卷帘型干式气柜的泄漏分析
2015/11/5 14:20:42 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
卷帘型干式气柜又称威金斯 型干式气柜，有密封严密 、结构简单 、操作灵活 、运行成本小以及使用寿命长等显著的优点，目前它作为最先进的气柜型式，逐步取代了其它型式，首先在我国钢铁行业广泛使用 ，2000年以来 ，在中国石化炼油厂逐步推广。中国石化股份有限公司沧州分公司于2004年5月建成投用了20000m3的气柜，为消灭火炬，回收瓦斯，提高经济效益取得 了明显 的效果 。现就卷 帘型干式 气柜运行 过程 中发生泄漏的处理情况进行分析，为气柜橡胶模的选型及气柜处理提供参考 。
1 气 柜结构及工作原理
1．1 基本 结构
20000m3卷帘型干式气柜主要由柜底板、柜壁 、柜 顶 板 、通风帽 、活塞 、活塞 围栏 、T围栏 、波形板 、内外橡胶密 封膜 、调平系统 、放散系统等组成 (见图 1)。20000m3气柜活塞分为两部分，一部分是可活动升降的活塞本体，T围栏与活塞本体之间进行密封 ，这部分橡胶模称为内密封橡胶模 ；另一 部分 是 由活塞 升降 带动 的 T型 围栏部 分 ，在 柜壁与 T围栏 之间进行密封 ，称 之为外密封 。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 均是用扁钢作压条单头螺栓紧固橡胶膜。
2气柜主要技术参数
20000m3气柜的主要技术参数见表
橡胶膜技术参数见表2.
沧州炼化于2004年s月投用了zoooo m，气柜，投用仅1个月就发生严重泄漏事故，经处理进柜内检查发现卷帘连接螺栓松动，造成柜内4处连接部位漏气，后将柜内全部螺栓逐个进行紧固，经过一周时间的处理后，干式气柜恢复投用。
运行8年，总体效果良好。但进人2012年4月份，DCS气柜瓦斯报警和硫化氢报警连续高报，自2012年4月24日至8月14日，车间规定每自班由当班人员用便携式报警仪通过透气孔对气柜活塞顶的环境进行检测，共计检测320点次，硫化氢最高值为217 m酬洲，超过142 m群m'共有I1次，占3. 40}0，64 m州m以F的占92. 80Ie
8月15日至9月21日，检测值骤升至496 m酬Iim-以上，709 m解耐的情况频繁出现。
9月22日至9月24日，硫磺装置大气环境中硫化氢气味浓重，车间每天派人戴空气呼吸器到气柜顶部检测大气环境，在顶部周围的过道上，硫化氢浓度均大于709 mg/m'o
9月24日，车间联系质检中心到气柜顶过道处，对大气环境进行采样分析，下风向硫化氢浓度为397 mg/ai'二
车间及时将气柜停用，瓦斯放火炬，在用氮气置换过程中，发现每小时500耐的氮气不能将气柜托起，氮气置换合格后，用风进行置换，每小时2500耐的风量仅能使气柜缓慢升起，判断橡胶膜严重破损。
沧州炼化为此召开专题会议，由相关技术人员参加，并邀请了厂家技术人员，对橡胶膜破裂的原因进行了分析，认为可能存在以下原因:(1)橡胶膜本身质量问题;(2>橡胶膜的年久老化问题;(3)介质恶劣影响橡胶膜的使用〕
1．1 基本 结构
20000m3卷帘型干式气柜主要由柜底板、柜壁 、柜 顶 板 、通风帽 、活塞 、活塞 围栏 、T围栏 、波形板 、内外橡胶密 封膜 、调平系统 、放散系统等组成 (见图 1)。20000m3气柜活塞分为两部分，一部分是可活动升降的活塞本体，T围栏与活塞本体之间进行密封 ，这部分橡胶模称为内密封橡胶模 ；另一 部分 是 由活塞 升降 带动 的 T型 围栏部 分 ，在 柜壁与 T围栏 之间进行密封 ，称 之为外密封 。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 均是用扁钢作压条单头螺栓紧固橡胶膜。
1．2 工 作原 理
在气柜未收气时，橡胶膜全部沿柜壁垂直而下，柜内死空间可以有效减少 。当气柜收气时，活塞开始上升。内侧的橡胶膜向上弯折而外侧的橡胶膜和 T型围栏则保持不动。气柜继续收气，当活塞支 架的顶板碰到 T型围栏 时 ，内侧橡胶 膜被 向上 完全拉 直。随着瓦斯的继续进入，活塞和 T型围栏一起上升，外侧橡胶膜开始向上弯折。当 T型围栏和活塞升至最高位置时，外侧橡胶膜被完全拉直，气柜容量达到最大 (见图2)。在气柜排气时 ，活塞和 T型 围栏及橡 胶密封膜 发生 与上述过程完全相反的动作 。
20000m3气柜的主要技术参数见表
橡胶膜技术参数见表2.
沧州炼化于2004年s月投用了zoooo m，气柜，投用仅1个月就发生严重泄漏事故，经处理进柜内检查发现卷帘连接螺栓松动，造成柜内4处连接部位漏气，后将柜内全部螺栓逐个进行紧固，经过一周时间的处理后，干式气柜恢复投用。
运行8年，总体效果良好。但进人2012年4月份，DCS气柜瓦斯报警和硫化氢报警连续高报，自2012年4月24日至8月14日，车间规定每自班由当班人员用便携式报警仪通过透气孔对气柜活塞顶的环境进行检测，共计检测320点次，硫化氢最高值为217 m酬洲，超过142 m群m'共有I1次，占3. 40}0，64 m州m以F的占92. 80Ie
8月15日至9月21日，检测值骤升至496 m酬Iim-以上，709 m解耐的情况频繁出现。
9月22日至9月24日，硫磺装置大气环境中硫化氢气味浓重，车间每天派人戴空气呼吸器到气柜顶部检测大气环境，在顶部周围的过道上，硫化氢浓度均大于709 mg/m'o
9月24日，车间联系质检中心到气柜顶过道处，对大气环境进行采样分析，下风向硫化氢浓度为397 mg/ai'二
车间及时将气柜停用，瓦斯放火炬，在用氮气置换过程中，发现每小时500耐的氮气不能将气柜托起，氮气置换合格后，用风进行置换，每小时2500耐的风量仅能使气柜缓慢升起，判断橡胶膜严重破损。
4气柜运行泄漏分析
4. 1理论泄漏点
(1)两段密封橡胶膜和柜体连接处，该处连接为单头螺栓连接，共计1780 x 2十1660 x 2二6880个，随着气柜的升降反复神拉，导致泄漏。另外，单头螺栓材质为普通碳钢，腐蚀原因也可能造成泄漏。
(2)橡胶膜本体，由于应力作用和活塞发生偏移导致橡胶膜产生褶皱，经过反复拉伸和收缩产生漏点，2010年大修检修期间发现4处褶皱，橡胶膜外膜损坏。
(3)活塞顶部人孔和检修用盲盖:人孔共计2处尺寸DN500。检修用法兰孔共计]21个，DN 150盲盖36个，DN 100盲盖85个。
(4)活塞本体焊缝和组件泄漏。
4. 2检查处理情况
处理合格后，维持2m柜位进人内部检查，理论泄漏点中的(1) (3) (4)情况未发现，主要是橡胶膜破裂，共发现有6处泄漏点。内膜一处超过4 m，一处1.5 m，一处0. 6 m;外
膜一处超过3m，两处小漏点。裂缝紧挨搭接缝，有分层现象(图3为内膜裂缝)。从图4可以看出，泄漏点主要集中在气柜内部南侧。厂家对裂缝均进行了缝补枯补处理。
4. 3原因分析4. 1理论泄漏点
(1)两段密封橡胶膜和柜体连接处，该处连接为单头螺栓连接，共计1780 x 2十1660 x 2二6880个，随着气柜的升降反复神拉，导致泄漏。另外，单头螺栓材质为普通碳钢，腐蚀原因也可能造成泄漏。
(2)橡胶膜本体，由于应力作用和活塞发生偏移导致橡胶膜产生褶皱，经过反复拉伸和收缩产生漏点，2010年大修检修期间发现4处褶皱，橡胶膜外膜损坏。
(3)活塞顶部人孔和检修用盲盖:人孔共计2处尺寸DN500。检修用法兰孔共计]21个，DN 150盲盖36个，DN 100盲盖85个。
(4)活塞本体焊缝和组件泄漏。
4. 2检查处理情况
处理合格后，维持2m柜位进人内部检查，理论泄漏点中的(1) (3) (4)情况未发现，主要是橡胶膜破裂，共发现有6处泄漏点。内膜一处超过4 m，一处1.5 m，一处0. 6 m;外
膜一处超过3m，两处小漏点。裂缝紧挨搭接缝，有分层现象(图3为内膜裂缝)。从图4可以看出，泄漏点主要集中在气柜内部南侧。厂家对裂缝均进行了缝补枯补处理。
沧州炼化为此召开专题会议，由相关技术人员参加，并邀请了厂家技术人员，对橡胶膜破裂的原因进行了分析，认为可能存在以下原因:(1)橡胶膜本身质量问题;(2>橡胶膜的年久老化问题;(3)介质恶劣影响橡胶膜的使用〕
卷帘型气柜最早使用在钢铁行业，橡胶膜一般采用丁睛橡胶和聚氯乙烯橡胶制作而成，主要储存水煤气，石化行业的瓦斯气成分较水煤气复杂，杂质较多，生产厂家并没有丁睛橡胶对炼油厂瓦斯耐受性试验的有效数据。有资料表明，长岭炼化自2004年8月至2009年2月，共更换4套橡胶膜。
从图4可以看出，对整体橡胶膜来讲，本身质量是一样的，泄漏点集中在南侧，同这部分昼夜温差较大有关，造成南侧橡胶膜老化严重，影响到使用。
炼厂瓦斯含有较高的硫化氢，浓度高达20000 mg/耐，HzS能加速非金属材料的老化，使有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的封件失效。氢气含量达到20%一30%，易使橡胶膜氢析。介质温度有时较高，达到50℃，使橡胶膜受热，造成老化。
从图4可以看出，对整体橡胶膜来讲，本身质量是一样的，泄漏点集中在南侧，同这部分昼夜温差较大有关，造成南侧橡胶膜老化严重，影响到使用。
炼厂瓦斯含有较高的硫化氢，浓度高达20000 mg/耐，HzS能加速非金属材料的老化，使有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的封件失效。氢气含量达到20%一30%，易使橡胶膜氢析。介质温度有时较高，达到50℃，使橡胶膜受热，造成老化。
5预防措施
5. 1橡胶膜的质量
橡胶膜是气柜的关键部件，它的质量直接关系到整个气柜的运行状况。卷帘橡胶膜直接与瓦斯气接触，气柜运行过程与柜壁摩擦且卷动升降，因此卷帘橡胶膜应具有气密性、耐磨性、抗腐性、耐久性、弹性和相当的强度，在充分调研的基础上，对中标的厂家提出要求，对气柜瓦斯气进行采样分析，根据瓦斯成分研究橡胶膜配方，或者进行橡胶膜的适应性试验选择耐受性能好的橡胶膜。
5. 1橡胶膜的质量
橡胶膜是气柜的关键部件，它的质量直接关系到整个气柜的运行状况。卷帘橡胶膜直接与瓦斯气接触，气柜运行过程与柜壁摩擦且卷动升降，因此卷帘橡胶膜应具有气密性、耐磨性、抗腐性、耐久性、弹性和相当的强度，在充分调研的基础上，对中标的厂家提出要求，对气柜瓦斯气进行采样分析，根据瓦斯成分研究橡胶膜配方，或者进行橡胶膜的适应性试验选择耐受性能好的橡胶膜。
5. 2控制介质的硫含量、氢含量和进气温度
加强对瓦斯介质的分析监测，改变什么介质都能进气柜的观念，控制对橡胶膜有损害的硫化氢、氢气进人气柜，当温度超过指标时，应立即关闭气柜入口阀停止收气。
5. 3气柜柜体进行保温涂料
气柜柜体钢板仅有5 mm厚，外部仅防腐和刷漆，气温对南侧内部的橡胶模影响较大，此处的温差较大，影响到膜的质量。应进行重点防护，在不能保温的情况下，可进行隔热胶处理。
加强对瓦斯介质的分析监测，改变什么介质都能进气柜的观念，控制对橡胶膜有损害的硫化氢、氢气进人气柜，当温度超过指标时，应立即关闭气柜入口阀停止收气。
5. 3气柜柜体进行保温涂料
气柜柜体钢板仅有5 mm厚，外部仅防腐和刷漆，气温对南侧内部的橡胶模影响较大，此处的温差较大，影响到膜的质量。应进行重点防护，在不能保温的情况下，可进行隔热胶处理。
6结语
气柜的安全运行对企业来说至关重要，影响到企业的效益和声誉，严重的会造成安全事故。因此橡胶模的质量就是重中之重。选择适合本单位的橡胶模，控制安装质量，严格质量检查，按照规程进行投用实验，使用中减少危害物质的进人，才能确保气柜的长周期运行。-----------------文章由干式气柜（http://www.jshhcc.com）整理发布，如需转载请注明！
气柜的安全运行对企业来说至关重要，影响到企业的效益和声誉，严重的会造成安全事故。因此橡胶模的质量就是重中之重。选择适合本单位的橡胶模，控制安装质量，严格质量检查，按照规程进行投用实验，使用中减少危害物质的进人，才能确保气柜的长周期运行。-----------------文章由干式气柜（http://www.jshhcc.com）整理发布，如需转载请注明！
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