卷簾型干式氣柜在煉油廠中的應(yīng)用

摘 要：比較了幾種不同形式氣柜的優(yōu)缺點(diǎn)，中國石油天然氣集團(tuán)公司呼和浩特石化公司在500萬噸/年擴(kuò)能改造項(xiàng)目中選用了20000m3卷簾型干式氣柜對(duì)瓦斯氣進(jìn)行回收和儲(chǔ)存。該氣柜主要借助于一種柔性的橡膠密封材料將氣柜側(cè)板和活塞密封連接。本文主要介紹了該氣柜的設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，詳述了瓦斯自動(dòng)放散管的作用。從干式氣柜調(diào)試投用、運(yùn)行管理、發(fā)現(xiàn)問題及處理措施等方面進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)管理分析。

關(guān)鍵詞：卷簾型干式氣柜；煉油廠；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TQ547.9+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

煉油廠低壓瓦斯的流量一般很不穩(wěn)定，壓力也隨裝置操作的調(diào)整而劇烈波動(dòng)，大多數(shù)瓦斯氣體不能直接回收利用，常通過火炬燃燒后再排放。但低壓瓦斯火炬燃燒既污染了環(huán)境，又浪費(fèi)了能源，還有安全隱患。因此，消除火炬，節(jié)能降耗，便成為近些年來煉油廠挖潛增效的主要途徑之一。

氣柜的主要作用是回收、儲(chǔ)存低壓瓦斯，并將低壓瓦斯通過壓縮機(jī)增壓后送至高壓瓦斯系統(tǒng)，以調(diào)整瓦斯系統(tǒng)壓力平衡和需求的波動(dòng)，從而避免整個(gè)瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)因瓦斯過剩或不足而引起的壓力不穩(wěn)，保證各燃?xì)庋b置的正常運(yùn)行，同時(shí)，由于大量低壓瓦斯的利用，既增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，又無環(huán)境污染，提高了社會(huì)效益。

2 氣柜的選型

氣柜按照是否用水來密封分為干式、濕式氣柜。

2.1 傳統(tǒng)的濕式氣柜

2.1.1 消耗大量的水。一般蓄水池的容積約為氣柜總?cè)莘e的1/4到1/3，如5000m？的氣柜需要2000噸蓄水，日常維護(hù)時(shí)需要定期補(bǔ)水，水質(zhì)不好時(shí)需要大量換水，大檢修時(shí)全部放光再重新補(bǔ)上。冬季時(shí)北方還要防凍，又要消耗能源。

2.1.2 維護(hù)難，問題多。煉油廠低壓瓦斯中含有一定比例的硫化氫等氣體，柜體易銹蝕，維護(hù)費(fèi)用較高，加上氣柜內(nèi)部很難檢查，一旦防腐漆脫落極易腐蝕穿孔，如果需要?jiǎng)踊鹛幚恚に囂幚順O為麻煩，耗時(shí)多（最少1個(gè)月），消耗大（氮?dú)馓幚恚踔列枰阉糠诺簦?/p>

2.1.3 使用壽命短，一般也就十年——圓度變形是致命的，根本沒法維護(hù)。

2.2 卷簾型干式氣柜

這種氣柜有很多優(yōu)點(diǎn)：

（1）密封結(jié)構(gòu)更合理；（2）安全可靠性更高；（3）運(yùn)行費(fèi)用低；（4）使用壽命長；（5）安裝精度要求低；（6）使用維護(hù)方便；（7）維護(hù)費(fèi)用低廉。

呼和浩特石化公司在充分調(diào)研和詳盡論證的基礎(chǔ)上，于2010年擴(kuò)能改造工程中增設(shè)了1臺(tái)20000m3的卷簾型干式氣柜，于2012年底準(zhǔn)備投用。

3 20000m3卷簾型干式氣柜的設(shè)計(jì)

3.1 卷簾型密封氣柜結(jié)構(gòu)

橡膠密封簾干式氣柜主要分為柜本體、活塞和橡膠密封簾三部分。

氣柜本體為全焊接鋼結(jié)構(gòu)，外型與拱頂罐相似。柜底板呈拱頂形。柜頂中央有-個(gè)通風(fēng)帽，上部柜壁均布45個(gè)通風(fēng)孔，在活塞升降過程中活塞上部與柜頂之間的空間會(huì)隨之呼吸空氣，保證通風(fēng)良好，防止可燃?xì)怏w積聚。

活塞置于氣柜內(nèi)部，可以上下升降。活塞頂部周邊均布安裝有16套上限位輪，底部周邊均布安裝有16套下限位輪，上、下限位輪均正對(duì)立柱方向，對(duì)應(yīng)在柜壁上安裝有下限位輪導(dǎo)向裝置16套。

橡膠密封簾為二段式圓桶形膠囊，橡膠密封膜是由三層簾線膠布按米字型交叉粘合而成。20000m3氣柜橡膠密封膜的兩面均使用專門研制的NBR+PVC共混膠料，組成圓筒的橡膠產(chǎn)品幅寬2.6m。粘接成型工序采用大型平板硫化機(jī)整體粘接縫一次成型，保證了產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性和貼接強(qiáng)度。基本性能要求：抗拉強(qiáng)度≥10MPa，伸長率≥300%，硬度（A）60±10，屈撓性能≥80萬次。

橡膠密封簾的組裝：橡膠膜上下兩端各開有一排小孔，每排沿圓周均布1472個(gè)Φ13mm孔，上下兩排孔之間的距離為8880mm。密封橡膠膜與型材連接處，涂抹有特殊的粘接劑，由壓條壓實(shí)，分別用螺栓固定在活塞與柜壁上，一端固定在柜壁板內(nèi)側(cè)8.3米高的密封角鋼圈上，為固定端；另一端固定在活塞底部的密封槽鋼圈上，為活動(dòng)端。固定端有導(dǎo)向環(huán)，活動(dòng)端有導(dǎo)向板，便于活塞升降時(shí)橡膠密封簾的翻動(dòng)。這樣在活塞下部、橡膠密封簾、柜壁8.3米高以下部分、罐底板之間形成了密封空間，以貯存瓦斯氣體。

3.2 氣柜的附屬設(shè)施

3.2.1 活塞調(diào)平裝置

活塞調(diào)平裝置由配重塊、導(dǎo)架（重塊滑道）、滑輪裝置和鋼絲繩組成，共4組，均勻布置。氣柜調(diào)試時(shí)應(yīng)根據(jù)活塞運(yùn)行情況在活塞砼壩上放置平衡配重塊，使活塞平穩(wěn)運(yùn)行。配重塊由兩條鋼絲繩牽引，分別通過兩個(gè)導(dǎo)向滑輪、兩個(gè)柜頂滑輪連接到活塞徑向?qū)ΨQ的兩個(gè)調(diào)平吊點(diǎn)上。重塊內(nèi)側(cè)裝有滑輪座，可沿導(dǎo)架上下升降。當(dāng)活塞升高或降低時(shí)，配重塊也隨之下降或上升。如果活塞本體在某兩個(gè)徑向?qū)ΨQ點(diǎn)處發(fā)生傾斜時(shí)，與高點(diǎn)連接的鋼絲繩松動(dòng)，與低點(diǎn)連接的鋼絲繩拉緊，從而由配重塊產(chǎn)生的拉力自動(dòng)調(diào)節(jié)活塞體水平度，保證活塞平穩(wěn)升降。

3.2.2 放散管裝置

放散管裝置由放散管、蝶閥、阻火器、氣體放散閥及其手動(dòng)、自動(dòng)啟閉裝置組成。氣柜共有4組放散管裝置，其作用是當(dāng)活塞上升到極限位置時(shí)，放散閥自動(dòng)打開，緊急泄放柜內(nèi)氣體，保證氣柜不受損壞。

放散管從氣柜下部放散口接出，經(jīng)蝶閥后引至柜頂部放散閥，蝶閥平時(shí)為常開。氣體放散閥為內(nèi)外兩層圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒與放散管法蘭連接，內(nèi)筒頂部有密封圈，平時(shí)由蓋板壓實(shí)橡膠墊來密封。蓋板頂?shù)醵袖摻z繩牽引，通過自動(dòng)、手動(dòng)啟閉裝置即可開啟放散閥，開啟行程≤300mm，為防止蓋板動(dòng)作時(shí)偏轉(zhuǎn)該設(shè)施設(shè)有限位保護(hù)、導(dǎo)軌和導(dǎo)向桿。

放散閥下面裝有DN300不銹鋼波形帶式阻火器。阻火器由芯件和殼體兩部分組成，其芯件為一層不銹鋼波形鋼片與一層平面鋼片纏繞而成，流通截面為數(shù)量眾多的三角形直流孔道。

氣體放散閥手動(dòng)啟閉裝置可在進(jìn)行氣柜內(nèi)部置換瓦斯或空氣時(shí)使用。由手搖卷揚(yáng)機(jī)、A、C、D、E型滑輪，限位導(dǎo)向裝置、擋塊及鋼絲繩等組成。動(dòng)作方法是由設(shè)于氣柜下部的手搖卷揚(yáng)機(jī)卷繞，拉緊或放松鋼絲繩，可以自由地開關(guān)放散閥。擋塊設(shè)在柜頂限位導(dǎo)向裝置上，對(duì)放散閥起限位保護(hù)作用。

氣體放散閥自動(dòng)啟閉裝置由頂桿、頂桿座、A型滑輪（2個(gè)）、B型滑輪（3個(gè)）、導(dǎo)輪架等組成。動(dòng)作方法是當(dāng)活塞升高至距離柜壁頂1500mm的位置時(shí)，活塞頂部觸到連接在柜頂?shù)捻敆U座，當(dāng)活塞繼續(xù)往上升時(shí)，活塞與頂桿座一起將頂桿機(jī)械地往上頂起滑輪組，由于限位導(dǎo)向裝置中擋塊的作用，連接放散閥蓋板的鋼絲繩被拉緊，因而將蓋板往上拉動(dòng)，閥即被開啟，將氣體泄放大氣。活塞最高只能再升高300mm，即活塞最高位置距離柜壁頂1200mm。當(dāng)活塞降下至距離柜壁頂1500mm后，放散閥即自動(dòng)復(fù)位。

3.2.3 柜容指示裝置

氣柜頂部裝有雷達(dá)物位計(jì)、高高位聯(lián)鎖液位控制器，活塞上部則對(duì)應(yīng)安裝有雷達(dá)反射板可實(shí)現(xiàn)柜容檢測、上下限自動(dòng)控制、報(bào)警、高高限聯(lián)鎖。為直觀了解氣柜容量，在活塞調(diào)平配重塊上用醒目顏色畫一橫線作標(biāo)記，與之對(duì)應(yīng)的柜壁上則畫上氣柜高度刻度線，作直觀液位計(jì)用。

3.2.4 氣柜泄漏檢測裝置

氣柜在柜頂通風(fēng)帽、柜壁兩側(cè)通風(fēng)孔，氣柜入口閥、入口分液罐、出口緩沖罐等處均設(shè)有固定式可燃?xì)怏w報(bào)警器。

4 卷簾型干式氣柜的工作原理

在氣柜未收氣時(shí)， 橡膠膜全部沿柜壁垂直而下，柜內(nèi)死空間可以有效減少。當(dāng)氣柜收氣時(shí)，活塞開始上升，內(nèi)側(cè)的橡膠膜向上彎折而外側(cè)的橡膠膜和T型圍欄則保持不動(dòng)。氣柜繼續(xù)收氣，當(dāng)活塞支架的頂桁板碰到T型圍欄時(shí)，內(nèi)側(cè)橡膠膜被向上完全拉直。隨著瓦斯的繼續(xù)進(jìn)入，活塞和T型圍欄一起上升，外側(cè)橡膠膜開始向上彎折。當(dāng)T型圍欄和活塞升至最高位置時(shí)，外側(cè)橡膠膜被完全拉直，氣柜容量達(dá)到最大。在氣柜排氣時(shí)，活塞和T型圍欄及橡膠密封膜發(fā)生與上述過程完全相反的動(dòng)作。

隨著氣柜的收氣，柜容不斷增大。當(dāng)柜高度達(dá)到18.6m報(bào)警上限時(shí)，自動(dòng)發(fā)出聲光報(bào)警，此時(shí)操作人員關(guān)閉氣柜入口蝶閥。當(dāng)柜高度達(dá)到20m時(shí)，與上上限觸點(diǎn)直接連鎖控制的氣柜入口蝶閥將自動(dòng)關(guān)閉，氣柜停止收氣，出口蝶閥打開，壓縮機(jī)開始運(yùn)行。氣柜在收氣過程中，若柜高度超過20m上上限時(shí)壓力仍繼續(xù)增加，此時(shí)（柜高度達(dá)到22.27m）氣柜外側(cè)沿周圍均布設(shè)置的4根Ф325mm×8.5mm的緊急放散管將在機(jī)械力作用下自動(dòng)開啟，排放瓦斯進(jìn)行泄壓，活塞不再上升，保證了氣柜的安全。

結(jié)語

20000m3卷簾型干式氣柜的投用，避免了瓦斯火炬燃燒消耗的大量蒸汽，降低了能耗，減少了污水的排放，降低了處理費(fèi)用。此外，該氣柜的投用，減少了瓦斯氣的放空量，降低了煙塵和噪聲的污染，為中國石油天然氣集團(tuán)公司呼和浩特石化公司提高了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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