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新进员工技术培训资料之十 大机组轴端密封进展 约翰克兰鼎名密封（天津）有限公司 大机组轴端密封进展 一、迷宫密封及其发展（第一代密封） 二、浮环密封及其发展（第二代密封） 三、机械密封及其发展（第三代密封） 四、干式气体密封（第四代密封） 迷宫密封及其发展 直筒密封 碳环密封 螺旋密封及其发展 TBS 密封 单螺旋浮环密封 双螺旋浮环密封 机械密封及其发展 油膜双端面密封 油膜单端面密封 干式气体密封(干气密封) 干气密封的工作原理 干气密封的核心技术 英、美的John Crane公司干气密封的槽形—单向螺旋槽和双向枞树形槽 德国Burgmann公司干气密封的槽形—单向V形槽和双向U形槽 Flowsever公司干气密封的槽形—双向T形槽 鼎名公司干气密封的槽形—单向的双列螺旋槽和双向的“王”字形螺旋槽 约翰克兰鼎名单向旋转槽形 约翰克兰鼎名可双向旋转槽形 动、静环的变形及控制技术 干气密封的布置方式 双端面干气密封 干气密封的布置方式 串联干气密封 串联干气密封+中间进气 串联+单端面 干气密封测控系统 串联式干气密封测控系统 串联+中间进气干气密封测控系统 串联+单端面干气密封测控系统 双端面干气密封板式测控系统 串联＋单端面干气密封测控系统（低压缸＋高压缸） 干气密封的试验规范（API617） （1）动环超速试验 （2）旋转组件动平衡试验 （3）静态试验(不同压力下泄漏量、扭矩) （4）动态试验 （最大密封压力不同转速下性能试验、二级密封试验、启动停车试验） （5）热态下的静压试验 （6）目测检查 （7）确认试验 干气密封使用中应注意的问题 （1）避免固体颗粒、脏物进入密封面(过滤、前置密封) （2）避免液体进入密封面（隔离气、节流降温） （3）单向旋转密封避免反转（非计划停车） （4）避免反压（串级密封火炬气倒灌） 干气密封特性计算—有限元法 干气密封特性计算—有限元法 干气密封特性计算—有限元法 约翰克兰鼎名干气密封应用业绩 已有机组类型及介质 炼油装置：催化富气、焦化富气、重整循环氢、加氢精制、解吸气、丙烷等 乙烯装置：乙烯、丙烯、环氧乙烷/乙二醇 化肥装置：二氧化碳、氨冷冻、天然气（原料气）、液氨（泵）等 干气密封的主要技术指标 思考题 1。从技术发展来看，大机组轴端密封经历了哪几个阶段？ 2。简述迷宫密封的工作原理，如果介质是危险性气体应采取什么措施？ 3。简述浮环密封的工作原理。与普通浮环密封相比，螺旋浮环密封有什么优点？ 4。简述油膜润滑螺旋槽机械密封的工作原理。 5。干气密封与油膜润滑的机械密封相比有什么优点？ 6。简述音速孔板的工作原理。 7。了解目前干气密封的技术发展水平。 8。熟悉干气密封的试验规范API617。 高压缸：串联＋中间进气 低压缸：串联＋单端面 （1）密封面气膜压力求解 螺旋槽气体密封的端面膜压分布满足Reynolds方程。在求解膜压时，考虑稳定状态，选取无量纲压力 则控制方程为 （1） 所满足的边界条件： （2） （3） 周期性条件：对于任何 φ 均有 （4） , ， ， 对式（1）进行离散，利用常规的有限单元法进行分析， 得到非线性方程组： （5） 式中j =1,m；m为不同节点编号的总体节点数。 用Newton－Raphson法方程求解式（5），一般5-6次即可达到10-5-10-6的相对或绝对精度。求解时加入边界条件（2）-（4），就可得到螺旋槽密封的端面压力分布P 。给定一个膜厚h，可求出端面膜压分布P，计算出对应的气膜开启力Fo 。根据Fo=Fc ,可求出密封的工作点ho 。 密封特性计算 闭合力 式中B为密封平衡系数， 开启力 端面摩擦力 端面摩擦系数 端面摩擦功耗 内径处泄漏量 将计算结果换算为标准状态。 气膜刚度 密封特性计算 最高压力 7.0-9.0MPa（加氢—洛炼、高桥、燕化） 最低压力 （串联）0 MPaG 最低温度 乙烯-101℃ 丙烯-43 ℃ 最大直径 Φ217mm（轴径） Φ245mm（平衡直径） 最高转速 15146r/min 最高线速度 137m/s 参数 工业现场 实验室 压力：15MPa 线速度：150m/s 约翰克兰鼎名公司大机组应用业绩为260多台套，其中干气密封超过200台套。 300 150 200 15 鼎名* Timing 300 200 230 23 Flowserve 300 200 550 20 Burgmann 330 200 400 45 John Crane 轴径 mm 圆周速度 m/s 温度 ℃ 压