干气密封基本原理课件.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,2005 John Crane Inc.,此文件包含约翰克兰知识产权内容，未经约翰克兰书面许可不得拷贝、泄露和传播,干气密封基本原理,透平压缩机及干气密封,Major Components(Barrel Type),Casing,Inner Casing,Suction,Discharge,End Cover,Diffusers,Return Channels,Radial Bearing,Thrust Bearing,Seal,Shaft,Impellers,Balance Piston,干气密封的定义及特点,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。,干气密封典型结构及材料,干气密封基本原理,机械密封典型结构,干气密封典型结构,腔体,(,410,S.S.),轴套,(410 S.S.),波纹带,(,蒙耐尔,K-500),压紧套,(,410,S.S.),动环,(,碳化钨,),(,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的动压槽，密封面分为槽区和坝区两部分。,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,碳化钨（钴基）,韧性好,强度高,钴基不耐腐蚀,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,单向螺旋槽,双向螺旋槽,工作原理,John Crane,动环槽形,其他公司的专利槽形,Burgmann,Flowserve,单向,V,型槽,双向,U,型槽,双向,T,型槽,干气密封与机械密封的本质区别,-,气膜,人的头发,静环,动环,气膜厚度,3-5 um,螺旋槽,旋向,气体向中心泵送,气体受压，压力升高，产生间隙,密封坝,旋向,气体向中心泵送,气体受压，压力升高，产生间隙,密封坝,双向螺旋槽,最初双向螺旋槽,T28,单向螺旋槽,Speed=14,500 rpm,6.625 in O/B Seal,气膜刚度,-,单向螺旋槽,v,双向螺旋槽,改进型,双向螺旋槽,最初的双向螺旋槽,单向螺旋槽,6.625 in,密封直径,CSTEDY,计算 气膜厚度,雷列台阶,改进型双向螺旋槽,单向槽与双向槽的比较,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。,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。,工作原理(正常间隙),闭合力,开启力,压缩,膨胀,气膜厚度约,0.003mm,弹簧力,和背压,工作原理(气膜厚度增加),闭合力,开启力减小,工作原理,30,20,10,0,1,2,3,4,5,膜厚,(,m,m),静、动压组合刚度,单纯流体静压,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,m,m,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量,工作原理,CSTEDY/CTRANS-,功能,压力，温度，转速，气体组份，材料，槽形，密封几何形状,输入,输出,密封面间隙，泄漏量，摩擦，功率，温升，气膜稳定性,5,Microns/div,泄漏量,=1.5 l/min,密封直径,162mm,压力,0 bar,转速,16,110 rpm,温度,150,动态密封性能分析,5,Microns/div,泄漏量,=16 l/min,密封直径,162mm,压力,90 bar,转速,0,温度,150,静态密封性能分析,干气密封主要特征,干气密封基本原理,允许最大轴向窜量通常为,+,2.5mm,允许最大径向跳动通常为,+,0.6mm,能在全压下启/停,TM,、,28,系列,干气密封主要特征,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）,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,低速盘车,手动盘车是可以接受的，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,极低的工艺气泄漏,能承受速度和压力的快速变化,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,取消了密封油系统,减少了维修费用,节能,防止了油系统的污染,TM,、,28,系列干气密封特点,减少新机器的成本,集装式设计易安装，保护关键密封组件,超过,2,亿小时运转经验,已安装,2,万套集装式干气密封,TM,、,28,系列干气密封特点,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。,谢谢！,