近幾年來，透平壓縮機(jī)通常用來輸送大多數(shù)危險(xiǎn)性工藝氣體，這就要求其軸端密封達(dá)到介質(zhì)的零泄漏或零逸出。因此對壓縮機(jī)原接觸式機(jī)械密封進(jìn)行技術(shù)改造。通過多種密封的性能研究對比，將其改造為非接觸式雙端面干氣密封，并附加測控系統(tǒng)保證干氣密封的安全穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，雙端面干氣密封應(yīng)用于富氣壓縮機(jī)上是完全可行的，成為高速透平壓縮機(jī)軸端密封的首選。
透平壓縮機(jī)是石化、煉化、乙烯廠、等企業(yè)的核心裝置，其性能的好壞直接決定整個(gè)車間的運(yùn)行效率。然而，壓縮機(jī)用機(jī)封又是決定其正常開啟的關(guān)鍵技術(shù)之一。
隨著石化及能源工業(yè)的發(fā)展,透平壓縮機(jī)的工作參數(shù)也越來越高,對所用機(jī)封的要求也越來越嚴(yán)格。截止目前，透平壓縮機(jī)密封經(jīng)歷了三個(gè)階段：迷宮密封；浮環(huán)密封；接觸式機(jī)械密封。
壓縮機(jī)常用的幾種密封形式
1.1迷宮密封
迷宮密封是利用流體流經(jīng)一系列節(jié)流間隙與膨脹空腔組成的通道，使其產(chǎn)生節(jié)流降壓效應(yīng)，從而減小流體泄漏的一種密封，功耗少，使用壽命長，成本低，維護(hù)方便。但也有不足之處，如密封元件加工精度高，裝配較為困難；設(shè)計(jì)或組裝不良，易產(chǎn)生較大泄漏。煉油、化工等行業(yè)危險(xiǎn)性工藝氣體壓縮機(jī)將使用更為先進(jìn)的密封形式。
1.2浮環(huán)密封
浮環(huán)密封屬于非接觸式密封，壽命長，可靠性高，適用范圍廣。但由于其內(nèi)泄漏較大，回收處理設(shè)備較復(fù)雜，易對潤滑油造成污染和影響產(chǎn)品質(zhì)量，運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)，該密封正在被其它更先進(jìn)的密封形式所取代。
1.3接觸式機(jī)械密封
接觸式機(jī)械密封是依靠靜環(huán)和動(dòng)環(huán)端面的相互貼合并相對滑動(dòng)而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期長等優(yōu)點(diǎn)；但也不乏其制造精度高、價(jià)格較貴、維修不便等缺點(diǎn)。
非接觸式機(jī)械密封
對原機(jī)組密封進(jìn)行技術(shù)改造，采用非接觸式雙端面干氣密封：
干氣密封是一種氣膜潤滑的流體動(dòng)、靜壓相結(jié)合的非接觸式機(jī)械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。其工作原理如圖1，當(dāng)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，被密封的氣體沿周向被吸入螺旋槽內(nèi)，由外徑朝向中心，徑向分量朝向密封堰流動(dòng)，密封堰阻止氣體流向中心，從而氣體被壓縮引起壓力升高，密封端面間隙得到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定并形成具有一定厚度要求的氣膜。主要用來密封旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械中的氣體或液體介質(zhì)，具有低泄漏率、無磨損運(yùn)轉(zhuǎn)、壽命長、操作簡單可靠等特點(diǎn)。
雙端面干氣密封是在兩個(gè)密封之間注入惰性氣體作為隔離氣體和緩沖氣體，從而確保大氣側(cè)和被密封氣體側(cè)泄漏的氣體均是惰性氣體。在不允許工藝氣泄漏到大氣且允許隔離氣進(jìn)入機(jī)內(nèi)時(shí)，常選用該密封結(jié)構(gòu)，如有毒或易燃易爆的氫氣、氯氣、一氧化碳?xì)夂透粴鈮嚎s機(jī)上。
試驗(yàn)研究
3.1 試驗(yàn)測控系統(tǒng)
富氣屬于易燃易爆的危險(xiǎn)性氣體，必須確保零逸出，否則會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因此密封氣源應(yīng)選低壓氮?dú)猓瑫r(shí)鑒于干氣密封間隙非常小，需要一套測控系統(tǒng)為其提供潔凈的密封氣并監(jiān)控其運(yùn)行。
測控系統(tǒng)的主要流程：
3.1.1主密封流程：系統(tǒng)氮?dú)馐紫冉?jīng)過粗過濾器以及精過濾器，然后分別通過高、低壓端流量計(jì)進(jìn)入主密封腔。
3.1.2前置密封流程：與主密封氣采用同一過濾氣源，然后通過限流孔板進(jìn)入密封腔與平衡腔之間的緩沖氣腔，其作用是防止壓縮機(jī)內(nèi)的工藝氣體對干氣密封造成污染，破壞密封的正常工作。
3.1.3后置密封流程：另一路經(jīng)過濾后的氮?dú)猓ㄟ^限流孔板進(jìn)入主密封腔與軸承之間的后置密封腔，防止?jié)櫥瓦M(jìn)入密封端面，破壞密封的正常工作。
3.2 試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)性能要求：密封壓力P≤2MPa時(shí)，密封端面泄漏量不大于3Nm3/h。試驗(yàn)主要通過密封氣泄漏量來監(jiān)測干氣密封的運(yùn)行情況，當(dāng)泄漏量超過一定值時(shí)，表明干氣密封已損壞。
1.選用雙端面單向旋轉(zhuǎn)槽型的密封型式，在設(shè)計(jì)選型上是合理的，應(yīng)用于富氣壓縮機(jī)上是完全可行的；
2.干氣密封在實(shí)際運(yùn)行中的穩(wěn)定性和可靠性主要取決于主密封壓力與緩沖氣的差壓穩(wěn)定與否，在運(yùn)行過程中應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控；
3.干氣密封較原有機(jī)械密封可大幅度降低運(yùn)行成本，經(jīng)濟(jì)效益可觀，值得在國內(nèi)石油，化工行業(yè)推廣。
