干氣密封控制系統(tǒng):為了保證干氣密封運行的可靠性,每套干氣密封都有與之相匹配的監(jiān)測控制系統(tǒng),使得密封工作在較佳設計狀態(tài),當密封失效時系統(tǒng)能及時報警,有利于維修工人以較快速度處理現(xiàn)場事故。下面以典型的串聯(lián)式干氣密封系統(tǒng)為例做簡單介紹。該密封正常運行時是由機組出口端引出一股氣,經(jīng)過兩級過濾器(過濾精度3μm)后成為干燥、潔凈的氣體作為干氣密封的緩沖氣進入密封腔。控制其壓力稍高于正常運行時的參考氣管工藝氣壓力(通常50KPa),其作用是阻擋未凈化工藝氣中的粉塵、凝縮油等雜質進入密封端面對干氣密封的正常工作產生不利的影響。系統(tǒng)由一差壓變送器測量緩沖氣與參考氣之間的差壓,信號通過電氣轉換控制安裝在緩沖氣入口處的氣動薄膜調節(jié)閥,以調節(jié)緩沖氣的入口壓力使其維持與參考氣的恒定壓差。進入密封腔的緩沖氣的絕大部分通過梳齒密封回到工藝氣內。剩余的一小部分通過頭一級干氣密封的端面漏出,稱為一級泄漏氣。當中的大部分被引入火炬安全的燃燒掉。干氣密封的技術不斷升級,在未來新能源裝備中應用前景廣闊。云南釜用干氣密封類型
帶中間迷宮的串聯(lián)式密封:如果工藝介質不允許泄漏到大氣中和緩沖氣體不允許泄漏到工藝介質中,此時串聯(lián)結構的兩級密封間可增加迷宮密封,如圖13-10所示。典型的應用是不允許介質泄漏到大氣中,如氫氣壓縮機,硫化氫氣體含量較高的天然氣壓縮機(酸性氣體),和乙烯 、丙烯壓縮機。此種結構的密封工作時,工藝氣體的壓力通過介質側一級密封被降低。泄漏的工藝氣體通過接口一級泄漏氣排到火炬。大氣側密封通過接口被緩沖氣體(二級密封氣,一段內氮氣或空氣)加壓。緩漏沖氣體的壓力保證有連續(xù)的氣流通過迷宮到火炬的出口。此種密封的應用范圍為:-60~200°C; 壓力≤10MPa; 線速度≤180m/s 適用于既不允許工藝氣泄漏到大氣中,又不允許阻封氣進人機內的工況。湖南雙端面干氣密封型號干氣密封在乙烯裝置中,防介質聚合堵塞,保障長周期運行。
機械密封的結構呈現(xiàn)出多樣化,但其中一種常見的結構如上圖所示。該機械密封裝置被安裝在旋轉軸上,其內部結構包括緊定螺釘、彈簧座、彈簧以及動環(huán)輔助密封圈和動環(huán),這些部件隨軸一同旋轉。而靜環(huán)、靜環(huán)輔助密封圈和防轉銷則被安裝在端蓋內,端蓋與密封腔體通過螺栓相連結。軸通過緊定螺釘、彈簧座和彈簧的協(xié)同作用,帶動動環(huán)進行旋轉。由于防轉銷的作用,靜環(huán)則保持靜止狀態(tài),位于端蓋之內。在彈簧力和介質的作用下,動環(huán)緊密貼合靜環(huán)的端面,并產生相對滑動,從而有效阻止了介質通過端面間的徑向泄露(即泄漏點1),實現(xiàn)了機械密封的主功能。
干氣密封的設計簡述:干氣密封雖然在工作時端面為非接觸,但在開停車時仍會有短暫的接觸,這就要求配對材料的耐磨性好。干氣密封摩擦副材料,硬環(huán)一般采用低膨脹系數(shù)、高彈性模量、抗拉強度、熱導率及硬度的材料,如SiC或硬質合金。軟環(huán)用浸漬石墨或SiC。流體動環(huán)槽一般加工在動環(huán)表面。由于干氣密封在結構上與普通機械密封差別不大,因此干氣密封的設計主要體現(xiàn)在密封環(huán)端面槽形參數(shù)的設計上。干氣密封的理論基礎源于螺旋槽推力軸承,氣體的動壓效應服從于雷諾方程及納維爾-斯托克斯方程。專業(yè)培訓對于操作和維護人員而言,是保障干氣密封正常工作的基礎。
泵用雙端面干氣密封:雙端面干氣密封可以用在絕大多數(shù)離心泵的軸端密封上,采用 “ 氣體阻塞” 替代傳統(tǒng)的“液體阻塞”,即用帶壓密封氣替代帶壓密封液,保證工藝介質實現(xiàn)“零逸出”,如圖13-12所示。泵用干氣密封整套密封非接觸運行,其功率消耗只為傳統(tǒng)液體雙端面密封的5% , 使用壽命比傳統(tǒng)密封長5倍以上。泵用干氣密封結構簡單的支持系統(tǒng),保證工藝介質不受污染及工藝介質不向大氣泄漏,徹底擺脫了傳統(tǒng)雙端面機械密封對潤滑油系統(tǒng)的依賴。密封氣采用工業(yè)氮氣或壓縮空氣,其壓力高于被密封介質0.15~0.2MPa泵用雙端面干氣密封的不足之處在于需要保證一定壓力的氣源 ,有微量氣體進入工藝系統(tǒng)。泵用雙端面干氣密封適用于氣源壓力穩(wěn)定 、泵入口壓力不高 、工藝上允許有少量密封氣進入的場合,尤其適用于有毒液體的密封,可以做到介質零逸出,密封使用壽命長,可達3年以上。干氣密封在硝酸裝置中,防氮氧化物腐蝕,密封面壽命延長。重慶波紋管干氣密封尺寸
采用先進材料制造的干氣密封,可以在更惡劣的環(huán)境中保持良好的性能表現(xiàn)。云南釜用干氣密封類型
在動力平衡條件下,作用在密封上的力如圖3所示。閉合力Fc,是氣體壓力和彈簧力的總和。開啟力Fo是由端面間的壓力分布對端面面積積分而形成的。在平衡條件下Fc=Fo,運行間隙大約為3微米,如果由于某種干擾使密封間隙減小,則端面間的壓力就會升高,這時,開啟力Fo大于閉合力Fc,端面間隙自動加大,直至平衡為止。如圖4所示。類似的,如果擾動使密封間隙增大,端面間的壓力就會降低,閉合力Fc大于開啟力Fo,端面間隙自動減小,密封會很快達到新的平衡狀態(tài),這種機制將在靜環(huán)和動環(huán)組件之間產生一層穩(wěn)定性相當高的氣體薄膜,使得在一般的動力運行條件下端面能保持分離、不接觸、不易磨損,延長了使用壽命。云南釜用干氣密封類型