卷帘密封型干式气柜在炼油企业中的应用
2015/10/23 11:08:59 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
气柜主要用于回收、储存各生产装置排放 的低压燃料气 。 气柜和压缩 机组成 的低压燃料气 回收系统可 以调 节全 厂 燃 料系 统 压力 平 衡，减少 能源损失。 气柜分为湿式气 柜和干式气 柜两种。 湿式气柜采用水槽密封，不但 要用水，而且冬季 防冻防凝需要消耗蒸汽。 干式气柜用润滑油、润滑脂或橡胶膜密封，使用寿命长。 目前，干式气柜已广泛用于钢铁和煤气行 业． 干式气柜 比湿式气柜 占地面积小，基础费用低，组装精度高，升降速度快，吞吐量大。 由于干式气柜性能优越、结构合理 使 用寿命长，操作维护简便，近些年干式气柜逐渐被炼油企业所采用．
干式气柜是依靠活塞上下移动改变柜体容积来储存气体的设备，目前 国内外常用的干式气柜有 3种 ：
(1)稀油密封型干式气柜：亦称 MAN(原西德MAN公 司专利，现该专利 已到期 )。 此气柜主要特点是采用稀油循 环进行 密封。 这种气柜技术较易掌握，目前国内有济南 镇海 、大 连、广州、乌石化等炼油企业采用这种气柜储存低燃料气 。这种气柜结构复杂，附属设备多。 并且有其 自身的缺点：稀油吸收低压=啭!}料气 中 C 以上组分，闪点、粘度逐渐降低 ，需定期更换密封油，这样不但增加操作费用 ，而且还存在不安全生产 因素。
(1)稀油密封型干式气柜：亦称 MAN(原西德MAN公 司专利，现该专利 已到期 )。 此气柜主要特点是采用稀油循 环进行 密封。 这种气柜技术较易掌握，目前国内有济南 镇海 、大 连、广州、乌石化等炼油企业采用这种气柜储存低燃料气 。这种气柜结构复杂，附属设备多。 并且有其 自身的缺点：稀油吸收低压=啭!}料气 中 C 以上组分，闪点、粘度逐渐降低 ，需定期更换密封油，这样不但增加操作费用 ，而且还存在不安全生产 因素。
(2)干油密封型干式气柜 ：亦称可隆型 (西德~LONNE公 司专利，迄今有效)。 这种 气柜 的主要特点是活塞部分采用润滑脂 进行 密封 。 一般用作大型煤气柜，在 国内尚无应用。
(3)卷帘密封型干式气柜：亦称威金 斯 型 (美国wIC~ INS公司专利，迄今有效)．其密封形成 主要是 柜体 侧板 上端 与活塞 之间 用橡 胶 密封 膜 连接，在活塞上 下移动 时密封橡胶膜 随之卷起或放开。 密封膜应具有耐久性、气密性、弹性和一定强度，且能适应较广泛的温度范围 (一20～ 80℃ )．其结构 基础都 比较 简单 ，操作 维修 费用也较小 ，一般用作大、中型煤气柜。 在本溪钢铁 厂、首钢等制造投用，使用效果 良好。 目前在 国 内炼 油行 业中 尚无使用经验。
卷帘密封型干式气柜与稀油密封型气柜相 比具有以下特点：
(1)附属设备少，结构、基础都比较 简单，加工制造 比稀油密封型干式气 柜简单。
(2)吞 吐量大，由于 密封材 料采 用柔 性 密封膜，活塞升 降不受密封配合 的时 间 限制 而快 速升降，活塞速度可达 5m蛔jn以上。
(3)解决 了炼油厂低压 燃料气 组分 凝人 密封油，使之粘度、闪点睁低问题，适于在炼油行业中推广。
(4)节约能源和维护费用。 由于 不使 用稀油做密封，故不用设置密封油循环系统。 在侧板上开有用于 出入气 柜的人孔 门，不设置 电梯 和 吊 笼装置，降低了动力消耗，减少操作和维护费用。
(1)附属设备少，结构、基础都比较 简单，加工制造 比稀油密封型干式气 柜简单。
(2)吞 吐量大，由于 密封材 料采 用柔 性 密封膜，活塞升 降不受密封配合 的时 间 限制 而快 速升降，活塞速度可达 5m蛔jn以上。
(3)解决 了炼油厂低压 燃料气 组分 凝人 密封油，使之粘度、闪点睁低问题，适于在炼油行业中推广。
(4)节约能源和维护费用。 由于 不使 用稀油做密封，故不用设置密封油循环系统。 在侧板上开有用于 出入气 柜的人孔 门，不设置 电梯 和 吊 笼装置，降低了动力消耗，减少操作和维护费用。
结构、技术参数及工作原理
1 主要结构组成
气柜的柜体为一个容积可变的活塞式钢结构容器，由柜底、柜身、柜顶和活塞四大部分组成。 ’
(1)柜底部分：由底板和 T挡 板台架 等结 构组成，是全焊接钢结构，对焊缝有气密性要求 。
(4)活塞部分：由放射形布置的活塞支 架、活塞托槊、环形走道 以及 T形 挡板 支架和密封机 构等组 成 。
1 主要结构组成
气柜的柜体为一个容积可变的活塞式钢结构容器，由柜底、柜身、柜顶和活塞四大部分组成。 ’
(1)柜底部分：由底板和 T挡 板台架 等结 构组成，是全焊接钢结构，对焊缝有气密性要求 。
(2)柜身部 分：由 l8根柱子、19圈压制成形 的园弧侧板(其中下部 7圈侧板有气密性要求)、三层环形防风架、回廊走 道及梯 子组成，侧板上布置进风窗及进柜体活塞走道的安全门。 对柱及侧板 的制造和安装精度有一定要求。
(3)柜顶部分：由角钢组成的拱形网架、钢板压制成形 的屋面板、柜内平台等组成。 柜顶中心设采光用圆形 天窗及柜顶通道。(4)活塞部分：由放射形布置的活塞支 架、活塞托槊、环形走道 以及 T形 挡板 支架和密封机 构等组 成 。
2 技术参数
以洛阳石化 总厂新增的一台 20000r~13的卷帘密封气柜为例．说明气柜的技术参数。
(1)气柜型式：卷帘密封型；
(2)储存气体：低压燃料气；
(3)储气压力：一段 2．5kl'a(G)，二[~t3kPa(G)
(4)储气温度：0～ 60℃ ：
(5)活 塞行程 ：22500mm；
(6)密封段数：2段；
(7)柜体直径：34337mm；
(8)檐 口高度：28500mm；
(9)柜体总高：33800mm；
(10)底面积：928m~；
(11)立柱数：18根；
(12)侧板段数：19段；
(13)钢结构总重 ：560t。
干式气柜最初应用于钢铁和煤气行业来储存煤气，它的结构及附属设施都是根据煤气的特性来设计的。 而稀油密封型干式气柜 1989年以后才应 用于炼油企 业，卷帘密封型干式气柜刚开始在炼油企业使用．考 虑到炼 油企 业低 压 燃 料 气 与煤 气 组 分 不同，根据低压燃料气特性及以往炼油企业使用稀油密封型干式气柜的经验，做出以下方面 的改进：
以洛阳石化 总厂新增的一台 20000r~13的卷帘密封气柜为例．说明气柜的技术参数。
(1)气柜型式：卷帘密封型；
(2)储存气体：低压燃料气；
(3)储气压力：一段 2．5kl'a(G)，二[~t3kPa(G)
(4)储气温度：0～ 60℃ ：
(5)活 塞行程 ：22500mm；
(6)密封段数：2段；
(7)柜体直径：34337mm；
(8)檐 口高度：28500mm；
(9)柜体总高：33800mm；
(10)底面积：928m~；
(11)立柱数：18根；
(12)侧板段数：19段；
(13)钢结构总重 ：560t。
3 工作原理
在气柜内未储存气体时，活 塞座 落 在 底 板上，T型挡板座落在专门的支架上。 气柜逐渐进气时，活塞 开始上 升．内侧 密封橡 胶膜开 始 向上折皱，这时T形挡板及外侧密封橡胶膜都投 有任何 动作。 此时柜 内低压燃料气压力为 2．51a'a(G)。 气体不断进人 气柜 ，活塞上升至桁 架顶 部 碰T形 挡板上部架顶板时，内侧密封橡胶膜被 向上拉直，活塞已不能单独上升。 随着气体继续进人，活塞与 T形挡板将 同时上 升，柜内气体压力 也 由 2．5kPa(G)增至 3kPa(G)． 这时外 侧密封橡胶膜开 始 向上折皱，当活塞及 T形挡板上升到 最高位置 时，外 侧密封膜也被向上拉直，气柜就达到了最大储气量 (见图 1)。
改进措施及注意 问题在气柜内未储存气体时，活 塞座 落 在 底 板上，T型挡板座落在专门的支架上。 气柜逐渐进气时，活塞 开始上 升．内侧 密封橡 胶膜开 始 向上折皱，这时T形挡板及外侧密封橡胶膜都投 有任何 动作。 此时柜 内低压燃料气压力为 2．51a'a(G)。 气体不断进人 气柜 ，活塞上升至桁 架顶 部 碰T形 挡板上部架顶板时，内侧密封橡胶膜被 向上拉直，活塞已不能单独上升。 随着气体继续进人，活塞与 T形挡板将 同时上 升，柜内气体压力 也 由 2．5kPa(G)增至 3kPa(G)． 这时外 侧密封橡胶膜开 始 向上折皱，当活塞及 T形挡板上升到 最高位置 时，外 侧密封膜也被向上拉直，气柜就达到了最大储气量 (见图 1)。
干式气柜最初应用于钢铁和煤气行业来储存煤气，它的结构及附属设施都是根据煤气的特性来设计的。 而稀油密封型干式气柜 1989年以后才应 用于炼油企 业，卷帘密封型干式气柜刚开始在炼油企业使用．考 虑到炼 油企 业低 压 燃 料 气 与煤 气 组 分 不同，根据低压燃料气特性及以往炼油企业使用稀油密封型干式气柜的经验，做出以下方面 的改进：
1 设备布置
《石油化工设计 防火 规范》GB5o16o一92对干式气柜的防火间距没有规定。 根据《建筑设计防火规范》GBJ16—87(修订本 )规定 ，干式气柜间防 火间距 为相邻较大 罐直径 的 2／3。 这样 我们 就 确定气柜 防火 问距 不应 小于 相邻 较 大 直 径 的 2／3(即2／3×34．337=22．89m)。所以，希望《石油化工设计防火规范》在以后的修订 中，根据 目前炼油厂日趋采用干式气柜的情况增加关于干式气柜的防火间距的内容。
《石油化工设计 防火 规范》GB5o16o一92对干式气柜的防火间距没有规定。 根据《建筑设计防火规范》GBJ16—87(修订本 )规定 ，干式气柜间防 火间距 为相邻较大 罐直径 的 2／3。 这样 我们 就 确定气柜 防火 问距 不应 小于 相邻 较 大 直 径 的 2／3(即2／3×34．337=22．89m)。所以，希望《石油化工设计防火规范》在以后的修订 中，根据 目前炼油厂日趋采用干式气柜的情况增加关于干式气柜的防火间距的内容。
2 附属设施改进
气柜水封设施是在气柜进 出管与气柜相通 的地方设置 U 形管，用来解决气柜进出口阀门关闭不严的问题，用于柜外 管网动火或气 柜进行 气密 试验。 本次设计，气柜进出口采用双缸式气动带手动楔式闸阀，可以实现遥控、联锁和手动控制，控制灵括可靠． 因此取消气柜进 出口水封设施 。低压燃料气携 带少量凝缩油，在气柜底 部径 向开2个删的凝缩油排放口，凝缩油管线埋地敷设，引入原有凝缩油管网 。
气柜水封设施是在气柜进 出管与气柜相通 的地方设置 U 形管，用来解决气柜进出口阀门关闭不严的问题，用于柜外 管网动火或气 柜进行 气密 试验。 本次设计，气柜进出口采用双缸式气动带手动楔式闸阀，可以实现遥控、联锁和手动控制，控制灵括可靠． 因此取消气柜进 出口水封设施 。低压燃料气携 带少量凝缩油，在气柜底 部径 向开2个删的凝缩油排放口，凝缩油管线埋地敷设，引入原有凝缩油管网 。
3 自动控制及检测方面
设置两套柜容指示 器。 一套为机械式，用于现场指示。 另一套选用妙声力 (Milltmni~)超声物位测量系统． 可以对气柜高度进行检 测及显示报警控制。 当柜容达 80％ 时声光报警，9o％ 时声光报警并切断入 口阀。 气柜上部 的放散管相 当于储罐上的安全阀。 括塞超出极 限位置时，放散管排放燃料气保护设备。 火炬 回收系统压缩机为喷水螺杆
式压缩机，人口有停 机联锁 的防负压设施 ，气柜不设低位报警联锁控制 ．
设置两套柜容指示 器。 一套为机械式，用于现场指示。 另一套选用妙声力 (Milltmni~)超声物位测量系统． 可以对气柜高度进行检 测及显示报警控制。 当柜容达 80％ 时声光报警，9o％ 时声光报警并切断入 口阀。 气柜上部 的放散管相 当于储罐上的安全阀。 括塞超出极 限位置时，放散管排放燃料气保护设备。 火炬 回收系统压缩机为喷水螺杆
式压缩机，人口有停 机联锁 的防负压设施 ，气柜不设低位报警联锁控制 ．
煤气组分较 烃，而低压燃料气组分重，除含有h2 CO、甲烷 乙烷等轻组分外，还 含 有 G 以上成分。 为保证及时准确检测气柜泄漏，在气柜括塞上部、第一层平台和地面上沿周向布置 5个可燃气体报警器
4 消防
《石油化工设计 防火规范》中对气柜 的捎防水量没有明确 的规定，我们参照油罐的供水系统来确定消防水量。 由于干式气柜较高，是否采用固定水喷淋设施没有涉及。 根据我厂消防水压偏低的情况，我们也设有设置固定消防冷却水设施。
《石油化工设计 防火规范》中对气柜 的捎防水量没有明确 的规定，我们参照油罐的供水系统来确定消防水量。 由于干式气柜较高，是否采用固定水喷淋设施没有涉及。 根据我厂消防水压偏低的情况，我们也设有设置固定消防冷却水设施。
5 其它
卷帘式气柜密封系统及柜体结构复 杂，零件 繁多，标准要求高，对钢材材质，截面尺寸偏差 ，表 面质量等要求相 当严格，安装质量的好坏直接影响到使用性能。
密封橡胶膜是气柜的关键部件 ，与气柜的经济效益密切相关密封使用好坏完全取决于密封橡胶膜本身的质量及其安装质量 。目前，能源日趋紧张，降胝产品成本及减少环境枵染已成为企业增加经济效益和提 高市场竞争能力的主要手段。 为此石化集团公司要求尽早消灭火柜。 卷帘密封型干式气柜在可燃性气体回收中所具有性能优越、技术先进、操作维护费用较少及安全可靠等特点，适宜在石油化工企业 中推广．
卷帘式气柜密封系统及柜体结构复 杂，零件 繁多，标准要求高，对钢材材质，截面尺寸偏差 ，表 面质量等要求相 当严格，安装质量的好坏直接影响到使用性能。
密封橡胶膜是气柜的关键部件 ，与气柜的经济效益密切相关密封使用好坏完全取决于密封橡胶膜本身的质量及其安装质量 。目前，能源日趋紧张，降胝产品成本及减少环境枵染已成为企业增加经济效益和提 高市场竞争能力的主要手段。 为此石化集团公司要求尽早消灭火柜。 卷帘密封型干式气柜在可燃性气体回收中所具有性能优越、技术先进、操作维护费用较少及安全可靠等特点，适宜在石油化工企业 中推广．
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