压缩机干气密封原理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,透平压缩机干气密封基本原理,杨惠霞博士 总经理总工程师,天津赛锐特密封技术有限公司,2009,年,9,月,16,日,气体压缩机密封,一台典型的透平压缩机包含两个介于轴承之间的集装式干气密封。,干气密封的定义及特点,1.定义,干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简 称。,2.特点,以气封气、非接触、气膜润滑、低功耗、长寿命、高可靠性、低运行维护费用。,干气密封目前最先进的高速透平压缩机轴端密封型式，是设计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端密封型式。,干气密封典型结构及材料,干气密封典型结构,特点：与高速机械密封相比，密封面宽、旋转环（硬环）密封面刻有微米量级的动压槽，密封面分为槽区和坝区两部分。,旋转环,碳化钨,/,碳化硅,静止环,碳石墨,/,碳化硅,+,碳,/,碳化硅,+DLC,金属件,410,不锈钢,/316,不锈钢,/,哈氏合金,/,其它,弹簧,哈氏合金,C,干气密封材料,静环材料（,Primary Ring,）,碳石墨,浸金属,浸树脂,(,如强腐蚀性介质,),碳化硅,+,碳,/碳化硅+DLC,(,如超高压,),干气密封材料,动环材料（,Mating Ring,）,碳化钨,钴基,镍基,碳化硅,反应烧结（不用）,常压烧结（或称无压烧结）,液相烧结,超高压,干气密封材料,碳化钨（钴基）,韧性好,强度高,钴基不耐腐蚀,镍基抗腐蚀性较好,碳化硅,抗腐蚀性好,易碎,怕磕碰、易缺边,干气密封材料,干气密封的工作原理,圆弧槽,John Crane,V形槽,U形槽,T形槽,Burgmann,Flowserve,螺旋槽,枞树形槽,旋向,气体向中心泵送,气体受压，压力升高，产生间隙,密封坝,圆弧槽泵送原理,旋向,气体向中心泵送,气体受压，压力升高，产生间隙,密封坝,双向槽泵送原理,最初双向螺旋槽,单向螺旋槽,Speed=14,500 rpm,168.3mm O/B Seal,气膜刚度,-,单向槽,v,双向槽,改进型,双向螺旋槽,最初的双向螺旋槽,单向螺旋槽,168.3mm,密封直径,软件计算 气膜厚度,列雷台阶,改进型双向螺旋槽,单向槽：圆弧槽、螺旋槽、,V,形槽,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。,双向槽：枞树、,T,、双,L,优点：可以长时间反转；,缺点：较单向槽动压效应弱，气膜刚度小，抗外界扰动能力 较弱。,推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。,单向槽与双向槽的比较,正常间隙,间隙增大,间隙减小,气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的比值,气膜刚度越大，密封工作越稳定。,工作原理,30,20,10,0,1,2,3,4,5,膜厚(,m,m),静、动压组合刚度,单纯流体静压,刚度,(GN/m),非接触密封流体静压与流体动压刚性,非接触密封的热量平衡,0,.1,.2,.3,.4,.5,.6,.7,.8,.9,W,0,1,2,3,4,5,6,膜厚,m,m,密封温度低于环境温度,密封温度高于环境温度,气体膨胀热量散发,气体粘性剪切产生热量,干气密封综合性能分析软件,-,功能,压力、温度、转速、气体组份、材料、槽形、密封几何形状,输入,输出,密封面间隙、泄漏量、摩擦、功率、温升、气膜稳定性,干气密封主要特征,SC01,允许最大轴向窜量通常为,+,3.0mm,允许最大径向跳动通常为,+,1.0mm,能在全压下启,/,停,SC01,系列干气密封特点,密封开启压力,n=0 RPM,约,10 BarG,密封开启速度,p=0,约,0.6 m/s,（以轴径计算）,密封反转,没有损伤的短时间反转可接受，但应避免,可使用双向密封设计,密封反压,不被推荐,密封液体污染,少量液体污染可以接受，但应避免,低速盘车,不影响密封性,振动,密封可承受,API617,振动公差要求,极低的工艺气泄漏,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限制,取消了密封油系统,减少了维修费用,节能,防止了油系统的污染,减少新机器的成本,集装式设计易安装，保护关键密封组件,技术、创新、服务,