近幾年來，透平壓縮機通常用來輸送大多數(shù)危險性工藝氣體，這就要求其軸端密封達到介質(zhì)的零泄漏或零逸出。因此對壓縮機原接觸式機械密封進行技術改造。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)定運行。經(jīng)過試驗驗證，雙端面干氣密封應用于富氣壓縮機上是完全可行的，成為高速透平壓縮機軸端密封的首選。
透平壓縮機是石化、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車間的運行效率。然而，壓縮機用機封又是決定其正常開啟的關鍵技術之一。
隨著石化及能源工業(yè)的發(fā)展,透平壓縮機的工作參數(shù)也越來越高,對所用機封的要求也越來越嚴格。截止目前，透平壓縮機密封經(jīng)歷了三個階段：迷宮密封；浮環(huán)密封；接觸式機械密封。
壓縮機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，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；設計或組裝不良，易產(chǎn)生較大泄漏。煉油、化工等行業(yè)危險性工藝氣體壓縮機將使用更為先進的密封形式。
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，回收處理設備較復雜，易對潤滑油造成污染和影響產(chǎn)品質(zhì)量，運行成本高等缺點，該密封正在被其它更先進的密封形式所取代。
1.3接觸式機械密封
接觸式機械密封是依靠靜環(huán)和動環(huán)端面的相互貼合并相對滑動而形成密封的，具有密封性能好、泄漏量少、功耗低、使用周期長等優(yōu)點；但也不乏其制造精度高、價格較貴、維修不便等缺點。
非接觸式機械密封
對原機組密封進行技術改造，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、靜壓相結(jié)合的非接觸式機械密封，在其核心部件表面刻有特殊的螺旋槽。其工作原理如圖1，當動環(huán)旋轉(zhuǎn)時，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，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)流體機械中的氣體或液體介質(zhì)，具有低泄漏率、無磨損運轉(zhuǎn)、壽命長、操作簡單可靠等特點。
雙端面干氣密封是在兩個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入機內(nèi)時，常選用該密封結(jié)構(gòu)，如有毒或易燃易爆的氫氣、氯氣、一氧化碳氣和富氣壓縮機上。
試驗研究
3.1 試驗測控系統(tǒng)
富氣屬于易燃易爆的危險性氣體，必須確保零逸出，否則會對環(huán)境造成嚴重的影響。因此密封氣源應選低壓氮氣，同時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)控其運行。
測控系統(tǒng)的主要流程：
3.1.1主密封流程：系統(tǒng)氮氣首先經(jīng)過粗過濾器以及精過濾器，然后分別通過高、低壓端流量計進入主密封腔。
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入密封腔與平衡腔之間的緩沖氣腔，其作用是防止壓縮機內(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)過濾后的氮氣，通過限流孔板進入主密封腔與軸承之間的后置密封腔，防止?jié)櫥瓦M入密封端面，破壞密封的正常工作。
3.2 試驗結(jié)果
試驗性能要求：密封壓力P≤2MPa時，密封端面泄漏量不大于3Nm3/h。試驗主要通過密封氣泄漏量來監(jiān)測干氣密封的運行情況，當泄漏量超過一定值時，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，在設計選型上是合理的，應用于富氣壓縮機上是完全可行的；
2.干氣密封在實際運行中的穩(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，在運行過程中應重點監(jiān)控；
3.干氣密封較原有機械密封可大幅度降低運行成本，經(jīng)濟效益可觀，值得在國內(nèi)石油，化工行業(yè)推廣。
