コンプレッサーシールとは

コンプレッサーシールは回転機器の重要な部品であり、漏れを防ぎ圧力を維持することで安全で効率的な動作を保証します。産業機械の厳しい環境において、これらのシールシステムは、信頼性の高いパフォーマンスを提供しながら、過酷な条件に耐える必要があります。

この記事では、コンプレッサー シールの基礎について説明し、その動作原理、さまざまなタイプ、主要コンポーネント、サポート システムについて詳しく説明します。

コンプレッサーシールとは

コンプレッサー シールは、シャフトの回転中にコンプレッサー ケーシングからプロセス ガスや空気が漏れるのを防ぐコンプレッサー システムの重要なコンポーネントです。コンプレッサー シールは、コンプレッサー内の高圧ガスと大気の間にバリアを維持し、効率的な動作を保証し、環境汚染を防ぎます。

コンプレッサーシールの仕組み

コンプレッサー シールは、回転シャフトと固定コンプレッサー ケーシングの間にバリアを作成することで機能します。このバリアは通常、回転シール面と固定シール面などの機械部品と、オイルやガスなどのシール流体の組み合わせによって実現されます。

回転する シール面 はコンプレッサーシャフトに取り付けられ、固定シール面はコンプレッサーケーシングに固定されています。シャフトが回転すると、シール面は互いに接触したままになり、漏れを防ぐシールが形成されます。シール液はシール面の潤滑と冷却に使用され、摩擦と摩耗を軽減します。

シーリングシステムの種類

ウェットシーリングシステム

ウェット シール システムでは、シール面の潤滑と冷却に液体 (通常はオイル) を使用します。オイルはシール システム内を循環し、プロセス ガスと大気の間にバリアを形成します。ウェット シールは、プロセス ガスがシール オイルと互換性があり、プロセス ガスにオイルが含まれていても問題ないアプリケーションでよく使用されます。

ウェットシーリングシステムの利点は次のとおりです。

• シール面の効果的な潤滑と冷却
• 高圧と高温に耐える能力
• 比較的シンプルな設計とメンテナンス

ウェットシーリングシステムの欠点は次のとおりです。

• プロセスガスの油汚染の可能性
• 石油消費量と廃棄コストの増加
• 環境への石油流出リスクの増大

ドライシーリングシステム

ドライ シーリング システム (ドライ ガス シールとも呼ばれる) では、加圧ガス (通常は窒素またはプロセス ガス) を使用して、回転シール面と固定シール面の間にバリアを作成します。シール面の間にガスを注入すると、接触を防ぎ、摩擦を減らす薄いフィルムが作成されます。

ドライシーリングシステムの利点は次のとおりです。

• プロセスガスの油汚染なし
• 摩擦の減少による消費電力の低減
• シール寿命の延長とメンテナンス要件の削減
• 環境に優しく、油漏れのリスクがありません

ドライシーリングシステムの欠点は次のとおりです。

• ウェットシールに比べて初期コストが高い
• シーリングシステムの複雑化
• 密封のための清潔で乾燥したガス供給の必要性

シールの手配

シングルシール

シングルシールには、回転面と固定面の 1 セットのシール面があり、漏れを防ぐために単一の接触点を形成します。これは最もシンプルなタイプのシールですが、高圧または潤滑流体の貧弱な用途では能力が制限されます。

シングルシールは、中程度の圧力と温度でクリーンな潤滑流体に使用されることが多いです。 複数のシール構成よりもサポート機器が少なく、コストも低くなります。 ただし、シングルシールのインターフェースが故障すると、プロセス流体がすぐに大気中に漏れることがあります。

タンデムシール

タンデム シールは、2 つの単一シールを直列に取り付け、その間のバッファー流体をプロセス流体より低い圧力に維持します。この配置により冗長性が確保され、プライマリ シールが故障しても、セカンダリ シールがプロセス流体を保持します。

2 つのシールは独立して動作します。プライマリ シールはプロセス流体からバッファ流体への圧力降下をすべて吸収し、セカンダリ シールはバッファ流体から大気への小さな圧力差を処理します。これにより、各シールを特定の圧力条件に合わせて最適化できます。

タンデム シールは、安全性と信頼性がさらに要求される、より危険で高圧のアプリケーションでよく使用されます。シール間のバッファ 流体を監視して、外部漏れが発生する前にプライマリ シールの漏れを検出できます。ただし、タンデム シールはシングル シールよりも複雑でコストがかかります。

ダブルシール

ダブルシールも 2 組のシール面を使用しますが、その間のバリアー流体はプロセス流体よりも高い圧力に維持されます。これにより、どちらかのシールが故障しても、プロセス流体が漏れ出すのではなく、高圧のバリアー流体がプロセスに漏れ出します。

2 つのシール ステージは連携してバリア流体を封じ込めます。内側シールはバリア流体からプロセスへの圧力差を処理し、外側シールはバリア流体から大気への圧力降下を処理します。

ダブルシールは、最大限の安全性と排出制御を提供し、危険、毒性、または爆発性のプロセス流体に使用されます。バリア流体は通常、プロセスに適合するクリーンで不活性な流体です。加圧バリア流体を供給するには、外部リザーバー、循環ポンプ、および熱交換器が必要です。

サポートシステム

オイルシールシステム

接触するウェットシールでは、摩耗と摩擦を最小限に抑えるために、シール面の間に潤滑油の膜が必要です。オイルシール システムでは、外部リザーバーから循環するオイルによってこれが提供されます。

リザーバーにはきれいなオイルが蓄えられており、ヒーターやチラーなどの調整要素が組み込まれて、最適なオイル粘度が維持されます。循環ポンプがオイルをシールキャビティに送り、そこで面を潤滑し、摩擦熱を除去します。フロー制御とチェックバルブが、オイルの流れと圧力を一定に保ちます。

ガスシールシステム

ドライガス コンプレッサー シールは、オイルの代わりに加圧ガス (通常は窒素) を面間のシール媒体として使用します。これにより、オイル システムの複雑さがなくなり、より高い動作速度と温度が可能になります。

ガスは通常、プロセスガスよりもわずかに高い圧力に維持され、シール面を通る正の流れを確保します。制御パネルは高圧源からのシールガスを測定し、その圧力と流量を調整します。 密閉室.

フィルターとデミスターは、シール面の汚染を防ぐためにガス供給から粒子や液体を除去します。ガス調整システムは、プロセスガスからの蒸気の凝縮を防ぐために供給ガスを加熱する場合があります。

重要なコンプレッサーの信頼性を最大限に高めるために、タンデム ガス シールとダブル ガス シールが使用されます。タンデム配置では、プライマリ シールが故障した場合、セカンダリ シールがバックアップとして機能します。ダブル ガス シールは、プロセスと大気の間に不活性バリア ガスを維持し、排出を最大限に制御します。