曼型稀油密封干式气柜在炼厂气回收中存在的问题与建议
2015/11/10 9:43:58 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
20世 纪 8O年代 ，国内钢铁行 业首先引进国外曼型稀油密封干式气柜技术用于煤气储存获得成功 。1997年开始 ，镇海炼化将曼型干式气柜技 术应用于炼厂气回收系统，建造 了一台20000m 稀油密封型干式气柜，2002年 ，新的30000m干式气柜建成投用。作为一项重要的环保和节能项 目，干式气柜的建设投用，使公司的瓦斯尾 气回收储存能力提高，有效地增强了回收系统的抗冲击能力，减少了炼油损耗 ，带来 可观 的经济效益和社会效益。
1 干式 气柜介 绍
气柜作为可燃气体回收 系统中的大型储气设备，其主要作用是将装置正常生产时排放的尾气收集起来，以便采用不同的方式回收和利用；同时在装置非正常运行时，由于一次性排放的可燃气体量较大，气柜可以起到缓冲的作用，使火炬对排放 气的处理时间延长。各主要装置排放的低压瓦斯 气通过 系统管网送入 气柜 ，缓 冲后 经压缩机加压 ，送入 全厂 的 高压 瓦斯 系统作为部分装置的燃料 。
干式气柜结构类似于内浮顶罐 ，主要由柜壁和活塞两部分组成。随系统来的气量和用气量的变化 ，气柜的活塞也随之升降。活塞一直上浮在瓦斯之上 ，气柜壁与活塞之间用密封油进行密封。气柜的压力是恒定的，温度为常温。干式气柜的活塞油槽及密封机构是决定气柜能否长周期安全运行的关键部件 ，其密封机构、密封油的物理及化学状态对气柜的安全平稳运行有着重要的意义。
活塞密封机构由弹簧压紧机构、隔舱 密封装置、帆布密封及悬挂装置、滑板牵引装置和活塞油槽排水装置等组成 ，形成一个弹性的密封环。它通过弹簧压紧机构将活塞周边密封油舱 中的主帆布及其中的圆木顶靠在滑板上 ，并使滑板与柜体侧板之间保持较小间隙，形成密封油膜，达到密封效果。油槽 内密封 油一般 为柜 内燃气压力的 1．3倍 ～2倍 。密封机构见图 1。
气柜作为可燃气体回收 系统中的大型储气设备，其主要作用是将装置正常生产时排放的尾气收集起来，以便采用不同的方式回收和利用；同时在装置非正常运行时，由于一次性排放的可燃气体量较大，气柜可以起到缓冲的作用，使火炬对排放 气的处理时间延长。各主要装置排放的低压瓦斯 气通过 系统管网送入 气柜 ，缓 冲后 经压缩机加压 ，送入 全厂 的 高压 瓦斯 系统作为部分装置的燃料 。
干式气柜结构类似于内浮顶罐 ，主要由柜壁和活塞两部分组成。随系统来的气量和用气量的变化 ，气柜的活塞也随之升降。活塞一直上浮在瓦斯之上 ，气柜壁与活塞之间用密封油进行密封。气柜的压力是恒定的，温度为常温。干式气柜的活塞油槽及密封机构是决定气柜能否长周期安全运行的关键部件 ，其密封机构、密封油的物理及化学状态对气柜的安全平稳运行有着重要的意义。
活塞密封机构由弹簧压紧机构、隔舱 密封装置、帆布密封及悬挂装置、滑板牵引装置和活塞油槽排水装置等组成 ，形成一个弹性的密封环。它通过弹簧压紧机构将活塞周边密封油舱 中的主帆布及其中的圆木顶靠在滑板上 ，并使滑板与柜体侧板之间保持较小间隙，形成密封油膜，达到密封效果。油槽 内密封 油一般 为柜 内燃气压力的 1．3倍 ～2倍 。密封机构见图 1。
2 炼厂气对干式气柜运行的影响干式气柜原本设计应用于钢 厂和 煤气行业用来储存煤气 ，其结构均根据煤气的特性来设计。 由于炼油低压瓦斯介质的特殊性 ，其中 C。以上的烃类和 H：S成分 易溶于密封油中 ，导致密封油的闪点急剧 降低 ，造成密封油粘度下降和金属腐蚀加剧 ，密封油质量恶化，长期使用影响密封性能，造成瓦斯泄漏，带来安全隐患。
目前镇海炼化公司气柜储存的低压瓦斯气主要来自延迟焦化、重油催化和催化裂化装置，含有 H：、轻烃和 H：O等气体组分。
干式气柜采用的密封油一般是 以深度精制的基础油，加入抗氧、防锈及降凝等添加荆调和而成。其质量指标 (设计指标)见表 1(下页)。
镇 海炼化 30ooom 气柜从 2002年 8月投 用 ，运行 一年半 后 ，气柜 密封 油 的质 量 指标 为 ：20~12密度 879．0kg／m 、50oC运动 粘 度 34．32nan'l／s、闪 点 (开 口 ) 88℃ (闪 蒸 后 )、 硫 含 量O．7345％ 、 酸 值 O．22mgKOH／g。
通过对 密封 油结果分析 ，可以得出如下结论t
(1)因为炼厂气中的烃类和 HS溶解于密封油中 ，致使 气柜 密封 油的 闪点迅速下降，不仅影响气柜密封性能，而且带来了严重的安全隐患，对正常的活塞顶检查带来较大的风险，因此只能依靠频繁更换密封油来维持正常的运行。
(1)因为炼厂气中的烃类和 HS溶解于密封油中 ，致使 气柜 密封 油的 闪点迅速下降，不仅影响气柜密封性能，而且带来了严重的安全隐患，对正常的活塞顶检查带来较大的风险，因此只能依靠频繁更换密封油来维持正常的运行。
(2)导致密封油粘度降低，使密封油膜厚度 变薄，密封效果差，气体从滑板与柜壁处泄漏；同时密封油从柜壁板流下时容易飘散 ，使活塞上、下方的油液飞溅加剧 ，导致密封油异常损耗加大。
(3)加快了对金属构件的腐蚀 ，纯密封 油中溶解的硫化物对钢材的腐蚀影响不大，但在干式气柜设计中，为保持密封油的流动性以及便于油内水份分 离和油垢的沉淀 ，在 气柜底部油沟中保持 380arm左右的水层 ，再加上介质溶于油中的水分，形成 了H S—CO 一H 0电化学腐蚀 ，对管道、柜壁、弹簧压紧机构等金属部件造成严重腐蚀。腐蚀物首先导致密封油抗乳化性能降低 ，进一步导致密封油中含水量增大。其次腐蚀物有相 当一部分通过密封油循环进入 活塞油槽 ，沉积在帆布兜和弹簧套筒之 中。另外 ，水进入密封帆布兜 中后 ，积水不会从帆布下渗出进入底部油沟 (事实上浸油帆布的渗透性非常差)，弹簧和套筒几乎全在含硫污水中，弹簧腐蚀厉 害。如此恶性循环，弹簧压紧机构中的弹簧和套筒之间被腐蚀物填死 ，使弹簧丧失弹性：无法发挥压紧滑板的效能。再加上滑板上部的牵引机构的销被腐蚀 ，会使压块移位 ，起不到平衡作用，导致密封机构失效。我公司原有 20ooom 的气柜 已多次出现过这样的情况，到运行后期几乎所有的弹簧都已锈蚀卡死。
受上述几个条件的综合影响，在气柜运行后期 ，气柜的运行工况 日益恶化 ，最终使油封 建立不起来 ，同时因活塞各 油槽 的油 量不 同，致使 活塞 失去 平衡 ，造 成 活塞 偏 转 ，各 个导轮 受力不 匀，时 同一长 ，容易引起卡滞或偏转现象。在活塞上下运行时，导轮和防回转装置与立柱发生摩擦、碰撞 ，发出声响 ，严重影响到设备的安全运行 。
3 曼型气柜设计、操作管理 中应注意的几个问题
考虑到炼油低压气的特殊性 ，决定了干式气柜的结构设计和操作运行管理上必须满足其特殊的要求，保证干式气柜用于炼油厂储存低压瓦斯气的可靠性。
(1)通过分析密封油闪点和粘度降低的原因，一般 密封油的基础成分具有较好的热稳定性，将其加热使水分和低沸点溶解物蒸发 出去是一个有效途径。因此稀油密封型干式气柜在储存厂气条件下，必须增设密封油闪蒸工艺装置处理稀 油的闪点、粘度降低等问题 ，我公司在 2002年新增一套闪蒸装置，并取得 了一定成效，一般能提高闪点 35℃ ～5O℃。
(2)对于活塞上密封 油飞溅问题 ，在满足供 油量的基础上 ，尽 量减少供 油量。活塞上飞溅的密封油应及时进行回收，减少异常损耗，至于活塞下飞溅问题 ，在煤气柜中也可以通过回收来解决。但因炼厂气带凝析油，特别在生产装置非正常时更严重，如回收将严重影响密封油性质，因此只能通过定期加油来解决 。
考虑到炼油低压气的特殊性 ，决定了干式气柜的结构设计和操作运行管理上必须满足其特殊的要求，保证干式气柜用于炼油厂储存低压瓦斯气的可靠性。
(1)通过分析密封油闪点和粘度降低的原因，一般 密封油的基础成分具有较好的热稳定性，将其加热使水分和低沸点溶解物蒸发 出去是一个有效途径。因此稀油密封型干式气柜在储存厂气条件下，必须增设密封油闪蒸工艺装置处理稀 油的闪点、粘度降低等问题 ，我公司在 2002年新增一套闪蒸装置，并取得 了一定成效，一般能提高闪点 35℃ ～5O℃。
(2)对于活塞上密封 油飞溅问题 ，在满足供 油量的基础上 ，尽 量减少供 油量。活塞上飞溅的密封油应及时进行回收，减少异常损耗，至于活塞下飞溅问题 ，在煤气柜中也可以通过回收来解决。但因炼厂气带凝析油，特别在生产装置非正常时更严重，如回收将严重影响密封油性质，因此只能通过定期加油来解决 。
(3)对 于介质 中硫化物 的腐蚀 ，首先采 取 闪蒸措施 脱硫 ，以免腐 蚀设 备 。其 次在 活 塞上 增设 沉淀油箱和过滤设施，减少油垢在帆布中的沉淀，并定期对帆布 内积水进行分离。同时针对介质为炼厂气的情况，应考虑对弹簧套筒结构、材质或外镀的方法进行改进 (对于煤气柜，一般为镀锌或镀铬 )，以提高防腐蚀性 能 ，减 少油垢在套 筒 内沉积 。
(4)要 高度重视活塞油槽液位的控制，一般煤气柜中活塞油槽的液位是依靠油箱的液位来启动密封油泵进行调节，在炼油尾 气回收 中，由于密封油异常损耗加大，无法确保运行所需的正常液位 ，需要通过仪表联锁来解决。在 30000m 气柜设计中，在活塞油槽增设 了高低液位报警 系统，当活塞油槽 出现低液位报警时，开密封油泵补充密封油，以满足气柜的安全运行。
(5)加强气柜运行过程中的日常检查，在条件允许的情况下，建议要经常到活塞顶进行检查，观察防回转装置与柱面的问隙，活塞的倾斜、导轮的偏移和润滑情况，活塞油槽中油位的变化等。一般每天查看活塞的运行情况，每二周到活塞上检查，并及 时调整导轮的间隙。同时要加强柜区巡检，做好泵站油水分 离工作 ，记 录好 油泵运行 时间和启动 次数 。 日常 的活塞 密封机 构的状 态可以通过每 天油泵起动 次数来确认。如油泵运行时间稳定，则活塞密封机构也基本完好；如油泵运行异常，则要及时进行检查确认 ，采取必要的措施 。
(4)要 高度重视活塞油槽液位的控制，一般煤气柜中活塞油槽的液位是依靠油箱的液位来启动密封油泵进行调节，在炼油尾 气回收 中，由于密封油异常损耗加大，无法确保运行所需的正常液位 ，需要通过仪表联锁来解决。在 30000m 气柜设计中，在活塞油槽增设 了高低液位报警 系统，当活塞油槽 出现低液位报警时，开密封油泵补充密封油，以满足气柜的安全运行。
(5)加强气柜运行过程中的日常检查，在条件允许的情况下，建议要经常到活塞顶进行检查，观察防回转装置与柱面的问隙，活塞的倾斜、导轮的偏移和润滑情况，活塞油槽中油位的变化等。一般每天查看活塞的运行情况，每二周到活塞上检查，并及 时调整导轮的间隙。同时要加强柜区巡检，做好泵站油水分 离工作 ，记 录好 油泵运行 时间和启动 次数 。 日常 的活塞 密封机 构的状 态可以通过每 天油泵起动 次数来确认。如油泵运行时间稳定，则活塞密封机构也基本完好；如油泵运行异常，则要及时进行检查确认 ，采取必要的措施 。
宁波地区夏季平均气温是 29℃ ，每天每 台油泵运行 48次 一72次，每次运行 8min～lOmin基本属 于
正常；冬季平均气温是 O℃，每天每台油泵运行 36次 一6O次，每次运行 15min一20min基本属于正常。
(6)严格按 要求选择 密封 油 ，炼油厂 气对 闪点造成 的危 害是 影响安全 生产 的重要 因素之 一。 因此 ，矿物型密封油不是炼厂气理想的密封材料 ，只能通过密切监测、缩短换油周期和在线再生来保证安全生产 。密封 油的成份不 同，质量就 不同 ，影响程度 也就 不 同，因此从 理论上 可以探 寻一种既 能满足 密封 油的要求，又受炼厂气组分影响较小的密封油。尽可能选用直馏组分调舍的密封油来延缓氧化变质。
(7)做好设 备本体的防腐蚀措 施 ，特 别是 气柜底部 油槽 和 油水 分 离器 内壁及 内构 件上 ，按底 面处理，环氧、煤、沥青、玻璃鳞片底漆 2道，环氧、煤、沥青、玻璃鳞片面漆 2道 工序进行施工，减少油品与金属 的接触 ，延 长密封 油的使 用周期 。经过这几年来对曼型干式气柜的使 用、管理 ，对在炼油干气回收 中使用干式气柜取得一定的成功经验。但仍需要进一步分析炼油尾 气对密封油影响程度 ，进而研 究出了可行的消除影响的方法，为干式气柜密封油的选择与再生装置的设计提供可靠的技术参数 ，确保干式气柜能够安全、稳定运行。
正常；冬季平均气温是 O℃，每天每台油泵运行 36次 一6O次，每次运行 15min一20min基本属于正常。
(6)严格按 要求选择 密封 油 ，炼油厂 气对 闪点造成 的危 害是 影响安全 生产 的重要 因素之 一。 因此 ，矿物型密封油不是炼厂气理想的密封材料 ，只能通过密切监测、缩短换油周期和在线再生来保证安全生产 。密封 油的成份不 同，质量就 不同 ，影响程度 也就 不 同，因此从 理论上 可以探 寻一种既 能满足 密封 油的要求，又受炼厂气组分影响较小的密封油。尽可能选用直馏组分调舍的密封油来延缓氧化变质。
(7)做好设 备本体的防腐蚀措 施 ，特 别是 气柜底部 油槽 和 油水 分 离器 内壁及 内构 件上 ，按底 面处理，环氧、煤、沥青、玻璃鳞片底漆 2道，环氧、煤、沥青、玻璃鳞片面漆 2道 工序进行施工，减少油品与金属 的接触 ，延 长密封 油的使 用周期 。经过这几年来对曼型干式气柜的使 用、管理 ，对在炼油干气回收 中使用干式气柜取得一定的成功经验。但仍需要进一步分析炼油尾 气对密封油影响程度 ，进而研 究出了可行的消除影响的方法，为干式气柜密封油的选择与再生装置的设计提供可靠的技术参数 ，确保干式气柜能够安全、稳定运行。
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