机械密封基础知识.docx

轴封作用：防止介质泄漏和外界介质进入。
主要类型：①填料密封；②机械密封。

一、填料密封
密封原理：靠填料和轴（或轴套）的外圆表面接触来实现密封的，属于轴向密封。
组成：填料箱、填料、填料环和填料压盖等。填料箱和压盖在密封填料的两端，用于压紧密封填料，密封填料的松紧程度由压盖调节螺钉调节。
填料环在密封填料正中间，正好对准水封口，它可以通过液体，起冷却和润滑泵轴的作用，更重要的是进行液封，是封闭泵间隙最严密的一道防线。
特点：①结构简单、成本低廉；②易磨损、使用寿命短、泄漏量相对较大；③适用低速、低压和温度不高的场合。
常用填料：浸透的棉织填料（适于低压、温度低于40℃的清水泵）、石墨浸透的石棉填料（适于温度低于250℃、压力低于1.8MPa、轴向圆周速度低于25m/s）、金属箔包石棉芯子填料（适于温度低于400℃、压力低于2.5MPa石油产品及水）及近年来发展的柔性石棉填料（适于高温、低温有腐蚀的介质）与碳素纤维填料（适于高速高压）等。
注意：软填料密封在负荷运转时，允许有少量泄漏，以每分钟10~30滴为准。如泄漏量较大，应缓慢均匀地拧紧压盖螺钉，但不应为使完全不漏而压得太紧，以免摩擦功率消耗太大或发热烧坏。

二、机械密封（端面密封）
密封原理：由动环和静环组成，两环的端面通过弹簧力互相贴紧而作相对运动，从而起到密封的作用。

特点：密封性能好，泄露量小，适用于输送酸、碱、易燃、易爆及有毒的液体。
三、干气密封
在输送液化气等沸点较低介质的离心泵中，通常会采用由两级密封串联而成的干气密封系统，其中主密封为机械密封，辅助密封为干气密封。这种设计不仅提高了密封的可靠性，还减少了维护成本和能耗。
      1、密封原理：与其他机械密封相比，干气密封在结构方面基本相同。主要区别在于，干气密封通过利用气体动力学原理，在密封端面上开设动压槽，形成气膜，实现非接触运行，从而有效防止液体泄漏。
2、干气密封特点（与普通接触式机械密封相比）：
① 由于是非接触式密封，避免了机械摩擦，因此使用寿命长，减少了维修频次。
② 省去了密封油系统、驱动密封油系统运转的附加功率负荷。
③ 密封气体泄漏量小，可以实现介质的零逸出，是一种环保型密封。
④ 避免了工艺介质被油污染的可能性。

3、典型结构
（1）单端面密封：适用不危险介质，允许少量介质泄漏到大气环境。密封所用介质为工艺介质本身。
（2）串联密封：操作可靠性较高的密封结构，适用允许少量介质泄漏到大气中的工况。一套串联式干气密封可看作是两套或更多套干气密封按照相同的方向首尾相连。与单端面结构相同，密封所用气体为工艺气本身。通常情况下采用两级结构，第一级(主密封)密封承担全部负荷，而另外一级作为备用密封不承受压力降，通过主密封泄漏出的工艺气体被引入火炬燃烧，剩余极少量的未被燃烧的工艺气通过二级密封漏出，引入安全地带排放。当主密封失效时，第二级密封可以起到辅助安全密封的作用，可保证工艺介质不大量向大气泄漏。
（3）中间带迷宫的串联密封：
如果不允许工艺介质泄漏到大气中且也不允许缓冲气泄漏到工艺介质中，此时串联结构的两级密封间可加一级迷官密封。该结构用于易燃、易爆、危险性大的介质气体，可以做到完全无外漏。如H2压缩机、H2S含量较高的天然气压缩机、乙烯、丙烯、氨压缩机等。该结构所用气体除用工艺气本身以外，还需另引一路氮气作为第二级密封的使用气体。通过主密封泄漏出的工艺气体被氮气全部引入火炬燃烧。而通过二级密封漏入大气的全部为氮气。当主密封失效时，第二级密封同样起到辅助安全密封的作用。该结构相对较复杂，但由于其可靠性最高，目前在中高压的离心压缩机轴封中已成为标准配置。
（4）双端面密封：相当于面对面布置的两套单端面密封，有时两个密封共用一个动环。适用于没有火炬条件，允许少量密封气进入工艺介质中的情况。在两组密封之间通入氮气作阻塞气体而成为一个性能可靠的阻塞密封系统，控制氮气的压力使其始终维持在比工艺气体压力稍高(0.2~ 0.3MPa) 的水平，这样气体泄漏的方向总是朝着工艺介质气体和大气，从而保证了工艺气体不会向大气泄漏。双端面密封结构主要用于压力不高的有毒、易燃易爆气体。
4、干气密封需注意的问题
① 需要确保密封气的压力稳定，并且要防止工艺气体反串至氮气管网。
② 干气密封在频繁启停工况下可能会出现故障，如密封气带液或进入固体杂质等问题，这些问题可能导致干气密封失效。
③ 密封气过滤器压差达到报警值时应及时切换过滤器，更换滤芯。
④ 螺旋槽干气密封是单向旋转的，因此应避免反向旋转。