近年來(lái)，隨著(zhù)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)運行提出了更高的要求。據不完全統計，在煉油化工、煤化工、制藥等行業(yè)的生產(chǎn)裝置中，因旋轉機械的軸封泄漏引起的安全、環(huán)保事故占了非常大的比例，嚴重影響生產(chǎn)裝置長(cháng)周期、穩定、安全生產(chǎn)運行。因此，解決旋轉機械軸封泄漏問(wèn)題，特別是大型機組軸封向實(shí)現無(wú)泄漏、無(wú)污染、長(cháng)壽命及運維費用低發(fā)展，已成為業(yè)內重要的共識和急需解決的問(wèn)題。

然而在生產(chǎn)運行中，因干氣密封控制系統的設計、選型及運行使用不到位，引起的干氣密封泄漏、失效等故障屢見(jiàn)不鮮。因此依據生產(chǎn)裝置的工藝操作工況及機組的運行情況，設計出一套可靠、合適的干氣密封控制系統，對確保機組的長(cháng)周期、穩定、安全生產(chǎn)運行起著(zhù)舉足輕重的作用。

干氣密封基本結構

干氣密封是一種氣膜潤滑的流體動(dòng)、靜壓結合型非接觸式機械密封。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。干氣密封的結構設計特點(diǎn)為在密封端面上開(kāi)設動(dòng)壓淺槽，其轉動(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(shuō)是開(kāi)面密封和開(kāi)槽軸承的結合。

干氣密封動(dòng)壓槽有單旋向和雙旋向,一般單旋向為螺旋槽，雙旋向常見(jiàn)有T型槽、樅樹(shù)槽和U型槽。單旋向螺旋槽干氣密封不能反轉，反轉則產(chǎn)生負氣膜反力，導致密封端面壓緊，致密封損壞失效。而雙旋向樅樹(shù)槽則無(wú)旋向要求，正反轉都可以。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)壓力只是在轉動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生。當動(dòng)環(huán)隨軸轉動(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(kāi)，當氣體壓力與彈簧力恢復平衡后，維持一最小間隙，形成氣膜，膜厚一般為3-5μm，使旋轉環(huán)和靜止環(huán)脫離接觸，從而端面幾乎無(wú)磨損，同時(shí)密封工藝氣體。

干氣密封的類(lèi)型

干氣密封基本結構類(lèi)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(méi)有危害、允使微量的工藝氣泄漏到大氣的工況。如N2壓縮機、CO2壓縮機、空氣壓縮機等。

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，全部或大部分負荷由主密封承擔，而二級備用密封不承受或承受小部分的負荷和壓力降。泄漏的主密封工藝氣被引入火炬系統燃燒，泄漏的極少量的工藝氣通過(guò)二級密封由二級放空引入安全地帶排放。當主密封失效時(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

它的結構特點(diǎn)為在串聯(lián)式密封的兩級之間加入迷宮密封結構。其中一級主密封氣為工藝氣，中壓N2為開(kāi)停機輔助氣；二級密封和中間迷宮間、隔離氣都使用氮氣。當一級主密封失效時(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、危險性大、不允許泄漏到大氣中、也不允許阻封氣進(jìn)入到機內的工況。如氫氣壓縮機、CO壓縮機、乙烯、丙烯壓縮機等。

4、雙端面密封

雙端面密封適用于沒(méi)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)入機內的工況。其結構布置相當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)。一般采用氮氣作為阻塞氣體，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(lái)源：化工活動(dòng)之家