卷帘型干式气柜的工业应用
2015/10/14 9:40:28 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
卷帘型干式气柜 ，亦称威金型气柜 (美 国WIGGINS公司技术)，上世纪八九十年代在美国广泛应用，至九十年代末作为成型的技术在我国得到应用 ，先是在钢铁企业应用于储备煤气，1998年洛 阳 石 化 建 造 了 国 内 石 化 企 业 的 第 一 台20000m。气柜 ，接着武汉石化 2001年、长岭炼化2004年相继建造 20000m。同型号气柜 ，用于储存瓦斯。作为炼厂瓦斯系统的主要设施 ，为各厂 的瓦斯回收利用起到了巨大作用。现就卷帘式气柜在石化系统的运行情况进行总结，为供气柜的选型、设计 、投运 、维护提供参考。
1 气柜结构及工作原理
1．1 结构组成
威金斯卷帘型干式气柜 ，是圆柱形钢制结构，主要 由柜壁 、柜顶 、活塞、密封卷帘组成 ，附属设施有 ：调平装 置、紧急放 散装置、柜容显示装 置等。20000m。气柜活塞分二级，一级是可活动升降的活塞本体，另一级是由活塞升降带动的T型围栏部分，所以整个活塞密封分二段，一段是柜壁与T围栏之间的密封 ，称 之为外密封 ，另一段是 T围栏与活塞本体之间的密封，称之为内密封。密封是用特制的橡胶膜构成的卷帘结构，内密封膜外端与 T围栏的下部钢板的内边缘连接，内端与活塞的外边缘连接；外密封膜的内端与 T围栏下部钢板外边缘连接 ，外端与柜壁连接 ，连接处均是用扁钢作压条螺栓紧固橡胶膜方式。
威金斯卷帘型干式气柜 ，是圆柱形钢制结构，主要 由柜壁 、柜顶 、活塞、密封卷帘组成 ，附属设施有 ：调平装 置、紧急放 散装置、柜容显示装 置等。20000m。气柜活塞分二级，一级是可活动升降的活塞本体，另一级是由活塞升降带动的T型围栏部分，所以整个活塞密封分二段，一段是柜壁与T围栏之间的密封 ，称 之为外密封 ，另一段是 T围栏与活塞本体之间的密封，称之为内密封。密封是用特制的橡胶膜构成的卷帘结构，内密封膜外端与 T围栏的下部钢板的内边缘连接，内端与活塞的外边缘连接；外密封膜的内端与 T围栏下部钢板外边缘连接 ，外端与柜壁连接 ，连接处均是用扁钢作压条螺栓紧固橡胶膜方式。
调平装置由配重、平衡重锤、钢丝绳、固定导向轮组成，水泥块配重放在活塞边缘配重槽内，用来调节活塞重力分布及柜内储气的压力：平衡重锤(共4个)均匀设置在气柜外侧的重锤导向槽内，另一端用钢丝绳连接固定于气柜内部活塞上，由导轮定向钢丝绳的运动，因此重锤随活塞的升降而运动，起固定活塞运动轨迹和平衡活塞受力作用。
紧急放散装置 由放散 阀、手动放散机构和自动放散机构组成，放散阀(共4个)分布在柜顶边缘外侧且高出柜顶 ，紧急情况下直接 向大气排放瓦斯 。
柜容显示装置分两套 ，一套是雷达柜位远传显示仪，另一套是现场柜容刻度指示仪。
1．2 工作原理
气柜在未进气前 ，活塞处在底板上 ，T型围栏停在专制 的台架上。正 常投运后 ，瓦斯 由柜壁下部进入气密空间，压力随气量进入不断上升 ，当活塞下部瓦斯压力达 到活塞升起压力值时 ，活塞就随瓦斯 的不 断进入 而上 升 ，当升 至一定高度 (活塞高度达到对应容积约二分之一 ，内膜拉伸到最大)，达到动作极 限，此时活塞底部挡板被上部 的T围栏挡板压着 ，活塞则带动 T围栏一起上升 ，直至进满气柜。若出现异常情况，活塞达到行程极限高度时 ，T围栏上部边缘处设 置的特制挡板接触放散阀机关 ，通过机械传动 自动打开放散 阀而后 瓦斯从柜顶放散 阀排放大气 以保护气柜。当柜内瓦斯输 出时，活塞和 T围栏发生与上升过程完全相反的动作 ，整个过程密封橡胶卷帘随活塞、T围栏的运动而卷动升降。
2 20000m 卷帘气柜的主要技术参数
20000m3卷帘气柜的主要技术参数见表 1。
3 威金型卷帘干式气柜的特点
目前国内在用气柜形式总体上分为湿式气柜和干式气柜。我国在上世纪七八十年代使用的基本都是湿式气柜 ，因其运行水耗量大、柜体易腐蚀、使用寿命短等缺点已被淘汰。取而代之的是干式气柜 ，干式气柜 型式又分为三种 ：稀油式 、干油式、卷帘式 ，其 区别在于活塞的密封形式上 。
3．1 干气气柜比较
稀油式干式气柜 ，亦称 MAN型(原西德 MAN公司技术)，它的密封形式是以稀油循环作为活塞的密封形式 ，在活塞与柜壁的密封槽 中灌 以能流动的、中等粘度的密封稀油，活塞移动时有少部分油透过密封流淌沿柜壁流至下部柜体油槽 内，再经过油水分离器用 泵将油打上柜顶 ，稀 油如此循环利用 。此型式气柜技术上较容易掌握 ，故九十年代在我国应用较广，如中石化的济南炼化、镇海石化均建 造 了 20000m 此型式 气柜。该 型式气柜有显著的缺点，使用期间需要常年连续的油泵运行，维护工作量大，稀油耗量大，运行成本高。
干油式气柜，亦称可隆型(原西德 KLONNE公司技术 )，这种型式气 柜主要特点是 活塞部分所用的密封油是相对干 的润滑脂而不是稀油 ，故称干油式。因其活塞密封制作较复杂，技术难以掌握，以及使用期间密封脂注入更换频繁，维护工作量大等不利因素，该型式气柜在我国尚无应用的报道。
稀油式、干油式气柜有着共同的缺点，活塞与柜壁之间的密封是滑动 的活动密封 ，制作上难 以保证柜体、活塞百分之百的圆度，所以气柜运行过程难免有少部分瓦斯透过密封泄露进入活塞上部空间，作为易燃易爆的瓦斯积聚在活塞上部空间始终是对安全的潜在威胁。
3．2 卷帘式气柜优点
与稀油式 、干油式相比较 ，卷帘式气柜有以下显著的优点 ：
(1)卷帘式气柜 的密封相对 固定 ，即卷帘橡胶膜是用扁钢螺栓 固定在柜壁、T围栏、活塞上 ，克服了稀油、干油式密封活动密封的缺点 ，能保证密封的严密性 ；
(2)气柜结 构简单 ，技术 容易 掌握 ，制作方便，工程量相对较小，造价费用低；
(3)操作工作量小，气柜运行活塞的高高限、低低限均实现了与进 出口蝶阀连锁计算机控制 自动开关 ，正常情况下 ，操作人员只需定期(一月一次)对气柜底部积液排液操作以及对气柜的例行巡检 ，而基本没有其它操作工作任务 ；
(4)维护工作 量小、运行 成本小 ，正 常情况下 ，按维护规程 ，每季度对气柜各活动导轮加润滑油脂一次，操作人员再没有其它维护工作量，气柜运行不需要其它材料 和能量消耗 ，所 以运行成本非常小 ；
(5)气柜使用寿命长，使用寿命可达 3O年。
3．2 卷帘式气柜缺点
(1)密封卷帘是橡胶制品 ，是气柜 的关键部件 ，易受储存瓦斯含硫 、氢气 、蒸汽等成分影响，卷帘橡胶膜硫化、氢析、受热 、年久老化 ，以及安装和本身制作质量问题 ，一旦橡胶膜破裂 ，出现瓦斯大量泄露现象 ，危及周边安全 ；
(2)气柜停用检修处理麻烦，由于气柜内有密封橡胶膜，用蒸汽吹扫将损伤橡胶膜，若不用蒸汽吹扫柜底部积存 的油污无法处理干净 ；
(3)气柜检修 ，施工准备工作量大 ，柜内检修施工困难 ，完工恢复还须试运行 ，检修工期长。威金斯卷帘型干式气柜有着其它型式气柜无可比拟的优点，技术已经相当成熟，所以目前作为最先进 的型式 ，取代 了其它型式 ，在我 国钢铁 、石化行业广泛应用。
(2)气柜停用检修处理麻烦，由于气柜内有密封橡胶膜，用蒸汽吹扫将损伤橡胶膜，若不用蒸汽吹扫柜底部积存 的油污无法处理干净 ；
(3)气柜检修 ，施工准备工作量大 ，柜内检修施工困难 ，完工恢复还须试运行 ，检修工期长。威金斯卷帘型干式气柜有着其它型式气柜无可比拟的优点，技术已经相当成熟，所以目前作为最先进 的型式 ，取代 了其它型式 ，在我 国钢铁 、石化行业广泛应用。
4 运行状况及出现的问题
洛阳石化 20000m 卷帘型干式气柜建 成投用于 1998年 ，运行至今 ，总体状况还好 ，没有出现大的故障，但在投用初期就发现气柜活塞上部空间瓦斯味较大 ，存在瓦斯泄露现象，原因是卷帘橡胶膜紧固密封处安装问题致使密封不严、安装不到位而导致的瓦斯渗漏。而后在 2000年至 2005年间两次出现柜内密封明显泄漏情况 ，停运 后检查 ，一次是卷帘橡胶膜重叠连接处脱胶 ，一次是橡胶膜破裂 ，两次均以粘补处理。
长岭炼化 20000m 卷帘型干式气柜是在总结洛阳石化和武汉石化建造气柜的设计、施工成功经验基础上于 2004年 8月建成投运 ，该气柜从外观上看制做非常精 良，而且对易腐蚀受损部件如导轮、钢丝绳采用不锈钢材质 ，但气柜仅运行半年就发生了卷帘橡胶膜破裂现象 ，而被迫停用更换。分析原因是长炼瓦斯未经过脱硫 ，H：S含量高而对橡胶硫化损伤 ，且橡胶膜本身制作也存在质量问题 。卷帘橡胶膜更换后运行状况 良好 。
武汉石化气柜于 2001年 12月建成投用以来，运行状况一直良好，没有出现大的故障。在此期间，打开柜壁侧门闻不到瓦斯气味，说明卷帘密封性非常好 ，检查卷帘橡胶膜 ，未发现异常损伤变化。但也出现过一些小的问题 ，如：活塞上安装的可燃气体报警仪曾 2次失灵 ；气柜顶部一个平衡装置钢丝绳导轮轴 承损坏 ，这些问题都及时发现及时得到处理 。2006年 9月，发现气柜内瓦斯含量突然增高 ，在 2007年 2月气柜停 运检查 ，原因是橡胶膜重叠连接处约有 40mm脱胶所致 ，并进行处理。另外气柜所处位置周边是火炬和硫磺装置烟 囱，平时受排放 出的 SO：对等腐 蚀性气体影响较大，以及建造施工刷漆时除锈不彻底 ，致使柜体油漆脱落严重 ，投用 至今 曾 2次进行 了刷漆处理 。但总体来说 3台气柜中武汉石化气柜运行状况最好 。
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