泵用干气密封技术现状及其应用

  一、干气密封概述
干气密封是二十世纪六十年代末期从气体动压轴承的基础上发展起来的一种新型非接触式密封。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运行。经过数年的研究，英国的约翰克兰公司于七十年代末期率先将干气密封应用到海洋平台的气体输送设备上，并获得成功。干气密封最初是为解决高速离心压缩机轴封问题而出现的，由于密封非接触运行，因此密封摩擦副材料基本不受PV值的限制，特别适合作为高速、高压设备的轴封。随着干气密封技术的日益成熟，其应用范围也越来越宽广，目前，干气密封正逐渐在离心泵及搅拌器上得到应用。总之，凡使用机械密封的场合均可采用干气密封。与机械密封相比，干气密封具有如下优点：
1、密封使用寿命长、运行稳定可靠；
2、密封功率消耗小，仅为接触式机械密封的5%左右；
3、与其他非接触式密封相比，干气密封气体泄漏量小；
4、可实现介质的零逸出，是一种环保型密封；
5、密封辅助系统简单、可靠，使用中不需要维护。
 二、离心泵用干气密封
离心泵输送的介质为液体。根据不同工况条件，可采用以下几种密封形式：
1、双端面干气密封
     双端面干气密封可以用在绝大多数离心泵的轴封上，它具有以下特点：
     1）用“气体阻塞”替代传统的“液体阻塞”原理，即用带压密封气替代带压密封液，保证工艺介质实现“零逸出”；
     2）整套密封非接触运行，其功率消耗仅为传统双端面密封的5%，使用寿命比传统密封长5倍以上；
     3）结构简单的辅助系统，保证工艺介质不受污染及工艺介质不向大气泄漏，彻底摆脱了传统双端面机械密封对油系统的依赖。密封气采用工业氮气或工业仪表风，其压力高于介质0.15—0.2MPa。
     泵用双端面干气密封的不足之处是：
     1）需要一定压力的气源，气源压力至少高于介质压力0.2MPa;
     2）有微量气体进入工艺流程。
2、串联式干气密封
     泵用串联式干气密封具有如下特点：
     1）干气密封与接触式机械密封串联使用，机械密封为主密封，干气密封为次密封；
     2）干气密封与主密封间通入氮气，保证主密封具有一定背压，极大地延长主密封的使用寿命；
     3）主密封泄漏的工艺介质随密封气排入火炬，保证工艺介质不向大气泄漏，是一种环保型密封；
     4）主密封失效后，干气密封短时间内起到主密封作用，防止工艺介质向大气大量泄漏。
     5）该类密封使用寿命取决于机械密封的使用寿命，一般在2—3年左右。
     6）该密封主要用于易挥发介质的场合，如液态烃类介质；对密封气压力要求不高。
     该密封的不足之处是：
     1）该密封还不是完全意义上的干气密封，其总体性能介于机械密封和干气密封之间。
     2）该密封适用于易挥发介质的场合，使用范围较窄。