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干气密封技术的应用分析

时间:2021-04-30 14:32:22 作者:admin 点击:

  干气密封的结构

  干气密封的一般结构由动环(也称旋转环)、固定环、定位环、弹簧座和轴套组成。固定环固定在不锈钢弹簧座上,所用材料为具有自润滑性能的较软的碳石墨。

  固定环不随轴旋转,而是在弹簧和介质的作用下轴向移动。动环一般采用钨和碳化硅硬质合金(常用碳化钨和碳化硅)制成,硬度高,刚性好,耐磨性强。

  动环组件的表面通常被螺旋加工成具有特定形状的浅槽。内径侧附近的动环称为密封坝,螺旋槽之间的区域称为密封磨损。在旋转过程中,密封气体从外径到中心被吸入动压槽,径向元件被引入密封堰。

  密封堰起到节流阀的作用,压缩进入密封面(螺旋槽)的气体并增加压力。气流进入螺旋槽根部,被密封坝阻挡。在气钉和弹簧力的共同作用下,当闭合压力等于气膜的开启压力时,形成稳定的间隙。

  干气密封失效泄漏分析及对策

  1、结构设计中的问题

  气体的静压和弹簧力形成的闭合力必须与气膜的反作用力相匹配。因此,干气密封设计可以保持2 ~ 3微米的非常稳定的气膜厚度。当结构不合适,动环转动时,间隙过大,密封泄漏,间隙过小,容易产生干摩擦。

  另外,在动环的沟槽设计中,通常采用螺旋沟槽,旋转引起的动压效应最大,得到的干气密封膜刚度和稳定性最大。此外,研究表明,如果槽壁的厚度与气膜的厚度设置在同一数量级,气膜的密封刚度也最大。

  如上所述,气膜的厚度通常最稳定在3微米左右。当动静环结构的设计通常设计为3微米厚时,实际上干气密封动压槽壁厚通常小于10微米,即干气密封动压槽壁的数量、宽度和长度。密封效果有特效。

  2、安装干气密封失败的原因

  与普通的机械密封不同,干气密封要求动环和定环的配合面之间有相对稳定的间隙,并且通常相对较薄。空气密封约为3微米。因此,干气密封的静环和动环之间必须保持清洁、光滑和干燥。干气密封的主要故障是密封污染,主要污染源是设备中的工艺气体、密封气源和轴承润滑剂,以及气体进入密闭腔体时产生的固体颗粒。

  注意清洁干燥的配合面,以确保清洁的安装环境,尤其是在安装过程中。安装时,操作人员应戴上干净的手套,安装后的密封孔应清洁干燥,以减少杂质。

  3、密封供气系统故障原因

  干气密封动环和静环之间的间隙约为3微米。缝隙直接用密封气体密封,对密封供气系统提出了更高的要求。不仅在安装过程中,而且在使用过程中,都必须实现清洁干燥的干气密封。这种方法应使用专用线路作为密封气的来源,密封气的压力和流量不应改变。同时,在进入密封面前,应安装气源缓冲罐、粗滤器和精滤器,防止杂质和液体进入密封面,使密封气体中的杂质含量不超过规定值。在运行过程中,应注意适当提高主密封气体的温度,以便定期切断水和液体,蒸发主密封气体的冷凝水,减少或防止冷凝水的产生。

  4、启停对干气密封的影响

  离心式压缩机启停时,速度很慢,动环和静环相互接触,尚未形成一定厚度的薄膜。这增加了密封表面的磨损。干气密封长期运行,应避免长期低速运行。当停止或运行设备时,使用压缩机曲柄是维护机器的重要手段,但使用曲柄会导致低速运行。如果使用干气密封,离心式压缩机的启动时间不应超过10分钟。此外,设备应减少停机次数,使压缩机形成稳定的气膜,减少动静环面的磨损。

  5、干气密封失效的其他原因

  离心式压缩机在使用过程中不可避免地会产生振动,并能承受相对较高的振动水平。然而,过高的振动水平仍会损坏干气密封。因此,在使用和操作过程中,必须严格控制振动。