干式氣柜操作優化及節能分析

楚小玉 等

摘要：氣柜是儲存、回收煉油廠低壓瓦斯和調節瓦斯管網壓力的重要設施，也是煉油廠重要的環保設施，在煉油廠高、低壓瓦斯的平衡中起著重要的作用。通過優化干式氣柜操作，降低了裝置能耗，對整個煉油廠的節能起到了一定的作用，保證了干柜裝置的長周期運行。

關鍵詞：優化操作 節能 提高瓦斯的回收率

1 概述

煉油廠干式氣柜裝置是將各生產裝置排放的低壓瓦斯經壓縮機增壓后輸送給生產裝置，給加熱爐提供高壓瓦斯燃燒。近年，隨著烏石化煉油廠加工規模的擴大及原料油性質的變化，低壓瓦斯從排放量到組分等都發生了很大的變化，為更好地確保各生產裝置加熱爐的平穩運行，優化干式氣柜操作，保證干柜裝置的長周期運行，為其它生產裝置供應優質瓦斯提供有力保障。干式氣柜裝置經過多次改造和完善，目前設計能力可收集低壓瓦斯20000m3，高壓瓦斯輸出量13000Nm3/h。整套流程包括瓦斯回收利用部分、油氣放空系統及凝縮油回收系統。[1]經過運行，干式氣柜裝置瓦斯回收率較低，排放火炬次數多，生產裝置輸送的瓦斯含有大量雜質，增加了瓦斯壓縮機的檢修頻次，為設備的日常管理增加了難度。

2 干式氣柜的分類

干式氣柜按其結構形式及密封性能分為三種類型。[2]

2.1 稀油密封型

由德國M.A.N公司于1915年始創。為活塞式正多邊形金屬結構，高徑比為1.5～1.6。以特制的帆布裝盛密封油，用套筒彈簧壓緊滑板作為活塞周邊密封。貯氣壓力為2.5～8KPa，用活塞上設置配重來調整，壓力基本恒定。活塞正常升降速度約為1.5m/min。烏石化公司煉油廠干式氣柜裝置采用的是稀油密封型。

2.2 干油密封型

由德國克隆公司于1927年始創為活塞式圓筒形金屬結構，高徑比為1.5～1.6。用多層硬橡膠圈重錘壓緊作為活塞周邊密封，橡膠圈之間充以固態礦物油。貯氣壓力為2.5～10KPa，用活塞上設置配重來調整，壓力基本恒定。活塞正常升降速度約為1.5m/min。

2.3 卷簾密封型

由美國Gatx公司于1940年首創。圓筒形鋼結構，分單段、雙段兩種以整體圓筒形橡膠膜作為貯氣筒，鋼結構圓筒外殼作為保護層。高徑比為0.9～1.0，貯氣壓力為2.5～5.0kPa，不能太高。活塞正常升降速度約可達5m/min。

3 操作優化及措施

3.1 平穩控制高壓瓦斯壓力

通過長期的實際操作探索，瓦斯壓力的高低主要通過調整天然氣壓力或開高壓瓦斯跨低壓瓦斯線進行調整。在系統操作平穩的情況下，高壓瓦斯的耗量相對比較穩定，控制好高壓瓦斯壓力對調節整個系統瓦斯系統起著至關重要的作用。系統高壓瓦斯壓力一般控制在0.54～0.61MPa，高壓瓦斯壓力低，需要補充天然氣時，調節幅度以平穩為主每次不大于500m3/h，流量較大時，做好相關生產裝置的聯系匯報工作，盡量減少系統壓力的波動。保證各裝置生產平穩運行。

3.2 柜容平穩控制

柜容的高低直接影響富裕瓦斯是否排放火炬，根據柜容的升降調整瓦斯壓縮機的負荷，一般柜容控制在總量的3/1～3/2范圍內為易，便于應對調節。異常狀態時，系統低壓瓦斯量突然增大，瓦斯壓縮機負荷已經加滿，且柜容已經控制柜容的3/2以上時（以安全生產為主）。大量低壓瓦斯需排放火炬，及時投用火炬蒸汽避免火炬冒黑煙，造成環境的污染。

3.3 優化閃蒸系統

閃蒸系統為負壓操作，為保證閃蒸系統操作穩定，需平穩控制閃蒸液面，液面一般控制在2/1～3/2范圍內，液面偏低，閃蒸低位泵易發生抽空情況，液面偏高，容易造成破真空。影響整個閃蒸系統平衡。閃蒸系統真空度一般控制在-7.8～-7.3kPa之間，閃蒸溫度控制在165±3℃為宜。油槽油位高時，可以打開密封油進柜底油溝大循環線閥門，密封油直接返回柜底油溝，或者可以打開柜底油箱小循環線閥門調節油槽油位。

3.4 采取措施產生的影響

3.4.1 密封油消耗明顯下降。①密封油的循環流程。油泵→柜上部溢流油箱→活塞油槽→柜底油溝→油水分離器→油泵。②氣柜活塞的升降是隨著瓦斯的進出而進行的，當瓦斯進氣柜的壓力能夠克服活塞本身的重力時，活塞就開始上升。正常使用過程中，活塞的工作壓力為400～500mmH2O，當瓦斯進柜壓力大于此時，活塞上升，而在活塞四周與柜壁接壤的部位，瓦斯溢出的壓力450mmH2O，因此封油的壓力要高于活塞的工作壓力，才可以封住活塞下部的瓦斯。閃蒸溫度由135℃降到120℃后，密封油的裂解分化減少，密封油的活性保持不變，延長了密封油的使用周期，密封油的使用量從120噸降至30噸，最近兩年再未新增密封油。密封油的效果仍然很好，通過優化操作，干式氣柜密封油的使用量明顯降低。

3.4.2 密封油增粘劑（改性劑）用量下降。干柜在前期的運行期間，為避免密封油防銹防腐蝕，保證氣柜壁板、活塞彈簧及其密封機械等部位的防腐蝕防銹蝕能力，保證氣柜安全運轉，及進一步提高密封油的抗乳化能力，減少氣柜密封油帶水等問題，需要在密封油的使用過程中添加增粘劑以延長氣柜大修周期、密封油的使用壽命等優點。通過摸索操作，近幾年再無添加增粘劑，也同樣延長了干柜的運行周期，為車間的材料費用節約了一大筆費用。

3.4.3 降低蒸汽耗量。干式氣柜的蒸汽主要是柜底油溝加熱盤管加熱、密封油的加熱。通過近兩年的數據對比，可以看出蒸汽耗量有明顯的降低。2013年和2014年加熱蒸汽消耗對比數據見表1：

表1

從圖1可以看出，2014年上半年和2013年同月份相比，蒸汽耗量都有降低的趨勢。2014年上半年累計節省蒸汽1834噸，節省動力消耗費用13700元。

3.4.4 壓縮機的檢修頻次明顯降低。各裝置排放的低壓瓦斯，多數夾帶油泥等雜質。為降低瓦斯壓縮機的檢修頻次，車間在瓦斯進壓縮機入口處增加了一組過濾器，通過頻繁切換來減少瓦斯中的雜質。通過實踐檢驗，2013年增加瓦斯入口過濾器后，干柜壓縮機的檢修頻次明顯降低，2008～2013年每年壓縮機的檢修頻次都在15次左右，截止2014年9月份，檢修次數一共7次，估計全年累計不會超過10次，從檢修頻次上看有明顯的下降，同時，也保證了壓縮機的長周期運行。壓縮機檢修頻次見表2：

表2

3.4.5 降低瓦斯排放火炬頻次。優化操作后，瓦斯排放火炬次數明顯減少，通過規范操作，制定嚴格的目標，統一管理制度，不僅瓦斯排放火炬的次數減少了，而且對于整個煉油廠而言，瓦斯回收對挖潛增效、提高整體效益起到了舉足輕重的作用。2014年上半年低壓瓦斯排放火炬一共22次，瓦斯排放火炬次數相對2013年明顯減少。對于周邊的大氣環境也起到了一定的改善作用。排放次數詳見表3：

表3

4 小結

通過干式氣柜優化操作不僅降低了密封油的使用量，而且動力消耗蒸汽耗量明顯減少，瓦斯排放火炬次數明顯降低。對于煉油廠節能降耗而言，起到了很大的促進作用。減少瓦斯排放火炬量，對周邊的環境改善也起到了明顯的改善作用。

參考文獻：

[1]劉素，劉偉沖，陳建鋒，李雙鎖，張麗珍.干式氣柜安裝的關鍵環節[J].石油工程建設，2010（02）.

[2]李寧.煉廠用氣柜方案比較[J].河南化工，2010（10）.

[3]穆海濤.干式氣柜回收煉油廠火炬氣技術[J].煉油設計，2001（02）.

作者簡介：

楚小玉（1982-），女，河南南陽人，技術員，研究方向：公用工程瓦斯系統研究。