近年來，隨著人們安全、環(huán)保意識的提高，對石油化工及煤化工等能源行業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行提出了更高的要求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在煉油化工、煤化工、制藥等行業(yè)的生產(chǎn)裝置中，因旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸封泄漏引起的安全、環(huán)保事故占了非常大的比例，嚴(yán)重影響生產(chǎn)裝置長周期、穩(wěn)定、安全生產(chǎn)運(yùn)行。因此，解決旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸封泄漏問題，特別是大型機(jī)組軸封向?qū)崿F(xiàn)無泄漏、無污染、長壽命及運(yùn)維費(fèi)用低發(fā)展，已成為業(yè)內(nèi)重要的共識和急需解決的問題。

然而在生產(chǎn)運(yùn)行中，因干氣密封控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、選型及運(yùn)行使用不到位，引起的干氣密封泄漏、失效等故障屢見不鮮。因此依據(jù)生產(chǎn)裝置的工藝操作工況及機(jī)組的運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)出一套可靠、合適的干氣密封控制系統(tǒng)，對確保機(jī)組的長周期、穩(wěn)定、安全生產(chǎn)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。

干氣密封基本結(jié)構(gòu)

干氣密封是一種氣膜潤滑的流體動(dòng)、靜壓結(jié)合型非接觸式機(jī)械密封。包含有靜環(huán)、動(dòng)環(huán)組件(動(dòng)環(huán))、副密封O形圈、靜密封、彈簧和彈簧座(腔體)等零部件。干氣密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)為在密封端面上開設(shè)動(dòng)壓淺槽，其轉(zhuǎn)動(dòng)形成的氣膜厚和流槽槽深均屬微米級,并采用潤滑槽、徑向密封壩和周向密封堰組成密封和承載部分，可以說是開面密封和開槽軸承的結(jié)合。

干氣密封動(dòng)壓槽有單旋向和雙旋向,一般單旋向?yàn)槁菪?，雙旋向常見有T型槽、樅樹槽和U型槽。單旋向螺旋槽干氣密封不能反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)則產(chǎn)生負(fù)氣膜反力，導(dǎo)致密封端面壓緊，致密封損壞失效。而雙旋向樅樹槽則無旋向要求，正反轉(zhuǎn)都可以。單向槽相對于雙向槽，具有較大的流體動(dòng)壓能，產(chǎn)生更大的氣膜反力和氣膜剛度，產(chǎn)生更好的穩(wěn)定性。

干氣密封工作原理

對于螺旋槽干氣密封，其工作原理是靠流體靜壓力、彈簧力與流體動(dòng)壓力之間的平衡。當(dāng)密封氣體注入密封裝置時(shí)，使動(dòng)、靜環(huán)受到流體靜壓力的作用。而流體的動(dòng)壓力只是在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生。當(dāng)動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋槽里的氣體被剪切從外緣流向中心，產(chǎn)生動(dòng)壓力，而密封堰對氣體的流出有抑制作用，使得氣體流動(dòng)受阻，氣體壓力升高，這一升高的壓力將撓性安裝的靜環(huán)與配對動(dòng)環(huán)分開，當(dāng)氣體壓力與彈簧力恢復(fù)平衡后，維持一最小間隙，形成氣膜，膜厚一般為3-5μm，使旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)脫離接觸，從而端面幾乎無磨損，同時(shí)密封工藝氣體。

干氣密封的類型

干氣密封基本結(jié)構(gòu)類型有單端面密封、串聯(lián)式密封、帶中間迷宮串聯(lián)式密封和雙端面密封。

1、單端面密封

適用于沒有危害、允使微量的工藝氣泄漏到大氣的工況。如N2壓縮機(jī)、CO2壓縮機(jī)、空氣壓縮機(jī)等。

2、串聯(lián)式密封

適用于允許少量工藝氣泄漏到大氣的工況。一般采用兩級串聯(lián)布置方式，一級為主密封，二級為備用密封。正常工況下，全部或大部分負(fù)荷由主密封承擔(dān)，而二級備用密封不承受或承受小部分的負(fù)荷和壓力降。泄漏的主密封工藝氣被引入火炬系統(tǒng)燃燒，泄漏的極少量的工藝氣通過二級密封由二級放空引入安全地帶排放。當(dāng)主密封失效時(shí)，二級備用密封起到輔助安全密封的作用，確保工藝氣不大量外漏。

3、帶中間迷宮的串聯(lián)式密封

它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為在串聯(lián)式密封的兩級之間加入迷宮密封結(jié)構(gòu)。其中一級主密封氣為工藝氣，中壓N2為開停機(jī)輔助氣；二級密封和中間迷宮間、隔離氣都使用氮?dú)?。?dāng)一級主密封失效時(shí)，二級密封起到輔助安全阻封和密封作用。適用于易燃、易爆、危險(xiǎn)性大、不允許泄漏到大氣中、也不允許阻封氣進(jìn)入到機(jī)內(nèi)的工況。如氫氣壓縮機(jī)、CO壓縮機(jī)、乙烯、丙烯壓縮機(jī)等。

4、雙端面密封

雙端面密封適用于沒有火炬條件,不允使工藝氣泄漏到大氣中，但允使阻封氣進(jìn)入機(jī)內(nèi)的工況。其結(jié)構(gòu)布置相當(dāng)于面對面布置兩套單端面密封,有時(shí)兩個(gè)密封共用一個(gè)動(dòng)環(huán)。一般采用氮?dú)庾鳛樽枞麣怏w，控制阻密封氣（N2）的壓力始終維持在比工藝氣體壓力高于0.2～0.3MPa 。

文章來源：化工活動(dòng)之家