압축기 씰이란 무엇인가

압축기 씰은 회전 장비에서 중요한 구성 요소로, 누출을 방지하고 압력을 유지하여 안전하고 효율적인 작동을 보장합니다. 산업 기계의 까다로운 환경에서 이러한 씰링 시스템은 신뢰할 수 있는 성능을 제공하는 동시에 극한의 조건을 견뎌야 합니다.

이 글에서는 압축기 씰의 기본 사항을 살펴보고, 작동 원리, 다양한 유형, 주요 구성 요소, 지원 시스템에 대해 자세히 설명합니다.

압축기 씰이란 무엇인가

압축기 씰은 샤프트가 회전하는 동안 압축기 케이싱에서 공정 가스 또는 공기가 누출되는 것을 방지하는 압축기 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 압축기 씰은 압축기 내부의 고압 가스와 대기 사이에 장벽을 유지하여 효율적인 작동을 보장하고 환경 오염을 방지합니다.

압축기 씰의 작동 원리

압축기 씰은 회전 샤프트와 고정 압축기 케이싱 사이에 장벽을 만들어 작동합니다. 이 장벽은 일반적으로 회전 및 고정 씰 면과 같은 기계적 구성 요소와 오일 또는 가스와 같은 밀봉 유체의 조합을 통해 달성됩니다.

회전하는 물개 얼굴 압축기 샤프트에 부착되고, 고정 씰 면은 압축기 케이싱에 고정됩니다. 샤프트가 회전함에 따라 씰 면은 서로 접촉을 유지하여 누출을 방지하는 씰을 만듭니다. 씰링 유체는 씰 면을 윤활하고 냉각하여 마찰과 마모를 줄이는 데 사용됩니다.

밀봉 시스템의 종류

습식 밀봉 시스템

습식 밀봉 시스템은 일반적으로 오일인 액체를 사용하여 밀봉면을 윤활하고 냉각합니다. 오일은 밀봉 시스템을 통해 순환하여 공정 가스와 대기 사이에 장벽을 제공합니다. 습식 밀봉은 일반적으로 공정 가스가 밀봉 오일과 호환되고 공정 가스에 오일이 있어도 허용되는 응용 분야에서 사용됩니다.

습식 밀봉 시스템의 장점은 다음과 같습니다.

• 씰 표면의 효과적인 윤활 및 냉각
• 높은 압력과 온도를 처리할 수 있는 능력
• 비교적 간단한 설계 및 유지 관리

습식 밀봉 시스템의 단점은 다음과 같습니다.

• 공정 가스의 오일 오염 가능성
• 석유 소모량 증가 및 폐기 비용 증가
• 환경으로의 오일 누출 위험 증가

건식 밀봉 시스템

건식 밀봉 시스템(건식 가스 씰이라고도 함)은 회전 및 고정 씰 면 사이에 장벽을 만들기 위해 가압 가스(일반적으로 질소 또는 공정 가스)를 사용합니다. 가스는 씰 면 사이에 주입되어 접촉을 방지하고 마찰을 줄이는 얇은 필름을 만듭니다.

건식 밀봉 시스템의 장점은 다음과 같습니다.

• 공정 가스의 오일 오염 없음
• 마찰 감소로 인한 전력 소모 감소
• 더 긴 씰 수명과 감소된 유지 보수 요구 사항
• 환경 친화적이며 오일 누출 위험이 없습니다.

건식 밀봉 시스템의 단점은 다음과 같습니다.

• 습식 밀봉에 비해 초기 비용이 더 높음
• 밀봉 시스템의 복잡성 증가
• 밀봉을 위한 깨끗하고 건조한 가스 공급에 대한 요구 사항

물개 배열

단일 씰

단일 씰은 회전 및 고정된 면이라는 한 세트의 씰 면이 있어 누출을 방지하기 위한 단일 접촉점을 형성합니다. 이는 가장 간단한 유형의 씰이지만 고압 또는 윤활성이 낮은 유체 응용 분야에서는 성능이 제한적입니다.

단일 씰은 종종 적당한 압력과 온도에서 깨끗하고 윤활성이 있는 유체에 사용됩니다. 이는 지원 장비가 덜 필요하고 다중 씰 배열보다 비용이 낮습니다. 그러나 단일 씰 인터페이스가 고장나면 공정 유체가 즉시 대기로 누출될 수 있습니다.

탠덤 씰

탠덤 씰은 직렬로 장착된 두 개의 싱글 씰을 사용하며, 그 사이에 버퍼 유체가 공정 유체보다 낮은 압력으로 유지됩니다. 이러한 배열은 중복성을 제공합니다. 1차 씰이 고장나면 2차 씰이 공정 유체를 포함합니다.

두 씰은 독립적으로 작동합니다. 1차 씰은 공정 유체에서 버퍼 유체로의 전체 압력 강하를 흡수하는 반면, 2차 씰은 버퍼 유체에서 대기로의 더 작은 압력 차이를 처리합니다. 이를 통해 각 씰은 특정 압력 조건에 맞게 최적화될 수 있습니다.

탠덤 씰은 종종 추가적인 안전과 신뢰성이 필요한 더 위험하고 고압의 어플리케이션에 사용됩니다. 씰 사이의 버퍼 유체를 모니터링하여 외부 누출이 발생하기 전에 1차 씰 누출을 감지할 수 있습니다. 그러나 탠덤 씰은 단일 씰보다 더 복잡하고 비쌉니다.

이중 씰

더블 씰도 두 세트의 씰 면을 사용하지만, 그 사이에 공정 유체보다 높은 압력으로 유지되는 배리어 유체가 있습니다. 이렇게 하면 두 씰 중 하나가 고장나도 공정 유체가 빠져나가는 대신 압력이 더 높은 배리어 유체가 공정으로 새어 들어갑니다.

두 개의 씰 단계는 함께 작동하여 배리어 유체를 포함합니다. 내부 씰은 배리어 유체에서 프로세스로의 압력 차이를 처리하는 반면, 외부 씰은 배리어 유체에서 대기로의 압력 강하를 처리합니다.

이중 씰은 최대의 안전성과 배출 제어를 제공하며 위험하고 독성이 있거나 폭발성인 공정 유체와 함께 사용됩니다. 배리어 유체는 일반적으로 공정과 호환되는 깨끗하고 불활성인 유체입니다. 가압된 배리어 유체를 공급하려면 외부 저장소, 순환 펌프 및 열교환기가 필요합니다.

지원 시스템

오일 씰 시스템

습식 씰을 접촉하려면 마모와 마찰을 최소화하기 위해 씰 면 사이에 윤활 유체 필름이 필요합니다. 오일 씰 시스템에서는 외부 저장소에서 순환되는 오일로 이를 제공합니다.

저수조는 깨끗한 오일을 공급하고 히터나 냉각기와 같은 컨디셔닝 요소를 통합하여 최적의 오일 점도를 유지합니다. 순환 펌프는 오일을 씰 캐비티로 보내 면을 윤활하고 마찰 열을 제거합니다. 유량 제어 및 체크 밸브는 일관된 오일 흐름과 압력을 유지합니다.

가스 씰 시스템

건식 가스 압축기 씰은 오일 대신 면 사이의 밀봉 매체로 가압 가스(일반적으로 질소)를 사용합니다. 이를 통해 오일 시스템의 복잡성이 제거되고 더 높은 작동 속도와 온도가 가능합니다.

가스는 일반적으로 공정 가스보다 약간 높은 압력으로 유지되어 씰 면을 통한 양의 흐름을 보장합니다. 제어판은 고압 소스에서 씰링 가스를 측정하여 압력과 씰 챔버로의 흐름을 조절합니다.

필터와 디미스터는 가스 공급에서 입자나 액체를 제거하여 씰 면이 오염되는 것을 방지합니다. 가스 컨디셔닝 시스템은 공정 가스의 증기 응축을 방지하기 위해 공급 가스를 가열할 수 있습니다.

탠덤 및 더블 가스 씰은 중요한 압축기에서 최대의 신뢰성을 위해 사용됩니다. 탠덤 배열에서 보조 씰은 주 씰이 고장날 경우 백업 역할을 합니다. 더블 가스 씰은 최대 배출 제어를 위해 공정과 대기 사이에 불활성 배리어 가스를 유지합니다.