基于迹线的拟合曲线槽干气密封气膜流场的性能研究

对螺旋槽中间面的中间线上的流体迹线进行拟合,将该拟合曲线作为干气密封的槽型线,建立拟合曲线槽三维立体模型,运用Fluent软件对该拟合曲线槽在干气密封特定工况下(压力为0.50MPa、转速为3kr/min)的最大压力、泄漏量进行数值模拟和分析,并与螺旋槽进行比较。研究结果表明:在相同工况下拟合曲线槽的最大压力为0.60MPa,螺旋槽的最大压力为0.55MPa;拟合曲线槽的泄漏量为8.0×10-3m3/h,螺旋槽的泄漏量为9.6×10-3m3/h。拟合曲线槽和螺旋槽相比,其动压效果更好,泄漏量更小,在工程上可以考虑用拟合曲线槽代替螺旋槽实现更好的密封效果。     

干气密封低速性能研究及其在搅拌器上的应用

以提高干气密封运行稳定性和可靠性为目标,重点对开启力、开启速度、泄漏量等性能参数进行了深入研究。通过模拟计算、理论分析、试验验证的方法,建立了低速干气密封的计算模型并结论:低速条件下随着压力的升高,开启速度降低;在平衡间隙一定的情况下,开启力随着速度的增大而增大;泄漏量随着压力、转速的增大而升高。试验验证了理论分析的正确,为低速干气密封的设计和应用提供参考。     

螺旋槽干气密封微间隙流场的CFD数值模拟

应用Solidworks软件建立螺旋槽干气密封三维立体模型,应用Fluent前处理Gambit软件对模型划分网格,应用Fluent软件对螺旋槽干气密封特定工况下的内部微间隙三维流场进行数值模拟,得到了流场的压力分布、速度分布以及泄漏量,所得流场数据与文献中实验结果吻合较好。改变操作参数再次模拟,得到了不同参数下流场的压力分布及泄漏量,并分析了操作参数对螺旋槽干气密封的影响。     

层流状态下高压高转速二氧化碳干气密封的惯性效应分析

借鉴考虑惯性效应的气体止推轴承理论,以维里三项截断式描述二氧化碳的实际气体行为,同时考虑阻塞流效应和密封端面间气膜的黏度变化,采用有限差分法分别分析了层流状态下惯性效应对泵入式、泵出式螺旋槽干气密封稳态性能的影响规律,并与理想气体无惯性假设模型的计算结果进行了对比。结果表明:与理想气体相比,惯性效应对二氧化碳实际气体干气密封性能的影响程度更高。惯性效应使泵入式螺旋槽干气密封泄漏率和开启力均减小,而对泵出式螺旋槽干气密封的影响程度恰好相反。以泵入式螺旋槽干气密封为例,惯性效应对二氧化碳干气密封性能(泄漏率、开启力)的影响分别随密封压力和转速的增大而增强,随气膜厚度的增大而减小,密封压力为10 MPa,气膜厚度为3μm,转速为20000 r·min-1时,惯性效应使泄漏率降低62.21%,开启力降低35.03%,使二氧化碳泵入式螺旋槽干气密封发生阻塞流动的临界进口压力提高。此外,二氧化碳的温度越接近其临界温度,惯性效应表现得越明显。     

层流状态下高压高转速二氧化碳干气密封的惯性效应分析

借鉴考虑惯性效应的气体止推轴承理论,以维里三项截断式描述二氧化碳的实际气体行为,同时考虑阻塞流效应和密封端面间气膜的黏度变化,采用有限差分法分别分析了层流状态下惯性效应对泵入式、泵出式螺旋槽干气密封稳态性能的影响规律,并与理想气体无惯性假设模型的计算结果进行了对比。结果表明：与理想气体相比,惯性效应对二氧化碳实际气体干气密封性能的影响程度更高。惯性效应使泵入式螺旋槽干气密封泄漏率和开启力均减小,而对泵出式螺旋槽干气密封的影响程度恰好相反。以泵入式螺旋槽干气密封为例,惯性效应对二氧化碳干气密封性能（泄漏率、开启力）的影响分别随密封压力和转速的增大而增强,随气膜厚度的增大而减小,密封压力为10 MPa,气膜厚度为3 μm,转速为20000 r·min^-1时,惯性效应使泄漏率降低62.21%,开启力降低35.03%,使二氧化碳泵入式螺旋槽干气密封发生阻塞流动的临界进口压力提高。此外,二氧化碳的温度越接近其临界温度,惯性效应表现得越明显。     

传热模型对近临界工况CO2干气密封温压分布和稳态性能影响

干气密封流体膜与密封环间传热模型的合理选取对于准确求解密封温压分布和稳态性能至关重要。在CO₂近临界工况下,对比研究了密封环等温模型、绝热模型和共轭热传递模型对超临界CO₂干气密封端面温度、压力分布和开启力、泄漏率等稳态性能的影响,探讨了不同膜厚和转速条件下密封环等温模型和绝热模型的适用性,并基于共轭热传递模型研究了超临界CO₂和空气介质干气密封的温压分布和稳态性能差异。结果表明：以共轭热传递模型计算结果为基准,密封环等温模型假设适用于小膜厚低速流动工况,不过开启力偏低而泄漏率偏高,绝热模型假设适用于大膜厚高速流动工况;相较于空气介质干气密封,超临界CO₂干气密封在小膜厚下的温度分布和大膜厚下的压力分布基本接近,不过小膜厚下的温度更低,而在大膜厚下的压力更高。     

甲醇装置合成气压缩机干气密封泄漏原因及处理

根据甲醇装置合成气压缩机高压缸非驱动端干气密封一次排放压力和流量上升并波动现象,结合干气密封安装和运行的历史记录,分析高压缸非驱动端干气密封泄漏原因是一次密封供气压力不足,导致平衡腔室内没经过滤工艺气进入干气密封,造成一级密封动、静环磨损泄漏,并提出有效措施。     

合成气压缩机干气密封泄漏原因分析及处理

针对甲醇装置合成气压缩机高压缸非驱动端干气密封一级排放压力上涨且波动的现象,经检查,判断其原因为干气密封一级密封气压力调节阀后与平衡腔室之间的参考气压差表平衡阀没关闭,引起一级密封气通过压差表平衡阀注入平衡腔室,使得平衡腔室压力升高,与此同时,干气密封一级密封气因分流而压力降低,当平衡腔室压力高于一级密封气压力时,平衡腔室内未经过滤的工艺气倒流入干气密封,导致一级密封动、静环密封面磨损,继而造成干气密封泄漏。关闭参考气压差表平衡阀后,解决了干气密封泄漏的问题。     

单列双向螺旋槽干气密封的性能研究

采用商业CFD分析软件FLUENT,对一种能实现双向旋转的单列螺旋槽干气密封端面流场进行数值模拟。应用层流模型、SIMPLE算法,计算密封端面的压力分布、开启力、泄漏量,与单向螺旋槽干气密封性能进行对比分析。结果表明该密封具有较好的动压效应和较小的泄漏量,并克服了普通螺旋槽只能单向旋转的缺点,对该类螺旋槽干气密封的进一步优化设计有一定的指导意义。     

干气密封滑动摩擦界面摩擦振动理论分析及实验测试

为揭示干气密封端面间摩擦振动规律，通过对密封端面在干摩擦状态下的微观形貌与受力进行分析，基于分形理论构建了包含分形参数的密封端面法向位移激励以及干气密封在干摩擦状态下的两自由度摩擦振动系统模型。为验证模型的合理性和正确性，搭建了干气密封摩擦振动实验测试平台。对不同工况下的理论与实验结果进行对比分析，结果表明：当载荷一定时，理论模型计算振幅与实验测试振幅均随着转速的增大而增大；当转速一定时，理论模型计算振幅与实验测试振幅均随着载荷的增大而增大；在相同工况下，理论模型计算振幅与实验测试振幅接近，且理论值普遍大于实验值。     

螺旋槽干气密封端面间气膜特性

螺旋槽干气密封是一种新型的非接触式机械密封,它具有介质泄漏量少、端面磨损小、能耗低、运行寿命长和可靠性高等优点.采用有限元法对螺旋槽干气密封端面间气体的流动过程进行了数值模拟研究,得到了端面间气膜的压力分布规律并对主要的密封性能参数——开启力、端面摩擦力、摩擦功耗、轴向刚度以及泄漏量进行了计算,最后,探讨了操作参数和端面槽形几何参数对密封性能的影响.研究结果为螺旋槽干气密封的设计提供了有益的参考.     

煤层气压缩机干气密封仿真实验研究

为探究煤层气压缩机干气密封结构可能的优化路径,以螺旋槽型干气密封为例,在建立干气密封结构仿真模型的基础上,对该结构的压力分布进行分析,基于压力分布结果,进一步针对设备主轴转速、螺旋角度和螺旋槽数量三项主要参数对干气密封结构密封性能的影响开展仿真分析,并据分析结果提出干气密封结构设计与优化的相关建议,以期为今后的研究工作提供参考与借鉴。     

合成气压缩机高压缸事故原因分析及改进

某公司合成气压缩机发现高压缸干气密封泄漏严重,手动停车。事故原因可以追溯到之前的低压缸入口压力低联锁停车,在停车过程中,高压缸转子上产生的轴向力导致止推盘从原装配位置退出2.6mm,同时在驱动端干气密封部位发生了碰摩。驱动端干气密封压缩量的增加和干气密封部位的碰摩,最终造成了驱动端干气密封损坏。文章对故障产生的原因进行了分析并介绍了对高压缸的改进措施。     

基于湍流模型的S-CO2干气密封流场与稳态性能分析

为探究湍流效应对S-CO₂干气密封性能的影响规律,以螺旋槽干气密封为研究对象,引用考虑离心惯性力效应的湍流Reynolds方程,选择Ng-Pan湍流系数表达式,采用物性软件REFPROP对CO₂真实物性进行计算。之后,根据普适能量方程,通过引入包含湍流效应、离心惯性力效应的平均速度,建立了可压缩流体简化能量方程。通过对湍流Reynolds方程与简化能量方程进行耦合求解,分析讨论了不同工况参数与平均膜厚下湍流效应对密封性能的影响。研究表明：湍流效应使得气膜流场内压力与温度分布发生显著变化,流场计算时不可忽略;在不同进口压力、进口温度下,湍流下的开启力和泄漏率显示出与层流一致的变化趋势;在不同平均膜厚下,考虑湍流效应后的开启力呈现出与层流不同的变化规律,而泄漏率表现出与层流相同的变化趋势;在不同进口压力、进口温度、平均膜厚下,湍流下的开启力和泄漏率均比层流下的低,且在两种流态下的这种差异随着进口压力、进口温度、平均膜厚的增大而逐渐增大;在不同转速下,开启力和泄漏率在湍流下分别表现出与层流不同的变化趋势。这些结果为进一步研究湍流效应对S-CO₂干气密封的影响提供了支撑。     

超临界二氧化碳螺旋槽干气密封热流耦合润滑临界阻塞特性研究

在密封稳定运行的前提下,促成密封端面出口形成阻塞流动以提升气膜开启力、降低端面泄漏不失为干气密封性能优化的有效途径。以超临界二氧化碳(CO₂)螺旋槽干气密封为研究对象,综合考虑实际气体、离心惯性、湍流和阻塞流效应,采用有限差分法耦合求解压力和温度控制方程,定性研究了热流耦合润滑下的临界阻塞特性(临界阻塞进口压力p_o＿cir、临界阻塞转速N_＿cir、临界阻塞膜厚h_0＿cir和阻塞临界失稳膜厚h_sc)。结果表明：等温流动和绝热流动模型下超临界CO₂干气密封端面间隙出口均存在阻塞发生工况区间,进口压力、膜厚、转速对应的阻塞发生区间分别为p_o>p_o＿cir、h_0＿cir0sc和N＿cir;转速升高可以对临界阻塞进口压力和临界阻塞膜厚产生持续增强作用,增大膜厚则会导致临界阻塞压力降低、临界阻塞转速上升...     

氨压缩机干气密封漏油原因分析及对策

云南云天化股份有限公司26万t/a甲醇装置K28001氨压机高压缸、低压缸的一级密封泄漏气含较多的润滑油,给装置安全稳定运行带来隐患。结合机组干气密封的结构、密封气的压力变化,对该压缩机干气密封的一级密封泄漏气排出润滑油的原因进行详细分析,提出相应的对策。     

原料气压缩机冬季开车出现的问题及处理

介绍了原料气压缩机在冬季开车过程中速关阀阀杆泄漏量大;调速阀未开,汽轮机冲转运行;汽轮机转速波动较大,且提转受阻;压缩机无循环流量;干气密封一级密封气无压差等故障现象及特点。根据故障特征对可能引起故障的原因进行逐项分析,确认速关阀阀杆泄漏管冻结造成阀杆泄漏量大;蒸汽导淋排放管线流程不合理、管线冻结造成汽轮机直接冲转;压缩机回流冷却器内漏而循环水进入压缩机汽缸造成汽轮机提转受阻;工艺管线及干气密封管线进水而冻结造成压缩机无循环流量及一级密封气无压差。针对故障原因,采取了相应措施使故障消除。     

轻烃泵群用串联式干气密封应用研究

针对某公司气分装置中轻烃泵群用接触式机械密封使用周期短、可靠性和稳定性差、介质泄漏严重等突出问题,设计出了轻烃泵群用串联式干气密封.结果表明,干气密封的密封性能优良、端面温升及摩擦功耗极低,在氮气压力为零的情况下也能够实现非接触运转,完全满足工业应用要求.对于解决炼油厂轻烃泵机械密封的泄漏、使用周期短等突出问题,具有重...     

氨压缩机干气密封泄漏原因及改造措施

介绍氨压缩机干气密封泄漏情况,根据干气密封工作原理和实际拆卸检修情况,分析干气密封泄漏原因,采取相应解决方案,取得较好的效果.     

百万吨乙烯装置裂解气压缩机干气密封失效原因分析

干气密封是压缩机的重要密封部件,通过对低压缸、中压缸和高压缸密封拆解后呈现的现象进行分析,造成密封失效的可能原因为:二级密封静环卡滞、动环传动方式不合理、在盘车及低转速下干气密封接触以及密封气供气系统压力变化。建议通过改进干气密封的设计结构、选用钻石面涂层技术、增设一级密封气专用管线等措施来保障压缩机的连续平稳运行。