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1、此文件的知识产权为天津赛锐特公司所有，未经赛锐特公司书面许可，其内容不得被复制或泄漏,透平压缩机干气密封基本原理杨惠霞博士 总经理总工程师天津赛锐特密封技术有限公司2009年9月16日,气体压缩机密封,一台典型的透平压缩机包含两个介于轴承之间的集装式干气密封。,干气密封的定义及特点,1.定义干气密封：干运转、气体润滑、非接触式机械端面密封的简 称。2.特点以气封气、非接触、气膜润滑、低功耗、长寿命、高可靠性、低运行维护费用。干气密封目前最先进的高速透平压缩机轴端密封型式，是设计院、主机厂和终端用户首选的大机组轴端密封型式。,干气密封典型结构及材料,干气密封典型结构,特点：与高速机械密封相比，密
2、封面宽、旋转环（硬环）密封面刻有微米量级的动压槽，密封面分为槽区和坝区两部分。,旋转环碳化钨/碳化硅静止环碳石墨/碳化硅+碳/碳化硅+DLC金属件410不锈钢/316不锈钢/哈氏合金/其它弹簧哈氏合金C,干气密封材料,静环材料（Primary Ring）碳石墨浸金属浸树脂(如强腐蚀性介质)碳化硅+碳/碳化硅+DLC(如超高压),干气密封材料,动环材料（Mating Ring）碳化钨钴基镍基碳化硅反应烧结（不用）常压烧结（或称无压烧结）液相烧结 超高压,干气密封材料,碳化钨（钴基）韧性好强度高钴基不耐腐蚀镍基抗腐蚀性较好碳化硅抗腐蚀性好易碎 怕磕碰、易缺边,干气密封材料,干气密封的工作原理,圆弧
3、槽,John Crane,V形槽,U形槽,T形槽,Burgmann,Flowserve,螺旋槽,枞树形槽,旋向,气体向中心泵送,气体受压，压力升高，产生间隙,密封坝,圆弧槽泵送原理,双向槽泵送原理,最初双向螺旋槽,单向螺旋槽,Speed=14,500 rpm168.3mm O/B Seal,气膜刚度-单向槽 v 双向槽,改进型双向螺旋槽,最初的双向螺旋槽,单向螺旋槽,168.3mm 密封直径,软件计算 气膜厚度,列雷台阶,改进型双向螺旋槽,单向槽：圆弧槽、螺旋槽、V形槽 优点：动压效应强，气膜刚度大，抗外界扰动能力强。缺点：不能反转。双向槽：枞树、T、双L 优点：可以长时间反转；缺点：较单向槽
4、动压效应弱，气膜刚度小，抗外界扰动能力 较弱。推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。,单向槽与双向槽的比较,正常间隙,间隙增大,间隙减小,气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的比值气膜刚度越大，密封工作越稳定。,工作原理,30,20,10,0,1,2,3,4,5,膜厚(mm),静、动压组合刚度,单纯流体静压,刚度(GN/m),非接触密封流体静压与流体动压刚性,非接触密封的热量平衡,0,.1,.2,.3,.4,.5,.6,.7,.8,.9,W,0,1,2,3,4,5,6,膜厚 mm,密封温度低于环境温度,密封温度高于环境温度,气体膨胀热量散发,气体粘性剪切产生热量,干气密封综合性能分析软件-功能
5、,压力、温度、转速、气体组份、材料、槽形、密封几何形状,输入,输出,密封面间隙、泄漏量、摩擦、功率、温升、气膜稳定性,干气密封主要特征SC01,允许最大轴向窜量通常为+3.0mm 允许最大径向跳动通常为+1.0mm 能在全压下启/停,SC01系列干气密封特点,密封开启压力n=0 RPM,约 10 BarG密封开启速度p=0,约0.6 m/s（以轴径计算）,密封反转没有损伤的短时间反转可接受，但应避免可使用双向密封设计密封反压不被推荐密封液体污染 少量液体污染可以接受，但应避免,低速盘车不影响密封性 振动密封可承受API617振动公差要求,极低的工艺气泄漏 能承受速度和压力的快速变化由于非接触的特点，理论上密封寿命可以认为没有限制,取消了密封油系统减少了维修费用节能防止了油系统的污染,减少新机器的成本集装式设计易安装，保护关键密封组件,技术、创新、服务,
