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山东华鲁恒升集团化工股份有限公司 沈阳信息港
庄光山 马高永
干气密封技术是二十世纪60年代末期从气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型非接触式密封技术。该密封利用液体动力学原理,通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触运行。干气密封是一种用在离心式压缩机、轴流式压缩机、齿轮传动压缩机和透平膨胀机上的一种新型的无接触轴封，由它来密封旋转机器中的气体或液体介质。与其它密封相比，干气密封具有无可比拟的优越性，因此，在压缩机应用领域，干气密封正逐渐替代浮环密封、迷宫密封和油润滑机械密封，成为压缩机正常运转和操作可靠的重要元件。干气密封使用的可靠性和经济性已经被许多工程应用实例所证实。 山东华鲁恒升集团化工股份有限公司大氮肥国产化工程的H417氨压缩机组、H421氨冷冻压缩机组的密封都为天津鼎名密封有限公司生产的干气密封，经过一年多的运行操作和维护，我们遇到了一些问题，通过这些问题的解决，初步积累了一点经验。
1. 干气密封的基本原理
一般来讲，典型的干气密封包含了静环、动环组件（旋转环）、副密封O型圈、静密封、弹簧和弹簧座（腔体）等。静环位于不锈钢弹簧座内，用副密封O型圈密封。弹簧在密封无负荷状态下使静环与固定在轴上的旋转环――动环组件闭合（如图1所示）。
动环组件和静环构成的气体径向密封有其他先进独特的运行方式。配合表面平面度和光洁度很高，动环组件配合表面上有一系列的螺旋槽（如图2所示）。
随着动环组件的旋转，气体被向内泵送到螺旋槽的根部。根部以外的一段无槽区称为密封坝。密封坝对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。
该密封坝的内侧还有一系列的反向螺旋槽，这些反向螺旋槽反向泵送气体以改善配合表面压力分布，从而加大开启静环与动环组件的能力。反向螺旋槽的内侧还有一段密封坝，对气体流动产生阻力作用，增加气体膜压力。配合表面间的压力使静环表面与动环组件脱离，保持一个很小的间隙，一般为3微米左右。当由气体压力和弹簧力产生的闭合压力与气体膜的开启压力相等时，便建立了稳定的平衡间隙。
2. 干气密封的特点
2.1 优点
2.1.1.功率消耗小,仅为机械密封的5%；
2.1.2对时网气体泄漏量小，可实现介质的零泄漏，是一种环保型密封；
2.1.3.辅助系统简单,可靠,使用中不需要任何维护；
2.1.4.气膜润滑，非接触式，寿命长、可靠性高；
2.1.5.运行维护、检修费用低，能够满足大型转动设备安全、环保、高效、长周期运行的要求；
2.1.6.适用于高参数（Vmax=200m3/s，Pmax＝450Mpa）和低温度（－38℃）的介质。
2.2 缺点
2.2.1.对流经密封的介质的洁净度要求非常高，严禁密封气带油、带水；
同济大学图书馆>滴答文学网2.2.2.开车投用程序复杂；
2.2.3.一次性投资较高；
2.2.4.开车过程为保证密封的安全使用工艺气体放空量大；
3. 华鲁恒升干气密封流程简图
4. 使用过程中遇到的问题
4.1 氨冷冻压缩机干气密封进油
2004年11月2日，氨冷冻压缩机低压缸干气密封排火炬气流量达13Nm3/h，而指标高限报警值为12m3/h。而此时低压缸二级密封气进气流量正常，这就排除了因二级密封气进气流量偏高引起排火炬气量增加的可能性，经与鼎名密封有限公司协商，决定停车检修。经查，一级、二级干气密封中已进油，静环轻微磨损，返厂修复。分析可能是隔离气在开车过程中投用不当造成。
4.2 氨压缩机干气密封进液氨
2004年12月10日，氨压机低压缸干气密封排火炬气流量接近高限报警值――12Nm3/h，机组其它指标均正常，但干气密封入口气液分离器外表出现结霜现象，经分析怀疑密封气带液，对分离罐和密封气管线加蒸汽伴热后有所缓解。随后有一次停车机会对低压缸干气密封进行拆检后发现，低压缸干气密封静环有磨损现象。经有关专家分析，因环境温度较低，当时最低气温为－12℃以下，厂房内平均气温在5℃左右，且所有干气密封管道均裸
露，未采取保温措施，再加上从压缩机三段出口至干气密封盘站的气氨管路很细（1″），气氨量很少，致使来自于压缩机三段出口的气氨温度急剧降低，气氨中夹带微量液氨，液氨进入干气密封后，干气密封运转时不能形成好的气膜，致使静环摩擦损伤。
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