干气密封基本原理优秀PPT.ppt

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1、干气密封基本原理干气密封基本原理你现在浏览的是第一页，共42页透平压缩机及干气密封透平压缩机及干气密封你现在浏览的是第二页，共42页Major Components(Barrel Type)CasingInner CasingSuctionDischargeEnd CoverDiffusersReturn ChannelsRadial BearingThrust BearingSealShaftImpellersBalance Piston你现在浏览的是第三页，共42页Centrifugal Compressor-Barrel Type你现在浏览的是第四页，共42页干气密封的定义及特点干气密封

2、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、功耗低、寿命长、可靠性高、运行维护费用低。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。你现在浏览的是第五页，共42页机械密封典型结构你现在浏览的是第七页，共42页干气密封典型结构干气密封典型结构腔体腔体(410 S.S.)轴套轴套(410 S.S.)波纹带波纹带(蒙耐尔蒙耐尔 K-500)压紧套压紧套(410 S.S.)动环动环(碳化钨碳化钨)(碳化硅碳化硅)特点：与高速机械密封相比，密封面宽、旋转环（硬环）密封面刻有微米量级

3、的动压槽，密封面分为槽区和坝区两部分。你现在浏览的是第八页，共42页旋转环碳化钨/碳化硅静止环碳石墨/Cranite 2000（特种材料，克兰专利）金属件410不锈钢/316不锈钢/哈氏合金/其它弹簧哈氏合金C干气密封材料你现在浏览的是第九页，共42页静环材料（Face）碳石墨浸金属(T28AT&XP)浸树脂(如强腐蚀性介质)Cranite 2000(如高压 T28EXP)干气密封材料你现在浏览的是第十页，共42页动环材料（SEAT）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 高压(XP/EXP)干气密封材料你现在浏览的是第十一页，共42页碳化钨（钴基）韧性好强度高钴

4、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你现在浏览的是第十二页，共42页干气密封的工作原理干气密封的工作原理干气密封基本原理干气密封基本原理你现在浏览的是第十三页，共42页 单向螺旋槽双向螺旋槽 工作原理John Crane动动环槽形环槽形你现在浏览的是第十四页，共42页其他公司的专利槽形其他公司的专利槽形BurgmannFlowserve单向单向V型槽型槽双向双向U型槽型槽双向双向T型槽型槽你现在浏览的是第十五页，共42页干气密封与机械密封的本质区别干气密封与机械密封的本质区别 -气膜气膜人的头发人的头发静环静环动环动环气膜厚度气膜厚度3-5 um你现在浏览

5、的是第十六页，共42页螺旋槽螺旋槽旋向旋向气体向中心泵送气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙气体受压，压力升高，产生间隙密封坝密封坝你现在浏览的是第十七页，共42页 旋向旋向气体向中心泵送气体向中心泵送气体受压，压力升高，产生间隙气体受压，压力升高，产生间隙密封坝密封坝双向螺旋槽你现在浏览的是第十八页，共42页螺旋槽及气膜的形成螺旋槽及气膜的形成气体向中心泵送气体向中心泵送你现在浏览的是第十九页，共42页最初双向螺旋槽最初双向螺旋槽最初双向螺旋槽最初双向螺旋槽T28 T28 单向螺旋槽单向螺旋槽单向螺旋槽单向螺旋槽Speed=14,500 rpmSpeed=14,500 rpm6.625

6、 in O/B Seal6.625 in O/B Seal气膜刚度气膜刚度-单向螺旋槽单向螺旋槽 v 双向螺旋槽双向螺旋槽改进型改进型双向螺旋槽双向螺旋槽你现在浏览的是第二十页，共42页最初的双向螺旋槽最初的双向螺旋槽最初的双向螺旋槽最初的双向螺旋槽单向螺旋槽单向螺旋槽单向螺旋槽单向螺旋槽6.625 in 6.625 in 密封直径密封直径密封直径密封直径CSTEDY 计算计算 气膜厚度气膜厚度 雷列台阶雷列台阶雷列台阶雷列台阶改进型双向螺旋槽改进型双向螺旋槽你现在浏览的是第二十一页，共42页单向螺旋槽单向螺旋槽 与与 改进型双向螺旋槽（改进型双向螺旋槽（5.687”）泄漏量与压力关系曲线泄漏

7、量与压力关系曲线你现在浏览的是第二十二页，共42页单向槽与双向槽的比较l单向槽：螺旋槽、V型槽 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。l双向槽：枞树、U型槽、T型槽 优点：可以长时间反转；缺点：较单向槽动压效应弱，气膜刚度小。推荐：优先采用单向槽，特殊情况双向槽。你现在浏览的是第二十三页，共42页工作原理工作原理(正常间隙正常间隙)闭合力闭合力开启力开启力压缩压缩膨胀膨胀气膜厚度约气膜厚度约 0.003mm弹簧力弹簧力和背压和背压你现在浏览的是第二十四页，共42页工作原理工作原理(间隙减小间隙减小)闭合力闭合力开启力增加开启力增加气膜刚度：气膜开启力的变化与膜厚变化的

8、比值气膜刚度越大，密封工作越稳定。你现在浏览的是第二十五页，共42页工作原理工作原理(气膜厚度增加气膜厚度增加)闭合力闭合力开启力减小开启力减小你现在浏览的是第二十六页，共42页工作原理3020 10 0 1 2 3 4 5 膜厚膜厚(mm)静、动压组合刚度静、动压组合刚度单纯流体静压单纯流体静压 刚度刚度(GN/m)非接触密封流体静压与流体动压刚性非接触密封流体静压与流体动压刚性你现在浏览的是第二十七页，共42页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

9、量工作原理工作原理你现在浏览的是第二十八页，共42页CSTEDY/CTRANS CSTEDY/CTRANS 分析软件分析软件分析软件分析软件l l 干气密封性能预测干气密封性能预测干气密封性能预测干气密封性能预测l l 采用采用采用采用 CSTEDY/CTRANSCSTEDY/CTRANS 自有专用软件自有专用软件自有专用软件自有专用软件l l 稳态稳态稳态稳态&瞬态气膜模拟瞬态气膜模拟瞬态气膜模拟瞬态气膜模拟l l 实时干气密封性能预测实时干气密封性能预测实时干气密封性能预测实时干气密封性能预测l 唯一包含：唯一包含：有限元分析有限元分析(FEA)；计算流体动力学计算流体动力学(CFD)；以

10、及根据试验室试验结以及根据试验室试验结果得出的经验公式。果得出的经验公式。你现在浏览的是第二十九页，共42页CSTEDY/CTRANS-功能功能压力，温度，转速，气体压力，温度，转速，气体组份，材料，槽形，密封组份，材料，槽形，密封几何形状几何形状 输入输入输入输入 输出输出密封面间隙，泄漏量，密封面间隙，泄漏量，摩擦，功率，温升，气摩擦，功率，温升，气膜稳定性膜稳定性你现在浏览的是第三十页，共42页5 5 Microns/divMicrons/div泄漏量泄漏量泄漏量泄漏量 =1.5 l/min=1.5 l/min密封直径密封直径密封直径密封直径 162mm162mm 压力压力压力压力 0

11、bar0 bar转速转速转速转速 16,110 rpm 16,110 rpm 温度温度温度温度 150 150 动态密封性能分析动态密封性能分析动态密封性能分析动态密封性能分析你现在浏览的是第三十一页，共42页5 5 Microns/divMicrons/div泄漏量泄漏量泄漏量泄漏量 =16 l/min=16 l/min密封直径密封直径密封直径密封直径 162mm162mm 压力压力压力压力 90 bar90 bar转速转速转速转速 0 0 温度温度温度温度 150 150 静态密封性能分析静态密封性能分析静态密封性能分析静态密封性能分析你现在浏览的是第三十二页，共42页干气密封主要特征干气

12、密封主要特征干气密封基本原理干气密封基本原理你现在浏览的是第三十三页，共42页l允许最大轴向窜量通常为+2.5mm l允许最大径向跳动通常为+0.6mml 能在全压下启/停 TM、28系列干气密封主要特征你现在浏览的是第三十四页，共42页TM、28系列干气密封特点密封开启压力n=0 RPM,约 7 BarG密封开启速度p=0,约0.6 m/s（以轴径计算）你现在浏览的是第三十五页，共42页密封反转密封反转是不能接受的，应避免可使用双向密封设计密封反压密封不能接受密封液体污染 少量液体污染可以接受，但应避免TM、28系列干气密封特点你现在浏览的是第三十六页，共42页低速盘车手动盘车是可以接受的，

13、低于1000转的低速暖机不能超过1小时 振动密封可承受API617振动公差要求TM、28系列干气密封特点你现在浏览的是第三十七页，共42页l极低的工艺气泄漏 l能承受速度和压力的快速变化l由于非接触的特点，理论上密封寿命可以认为没有限制TM、28系列干气密封特点你现在浏览的是第三十八页，共42页l取消了密封油系统l减少了维修费用l节能l防止了油系统的污染TM、28系列干气密封特点你现在浏览的是第三十九页，共42页l减少新机器的成本l集装式设计易安装，保护关键密封组件l超过超过2 2亿小时运转经验亿小时运转经验l已安装已安装2 2万套集装式干气密封万套集装式干气密封 TM、28系列干气密封特点你现在浏览的是第四十页，共42页思考题思考题1。说出干气密封与普通机械密封结构上的主要区别。2。指出干气密封的主要优点。3。指出干气密封常用动静环主要材料及特点。4。说出各主要干气密封生产厂家所使用的开槽环密封面槽形。5。比较单向槽与双向槽的特点，一般情况优先选用什么槽型。6。简述干气密封气膜形成原理。7。指出John Crane干气密封最大的轴向窜动量和径向跳动量值。8。分析高压干气密封静态泄漏的原因，密封面的低温区发生在何处？9。解释干气密封气膜刚度的概念。你现在浏览的是第四十一页，共42页谢谢！谢谢！你现在浏览的是第四十二页，共42页