1、2022-6-26干氣密封知識與操作注意事項干氣密封知識與操作注意事項培訓資料培訓資料2022-6-262目錄目錄l 一一. .干氣密封簡介干氣密封簡介l 二二. .干氣密封應用場合干氣密封應用場合l 三三. .干氣密封工作原理干氣密封工作原理l 四四. .干氣密封與機械密封的異同干氣密封與機械密封的異同l 五五. .干氣密封的結構干氣密封的結構l 六六. .干氣密封的控制系統干氣密封的控制系統l 七七. .干氣密封的操作注意事項干氣密封的操作注意事項2022-6-263一一.干氣密封簡介干氣密封簡介l 干氣密封屬于非接觸式密封。干氣密封屬于非接觸式密封。l 干氣密封最初是為解決高速離心壓縮機

2、軸封問題而出現的，由于密封非接觸運行，干氣密封最初是為解決高速離心壓縮機軸封問題而出現的，由于密封非接觸運行，因此密封摩擦副材料基本不受因此密封摩擦副材料基本不受P(壓力壓力)V(速度速度)值的限制，特別適合作為高速、高壓值的限制，特別適合作為高速、高壓設備的軸封。隨著干氣密封技術的日益成熟，其應用范圍也越來越寬廣，目前，干設備的軸封。隨著干氣密封技術的日益成熟，其應用范圍也越來越寬廣，目前，干氣密封正逐漸在離心式壓縮機、離心機、離心泵及攪拌器上得到廣泛應用。總之，氣密封正逐漸在離心式壓縮機、離心機、離心泵及攪拌器上得到廣泛應用。總之，凡使用接觸式機械密封的場合多數場合可采用干氣密封。凡使用接

3、觸式機械密封的場合多數場合可采用干氣密封。l 干氣密封分類干氣密封分類l 單端面干氣密封：僅有單端面干氣密封：僅有1對干氣密封環及其它輔助配件組成。對干氣密封環及其它輔助配件組成。l 串聯式干氣密封：有串聯式干氣密封：有2對干氣密封環及其它配件串聯組成或者是由對干氣密封環及其它配件串聯組成或者是由1對機械密封對機械密封+1對對干氣密封及其它配件組成。干氣密封及其它配件組成。雙端面干氣密封：有雙端面干氣密封：有2 對干氣密封環及其它配件對稱布置組成。對干氣密封環及其它配件對稱布置組成。2022-6-264一一.干氣密封簡介干氣密封簡介l 干氣密封應用條件及范圍干氣密封應用條件及范圍l 單端面干氣

4、密封單端面干氣密封l 允許少量工藝氣泄漏到環境中的場合。允許少量工藝氣泄漏到環境中的場合。 如空氣、如空氣、N2、CO2、蒸汽等對環境無污染介質的壓縮機密封。、蒸汽等對環境無污染介質的壓縮機密封。l 串聯式干氣密封串聯式干氣密封 適用于不允許氮氣進入工藝流程，同時工藝氣絕對不允許泄漏到環境中的場合。適用于不允許氮氣進入工藝流程，同時工藝氣絕對不允許泄漏到環境中的場合。 對氮氣壓力要求不高，高于火炬管網壓力即可。對氮氣壓力要求不高，高于火炬管網壓力即可。 該密封適用于輸送有毒、易燃易爆介質的壓縮機。如裂解氣、乙烯、丙烯、循環氫、該密封適用于輸送有毒、易燃易爆介質的壓縮機。如裂解氣、乙烯、丙烯、循

5、環氫、天燃氣、合成氣、環氧乙烷壓縮機等。天燃氣、合成氣、環氧乙烷壓縮機等。l 雙端面干氣密封雙端面干氣密封 允許有少量密封氣（氮氣）進入工藝流程的場合。允許有少量密封氣（氮氣）進入工藝流程的場合。 密封氣（氮氣）壓力應高于工藝氣體壓力密封氣（氮氣）壓力應高于工藝氣體壓力0.20.3MPa。 該結構適用于有毒、可燃、易結焦的氣體，如富氣壓縮機、原料氣壓縮機等。該結構適用于有毒、可燃、易結焦的氣體，如富氣壓縮機、原料氣壓縮機等。2022-6-265二二.干氣密封的在化工領域應用場合干氣密封的在化工領域應用場合l 離心機離心機l 反應釜、攪拌器反應釜、攪拌器l 離心泵離心泵低壓聚乙烯裝置：M301離

6、心機、M2301離心機、M3301離心機；烷基鋁裝置：德國賽德得TS360ED離心機 。低壓聚乙烯裝置：反應釜；聚脂氧化裝置：反應釜；制藥裝置：攪拌器；聚乙烯裝置：攪拌器。化工裝置：化工裝置：裂解裝置；芳烴裝置；甲醇裝置；丁二烯裝置、丁辛醇裝置等。煉油裝置：煉油裝置：氣體分餾裝置；油品裝置；催化、焦化裝置；硫磺回收裝置；酸性水裝置；重整裝置；加氫裝置。懸臂離心泵多級泵高速泵液下泵2022-6-266二二.干氣密封的在化工領域應用場合干氣密封的在化工領域應用場合l 介質方面介質方面l 壓力方面壓力方面l 溫度方面溫度方面l 轉速方面轉速方面壓縮機組：裂解氣、乙烯、丙烯、丙烷、循環氫氣、甲烷、氫氣

7、、富氣、氨 氣、天然氣、二氧化碳、合成氣等。離心泵：輕烴類、含有毒氣體不易揮發的C4C6介質（酸性水、甲苯、苯乙烯、丁二烯、輕石腦油）；導熱油、焦油、凝縮油、胺液、氨液、甲醇等。干氣密封壓力最高達到到入口壓力15Mpa、出口壓力17Mpa最高溫度應用達330（導熱油泵）；最低溫度應用達-104 （乙烯壓縮機）。最低轉速應用達69r/min（反應釜）；最高轉速應用達27500r/min（丁辛醇循環氫壓縮機）。2022-6-267三.干氣密封工作原理l 干氣密封原理干氣密封原理l 干氣密封旋轉環旋轉時，密封氣體被吸入動壓槽內，由外徑朝向中心，徑干氣密封旋轉環旋轉時，密封氣體被吸入動壓槽內，由外徑朝

8、向中心，徑向分量朝著密封堰流動。由于密封堰的節流作用，進入密封面的氣體被壓向分量朝著密封堰流動。由于密封堰的節流作用，進入密封面的氣體被壓縮，氣體壓力升高。在該壓力作用下，密封面被推開，流動的氣體在兩個縮，氣體壓力升高。在該壓力作用下，密封面被推開，流動的氣體在兩個密封面間形成一層很薄的氣膜，此氣膜厚度一般在密封面間形成一層很薄的氣膜，此氣膜厚度一般在3微米左右。微米左右。l 當閉合力（氣體靜壓力當閉合力（氣體靜壓力+彈簧力）彈簧力）=氣膜反力（流體動壓力）時，該氣膜氣膜反力（流體動壓力）時，該氣膜厚度十分穩定。由于氣體膜的形成，動靜環運轉時，氣膜既起密封作用，厚度十分穩定。由于氣體膜的形成，

9、動靜環運轉時，氣膜既起密封作用，又使動、靜環端面不會直接接觸，大大改善了密封端面的工作條件，使密又使動、靜環端面不會直接接觸，大大改善了密封端面的工作條件，使密封能長周期、安全運行。封能長周期、安全運行。 干氣密封處于靜止狀態時，沒有流體動壓效應，靠密封壩與密封堰的緊密干氣密封處于靜止狀態時，沒有流體動壓效應，靠密封壩與密封堰的緊密貼合起到密封作用。貼合起到密封作用。2022-6-268四.干氣密封與機械密封的異同l 干氣密封與機械密封異同之處干氣密封與機械密封異同之處 l 相同之處是相同之處是 干氣密封基本結構與機械密封一樣。干氣密封工作與普通的液相泵用干氣密封基本結構與機械密封一樣。干氣密

10、封工作與普通的液相泵用機械密封類似，主要由動環（隨軸旋轉）、靜環（固定在機殼上，不隨軸旋轉），機械密封類似，主要由動環（隨軸旋轉）、靜環（固定在機殼上，不隨軸旋轉），彈簧元件彈簧元件,動靜環輔助密封圈，其它結構元件組成。動靜環輔助密封圈，其它結構元件組成。l 不同之處是不同之處是l 密封氣為氣體：密封的工作介質為干凈的氣體（用高精度過濾器密封氣為氣體：密封的工作介質為干凈的氣體（用高精度過濾器1m過濾），密過濾），密封的氣體通常采用惰性氮氣。（機械密封為被密封介質）封的氣體通常采用惰性氮氣。（機械密封為被密封介質）l 密封端面開有動壓槽：干氣密封的動、或靜環中有一個端面上開有流體動壓槽；密封端

11、面開有動壓槽：干氣密封的動、或靜環中有一個端面上開有流體動壓槽；l 正常運行時端面不貼合：靜止狀態密封端面緊密貼合正常運行時端面不貼合：靜止狀態密封端面緊密貼合,運行狀態密封端面不接觸。運行狀態密封端面不接觸。l 干氣密封在處于靜止狀態時，保持密封面的密封壩與密封堰緊密貼合。干氣密封在處于靜止狀態時，保持密封面的密封壩與密封堰緊密貼合。干氣密封處于旋轉狀態時，動環隨軸旋轉，由于其中一個密封環端面開有流體動壓干氣密封處于旋轉狀態時，動環隨軸旋轉，由于其中一個密封環端面開有流體動壓槽，在流體動壓效應的作用下，動、靜環密封面的被一層薄氣膜（約槽，在流體動壓效應的作用下，動、靜環密封面的被一層薄氣膜（

12、約3m厚的氣膜）厚的氣膜）分開，密封端面處于非接觸狀態運行，實現無磨損運轉。分開，密封端面處于非接觸狀態運行，實現無磨損運轉。2022-6-269性能比較性能比較工作原工作原理理 雙端面干氣密封與雙端面機械密封比較雙端面干氣密封與雙端面機械密封比較 雙端面機械密封雙端面機械密封 雙端面干氣密封雙端面干氣密封安全環保安全環保對工藝影響對工藝影響輔助系統輔助系統非常低非常低高高較復雜、維護量大較復雜、維護量大23年左右年左右1年左右年左右封液對環境有影響封液對環境有影響有一定的影響有一定的影響復雜、故障多復雜、故障多接觸式、液體潤滑接觸式、液體潤滑非接觸式、氣體潤滑非接觸式、氣體潤滑簡單、故障少、

13、簡單、故障少、基本上無影響基本上無影響氮氣對環境無影響氮氣對環境無影響簡單、不需要維護簡單、不需要維護安裝維護安裝維護運行成本運行成本使用壽命使用壽命2022-6-2610性能比較性能比較工作原工作原理理串聯式干氣密封與串聯式機械密封比較串聯式干氣密封與串聯式機械密封比較串聯式機械密封串聯式機械密封串聯式干氣密封串聯式干氣密封安全環保安全環保對工藝影響對工藝影響輔助系統輔助系統非常低非常低高高維護量大維護量大3年左右年左右1年左右年左右安全性能好安全性能好 有一定的影響有一定的影響復雜、故障多復雜、故障多二級串聯機械密封二級串聯機械密封二級串聯干氣密封二級串聯干氣密封簡單、故障少、簡單、故障少

14、、基本上無影響基本上無影響安全性能好安全性能好 簡單、不需要維護簡單、不需要維護安裝維護安裝維護運行成本運行成本使用壽命使用壽命2022-6-2611五.干氣密封結構l 干氣密封基本結構：由旋轉環干氣密封基本結構：由旋轉環 、靜環、靜環 、彈簧、彈簧 、密封圈以及彈簧座和軸套、密封圈以及彈簧座和軸套組成。組成。l 干氣密封即干運轉氣體密封，是一種新型非接觸式密封。干氣密封即干運轉氣體密封，是一種新型非接觸式密封。l 利用流體動力學原理，通過在密封端面上開設動壓槽（可以開在動環端面、利用流體動力學原理，通過在密封端面上開設動壓槽（可以開在動環端面、也可以開在靜環端面），當動、靜環相對轉動超過一定

15、的轉速后，動壓槽也可以開在靜環端面），當動、靜環相對轉動超過一定的轉速后，動壓槽 中的氣體產生動壓力而形成氣膜，實現密封作用，并實現密封端面的非接中的氣體產生動壓力而形成氣膜，實現密封作用，并實現密封端面的非接觸運行。觸運行。l 基本結構于普通接觸式機械密封基本相同，典型的干氣密封結構如下頁圖基本結構于普通接觸式機械密封基本相同，典型的干氣密封結構如下頁圖 所示。所示。2022-6-2612五.干氣密封結構l 干氣密封結構圖干氣密封結構圖2022-6-2613五.干氣密封結構l螺旋槽螺旋槽 人字形槽人字形槽 T T形槽形槽 樅樹形槽樅樹形槽l 密封端面的流體動壓效應與槽形有關：密封端面的流體動

16、壓效應與槽形有關：單向槽型（常用的螺旋槽）與軸的旋向有關，方向弄反了干氣密封工作時，端面無法打開。單向槽型（常用的螺旋槽）與軸的旋向有關，方向弄反了干氣密封工作時，端面無法打開。干氣密封端面的流體動壓槽有多種形式，如螺旋槽、人字形槽等適用于軸單向旋轉的槽型。干氣密封端面的流體動壓槽有多種形式，如螺旋槽、人字形槽等適用于軸單向旋轉的槽型。雙向槽型：有雙向槽型：有T T形槽、樅樹形槽等適用于軸雙向旋轉的槽型。形槽、樅樹形槽等適用于軸雙向旋轉的槽型。2022-6-2614五.干氣密封結構l 常見動壓密封槽結構常見動壓密封槽結構- -阿基米德螺旋槽阿基米德螺旋槽2022-6-2615五.干氣密封結構l

17、 常見的動壓密封槽結構常見的動壓密封槽結構-“-“士士”字形槽字形槽2022-6-2616五.干氣密封結構l 常見密封槽結構常見密封槽結構-“-“兒兒”字形槽字形槽2022-6-2617六.干氣密封控制系統l 干氣密封的輔助設施是一套密封氣控制系統干氣密封的輔助設施是一套密封氣控制系統l 控制系統是干氣密封不可缺少的重要組成部分。控制系統是干氣密封不可缺少的重要組成部分。干氣密封控制系統的主要作用是：向干氣密封提供干凈的密封氣，緩沖氣干氣密封控制系統的主要作用是：向干氣密封提供干凈的密封氣，緩沖氣等氣源；保證密封氣、緩沖氣必須具有一定壓力、密封氣與被密封氣有一等氣源；保證密封氣、緩沖氣必須具有

18、一定壓力、密封氣與被密封氣有一定壓差且壓差穩定等，利用干氣密封系統可以監控干氣密封運轉工況，確定壓差且壓差穩定等，利用干氣密封系統可以監控干氣密封運轉工況，確保干氣密封長周期安全運行保干氣密封長周期安全運行。2022-6-2618離心壓縮機串聯式干氣密封控制系統離心壓縮機串聯式干氣密封控制系統FIFIFIFIFIPIPIPCVFOFOFOFOFI緩沖氣（經過濾的氮氣）來自于壓縮機出口的工藝氣體來自于壓縮機出口的工藝氣體泄漏的工藝氣到火炬火炬經過濾的工藝氣經過濾的工藝氣過濾單元過濾單元氮氣過濾單元氮氣過濾單元外引密封氣工藝氣高點放空氮氣氮氣2022-6-2619干氣密封控制系統實物圖干氣密封控制

19、系統實物圖2022-6-2620七.干氣密封操作注意事項l軸的轉向要求流體動壓效應與槽形有關軸的轉向要求流體動壓效應與槽形有關l單向槽型（常用的螺旋槽）干氣密封的軸有旋向要求，方向弄反單向槽型（常用的螺旋槽）干氣密封的軸有旋向要求，方向弄反了干氣密封工作時，端面無法打開，嚴重時會引起密封面燒毀。了干氣密封工作時，端面無法打開，嚴重時會引起密封面燒毀。l雙向槽型雙向槽型( (有有T T形槽、樅樹形槽等形槽、樅樹形槽等) )適用于軸雙向旋轉的設備，對適用于軸雙向旋轉的設備，對軸的轉向無要求。軸的轉向無要求。l要求密封氣源必須可靠要求密封氣源必須可靠 雙端面密封要求氣源壓力必須高于介質雙端面密封要求

20、氣源壓力必須高于介質0.15-0.2MPa，一旦氣源低于介質壓力，一旦氣源低于介質壓力，介質會反竄介質會反竄密封有被損壞密封有被損壞的危險；串聯式干氣密封的危險；串聯式干氣密封(干氣密封干氣密封+機械密封形式機械密封形式)要求要求密封氣壓密封氣壓力為力為0.07-0.5MPa，具體控制值要根據工藝介質壓力高低而定，機，具體控制值要根據工藝介質壓力高低而定，機械密封液的沖洗液壓力根據機械密封的要求相對應。械密封液的沖洗液壓力根據機械密封的要求相對應。l密封氣必須經過過濾器，保證密封氣干凈密封氣必須經過過濾器，保證密封氣干凈(固體雜質顆粒固體雜質顆粒1微米微米)。2022-6-2621七.干氣密封

21、操作注意事項l開機前準備開機前準備l若干氣密封對設備轉向有要求，最好先脫開聯軸節單試驅動設備，若干氣密封對設備轉向有要求，最好先脫開聯軸節單試驅動設備，以確認工作轉向。以確認工作轉向。l開機前必須對氣源及控制系統進行確認，確保控制系統各項參數開機前必須對氣源及控制系統進行確認，確保控制系統各項參數正常，密封氣打開并通到干氣密封的相應接口。正常，密封氣打開并通到干氣密封的相應接口。l若無法脫開聯軸節而需要確認轉向，則必須在密封氣源通到位的若無法脫開聯軸節而需要確認轉向，則必須在密封氣源通到位的前提下，以前提下，以瞬間點動瞬間點動的方式啟動主機來確認轉向。的方式啟動主機來確認轉向。l對雙端面干氣密

22、封對雙端面干氣密封(如如1PE M-301/2301/3301)應先將干氣密封的應先將干氣密封的密封氣通上，后在機體內充入介質升，否則可能損壞干氣密封。密封氣通上，后在機體內充入介質升，否則可能損壞干氣密封。2022-6-2622七.干氣密封操作注意事項l開機前準備開機前準備l對串聯式干氣密封對串聯式干氣密封(如如2PPG-201和和2PE的的K-4003)應在機體內進應在機體內進入介質升壓后才能對干氣密封開通入密封氣體和隔離氣體并對機械入介質升壓后才能對干氣密封開通入密封氣體和隔離氣體并對機械密封通上密封沖洗液。如果密封通上密封沖洗液。如果2PPG-201先通干氣密封的密封氣體，先通干氣密封的密封氣體，則可能損壞機械密封。則可能損壞機械密封。l為防止泵切換時因抽空產生喘振而影響干氣密封的穩定性，應將為防止泵切換時因抽空產生喘振而影響干氣密封的穩定性，應將切入的泵腔氣體排空。切入的泵腔氣體排空。2022-6-2623七.干氣密封操作注意事項l開機注意事項開機注意事項l開機初期到機組運行平穩期間，必須多次檢查干氣密封