泵用干氣密封的技術與應用

一、 干氣密封概述
干氣密封是二十世紀六十年代末期從氣體動壓軸承的基礎上發展起來的一種新型非接觸式密封。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運行。經過數年的研究，英國的約翰克蘭公司于七十年代末期率先將干氣密封應用到海洋平臺的氣體輸送設備上，并獲得成功。干氣密封初是為解決高速離心壓縮機軸封問題而出現的，由于密封非接觸運行，因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制，適合作為高速、高壓設備的軸封。隨著干氣密封技術的日益成熟，其應用范圍也越來越寬廣，目前，干氣密封正逐漸在離心泵及攪拌器上得到應用。總之，凡使用機械密封的場合均可采用干氣密封。與機械密封相比，干氣密封具有如下優點：
1、密封使用壽命長、運行穩定可靠；
2、密封功率消耗小，僅為接觸式機械密封的5%左右；
3、與其他非接觸式密封相比，干氣密封氣體泄漏量小；
4、可實現介質的零逸出，是一種型密封；
5、密封輔助系統簡單、可靠，使用中不需要維護；
二、離心泵用干氣密封
離心泵輸送的介質為液體。根據不同工況條件，可采用以下幾種密封形式：
1、 雙端面干氣密封
雙端面干氣密封可以用在絕大多數離心泵的軸封上，它具有以下特點：
1）用“氣體阻塞”替代傳統的“液體阻塞”原理，即用帶壓密封氣替代帶壓密封液，保證工藝介質實現“零逸出”；
2）整套密封非接觸運行，其功率消耗僅為傳統雙端面密封的5%，使用壽命比傳統密封長5倍以上；
3）結構簡單的輔助系統，保證工藝介質不受污染及工藝介質不向大氣泄漏，徹底擺脫了傳統雙端面機械密封對油系統的依賴。密封氣采用工業氮氣或工業儀表風，其壓力高于介質0.15—0.2MPa。
泵用雙端面干氣密封的不足之處是：
1）需要一定壓力的氣源，氣源壓力至少高于介質壓力0.2MPa;
2）有微量氣體進入工藝流程。
2、串聯式干氣密封
泵用串聯式干氣密封具有如下特點：
1）干氣密封與接觸式機械密封串聯使用，機械密封為主密封，干氣密封為次密封；
2）干氣密封與主密封間通入氮氣，保證主密封具有一定背壓，大地延長主密封的使用壽命；
3）主密封泄漏的工藝介質隨密封氣排入火炬，保證工藝介質不向大氣泄漏，是一種型密封；
4）主密封失效后，干氣密封短時間內起到主密封作用，防止工藝介質向大氣大量泄漏。
5）該類密封使用壽命取決于機械密封的使用壽命，一般在2—3年左右。
6）該密封主要用于易揮發介質的場合，如液態烴類介質；對密封氣壓力要求不高。
該密封的不足之處是：
1）該密封還不是完全意義上的干氣密封，其總體性能介于機械 密封和干氣密封之間。
2）該密封適用于易揮發介質的場合，使用范圍較窄。