Сухое газовое уплотнение против влажного газового уплотнения: в чем разница

Сухие и влажные газовые уплотнения являются двумя важнейшими компонентами промышленных компрессоров.

Хотя оба служат для предотвращения утечки газа, они действуют по-разному.

В этом сообщении блога мы рассмотрим ключевые различия между этими двумя типами уплотнений, которые помогут вам принять обоснованное решение для вашего конкретного применения и оптимизировать производительность вашего компрессора.

Что такое влажное газовое уплотнение

Мокрое газовое уплотнение, также известное как масляное уплотнение или жидкостное уплотнение, представляет собой тип механического уплотнения, используемого в центробежных компрессорах для предотвращения утечки технологического газа вдоль вращающегося вала. Оно использует жидкость под давлением, обычно масло, для создания барьера между технологическим газом и атмосферой.

Как работает мокрое газовое уплотнение

В мокром газовом уплотнении масло под высоким давлением циркулирует между рядом колец вокруг вала компрессора. Узел уплотнения обычно состоит из вращающегося кольца, прикрепленного к валу, и двух неподвижных колец с каждой стороны корпуса уплотнения. Масло течет между этими кольцами, смазывая их и действуя как барьер, предотвращающий утечку газа.

Центральное кольцо вращается вместе с валом, а внешние кольца остаются неподвижными, прижимаясь к тонкой масляной пленке. Уплотнительные кольца используются для предотвращения утечек вокруг неподвижных колец. Небольшое количество газа растворяется в масляном барьере, но большая часть утечек масла уплотнения и поглощенного газа собирается и проходит процесс дегазации перед рециркуляцией.

Преимущества мокрых газовых уплотнений

• Уплотнения для влажного газа обеспечивают превосходные характеристики герметизации в средах с высоким давлением и высокой температурой, что делает их пригодными для требовательных применений в нефтегазовой промышленности.
• Они обеспечивают превосходную защиту от загрязнений, поскольку уплотнительная жидкость помогает смывать мусор и предотвращать накопление на уплотняемых поверхностях.
• Влажные газовые уплотнения имеют более длительный срок службы по сравнению с сухими газовыми уплотнениями, поскольку уплотнительная жидкость обеспечивает смазку и охлаждение, уменьшая износ уплотняющих поверхностей.
• Уплотняющую жидкость, используемую в уплотнениях для влажного газа, можно легко контролировать и заменять, что позволяет проводить профилактическое обслуживание и сокращать время незапланированных простоев.

Недостатки мокрых газовых уплотнений

• Влажные газовые уплотнения требуют сложной системы поддержки, включающей насосы, фильтры и теплообменники, что увеличивает начальные затраты на установку и обслуживание.
• Уплотняющая жидкость, используемая в мокрых газовых уплотнениях, может загрязнять технологический газ, что делает их непригодными для применений, где чистота газа имеет решающее значение.
• Влажные газовые уплотнения более склонны к утечкам по сравнению с сухими газовыми уплотнениями, поскольку уплотняющая жидкость может выходить через изношенные или поврежденные уплотнения.
• Присутствие уплотняющей жидкости во влажных газовых уплотнениях увеличивает риск технологического загрязнения и воздействия на окружающую среду в случае выхода из строя уплотнения.

Когда использовать мокрые газовые уплотнения

Загрязнение технологического газа не является критической проблемой, и присутствие уплотняющей жидкости в технологическом потоке допустимо.

Присутствуют условия высокого давления и высокой температуры, например, в компрессорах и насосах в нефтегазовой промышленности.

Загрязнения и мусор вызывают беспокойство, поскольку уплотнительная жидкость помогает смывать частицы и предотвращать их накопление на уплотняемых поверхностях.

Желателен более длительный срок службы уплотнения, поскольку смазка и охлаждение, обеспечиваемые уплотнительной жидкостью, уменьшают износ уплотняющих поверхностей.

Что такое сухое газовое уплотнение

Сухое газовое уплотнение — это тип бесконтактного механического уплотнения, используемого в центробежных компрессорах и насосах для предотвращения утечки технологического газа вдоль вращающегося вала. В отличие от традиционных мокрых (смазываемых маслом) уплотнений, сухие газовые уплотнения основаны на использовании тонкой пленки газа для поддержания зазора между неподвижными и вращающимися поверхностями уплотнения, исключая физический контакт и износ.

Как работают сухие газовые уплотнения

Сухие газовые уплотнения состоят из неподвижного первичного кольца и вращающегося ответного кольца. Вращающееся кольцо имеет неглубокие спиральные канавки, которые во время работы создают гидродинамическую подъемную силу.

Эта сила отделяет неподвижное кольцо от вращающегося, создавая небольшой зазор (обычно 3–5 микрон) между поверхностями уплотнения. Зазор поддерживается небольшим количеством отфильтрованного уплотняющего газа (обычно азота), который течет между поверхностями, предотвращая выход технологического газа в атмосферу.

Преимущества сухих газовых уплотнений

• Сухие газовые уплотнения обеспечивают превосходные характеристики уплотнения в тех случаях, когда чистота газа имеет решающее значение, поскольку они не вводят уплотняющую жидкость в технологический поток.
• Они имеют более простую конструкцию по сравнению с уплотнениями для мокрого газа, требуют меньше вспомогательных компонентов и снижают первоначальные затраты на установку и обслуживание.
• Сухие газовые уплотнения имеют меньший риск загрязнения процесса и воздействия на окружающую среду, поскольку в случае выхода уплотнения из строя не может выйти уплотняющая жидкость.
• Они обеспечивают превосходные характеристики уплотнения в высокоскоростных приложениях, поскольку отсутствие уплотняющей жидкости снижает сопротивление и трение на уплотняющих поверхностях.

Недостатки сухих газовых уплотнений

• Сухие газовые уплотнения более восприимчивы к повреждениям из-за загрязнений и мусора, поскольку в них нет уплотняющей жидкости, которая смывает частицы и предотвращает их накопление на уплотняемых поверхностях.
• Они имеют более короткий срок службы по сравнению с мокрыми газовыми уплотнениями, так как отсутствие смазки и охлаждения приводит к повышенному износу уплотняющих поверхностей.
• Сухие газовые уплотнения могут требовать более частого обслуживания и замены, поскольку они более подвержены повреждениям от термических и механических напряжений.
• Они могут не подходить для применений с чрезвычайно высоким давлением, поскольку отсутствие уплотняющей жидкости может ограничить их способность поддерживать стабильную поверхность уплотнения.

Когда использовать сухие газовые уплотнения

• Чистота газа является критически важной проблемой, например, в химической, фармацевтической и пищевой промышленности.
• Желательна более простая конструкция уплотнения с меньшим количеством опорных компонентов и меньшими требованиями к техническому обслуживанию.
• Загрязнение процесса и воздействие на окружающую среду являются основными факторами, поскольку сухие газовые уплотнения исключают риск утечки уплотняющей жидкости.
• Требуется высокая скорость работы, поскольку отсутствие уплотнительной жидкости снижает сопротивление и трение на уплотняющих поверхностях.

Лучше ли мокрое уплотнение, чем сухое?

Влажное газовое уплотнение лучше подходит для герметизации газов под высоким давлением с жидкими загрязнителями, поскольку для смазки и охлаждения поверхностей уплотнения используется тонкая пленка масла.

Напротив, сухое газовое уплотнение лучше подходит для применений с чистым сухим газом, поскольку для разделения поверхностей уплотнения требуется небольшое количество чистого отфильтрованного газа.

Заключение

В заключение отметим, что как сухие газовые уплотнения, так и влажные газовые уплотнения имеют свои уникальные преимущества и ограничения в области уплотнений.

Выбор между ними зависит от таких факторов, как условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и экономическая эффективность.

Чтобы принять обоснованное решение в отношении ваших конкретных потребностей в уплотнениях, проконсультируйтесь с проверенными производителями уплотнений и экспертами отрасли.