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压缩机干气密封基本原理及使用分析68024.doc

发布:2019-01-16约5.63千字共8页下载文档
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关键字:透平式压缩机,干气密封,结构,应用 Basic Principle And Use Analysis For Dry Gas Seal Of Compressor Li Guiqin et al Abstract: Research is carried out against the product of dry gas seal of German Burgmann Company,combining the operating performance of compressor,contents of principle of compressor dry gas seal,structural feature,seal material,service requirment and manufacture etc.are mainly discussed. Key words:Turbocompressor Dry gas seal Structure Application 一、引言 干气密封是一种新型的无接触轴封,山它来密封旋转机器中的气体或液体介质。与其它密 封相比,干气密封貝有泄漏量少,磨损小,寿命长,能耗低,操作简单可靠,维修量低,被密 封的流体不受汕污染等特点。因此,在压缩机应用领域,T气密封止逐渐替代浮环密封、迷宫 密封和油润滑机械密封。干气密封使用的可靠性和经济性己经被许多工程应用实例所证实。 目前,干气密封主要用在离心式压缩机上,也还用在轴流式压缩机、齿轮传动压缩机和透 平膨胀机上。干气密封已经成为压缩机正常运转和操作可靠的重要元件,随着压缩机技术的发 展,干气密封正逐步収代浮环密封、迷宫密封和汕润滑密封。 本文针对德国廨格曼公司的干气密封产品进行了研究,结合压缩机的工作特点,帝点论述 压缩机干气密封的原理、结构特点、密封材料、使用要求和制造等方血的内容。 二、干气密封工作原理分析 干气密封的般设计形式是集装式,图1表示出了压缩机干气密封的具体结构。 2.动环3.惟汗轧厲貰 5.0型理 ?轻体7一带怀形座的箱鹫 图1压缩机干气密封示意图 干气密封和普通平衡型机械密封相似,也由静环和动环组成,其中:静环由弹 赞加载,并靠0型圈辅助密封。端面材料可采用碳化硅、氮化硅、硬质介金或石墨。 干气密封与液体普通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,气体槽深度仅有几微米,端血间必须有洁净的气体,以保证在两个端血Z间形 成一个稳定的气膜使密封端面完全分离。气膜厚度一般为几微米,这个稳定的气膜 可以使密封端而间保持一定的密封间隙,间隙太大,密封效果变差;而间隙太小会 使密封而发牛接触,因干气密封的摩擦热不能散失,端而间无润滑接触将很快引起 密封端面的变形,从而使密封失效。 气体介质通过密封间隙时靠节流和阻塞的作用而被减压,从而实现气体介质的 密封,儿微米的密封间隙会使气体的泄漏率保持最小。 动环密封而分为两个功能区(外区域和内区域)。气体进入密封间隙的外区域有 空气动压槽,这些槽压缩进來的气体。为了获得必要的泵效应,动压槽必须被开在 高压侧。密封间隙内的压力增加将保证即使在轴向载荷较大的情况下也将形成一个 不被破坏的稳定气膜。 干气密封无接触无磨损的运行操作是靠稳定的气膜来保证的,稳定的气膜是由 密封墙的节流效应和所开动压槽的泵效应得到的。 密封面的内区域(密封墙)是平面,靠它的节流效应限制了泄漏量。干气密封的 弹簧力很小,主耍目的是为了当密封不受压时确保密封面的闭合。 选择干气密封时,决定性的判断是动环上所开动压槽的几何形状。对于压缩机 的某些操作点,如启动和停车时,一套串联密封在低速或无压操作的情况卞,旋转 的动压槽必须在密封而之间产生一个合适的压力。此力靠特殊措施——三维的、弧 形的槽來获得。 压缩机干气密封设计和使用为两种槽型:双向的(U形)和单向的(V形)槽型。两 种梢型的特性见表1。 表1 V形槽和U形槽的特性 V形槽单向 U形槽双向 反向运转 仅能短期的反向运转 所有操作速度均可以 间隙(pm) 3?10 2?8 无压的情况下启离速度*(m/s) 0.6 1.2 静止时,启离压力*(MPa) 0.6 0.6 智主意:DGS在低于那些被采用的值以卞操作仍能被保证,但是一个分离层是必要 的。 三、密封材料分析 端面材料 干气密封的操作极限与密封各个元件的许用载荷冇关。温度和压力极限由所用 的辅助密封橡胶和端面材料决定。使用的端而材料对干气密封的工作起着决定性的 作用。 端血材料对压缩机密封的操作影响很大。端而材料组对的选择与压力、轴径和 转速有关(见表2)。 表2端面材料 材料组对 静环 动环 硬/软 高硬度浸钮石墨Buko03 碳化硅Buka25 碳化硅表面喷涂金刚砂Buka25
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