜拉美特立公司掌握干气密封技术并开始制造干气密封。 1987年、1988年德国的伯格曼和美国的EGG SEALOL公司开始从事干气密封生产制造。 1988～1990年石油大学（华东）顾永泉、王建荣等首先研制和试验了泵入式圆弧槽气体端面密封获我国国家实用型专2。 定义：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简称。 1.2干气密封的优点 干气密封与平衡型机械密封的区别在于： 干气密封动环端面开有气体槽。为了获取泵效应，气体槽必须开在高压侧（也就是密封面外侧），槽深仅有几微米，端面间必须有干燥洁净的气体，来保证两端面之间形成一个稳定的气膜使两端面保持一定的间隙，间隙大密封效果不好，间隙小端面发生接触，摩擦热不能散失，端面间接触很快引起端面变形而失效 单向螺旋槽 双向螺旋槽 单向槽包括：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。 受力分析 1.4.影响干气密封性能的主要参数 1.4.1. 密封端面结构参数 1)干气密封动压槽形状 密封端面的流体动压效应与槽形有关。干气密封端面的流体动压槽有多种形式，如螺旋槽、人字形槽等适用于轴单向旋转的槽型，有T形槽、枞树形槽等适用于轴双向旋转的槽型。 2)干气密封动压槽深度 理论研究表明，干气密封流体动压槽深度与气膜厚度为同一量级时密封的气膜刚度最大。实际应用中，干气密封的动压槽深度一般在3—10微米。在其余参数确定的情况下，动压槽深度有一最佳值。 3)干气密封动压槽数量、动压槽宽度、动压槽长度 理论研究表明，干气密封动压槽数量趋于无限时，动压效应最强。不过，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已经很小。此外，干气密封动压槽宽度、动压槽长度对密封性能都有一定的影响。 1.4.2操作参数对密封泄漏量的影响 1．密封直径、转速对泄漏量的影响 密封直径越大，转速越高，密封环线速度越大，干气密封的泄漏量就越大。 2．密封介质压力对泄漏量的影响 在密封工作间隙一定的情况下，密封气压力越高，气体泄漏量越大。 3．介质温度、介质粘度对泄漏量的影响 介质温度对密封泄漏量的影响是由于温度对介质粘度有影响而造成的。介质粘度增加，动压效应增强，气膜厚度增加，但同时流经密封端面间隙的阻力增加。因此，其对密封泄漏量的影响不是很大。 1.5干气密封主要特征 允许最大轴向窜量通常为±3.2mm 允许最大径向跳动通常为±0.6mm 极低的工艺气泄露 能承受速度和压力的快速变化 由于非接触的特点，理论上密封寿命可以认为没有期限 取消了密封油系统，防止了油系统的污染 减少了维修费用 集装式设计易于安装 2·干气密封典型结构 单端面干气密封 单端面密封 串联式密封 双端面密封 干气密封典型结构及控制系统 2·1泵用双端面干气密封 1、适用于气源压力稳定、泵入口压力不高，工艺上允许有少量密封气进入的场合； 2、特别适用于有毒液体的密封，可以做到介质零逸出； 3、密封使用寿命长，可达3年以上。 泵用双端面干气密封控制系统 图为泵用双端面干气密封控制系统图，密封气经过过滤器后减压至密封所需工作压力，再进入密封腔，该压力一般高于介质压力0.2~0.3MPa。进入密封腔中的密封气一小部分泄漏进入工艺，大部分往大气泄漏。泵用干气密封泄漏量一般在0.01~0.1标准立方米/小时左右，该泄漏量可通过控制系统中的流量计测得，流量计的作用即监视干气密封运转性能。为保证干气密封气源的可靠性，有时干气密封系统配备有备用气源，当主气源出现意外时，备用气源自动投入使用。为防止泵切换时的抽空，也可加泵腔排气系统。 泵用双端面干气密封系统流程图 双端面机械密封与干气密封系统比较 2)串联式干气密封 机械密