煉廠由于自產低壓瓦斯氣體流量及壓力很不穩定,一般不能直接回收利用,常通過火炬燃燒后再排放。這樣既浪費了能源,又污染了環境,隨著石化企業降低能耗物耗、挖潛增效工作的推進,以及人們保護環境意識的增強,“消滅”火炬的技術日益受到企業重視。因此,消除火炬、節能降耗,便成為近些年來煉油廠挖潛增效的主要途徑之一。
氣柜是低壓瓦斯氣回收系統的重要設備,也是煉油廠重要的環保設施,在煉油廠低壓瓦斯系統的壓力平衡中起著重要作用。它的主要作用是回收、儲存低壓瓦斯,并將低壓瓦斯通過壓縮機增壓后送至高壓瓦斯系統,進各生產裝置返燒,以調節及平衡整個瓦斯管網的壓力,從而避免整個瓦斯管網系統因瓦斯過?;虿蛔愣鸬膲毫Σ环€,以保證各燃氣裝置的正常運行,同時,由于大量低壓瓦斯的回收利用,既增加了企業的經濟效益,又無環境污染,提高了社會效益。
1氣柜的分類
氣柜按照是否用水來密封分為干、濕式氣柜,
干式氣柜按其密封形式不同又分為3類:
(1)稀油密封型(多邊形,密封油密封);
(2)干油密封型(圓形,用油脂密封);
(3)卷簾密封型(圓形,橡膠膜密封)。
由于煉油廠低壓瓦斯中含有一定比例的HZS等氣體,采用濕式氣柜儲存時極易引起設備內壁腐蝕。因此干式氣柜正逐漸被煉油企業采用,卷簾密封型干式氣柜以前多用于鋼鐵、煤制氣行業,近年來由于橡膠密封膜技術的發展才開始用于煉化企業。卷簾密封型干式氣柜是一種不采用水、油、脂或半液體進行密封的新型氣柜,它主要借助于一種柔性的橡膠密封材料將氣柜側板和活塞密封連接,通過活塞的升降儲存氣體,比較而言,卷簾密封的優點有:密封結構簡單;安全可靠性更高;運行費用低;使用壽命長;
安裝精度要求低;使用維護方便;維護費用低。
因此,從經濟性及實用性出發,荊門分公司煉油廠在充分考察的基礎上,增設了1臺10000m3的卷簾型干式氣柜。
2 10000m3卷簾型干式氣柜的設計
2.1卷簾密封型干式氣柜結構
氣柜結構見圖1,技術參數見表1.
2. 2運行原理
在氣柜未收氣時,橡膠膜全部沿柜壁垂直而下,柜內死空間可以有效減少。當氣柜收氣時,活塞開始上升,橡膠膜向上彎折,隨著瓦斯的繼續進人,活塞升至最高位置時,橡膠膜被完全拉直,氣柜容量達到最大。在氣柜排氣時,活塞及橡膠密封膜發生與上述過程完全相反的動作。
3 10000m3卷簾型干式氣柜的安全附件
3.1瓦斯自動放散管
隨著氣柜的收氣,柜容不斷增大。當柜高度達15. 6m報警上限時,與上上限觸點直接連鎖控制的氣柜人口蝶閥將自動關閉,氣柜停止收氣,出口蝶閥打開,壓縮機開始運行。氣柜在收氣過程中,若柜高度超過16m上上限時壓力仍繼續增加,此時氣柜外側沿周圍均布設置的4根中325 mm的緊急放散管將在機械力作用下自動開啟,排放瓦斯進行泄壓,活塞不再上升,保證了氣柜的安全。
3. 2氣柜的放散管的啟閉方式
一是自動啟閉,即上述自動泄壓過程中放散管的開啟方式,二是手動啟閉,主要用于氣柜在開停工過程中吹掃空氣和吹掃瓦斯。放散管的自動啟閉動作原理是:當氣柜高度不斷增大,超過其上上限時,隨活塞運行的活塞防護架頂板碰到了設在柜頂的4套頂桿裝置。于是,頂桿裝置隨活塞一起上升。頂桿垂直上升離再通過柜頂定滑輪傳送給放散管的放散閥桿,使其也上升一定距離(最大開啟行程為300 mm ),放散管自動打開。氣柜放散管的手動開啟系統作用原理是利用氣柜底部的It手搖卷揚機,柜壁、柜頂的各型滑輪及限位導向裝置等,通過手搖卷揚機卷繞的鋼繩長度轉化為放散管閥桿的垂直上升距離,從而完成放散管的手動開啟。
4干式氣柜運行過程中可能發生主要故障分析
4.1導輪
導輪是干式氣柜活塞運行中保持平衡的所有機構中最基本的部件,共有4組,8只。其特點是:低轉速、高承載;在導輪的運行過程中任何一組出現了卡阻都會導致相應一側的調平配重機構張力變化,引起活塞的失穩、偏轉。
4.2調平配重機構
調平配重機構是為保持柜內活塞能夠均勻、水平的上下運動,其上各點必須在軸向、切向受力平衡。如果受力不平衡,結果就會導致活塞在柜內扭轉、偏斜,輕則影響活塞正常工作,重則擠壞橡膠密封膜,撞壞柜內鋼結構。
4. 3放散管
放散管機械傳動裝置出現卡阻等,不能正常泄壓。
4. 4密封部件的泄露
氣柜的密封部件由橡膠密封膜、密封壓條、橡膠膜導向板組成,易出現以下問題:
(1)密封材料在腐蝕性介質環境下,以及頻繁的壓伸工況下,可能導致密封性能的改變。
(2)安裝問題。由于角鋼圈與橡膠膜緊固螺栓個別的傾斜造成泄漏;由于緊固螺栓松動及其它原因可造成泄漏(如角鋼圈變形等)。
5設計及安裝中應采取的重點措施
10000m3卷簾型干式氣柜是一個構造復雜、操作條件嚴格的
儲氣設備,能否保證氣柜的安全運行,在運行時防止出現上述故障,在設計及安裝中應重點做好以下措施:
(1)干式氣柜調試及氣體密封工作的好壞,關鍵在于密封部件。所以應嚴把氣柜密封部件的選型,氣柜密封的主要部件是橡膠密封膜,橡膠密封膜應選用具有良好的耐介質腐蝕性能、耐臭氧及熱老化性能、氣密性、足夠的強度、良好的屈撓性等的材料,這些技術性能指標在訂貨時都會要求橡膠膜生產廠家保證。設計時選用的橡膠密封膜兩面均選用共混膠(NBR十Pvc),骨架材料為尼
龍簾線布,具有上述優點,且使用壽命長,能有效的避免發生密封件泄露的情況。
(2)瓦斯自動放散管設計時采用自動及手動集合方式,防止自控故障,以便緊急情況手動控制。保證能正常泄壓,不憋壓。
(3)做好安全附件的安裝工作,特別是氣柜建成后,做好直接和間接氣密性試驗,及早發現及解決存在的問題。
(4)定期對機械傳動部件進行檢查。如:對導輪、放散管機械裝置等部件進行定期檢驗和測試,如發現鋼絲繩運轉時卡澀,或導輪與鋼絲繩偏斜,應及時調整導輪支座,使導輪與鋼絲繩吻合,并經
常給導輪涂抹潤滑脂,防止導輪銹蝕,阻礙活塞平穩上升,產生安全隱患。放散管是為事故狀態緊急放空時使用的一種安全裝置,平時使用不多,因此,滑輪系統容易銹蝕,平時應定期對滑輪系統涂抹潤滑脂,定期搖動手搖卷揚機,使手動放散裝置運轉順暢,保證氣柜的安全運行。