天然气管线压缩机干气密封具有轴径大、压力高、频繁启停等特点,国产化研制难度较大。介绍了国产化研制过程中的端面流场、摩擦副温度场及热力变形理论分析,关键结构设计与选材,性能测试试验程序与结果,现场应用等方面,研制的产品能够满足现场工况要求,达到了预期效果。同时给出了该类压缩机干气密封的结构型式、槽型数据、泄漏量标准、主要结构细节等关键信息,为其他管线压缩机干气密封的研制工作提供了一些参考。

为研究密封端面形貌变化和润滑流体的剪切稀化特性对螺旋槽液膜密封稳态特性的影响基于幂律模型,建立考虑润滑流体的剪切稀化特性、密封端面径向锥度和周向波度的螺旋槽液膜密封稳态特性数学模型,利用有限差分法求解稳态雷诺方程,分析径向锥度和周向波度对剪切稀化流体液膜密封稳态特性的影响规律。结果表明:当锥度增大时,液膜密封开启力减小、泄漏量增大、摩擦扭矩减小,润滑流体的剪切稀化特性可以明显地减小密封端面开启力和泄漏量,稍微增大摩擦扭矩;当波数增大时,液膜密封开启力增大、泄漏量小幅减小、摩擦扭矩增大;当波幅增大时,液膜密封开启力增大、泄漏量小幅增大、摩擦扭矩明显减小;波度对剪切稀化流体液膜密封稳态特性的影响程度要稍弱于对牛顿流体的影响,但整体趋势保持一致。