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优化设计确保干式气柜安全运行

2015/11/30 9:43:49      点击: 文章来源:www.jshhcc.com
1 概述
       火炬及瓦斯 气放 空 系统是 炼油 厂 、石 油化 工企业的重要 安全 环保 设施 ,如果 不妥 善管理 并 加以利用,不仅会 对环境造成污染 ,还会影 响安全 生产 。克拉玛 依石 化 公 司原 有两 套 火炬 系统 ,3台瓦斯 回收压缩 机,共 同构成全厂瓦斯气 回收系统。由于该系统无 有效缓冲 、调节设备即气柜 ,加之压缩机 回收 能力 不足 ,致 使每 年 约 150kt瓦斯气法回收而燃烧排放 ,不仅严重影响 厂区及市区的大气环境 ,而且增加 了炼 油加工 能耗 ,影 响公 司经济效益 。正是这 种背景下,公 司经过分 析和调研,决定对现有瓦斯气回收系统进行改造,增设 一座2万m3干式气柜 及相应 瓦斯气压缩机,以达到“熄灭”火炬 、降低 能耗 、减 少污染的 目的 。干式气柜 普遍 应用 于钢 铁 企业 储存煤 气 ,相对于炼油 企业普 遍使 用 的湿式 气柜 而言 ,二者工作原理相似 ,都 是利 用 活塞 的上 下移 动改变 柜体容积 来储 存或排 出气体 ;而 两者 的根 本 区别就 在于密封方式 的不 同,从 而导 致结构上和运行方式上的较大差异 。以炼 油企 业 普遍 采 用 的 2万 m容积 的干式气柜 为例 ,通 过 表 1可看 出与 湿式 气柜 不同的特点 :

干式气柜与湿式气柜的特点

       由表1可看 出,相对于湿式气柜而言,干式气柜具有吞吐量大 、运行费用低 、寿命长等 诸多优点 ,由于气柜是炼 油 企业 瓦斯 气 回收系统中的关键设备 ,前者的特 点 从很 大程 度上 弥补 了湿 式气柜 的不足 ,因此得到越 来越多的炼油企业 的关注 
2 干式气柜在炼油企 业的应用情况
       目前国内外常用的低压干式气柜有三种 .即稀油密封式 、干油密封式 、布 帘密封式,其中稀油密封式由于技术 上较 容 易掌 握,国 内绝大 多数钢铁 、炼 油企业均采用该型 式气柜 ,该型式 气柜 亦称MAN 型 ,此气柜 为多边形 ,它采取 以稀油 循环作为活 塞密封 的方 式 ,在 活塞 的周边 设 置了 二整套弹簧 、滑板等 密封 机构 ,在 密封 油槽 中,灌以能流动 的、中等粘度 的、耐寒 的密封 油,活塞移动 时,有小部分油通过 密封 机构 漏 下去 ,流 至下 部柜体 油槽,再 流 至油水分 离器 ,将 水分 离 出来,然后用 油泵将密封油打 上柜顶 ,如此循 环使用 。国内最先采用 干式气柜的石化企业是 济南炼油 厂,该 厂 于 1987年 投 资 360万元 建 造 了 2m3稀油 密封 干式 气柜 及 压缩 机 系统 。随后 陆续有镇 海 、茂 名、燕 山、大庆 、洛 阳 、乌石 化等 石化企业相继建 成 并投 用 了 2万 m3干 式气 柜,气 柜 的建成均给这些企业 创造 了 良好的经济效益 和社 会效益。随着干 式气柜 的逐 步推 广 ,气柜 密 封油 的循环使用 问题成 为影 响其在石化企业进 一步普 及的最大障碍 。主要原 因是 密封油是 以炼 油厂所 产润滑油组份油 为基础 油,加 入抗 氧防 锈和 降凝 等添加剂调和而成 的气柜 专 用密 封油 (技术 要求如表 2)。密 封 油在 密封 机构 运行 过 程 中 与柜 内的低压 瓦斯 气 相接 触 ,瓦斯 气 中 含有 的重组 分 ,C3和 G 以上的组分 可溶于密封油 中,致使 密封油 闪点 、粘 度 下降,影 响其质量 及 密封效果 ,同时在 密封油循环过程 中,将瓦斯带入柜顶 ,使活塞上部 瓦斯浓度增加 ,给 操作人员带来危 险,增加 了生产中的不安全 因素 。

气柜技术指标
       针对这种情 况,一些 石化 企业 纷纷 采取 措 施消除不利 因素 ,主要表现在 以下两方 面 :
2.1 定 期更换密封油
       由于各石化 企业 瓦斯气 组份 存在 差 异,密封油闪点 、粘 度达 到使 用极 限值 (如表 2)的周期 也各 不相 同,有 几天 的,有 几星期 的,为 确保气柜 安全 、有效运行,一些企业采取定期更换 密封油的方式,即在密封油 的闪点、粘度 下降到 极限值之 前将气柜内的密封油全部更换,这 种方法 虽简单 、有效、但运行成本很高,更换一次 密封油 55t左 右,约 20万元 ,因此这种方法 目前仅有个别企业采用。

2.2 增设密封油闪蒸系统

        该方法是 以延长 密封 油使 用周 期 为前提 ,采用闪蒸工艺 ,将 密 封 油 的 闪点 、粘 度 控 制 在 安 全 使用 范 围 内 。该 工艺 简 单 说 就 是 在 密封 油 由泵送 入气柜顶部油箱 之前 ,先进入 闪蒸系统 ,将 油中所含的瓦斯组份分 离出来,使其 闪点、粘度提 高再进 入柜顶油箱 。该 方法 有于式气柜 的炼 油企业大多数都在采 用,但运行效果差 异较大。
3 干式气柜安全运行 的几 项措施
3.1 完善密封油 闪蒸系统
      目前 闪蒸系统存在主要 问题是 如何能保证连续运 行 ,密 封 油 循 环 泵 的 流 量 为 3.6t/h,这 也 是闪蒸 系统 的处理 能力 ,大 多数 时 间运行 流程 为油水分离器 油箱一油泵一 闪蒸 系统一 油水分离器油箱 ,其问根据油箱 油 位情 况 间断地 向柜顶 油 箱补油,此时流程变为 油水 分离 器油 箱一 油 泵一 闪蒸系统一柜顶 油箱一 沿柜 内壁流下一柜底 油沟一 油水分离 器 油箱 ,流 程如 图 1所示 。 由于 油水分离器油箱的油是从柜顶油箱经柜底油 沟而来,受 活塞密封机构泄油 量影响较大 ,若密封 效果好 ,则油箱回油量就少,当闪蒸 系统 向柜 顶送 油时,会因油箱油位低而无法连续运转 ,通过与 气柜设计单位协商及对操作状况的分析 ,决定增加一条 闪蒸系统至柜底油沟管 线,油 沟存 油量约 18t且液位 稳定,采取此项措 施可 增加 油箱 回油 量,提 高 密封 油 闪蒸 比率,确保气柜长周期安全运行。该方法经独 山子石化厂一年 多的验证 ,效果 良好,证明可行。
气柜设备安装图

3.2 配备完善的消防设施
       由于在现行的石化企业 防火设 计规范 中没有有关于式 气柜 消防的 明确规定 ,故 本气 柜消 防统设计参 照 《石 油 化工 企 业设 计 防火 规 范》中 的“工艺装置 的消 防用水量 ”有关规 定,结 合独 山子石化厂的实践 经验 和 当地 消 防管理 部 门的意 见 ,消防用水量 按 140L/s考 虑 ,气 柜 周 围均 布 2门SP40型 消防水炮(流量 40L/s射程大 于 55m)及 2具 SS150—16F型 消 火 栓 (流 量 30L/s)依 托 全 厂稳高压消 防给水 系统 ,水压 0.7~1.2MPa。本 消防系统设 计方 案 已在独 山子石化 实施 并通过 克拉玛依 消防局的审查验收,经 实际消 防演 习和检查 ,可 以对气柜本 体实施 有效 的 喷淋冷 却 ,保 护情况良好 。
3.3 气柜活塞上部设置强制通 风系统
      气柜 活塞上部原 设计 有通 风 帽,采用 自然 通风方式 ,由于密封 油在循 环 过程 中带 入柜顶 的 瓦斯组份较重而 沉积 于柜顶 空 间下 部,自然 通风 无法排 出,致使瓦斯浓度增加 ,影响操作 人员的身心健康和安 全。鉴于此 ,根据气柜 结构特 点,一些企业采取强制通风措 施 ,大 致两 种方 式 :(1)在 柜顶增设轴流风机 ,设 6根 DN100吸风管伸至 柜顶 空间下部 ,将 瓦斯气排 出;(2)在气柜 外 壁 自上 而 下均布 4根 0.8m×0.6m 矩 形风道 ,上部风道 接至柜顶空 间下部 ,下部风道接 至地 面鼓 风机 ,通过鼓风机将瓦斯气置换出去。
3.4 气 柜结构设计及施工方 面气柜本体结 构设 计也 在不 断完 善。本气 柜在总结其它企业 使用经 验 的基础 上,又进 行部 分改进 ,即 在 柜顶 原 有 2组 油 箱 基 础 上再 增 加 2组 ,同时增大柜 内溅油板 面积 ,此 举 可基 本 消除“飘 油”现象,使密封 油全部落入活塞油槽 中,减少损耗 。另外气柜 的施工 质量也非常重要 ,在垂 直度、侧板 制造安装 、密封 机构 安装调 试 等方面 均 有严格规定和要求 ,这就 要求 在施 工 中加强管 理 和检查,确保气柜施 工质量。
4 结束语
      综上所述,气 柜能 否安 全运 行取决 于 多方 面因素,也正是 由于气 柜在 使用 上 出现的一 些 问题才促使 我们不断去摸索 、完善 ,虽然 目前干式气 柜在应用上取得 一些 经验 ,但作为新生事物要在石化行业推 广还有很 多工作需要我 们去做 。-----------------------本文由气柜设备安装(http://www.jshhcc.com)公司整理发布,如需转载请注明!