干气密封技术的应用分析
干气密封的结构
干气密封件的结构组成内容非常多,不但有活动环,还有固定环和定位环,不仅如此,还有轴套和弹簧座。对于固定环而言,其主要的固定位置,就是不锈钢弹簧座,会将具备自润滑性能且非常软的碳石墨作为材料应用在那里。对于静环而言,其不会随着轴的转动而旋转,而是基于介质和弹簧的压力作用,朝着轴的方向进行移动。
北京中惠普浅析正常情况下,在制作动环的过程中,需要将两个材质应用进来,首先是钨,其次就是碳化硅硬质合金,不但具备非常好的刚度和硬度,而且耐磨性也非常好。对于动环组件而言,一般都是加工成为特定形状的浅槽,并且都是经过螺旋加工而成。在靠近内径侧的动环,可以称为密封坝。在旋转的过程中,通过外径,密封气体会被吸进,通过中心,进一步进入动压槽,并且在密封坝将径向元件引入进来。而密封坝又可以起到重要的节流作用,可以对密封表面的气体进行压缩,进而达到增加压力的目的。与此同时,在螺旋槽的根部进入气体,并且同时被密封坝所阻挡,将气钉和弹簧力结合在一起,当实际的关闭压力与气膜的打开压力,进而形成相对稳定的间隙。
干气密封的失效、泄漏分析及相应对策
(1)结构设计方面的问题。对于气体的静态压力而言,其与弹簧力进一步形成的闭合力,在一定情况下,要匹配气体膜的反作用力,所以,在设计干式气密封的过程中,可以保证实际的气体膜厚度适中保持在 2 ~ 3 微米。如果实际的结构并不适合,则在动环旋转的过程中,就会出现各种各样的问题,如间隙过大,进而出现密封件泄漏的问题;又或者是出现间隙过小的问题,进而出现干摩擦。此外,在设计动环槽的过程中,一般会将螺旋槽应用进来,而且通过旋转的方式,实际引发的动压效果也会最大,因此,实际获取的干气密封气膜本身的刚性和密封性也就最大。此外,根据相应的研究进一步发现,如果在设定槽壁厚度的过程中,将其与气膜厚度相同的顺序进行同步设定,则可以达到最大的气膜密封刚性。
(2)安装干气密封的失效原因。干气密封对比普通的集装式机械密封,有极大的不同,在移动环和固定环的配合表面之间,干气密封要具备间隙,而且要达到一种稳定状态,正常情况下,都会非常薄。而实际的干气密封间隙大约是 3微米。所以,要对干气密封的静环和动间的清洁度进行有效保持,与此同时,还要保证端面的干燥性。对于干气密封件而言,其之所以会发生故障,主要原因,就是密封件受到了污染,而出现的污染源,就是设备之中流入的工艺气体等,当外部的气体在进入到封闭腔体时,就会产生明显的固体颗粒,这对干气密封的正常使用会造成极大的影响。干气密封的安装及使用过程中要对清洁性和干燥度进行特别注意,保证安装环境的清洁性得到始终保持,特别是在安装的整个过程,相关操作人员必须要佩戴干净的手套,而且在安装完成之后,要清理干净密封孔,避免出现任何杂质。
(3)密封供气系统失效原因。在动环和静环之间,干气密封的间隙大约为 3 微米。对于间隙部位,主要是通过密封气体达到密封的目的,但是这对于实际的密封气体供应系统提出了非常高的要求。不论是在安装过程中,还是在使用过程中,都要始终保证干气密封件的干燥性。在应用该方法的过程中,不论是密封气体的压力,还是流量,都不可改变。与此同时,在全面进入到密封面之前,要对气源缓冲罐进行安装,与此同时,还要将粗和细滤器安装进来,避免密封面位置进入任何的杂质和液体,确保在密封气体之中,含有的杂质可以不超过具体要求的值。在实际操作的过程中,要对主密封气体的温度进行适当的提升,还要定期的切水,对主密封气体的冷凝水进行蒸发,避免产生冷凝水。
(4)开车、停车对于干气密封的影响。在启动和停止离心压缩机的过程中,整体的速度非常慢,而且动环和静环这两者具备相互接触的特点,整体形成的气膜厚度并未达到相应的标准,这使密封表面的磨损进一步增加,与此同时,干气密封在长期运行的过程中,要尽可能的避免长期低速运行状态,与此同时,相应的设备在停止或者运行时,都要将压缩机曲柄应用进来,对机器进行全面的保护。如果将干气密封应用在离心压缩机组中,则离心压缩机的启动过程,应该保证在 10 分钟内完成。除此以外,离心压缩机组的停机次数应尽可能的减少,只有如此,才能使形成的气膜稳定,使动环和静环表面的摩擦进一步减少。
(5)干气密封失效的其他原因。在离心压缩机的运行过程中,会发生不同程度的振动问题,而干气密封需要承受相应的振动影响。如果实际的振动程度过高,会使干气密封被损坏,所以,在实际应用过程中,必须要对离心压缩机组的振动进行严格的控制。
总而言之,随着社会经济的不断发展,我国的机械行业也随之发展,但是在离心压缩机实际运行的过程中,要想达到更好的效果,必须对密封进行升级改造。
北京中惠普分析技术研究所浅析干气密封在发展过程中,仅有 60 余年的历史,在整个发展过程中,各项技术也在不断地进步和发展,虽然在现阶段,整体的发展仍然有一些不足之处,但是也在不断地进行研究,并且不断地克服。在未来阶段,还会有更大更广阔的发展空间,干气密封性能在不断提升的同时,还可以使我国机械行业得到更大程度的发展,促进我国整体经济的发展。