干气密封的基本原理
干气密封是通过轴的旋转使动静环密封面之间产生气膜来实现密封的。经过旋转(即动环旋转)，密封气体(干气)从动环旋转槽的开口被抽吸到动环旋转槽的根部，由于动环旋转槽开口宽，根部窄的结构特点，使进人旋转槽的干气产生降速增压的过程，其能量由动能转化为压力能。在旋转槽根部形成*大的压力，该压力称为开合力。开合力作用于静环的镜面，推动静环，使动、静环接触面之间产生气膜间隙。当作用于静环另一侧的闭合力(弹簧力+气静压力)等于开合力时，作用于静环的力达到了动平衡，气膜间隙即被确定。气体动力学研究表明，当干气密封两端面间的间隙在2μm~3μm时，通过间隙的气体流动层*为稳定，如果出现干扰，气膜间隙减小，则开合力由于气膜被压缩而增加，使得Fc=Fo，达到新的平衡。同理，如果由于某种条件使气膜间隙增大，则开合力由于气膜膨胀而减小，使得Fc=Fo，因此干气密封的气膜厚度设计值一般选定在3μm左右。
干气密封的特点
长寿命
从干气密封的原理可知，由于气膜的存在，既有效地使端面分开又使相对运转的两端面得到了冷却，使得两个端面非接触，故摩擦、磨损大大减小，使密封具有长寿命的特点，从而延长主机的寿命。
低能耗，低污染
干气密封界面中形成气膜的气体，一般采用经过干燥和过滤后的工艺气体，来源一般为压缩机出El管路，动力为气体自身压力。所以，较浮环密封和油浴式机械密封相比，不需要使用复杂的润滑油系统以及冷却水等，密封气体也无须额外的外部动力，干气密封的能耗大约为机械密封的5%左右，因而能耗较低。另外，向汽缸内泄漏的气体与工艺介质相同，不会造成对工艺气体的污染，也不需要另外净化压缩后的气体；远离汽缸一侧向外泄漏的少量气体通常为用于密封的氮气。这些可以大大减少某些易燃易爆有毒介质的泄漏，保护人员人身安全，保障工厂的安全运行。
低泄漏
与一般润滑机械密封不同，干气密封在两个密封面上产生了一个稳定的气膜。这个气膜具有较强的刚度使两个密封端面完全分离，并保持一定的密封间隙。这个间隙不能太大，一般为几微米。密封间隙太大，会导致泄漏量增加，密封效果较差；这个间隙太小，容易使两密封面发生直接接触，使干气密封的摩擦热不能及时排走，由于两接触面无润滑，将很快引起密封体变形，端面过度发热导致密封失效。因此，干气密封气膜厚度设计值一般选定在3μm左右。从理论上讲，干气密封能够做到零泄漏和零磨损，但在实际应用中为了带走一定量的热量，将允许一定量的气体泄漏。
干气密封检修和工艺操作过程中注意事项
确保密封气体的品质，不得带有任何机械杂质以及水、油、汽等。
确保密封气体的*小允许流量，保证气膜的形成，并向机腔内的正向泄漏。
在压缩机润滑油系统运行之前，必须先开通干气密封两侧的隔离氮气，以防止油气进入干气密封腔内，确保密封腔的干燥。
对于单螺旋糟的干气密封，必须确保压缩机旋转的单向性，防止反转。
干气密封的故障诊断
干气密封使用过程中，造成故障的原因很多，归结起来，大致分为机械型故障和工艺型故障两种。
机械型故障的诊断
由于安装密封不当或由于压缩机机械原因引起的干气密封的损伤，统称为机械型密封故障，这种故障往往发生于压缩机的首次试车或检维修后的首次开车。
密封安装不当引起的故障
干气密封的安装要在干净无尘的环境下进行，并配备一整套的专用工具，任何颗粒杂质进人密封内都会损伤密封。安装前，首先要检查密封体的外观，确保清洁、干燥、无污染；然后，拆除安装保护压板，此时应用双手向下压密封体的外壳，确保有良好的弹性，即检测密封静环后的弹簧是否具有良好的性能。再次，检查密封体外的0型圈是否合适并具有良好的弹性和韧性，否则将予以更换；*后，对密封体进行定位，密封体内的定位分为动环轴向定位和静环轴向定位，定位尺寸要严格执行图纸或随机文件要求进行。密封体在压缩机密封腔体内的定位很关键，直接关系到密封的泄漏和使用寿命。由于干气密封技术和其产品的特殊性，在压缩机运转前对干气密封的安装均由指定专家进行安装。诸多密封的安装表明，因干气密封安装不当发生的密封故障几率较小。
干气密封系统不清洁引起的密封损坏
由于干气密封面的操作间隙一般为3μm，所以必须保证干气密封系统的清洁，在初次投用密封时尤为重要。干气密封系统的清洁是指系统本体和经过系统内的气体的清洁。系统本体一般指系统管线和机体上连接管线与密封的气孔。在密封安装和投用前，必须确保系统本体的清洁。清洁的范围分两部分，对密封腔体及相连的气孔需用干燥的氮气吹扫干净，然后用面粉沾净，*后用白绸布检查，严禁任何机械杂质和水、油污物存在；干气密封体与密封控制柜之间的系统管线均为不锈钢管线，要浸泡或化学清洗，然后用蒸汽和氮气吹扫干净，*终用湿口罩打靶的方法检验清洁度。
压缩机机械原因引发干气密封损伤
压缩机安装时各部的间隙值、跳动值以及在操作过程中由于各种原因引发的机械振动等，均会影响干气密封体的使用寿命，甚至造成密封损伤。压缩机的轴向窜量值应小于干气密封的要求值，否则会造成气膜间隙波动过大或过小，引起密封弹簧极度压缩或极度扩张，甚至断裂。安装密封处转子的径向跳动值亦非常重要，应符合相关技术规范要求，这样可避免在运转过程中密封气膜面积的不稳定。另外，干气密封在机腔和轴承相连处的迷宫式(曲径式)密封间隙也很重要，它是干气密封体形成独立运行环境的**道屏障。
工艺型故障诊断
由于压缩机在操作过程中工艺参数的变化或工艺系统故障而引起的干气密封的损伤，这样的干气密封故障称为工艺型故障，工艺型故障是干气密封发生损坏的主要诱因。
干气密封的流量、压力失衡
如前所述，干气密封的机理为气膜密封，气膜的形成在有合适的螺旋糟的硬件基础的同时，还必须有流量，压力稳定的气源。实际设计中，为保证干气气源压力与流量的稳定，一般设两路气源供应:一路来自压缩机出口，另一路来自压缩机组系统外的独立气源(同时还有隔离工艺气体泄漏作用)，以保证正常操作下气源的稳定。另外，干气密封上的高精度过滤器一般也设两个，一开一备，由上述分析可知，设计上已保证干气密封的干气流量、压力的稳定，失衡现象极少发生，引发原因为操作者的误操作。
工艺系统的不稳定导致密封损坏
在压缩机整个工艺系统的操作过程中，由于系统上某一点参数的改变，致使机组运行状态发生变化，由此给密封带来一定的损伤或损坏。当工艺参数发生较大变化时，机腔内气体的压力和流量发生较大变化并带来压力波动，某时刻时，机腔内气体的波峰压力可能会高出密封气体压力许多，这样机腔或迷宫式密封内有可能存的杂质或其颗粒物质被吹人干气密封的密封面内，导致密封损伤。另外，由于压缩机工艺系统参数的改变也会使机组发生喘振，即震动与气流反窜，喘振在危害整个机组系统的同时，也会损伤干气密封。
开停车与紧急情况处理
压缩机开停车的过程是机械静动的转移过程，也是工艺气体运动状态的转换过程。相对而言，紧急停车更易对机械尤其是密封造成损伤。压缩机一般在停车或开车前，工艺上要求系统进行气体置换，气体置换时要控制好气体压力和流量，逐步进行，防止由于流量或压力增大气体沿转子轴向漏露突然加大。动静环相对作用力增加，给干气密封带来损伤，紧急停车要认真按紧急停车方案执行，防止因误操作给干气密封带来损伤。
结束语
干气密封的故障诊断，其基础是干气密封的基本原理和操作特点。随着干气密封在我厂的使用普及，其故障诊断也将越来越精确。针对象lO5J,4112K1/K1等设备的开停车及日常检维修，我们一定要熟悉压缩机运行的程序和结构，严格、正确、无误地按程序进行操作和检修，确保于气密封正常运行。
新闻中心