透平壓縮機(jī)干氣密封基本原理

1、此文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為天津賽銳特公司所有，未經(jīng)賽銳特公司書(shū)面許可，其內(nèi)容不得被復(fù)制或泄漏透平壓縮機(jī)干氣密封基本原理透平壓縮機(jī)干氣密封基本原理天津賽銳特密封技術(shù)有限公司天津賽銳特密封技術(shù)有限公司氣體壓縮機(jī)密封氣體壓縮機(jī)密封一臺(tái)典型的透平壓縮機(jī)包含兩個(gè)介于軸承之間的集裝式干氣密封。一臺(tái)典型的透平壓縮機(jī)包含兩個(gè)介于軸承之間的集裝式干氣密封。干氣密封的定義及特點(diǎn) 1. 定義干氣密封：干運(yùn)轉(zhuǎn)、氣體潤(rùn)滑、非接觸式機(jī)械端面密封的簡(jiǎn) 稱(chēng)。2. 特點(diǎn)以氣封氣、非接觸、氣膜潤(rùn)滑、低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性、低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。干氣密封目前最先進(jìn)的高速透平壓縮機(jī)軸端密封型式，是設(shè)干氣密封目前最先進(jìn)的高速透平壓縮機(jī)軸端密封型式

2、，是設(shè)計(jì)院、主機(jī)廠和終端用戶首選的大機(jī)組軸端密封型式。計(jì)院、主機(jī)廠和終端用戶首選的大機(jī)組軸端密封型式。干氣密封典型結(jié)構(gòu)及材料干氣密封典型結(jié)構(gòu)及材料干氣密封典型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：與高速機(jī)械密封相比，密封面寬、旋轉(zhuǎn)環(huán)（硬環(huán)）密封面刻有微米量級(jí)的動(dòng)壓槽，密封面分為槽區(qū)和壩區(qū)兩部分。 旋轉(zhuǎn)環(huán)碳化鎢 / 碳化硅 靜止環(huán)碳石墨/ 碳化硅+碳/碳化硅+DLC 金屬件410不銹鋼 / 316不銹鋼 / 哈氏合金 / 其它 彈簧哈氏合金C干氣密封材料 靜環(huán)材料（Primary Ring）碳石墨 浸金屬 浸樹(shù)脂 (如強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)) 碳化硅+碳/碳化硅+DLC (如超高壓)干氣密封材料 動(dòng)環(huán)材料（Mating Ring）

3、碳化鎢 鈷基 鎳基 碳化硅 反應(yīng)燒結(jié)（不用） 常壓燒結(jié)（或稱(chēng)無(wú)壓燒結(jié)） 液相燒結(jié) 超高壓干氣密封材料 碳化鎢 （鈷基） 韌性好 強(qiáng)度高 鈷基不耐腐蝕 鎳基抗腐蝕性較好 碳化硅 抗腐蝕性好 易碎 怕磕碰、易缺邊干氣密封材料干氣密封的工作原理干氣密封的工作原理圓弧槽圓弧槽John CraneJohn CraneV形槽U形槽T形槽BurgmannBurgmannFlowserveFlowserve螺旋槽樅樹(shù)形槽旋向旋向氣體向中心泵送氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩密封壩圓弧槽泵送原理圓弧槽泵送原理 旋向旋向氣體向中心泵送氣體向中心泵送氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)

4、生間隙氣體受壓，壓力升高，產(chǎn)生間隙密封壩密封壩雙向槽泵送原理雙向槽泵送原理氣膜剛度 - 單向槽 v 雙向槽改進(jìn)型改進(jìn)型雙向螺旋槽雙向螺旋槽軟件計(jì)算 氣膜厚度 改進(jìn)型雙向螺旋槽改進(jìn)型雙向螺旋槽l 單向槽：圓弧槽、螺旋槽、V形槽 優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)壓效應(yīng)強(qiáng)，氣膜剛度大，抗外界擾動(dòng)能力強(qiáng)。 缺點(diǎn)：不能反轉(zhuǎn)。 l 雙向槽：樅樹(shù)、T、雙L 優(yōu)點(diǎn)：可以長(zhǎng)時(shí)間反轉(zhuǎn)； 缺點(diǎn)：較單向槽動(dòng)壓效應(yīng)弱，氣膜剛度小，抗外界擾動(dòng)能力 較弱。 推薦：優(yōu)先采用單向槽，特殊情況雙向槽。單向槽與雙向槽的比較單向槽與雙向槽的比較正常間隙正常間隙間隙增大間隙增大間隙減小間隙減小氣膜剛度：氣膜開(kāi)啟力的變化與膜厚變化的比值氣膜剛度：氣膜開(kāi)啟力的變

5、化與膜厚變化的比值氣膜剛度越大，密封工作越穩(wěn)定。氣膜剛度越大，密封工作越穩(wěn)定。oZdFKdh 工作原理3020 10 0 1 2 3 4 5 膜厚膜厚 (mm) 靜、動(dòng)壓組合剛度靜、動(dòng)壓組合剛度單純流體靜壓?jiǎn)渭兞黧w靜壓 剛度剛度(GN/m)非接觸密封流體靜壓與流體動(dòng)壓剛性非接觸密封流體靜壓與流體動(dòng)壓剛性非接觸密封的熱量平衡非接觸密封的熱量平衡0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 W 0 1 2 3 4 5 6 膜厚膜厚 mm 密封溫度低于環(huán)境溫度密封溫度高于環(huán)境溫度氣體膨脹熱量散發(fā)氣體粘性剪切產(chǎn)生熱量干氣密封綜合性能分析軟件 -功能壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、氣體

6、組份、材料、槽形、體組份、材料、槽形、密封幾何形狀、密封幾何形狀密封面間隙、泄漏量、密封面間隙、泄漏量、摩擦、功率、溫升、氣摩擦、功率、溫升、氣膜穩(wěn)定性膜穩(wěn)定性干氣密封主要特征干氣密封主要特征SC01l 允許最大軸向竄量通常為+ 3.0mm l 允許最大徑向跳動(dòng)通常為+ 1.0mml 能在全壓下啟 / 停 SC01系列干氣密封特點(diǎn) 密封開(kāi)啟壓力 n=0 RPM, 約 10 BarG 密封開(kāi)啟速度 p=0, 約0.6 m/s（以軸徑計(jì)算） 密封反轉(zhuǎn)沒(méi)有損傷的短時(shí)間反轉(zhuǎn)可接受，但應(yīng)避免可使用雙向密封設(shè)計(jì) 密封反壓不被推薦 密封液體污染 少量液體污染可以接受，但應(yīng)避免 低速盤(pán)車(chē)不影響密封性 振動(dòng)密封可承受API617振動(dòng)公差要求l極低的工藝氣泄漏 l能承受速度和壓力的快速變化