摘要：随着科学技术和石油化工工业的飞速发展，各种离心压缩机得到了广泛的应用。由于操作条件的不同，尤其是高压、易燃、易爆、有毒气体等苛刻条件，使密封技术至关重要。否则，一旦轴端密封发生泄漏，会造成巨大的经济损失，甚至危及到操作人员的生命安全。
关键词：大型离心压缩机； 密封技术；特点
1.密封技术
1.1迷宫密封
迷宫密封主要是利用节流与动能耗散从而实现密封的， 此技术具有诸多的优点， 主要表现在简单的结构、 便捷的安装、 可靠的操作与较小的辅助设备等方面， 迷宫密封主要运用于低压介质密封。在大型离心压缩机中， 部分压缩机的介质为空气， 此时运用迷宫密封， 利用节流能够有效控制泄露。 此技术的运用主要是由于空气具有低廉的价格与较高的安全性， 同时， 泄露的部分仅是对主机的效率有所影响。 在此基础上， 对于迷宫密封的研究重点为控制主机的效率， 降低能源的消耗， 进而实现泄露的部分减少， 随着研究的日益深入， 石油化工开始运用的刷式密封与蜂窝密封， 二者的使用有着较好的效果， 通过节流效应的强化，从而减少了气体的泄露。
1. 2浮环密封
浮环密封是液体密封的一种，它是从固定套筒式油封发展而来的。浮环就是处于转轴上，位于浮环密封腔内的两个与转轴具有较小间隙的圆环。封油注入浮环密封腔后，沿浮环间隙向内浮环内侧和外浮环外侧泄漏。由于转子处于高速旋转状态，流入浮环间隙内的封油，在旋转轴的作用下形成了具有一定承载能力的油膜。该油膜一方面将浮环抬起，使浮环与轴颈间实现液体润滑，从而减轻摩擦、降低磨损。另一方面，由于油膜充满了整个浮环间隙，所以阻止气体介质外漏，从而起到了密封的作用。从发展历史看，这种密封是替代迷宫式抽充气密封的新一代密封。
1.3干气密封
干气密封技术是一种新型的技术， 在实际应用过程中， 该技术具有一系列的优势， 干气密封的公用面结构有四种形式， 其构成分别为动部分组件与静部分组件， 其工作原理主要是利用了流体静力与流体动力。干气密封作为先进的非接触式密封技术， 其优点主要表现在具有较小的功率消耗、 较小的泄漏量， 同时， 其辅助系统的操作简单、 便捷， 可靠性与安全性较高， 在实际运用过程中， 干气密封不用进行维护， 因此， 实现了成本的控制。 最为显著的优势是干气密封技术属于环保型密封， 对于企业的可持续发展提供了可靠的保障。
1. 4机械密封
机械密封又称之为端面密封，是旋转轴常用动密封。在1885年，由英国人最先研制成功并获得专利。在1939到1945年间，由于石油化工行业的发展，以及机泵轴端密封的需要，加之机械密封部件在材料领域有了重大突破，机械密封性能有了很大提高，逐渐被应用大石化行业当中。机械密封得到普遍应用，最早是在美国开始推广。在我国，兰州石化公司最早开始使用于离心泵上。如今机械加工精度己得到很大提高，机械密封技术非常成熟，它被广泛用于各个领域。
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2.富气压缩机浮环密封
2. 1充气迷宫密封的工作原理
迷宫密封的密封机理主要是通过多级的齿与空腔的节流降压作用，来达到介质不会泄漏至环境的目的。在密封的首级齿片处，介质压力最高，流速最大。介质通过节流空腔后，动能降低，压力下降，通过多个密封齿片，以此重复节流降压作用，来达到密封的目的，理论上讲，密封齿数越多，密封效果越好。抽气的作用主要是降低高压侧气体的压力，从而使外泄气体的动能降低，降低密封泄漏的风险。其做法主要是用中性气体来防止工艺气体的外泄。
2. 2改造措施
原来的充气式迷宫密封，只是将中性气体氮气冲入到密封腔中进行密封，无论一级缸和三级缸均没有抽气设施，三级缸也没有返回降压措施，因此压缩机输送气量大时，无法满足密封要求。通过改造，将原来使用的充气式迷宫密封改造为抽一充气组合式迷宫密封。在原来的迷宫密封的充氮孔的内侧开一小孔b，通过抽气器将泄漏至b腔的一部分富气抽走，同时在b处可形成一定的负压。此时，在a腔中冲入微量的氮气，就可将富气封住，达到无泄漏，即使泄漏至大气中的氮气也是微量的。抽气器的动力来源于三级缸出口的高压富气，抽走的富气又返回至压缩机的入口管线。
3.离心压缩机锥形浮环密封
3.1锥形浮环密封的工作原理
密封油进入密封腔后，从内锥环外侧散热翅片流过，分两路进入内、外环的密封间隙。一路进入内锥环，大头进，小头出，靠压差对被密封气体进行密封:另一路进入外环，限制油腔压力并置换油腔内的热量。油腔的压力主要由其回油(冷却油)来控制，保证密封油的压力高于参考气压力(0.03~0.05Mpa)内外环端面的密封，通过弹簧和密封油的压力来达到。锥形浮环密封主要是通过压力油膜来密封参考气的，而高速旋转的锥形油膜又具有泵效作用，这既大大提高了其密封能力，又减少了污油量。
3. 2锥形浮环密封的主要特点
3.2.1具有较长的节流长度
直环型浮环密封，其内、外环的节流长度L值基本相同，且一般取L值/d=0.1~0 .2（d为浮环内径);而锥形浮环的节流长度L锥=3L直。
3.2.2独特的冷却结构
为冷却内锥环，其外表面设计成流线型的散热片。密封油流经散热翅片，可充分冷却内锥环内侧的油膜，并可得到较稳定的密封油压。
3.2.3有泵效作用
内锥环与锥型轴套间的油膜，在高速旋转作用下，由于油膜两端线速度不同，便产生一种类似离心泵的作用，所产生的扬程阻止封油的泄漏，从而控制了污油量。
3.2.4污油量易于调节
锥形轴套的轴向位置，可用调整垫调节，使间隙CA= 2.5~5mm，从而污油量可控制在理想的范围内，这是普通的直环型浮环密封难以做到的。
4.结束语
随着石油化工企业的快速发展， 其中所涉及的大型离心压缩机的密封技术得到了广泛的关注， 在科学技术的支持下， 密封技术在不断改进， 先进的、 现代化的密封技术得到了应用与推广， 从而保证了机组的有序运作， 促进了企业效益的增多。 相信， 通过研究的日益深入， 密封技术将更加先进， 密封效果将更加显著。
参考文献：
[1]杜志永.大型离心压缩机密封技术研究[D ].大连理工大学,2014.
[2]陈兰英.大型离心压缩机组风险评估及安全运行管理研究[D ].中国石油大学,2014.
[3]王琦.大型离心压缩机远程诊断关键技术研究[D ].沈阳工业大学,2014.
[4]王志清编著.透平压缩机的调节运行与振动.机械工业出版社，2014.
论文作者:林章东
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：油膜论文; 压缩机论文; 迷宫论文; 技术论文; 锥形论文; 气体论文; 压力论文; 《防护工程》2017年第15期论文;