煤氣柜密封裝置漏油原因分析及補救措施

(中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176)

0 引言

稀油密封圓形高爐煤氣柜（以下簡稱“圓形煤氣柜”）是目前國內(nèi)技術最先進的煤氣柜，施工復雜，安裝精度要求高。煤氣柜密封油循環(huán)系統(tǒng)是圓形煤氣柜的核心，煤氣柜運行的效果主要取決于密封油循環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定有效。如果密封油泄漏，密封油損失過多，而不能及時發(fā)現(xiàn)并解決，將出現(xiàn)氣柜傾斜、煤氣泄漏等事故。甚至如果密封油損失量遠遠超過設計標準，會引發(fā)安全生產(chǎn)事故。本文以某鋼廠稀油密封圓形高爐煤氣柜為例，分析煤氣柜密封油泄漏的原因及補救措施。

1 煤氣柜密封油循環(huán)系統(tǒng)及損失原因分析

1.1 煤氣柜密封油循環(huán)系統(tǒng)

氣柜的密封油循環(huán)系統(tǒng)：從活塞油槽滲漏的密封油沿氣柜內(nèi)壁流至柜底油槽以后進入油水分離器，密封油中的冷凝水在此被分離，分離后的油經(jīng)過油泵輸送至氣柜的上部油箱，再由上部油箱溢流孔溢流至氣柜側(cè)板內(nèi)壁，再流淌至活塞油槽，在這其中一部分密封油進入備用油箱儲存。上述構(gòu)成密封油的循環(huán)供給系統(tǒng)。

活塞周邊布置有密封裝置，密封裝置包括鋼結(jié)構(gòu)件和補強丁腈橡膠，通過杠桿配重加背壓力使得密封裝置與圓筒形柜體緊密結(jié)合，減少密封油的泄漏量。活塞油槽內(nèi)有一定高度的密封油，起到液柱密封的作用，能防止儲存煤氣外逸。

1.2 密封油損失原因分析

針對該煤氣柜運行后密封油損失過大的問題，經(jīng)過多次現(xiàn)場收集信息、取樣化驗，從油水分離器本體結(jié)構(gòu)、密封油本身性質(zhì)、煤氣冷凝水影響、操作運行情況四方面進行分析，主要存在以下問題：

（1）油水分離器工作不正常。3號、6號油泵房II室的溢油口出水，而5號油泵房Ic室溢水口出油。

經(jīng)調(diào)查、分析，打開了問題較為嚴重的6號泵房油水分離器檢查人孔，進行了灌水試漏實驗，實驗結(jié)果合格排除了油水分離器本身的制造問題，油水分離器不能正常工作主要是由以下幾個原因造成：

1）5號油泵房Ia室在調(diào)試運行過程中，由于6號閥門連接的立管過低，實際距離底板為105mm，低于壓水立管底部，當Ia室放水時則導致過量放水，油水分界線降低到壓水立管底部以下，密封油經(jīng)由壓水立管溢流至Ic室溢水口。同時由于Ic室7號閥長期錯誤開啟，密封油直接排入排水地坑，并經(jīng)積水井流至整個排水系統(tǒng)，同時大量密封油從排水系統(tǒng)滲透到砂石地下，導致密封油大量流失。見圖1，圖2所示。

圖1 前期密封油油位

圖2 后期密封油油位

2）由于各油水分離器基礎標高不一致，3號、6號油泵房油水分離器Ia室U形通水管上口偏低，出水量過大；同時由于密封油層過薄，Ia室的溢流筒外檔圈將密封油層擋住，導致水從溢流筒溢流至Ib室，當水聚集到一定數(shù)量后，通過底部方孔壓至II室溢油口，導致溢油口出水。操作時誤將8號閥錯誤關閉，水溢流至III室，并由螺桿泵劇烈攪拌，加劇了油的乳化。

（2）密封油乳化嚴重。

密封油對煤氣冷凝水的油水分離性較差。

油水分離性(M.A.N公司標準)要求如下：采用70cm3密封油試樣，再取冷凝水50cm3，共同放入容量為200cm3計量瓶中，經(jīng)2分鐘手提計量瓶使之充分混合。靜置1小時后，能分離出水≥45cm3為合格。實際選取樣品化驗后，分離出水0cm3，對比見圖3。

圖3 密封油樣品（中間為氣柜密封油，兩邊為標準油對比）

（3）上部油箱溢流口不合理。

上部油箱溢流口設計開孔形式如圖4，頂部水平，根部圓弧形，且頂部向油箱側(cè)有傾斜，設計要求溢流口水平度不超過0.05mm，六個溢流孔（每組三個）的齒孔下沿誤差不能超過1mm，并且每個齒孔的誤差也不能超過1mm。實際溢流口開孔根部比較接近于平的，且出油口加工也不夠精細，使得密封油由溢流口進入氣柜側(cè)板沒有呈靜流狀態(tài)沿著側(cè)板內(nèi)壁緩慢向下，而是在溢流口形成飛濺，濺入氣柜內(nèi)壁，致使一部分密封油飛散到活塞走臺及活塞板上，也造成了密封油的損失。

圖4 設計的開孔形式

2 補救措施

根據(jù)上述情況分析，制定出以下處理方案：

2.1 調(diào)整油水分離器

針對油水分離器不正常工作的情況，結(jié)合油水分離器原理圖（見圖5），及時對油水分離器進行了調(diào)整，并針對此情況采取了以下措施：

（1）以后操作運行過程中，7號閥嚴禁常開，須在有人監(jiān)護的情況下定期開啟放水。

（2）6號閥可不用開啟，8號閥必須常開。

（3）針對目前油層過薄的實際情況，10號閥應常閉。

2.2 密封油改質(zhì)

圖5 油水分離器原理圖

針對目前密封油乳化現(xiàn)象，分析煤氣冷凝水，重點分析其對密封油性能的影響，并專門針對該冷凝水調(diào)整密封油配方，提高油水分離性。

2.3 確保溢流油箱溢流口處密封油流淌順暢、不飛濺

（1）側(cè)板上部溢流油箱溢流口的毛刺、卷邊打磨干凈。

（2）因為現(xiàn)場安裝精度的原因，側(cè)板上部溢流油箱各個溢流孔的水平度一般都會有偏差。在溢流口處觀察密封油的流淌情況，用銼刀等工具對溢流口進行處理，保證密封油從各個溢流口處均勻緩慢向下流淌，確保不出現(xiàn)密封油只從個別溢流口流淌，別的溢流口不工作的現(xiàn)象出現(xiàn)。

（3）溢流口處的鋸齒彎曲再次檢查，在溢流口處密切觀察密封油的流淌情況，根據(jù)流淌情況再進一步對彎曲尺寸進行矯正。

2.4 已損失密封油補充

在排水坑、積水井均發(fā)現(xiàn)大量密封油，已組織回收了約9噸密封油。目前活塞油位在1.6m左右，基本正常。柜底油槽油厚度為60mm，比正常值低60mm，少約25噸油，上部油箱已放約9噸油。兩項相加總計損失約34噸密封油。

針對已損失的密封油，主要是加入34噸抗乳化性能強的基礎油，在7∶1加入基礎油后將氣柜所剩密封油全部改質(zhì)為適合該冷凝水的密封油。

在加入基礎油前，按照配比比例對改質(zhì)后的密封油進行油水分離實驗，實驗合格后再進行加油。

在加入基礎油的同時，再次精調(diào)整油水分離器，保證氣柜正常運行。

3 結(jié)論

采取上述補救措施后，該煤氣柜密封油漏油問題得以徹底解決，隨后運行過程中未發(fā)現(xiàn)再有密封油漏油現(xiàn)象。總之，密封油屬于液體且在煤氣柜生產(chǎn)運行過程中一直處于流淌狀態(tài)，有合理的損耗，也有因操作不當造成的損失。因此圓形煤氣柜密封油損失一般都涉及到多個因素，需要設計、施工、生產(chǎn)檢修人員共同分析，不斷積累經(jīng)驗，及時發(fā)現(xiàn)，才能徹底解決。