干气密封
❖ 干气密封作为一种非接触式密封是目前密封技术 研究的热点,其极限速度高,密封性能好,寿命长,不需密 封油系统,功率消耗少,操作简单及运行维护费用低。干 气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维 修密封系统,正取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行 业高速离心压缩机轴封的主流。
轴ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ密封的必要性
气密封生产制造。 ❖ 1990年，中国石油大学开始从事干气密封研究工作。 ❖ 1992年，成都一通科技有限公司开始从事干气密封研究工作。 ❖ 1992年，干气密封在离心泵、搅拌器上逐渐得到应用。 ❖ 1996年，成都一通科技有限公司设计制造的国内第一套泵用干气密封在
大庆石化总厂化工二厂投入使用。 ❖ 2001年，成都一通科技有限公司设计制造的高速离心压缩机干气密封在
❖ 通过以上结构的不同组合并配合辅助的密封可演化 出用于实际工况的几种不同结构。
❖ 螺旋槽干气密封结构布置主要取决于密封工况条件 (包括被密封气体组分、压力、温度, 轴的转速等)、 安全性以及环保要求等。典型的结构布置有单端面、 双端面及串级结构。
干气密封构件材料
❖ 旋转环 ——碳化钨/ 碳化硅
❖ 静止环 ——碳石墨/ Cranite 2000 （特种材料，克兰专利）
❖ 金属件 ——410不锈钢/ 316不锈钢/ 哈氏合金/ 其它
第一代迷宫密封 本低, 维护方便; 3) 采用抽气式, 充气式 3) 向机内充水蒸气的方案会加剧中冷器腐蚀; 抽气
或抽、充气式可密封危险性气体
强度控制不好, 会使轴承油进水或抽走润滑油
第二代浮环密封 第三代机械密封
1)非接触式, 寿命长; 2) 对转速和压力 的使用范围大,外端面极限速度 Vmax=100m/s,
使用寿命 4-5年 功率消耗 是机械密封的5%左右
辅助系统简单，可靠性高，使用 辅助系统 中不需要维护，无功率消耗
对工艺影 密封介质为工艺气体本身或氮 响程度 气，对工艺无任何影响。
对环境污 仅有微量氮气往大气泄漏，对环 染程度 境无任何污染，是环保型密封。
1年左右 与密封轴径、转速有关
密封油系统复杂，需要专用密封油泵及密封油 压力控制系统，对密封油压力控制要求严格； 密封油系统故障率较高，日常维护成本高。 密封介质为润滑油，密封油泄漏进入工艺流程 后会对后续工艺产生极大影响，甚至破坏工艺 造成停产。 有密封油或工艺介质泄漏，对环境有一定污 染。泄漏量过大时对生产带来较大安全隐患。
干气密封的自平衡
如果由于某种干扰使密封间隙减小，则端面间的压力就会升 高，这时，开启力Fo大于闭合力Fc，端面间隙自动加大， 直至平衡为止。
干气密封的自平衡
类似的，如果扰动使密封间隙增大，端面间的压力就会降低， 闭合力Fc大于开启力Fo，端面间隙自动减小，密封会很快 达到新的平衡状态。
❖ 这种机制将在静环和动环组件之间产生一层稳定性 相当高的气体薄膜，使得在一般的动力运行条件下 端面能保持分离、不接触、不易磨损，延长了使用 寿命。
运行费用 一次性投入大，运行成本极低
一次性投入小，运行成本高
干气密封照片
干气密封照片
干气密封照片
干气密封照片
干气密封典型结构
干气密封的工作原理
John Crane 动环槽形
单向螺旋槽
双向螺旋槽
单向螺旋槽
双向螺旋槽
干气密封的自平衡
在动力平衡条件下，作用在密封上的闭合力Fc，是气体压力和 弹簧力的总和。开启力Fo是由端面间的压力分布对端面面积积 分而形成的。在平衡条件下Fc=Fo，运行间隙大约为3微米。
进口密封价格较贵, 服务较慢
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。
❖ 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EG&G SEALOL公司开始从事干
❖密封的必要性?
▪ 目前国内外石化行业普遍用离心压缩机来输 送各种气体。为了防止或限制这些气体沿压 缩机旋转轴端部泄漏到大气中去，就必须采 用各种轴端密封装置，以便维持主机的正常 运转， 降低物料和能源的消耗, 防止环境污 染和保证人身及设备安全。
典型密封方式的发展以及优缺点
密封类型
优点
缺点
1)非接触式,寿命长;2) 结构简单, 制造成 1)泄漏量大, 运行维护费用高;2) 有环境污染的危险;
1)属接触式密封, 极限速度V max= 100m/s; 2) 仍然 存在内泄漏和污染工艺回路的危险; 3) 阻封气体消 耗量(标准状态) 大,Q = 200～ 300m3/h
第四代干气密封
1)非接触式, 寿命长, 可靠性高;2) 极限 速度高, V max = 150～180m/s; 3) 不需 要密封油系统, 无油污染; 4) 功率消耗 低, 运行维护费用低
1 ) 内泄漏较低, q = 100～500mL/h , 污 油系统较简单; 2)油气压差较大, 控制较 容易, 可取消高位油罐
1)密封油内泄漏量大, 一般q=2000～ 3000mL/h; 2) 阻封气体消耗量(标准状态) 大,Q = 200～300m3/h; 3) 油系统复杂, 投资大, 占地面积大, 运行维护费 用高; 4) 密封油污染工艺气回路的危险性大
大庆石化公司化工二厂投入使用。 ❖ 2001年，成都一通科技有限公司设计制造的搅拌器干气密封在大庆华科
投入运行。 ❖ 2002年6月，国内首台裂解气压缩机干气密封在大庆石化公司化工一厂投
入运行。
干气密封与机械密封性能比较
干气密封
机械密封
发明时间 1976年 工作原理 气体润滑，属于非接触式密封
1900年 液体润滑，属于接触式密封
干气密封在离心压缩机上的应用
❖目的：
❖通过本次知识共享，对干气密封的原理， 结构、应用有一定的了解，增加一下对干 气密封的感性认识，以及对干气密封系统 运行时的注意事项，正确使用干气密封系 统，延长干气密封的使用寿命。
Contents
1
干气密封原理
2
干气密封结构及应用
3
干气密封控制系统
43
干气密封操作注意事项