一、成都干气密封的用途和适用范围

成都干气密封是在气体动压 轴承基础上发展起来的一种干运转气体薄膜润滑非接触式机械密封，该密封利用流体动力学原理，通过在密封端面上开设动压槽而实现密封端面的非接触性运行。

起初，干气密封主要为了改善高速离心压缩机的轴封问题，由于密封采取非接触性的运行方式，因此干气密封具有不受PV值影响、低泄漏率、无磨损运转、低能耗、寿命长，效率高、操作简单可靠、被密封流体不受油污染等特点

尤其在高压设备、高速设备及各类压缩机设备中应用具有良好前景。

目前，压缩机用干气密封已有20 MPa以上的成功应用案例，2012年机械标准《干气密封技术条件》将成熟的压缩机用干气密封范围界定为压力不超过15 MPaG，平衡直径不大于300 mm，线速度不高于140 m/s；

泵用干气密封使用参数相对较低，介质压力不超过4.1 MPa （G），轴径不大于110 mm，线速度不高于25 m/s。

二、成都干气密封结构及原理介绍

典型的干气密封结构由旋转环、静环、弹簧、O形圈及轴和组装套组成。动环与静环配合表面具有很高的平面度和光洁度，通常在动环表面上加工有一系列的浅槽，借助端面开设的流体动及串联式干气密封。

单端面布置压槽，在旋转状态下所产生的流体动、静压效应，使两端面被一稳定的薄气膜分隔开来，而处于非接触运行状态。

工作原理是动环旋转时，被密封的气体沿周向吸入螺旋槽内，由外径朝向中心，径向分量朝向密封堰流动，密封堰阻止气体流向中心，从而气体被压缩引起压力升高，密封端面间隙得到静定形成要求的气膜。

密封端面平衡间隙（膜厚）一般在2~10 μm之间。如此，端面的间隙可自行控制界面开启力，与外界的闭合力平衡，使气膜具有良好的弹性（气膜刚度高），形成稳定的运转并防止密封端面相互接触。

干气密封的结构形式根据被密封介质的不同、介质压力的不同及工作转速的不同，又可分为单端面干气密封、双端面干气密封 适用于少量工艺气泄漏至大气中无危害的工况，如二氧化碳机、空压机、氮压机等；

双端面布置适用于不允许工艺气泄漏至大气中，但允许氮气进入机组的工况，比如工艺气比较脏、不稳定或存在负压的危险；

串联式布置适用于允许少量工艺气泄漏至大气的工况，采用两级串联式布置方式，一 级为主密封，二 级为备用密封。

正常工况下，一 级密封承担全部或大部分载荷，而另一 级不承受或承受小部分压力降，通过主密封泄漏的工艺气体被引向火炬燃烧，剩余少部分的工艺气通过二级密封引入安 全地带放空。

当主密封失效时，二级密封可以起到辅助安 全作用。

三、常见损坏原因

1. 单向槽反转或低速工况

在干气密封使用过程中由于安装错误导致驱动端与非驱动端装反、机组停车不可避免存在反转工况、低速暖机工况等存在，致环破碎导致密封损坏，严重时环直接碎裂。

2. 后置隔离密封失效

外侧密封被污染在使用过程中，可能会因为设计或操作方面的原因导致润滑油污染密封端面。

例如：轴承腔排空不畅（呼吸帽过滤网堵塞）、气体设计流速低造成气量过小、迷宫齿数或间隙不合适、孔板设计过小、系统控制问题、氮气波动或供气中断、开停车操作顺序错误、误操作等。

3. 压缩机前置迷宫失效

密封污染压缩机前置迷宫密封磨损严重，导致工艺气

反窜至干艺密封的密封面，污染密封。

4 .开停车处理不当

密封污染开停车过程中，一 级密封气流量不容易..，机内气体容易反窜，造成一 级密封端面的污染，因此可能在初试开车增压过程中，压力较低，泄漏量偏大。

在对机组准备开车，进行冲压前，需要先通过控制系统注入开车用密封气，避免工艺气反窜造成密封的污染；

在停车过程中，应及时切换气源，避免造成工艺气反窜污染密封；停车期间，避免因操作等原因造成密封污染。

5. 正常运行时

过滤系统失效，密封污染在干气密封现场运行中可能出现密封气严重带液，超出过滤器处理能力；过滤器堵塞后未及时切换，造成滤芯破损；

气源中含大量的细粉，其粒度小于过滤器的精度，超出了过滤器的处理能力，但总量大，对密封及系统均造成影响等情况导致过滤系统失效，从而污染密封，导致失效。

6. 机组原因造成的密封失效

某化工厂载气压缩机正常运行期间，机组振动值突然直线上升，超出仪表的测量范围，紧接着机组密封泄漏超标。

解体后发现密封动环碎裂，主要是因为主轴上热套的平衡盘松动，发生了轴向位移，并与定子发生了接触磨损，导致机组的振动值升高，并超出了密封能够承受的范围，引发密封损坏。

7. 现场误操作

某化工厂乙烯压缩机，机组正常运行2年左右，两端密封突然同时失效，密封环损坏。后期排查原因时发现，冬天温度较低，操作人员出于好心将密封气的加热器开启，因温度突变造成密封环炸裂。

四、维护及运行注意事项

1. 成都干气密封操作极限

干气密封的轴向窜动允许依2.5 mm；径向跳动允许依0.6 mm；可承受短时间低速脉冲式盘车；承受API617振动公差要求；静态时可承受不超过1 MPa的反压，动态时不允许反压。

2. 成都干气密封操作注意事项

须选用干净、干燥，在一定温度、一定压力下不碳化、不聚合的气体作为干气密封工作气源；

须始终..干气密封各个密封端面上、下游压差为正压差，且单向旋转槽型不可反向旋转。

在日常正常运行中，干气密封本体基本不需要特殊操作和维护，但在工艺条件波动、启停过程中需要注意各流量、压力参数是否在密封厂家给出的正常值范围内。

尤其在开停车过程中须严格按照密封厂家提供的顺序操作，一般而言，开车时，先投后置隔离气，再投轴承润滑油。停车时，反之。

日常维护中需要对干气密封控制系统进行定期巡视和维护，检测过滤器是否阻塞，保温、伴热是否正常、仪器仪表是否正常等，一般来说，..各显示仪表数值在正常范围内，基本能够..密封运行性能。

3. 干气密封备件的贮存

成都干气密封备件一般贮存在室温不低于-15℃和不高于40℃的通风、避光、干燥的室内存放。自出厂之日起，密封产品贮存时间为3年，超过3年的干气密封，使用前应发回原厂家进行检测、更换辅助密封圈并试验。