一、成都干氣密封的用途和適用范圍

成都干氣密封是在氣體動壓 軸承基礎上發展起來的一種干運轉氣體薄膜潤滑非接觸式機械密封，該密封利用流體動力學原理，通過在密封端面上開設動壓槽而實現密封端面的非接觸性運行。

起初，干氣密封主要為了改善高速離心壓縮機的軸封問題，由于密封采取非接觸性的運行方式，因此干氣密封具有不受PV值影響、低泄漏率、無磨損運轉、低能耗、壽命長，效率高、操作簡單可靠、被密封流體不受油污染等特點

尤其在高壓設備、高速設備及各類壓縮機設備中應用具有良好前景。

目前，壓縮機用干氣密封已有20 MPa以上的成功應用案例，2012年機械標準《干氣密封技術條件》將成熟的壓縮機用干氣密封范圍界定為壓力不超過15 MPaG，平衡直徑不大于300 mm，線速度不高于140 m/s；

泵用干氣密封使用參數相對較低，介質壓力不超過4.1 MPa （G），軸徑不大于110 mm，線速度不高于25 m/s。

二、成都干氣密封結構及原理介紹

典型的干氣密封結構由旋轉環、靜環、彈簧、O形圈及軸和組裝套組成。動環與靜環配合表面具有很高的平面度和光潔度，通常在動環表面上加工有一系列的淺槽，借助端面開設的流體動及串聯式干氣密封。

單端面布置壓槽，在旋轉狀態下所產生的流體動、靜壓效應，使兩端面被一穩定的薄氣膜分隔開來，而處于非接觸運行狀態。

工作原理是動環旋轉時，被密封的氣體沿周向吸入螺旋槽內，由外徑朝向中心，徑向分量朝向密封堰流動，密封堰阻止氣體流向中心，從而氣體被壓縮引起壓力升高，密封端面間隙得到靜定形成要求的氣膜。

密封端面平衡間隙（膜厚）一般在2~10 μm之間。如此，端面的間隙可自行控制界面開啟力，與外界的閉合力平衡，使氣膜具有良好的彈性（氣膜剛度高），形成穩定的運轉并防止密封端面相互接觸。

干氣密封的結構形式根據被密封介質的不同、介質壓力的不同及工作轉速的不同，又可分為單端面干氣密封、雙端面干氣密封 適用于少量工藝氣泄漏至大氣中無危害的工況，如二氧化碳機、空壓機、氮壓機等；

雙端面布置適用于不允許工藝氣泄漏至大氣中，但允許氮氣進入機組的工況，比如工藝氣比較臟、不穩定或存在負壓的危險；

串聯式布置適用于允許少量工藝氣泄漏至大氣的工況，采用兩級串聯式布置方式，一 級為主密封，二 級為備用密封。

正常工況下，一 級密封承擔全部或大部分載荷，而另一 級不承受或承受小部分壓力降，通過主密封泄漏的工藝氣體被引向火炬燃燒，剩余少部分的工藝氣通過二級密封引入安 全地帶放空。

當主密封失效時，二級密封可以起到輔助安 全作用。

三、常見損壞原因

1. 單向槽反轉或低速工況

在干氣密封使用過程中由于安裝錯誤導致驅動端與非驅動端裝反、機組停車不可避免存在反轉工況、低速暖機工況等存在，致環破碎導致密封損壞，嚴重時環直接碎裂。

2. 后置隔離密封失效

外側密封被污染在使用過程中，可能會因為設計或操作方面的原因導致潤滑油污染密封端面。

例如：軸承腔排空不暢（呼吸帽過濾網堵塞）、氣體設計流速低造成氣量過小、迷宮齒數或間隙不合適、孔板設計過小、系統控制問題、氮氣波動或供氣中斷、開停車操作順序錯誤、誤操作等。

3. 壓縮機前置迷宮失效

密封污染壓縮機前置迷宮密封磨損嚴重，導致工藝氣

反竄至干藝密封的密封面，污染密封。

4 .開停車處理不當

密封污染開停車過程中，一 級密封氣流量不容易..，機內氣體容易反竄，造成一 級密封端面的污染，因此可能在初試開車增壓過程中，壓力較低，泄漏量偏大。

在對機組準備開車，進行沖壓前，需要先通過控制系統注入開車用密封氣，避免工藝氣反竄造成密封的污染；

在停車過程中，應及時切換氣源，避免造成工藝氣反竄污染密封；停車期間，避免因操作等原因造成密封污染。

5. 正常運行時

過濾系統失效，密封污染在干氣密封現場運行中可能出現密封氣嚴重帶液，超出過濾器處理能力；過濾器堵塞后未及時切換，造成濾芯破損；

氣源中含大量的細粉，其粒度小于過濾器的精度，超出了過濾器的處理能力，但總量大，對密封及系統均造成影響等情況導致過濾系統失效，從而污染密封，導致失效。

6. 機組原因造成的密封失效

某化工廠載氣壓縮機正常運行期間，機組振動值突然直線上升，超出儀表的測量范圍，緊接著機組密封泄漏超標。

解體后發現密封動環碎裂，主要是因為主軸上熱套的平衡盤松動，發生了軸向位移，并與定子發生了接觸磨損，導致機組的振動值升高，并超出了密封能夠承受的范圍，引發密封損壞。

7. 現場誤操作

某化工廠乙烯壓縮機，機組正常運行2年左右，兩端密封突然同時失效，密封環損壞。后期排查原因時發現，冬天溫度較低，操作人員出于好心將密封氣的加熱器開啟，因溫度突變造成密封環炸裂。

四、維護及運行注意事項

1. 成都干氣密封操作極限

干氣密封的軸向竄動允許依2.5 mm；徑向跳動允許依0.6 mm；可承受短時間低速脈沖式盤車；承受API617振動公差要求；靜態時可承受不超過1 MPa的反壓，動態時不允許反壓。

2. 成都干氣密封操作注意事項

須選用干凈、干燥，在一定溫度、一定壓力下不碳化、不聚合的氣體作為干氣密封工作氣源；

須始終..干氣密封各個密封端面上、下游壓差為正壓差，且單向旋轉槽型不可反向旋轉。

在日常正常運行中，干氣密封本體基本不需要特殊操作和維護，但在工藝條件波動、啟停過程中需要注意各流量、壓力參數是否在密封廠家給出的正常值范圍內。

尤其在開停車過程中須嚴格按照密封廠家提供的順序操作，一般而言，開車時，先投后置隔離氣，再投軸承潤滑油。停車時，反之。

日常維護中需要對干氣密封控制系統進行定期巡視和維護，檢測過濾器是否阻塞，保溫、伴熱是否正常、儀器儀表是否正常等，一般來說，..各顯示儀表數值在正常范圍內，基本能夠..密封運行性能。

3. 干氣密封備件的貯存

成都干氣密封備件一般貯存在室溫不低于-15℃和不高于40℃的通風、避光、干燥的室內存放。自出廠之日起，密封產品貯存時間為3年，超過3年的干氣密封，使用前應發回原廠家進行檢測、更換輔助密封圈并試驗。