针对山东神弛化工股份有限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,根据非接触式气膜密封工作原理,研制开发出了轻烃泵群用新型机械密封系统。本文针对原泵群用机械密封系统存在的不足,设计出新型的“接触式密封+非接触式气膜密封”相串联的新型机械密封结构及辅助系统;运用数值计算法,对螺旋槽气膜密封进行了稳态特性分析,揭示了变转速或变压力条件下密封稳态特性的变化规律;在此基础上,对开发设计的新型密封进行了实验室性能研究。结果表明,在变转速或变压力条件下,新型机械密封的密封性能优良、端面温升及摩擦功耗极低,而且气膜密封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。新型机械密封系统在现场的成功应用,表明该密封具有优良的密封性、可靠性、稳定性和经济性。本文对于解决炼油化工装置中轻烃泵群用机械密封存在泄漏严重、使用周期短等突出问题,具有重要的指导意义和工程应用价值。