從 20 世紀 80 年代開始, 干式氣柜在我國已得到越來越普遍的應用。目前, 天津鋼鐵公司的 4 座煤氣儲柜全部為干式煤氣柜, 其中 10 萬 m3氣柜和 16.5 萬 m3氣柜均為曼型稀油密封干式煤氣柜, 設計工作壓力為8 kPa,儲氣能力占總儲氣容量的 79.3%, 在燃氣輸配過程中發揮著主導性作用。

1、鋼鐵企業設置煤氣柜的作用

1.1可有效地回收放散煤氣

鋼鐵企業建立煤氣柜, 主要是利用煤氣柜可以及時吞吐煤氣的特點, 回收企業內部因生產不均衡性所造成的瞬時煤氣放散量。當煤氣有剩余時存入柜內, 煤氣不足管網壓力下降時, 再補入管網, 起到以余補欠的作用, 減少煤氣放散量。

1.2可充分合理地使用生產內部的副產煤氣

由于建立了煤氣柜, 在工廠煤氣平衡中, 可以不預留煤氣緩沖量, 從而可充分利用工廠副產煤氣, 以減少外購燃料量, 提高生產煤氣的使用率。

1.3穩定管網壓力, 改善各加熱生產用戶的熱工制度

利用煤氣柜調節煤氣管網壓力, 可改善煤氣供應的質量, 提高加熱爐的煤氣利用率, 使熱工制度穩定。從而可降低煤氣消耗量, 同時還可以改善鋼材產品的質量。

2、曼型干式煤氣柜的工作原理

曼型干式煤氣柜主要有多邊型的柱狀外筒、沿筒內壁上下移動的活塞及柜底板組成。煤氣貯存于活塞的下部, 靠活塞上下移動來改變煤氣柜的貯氣容量。煤氣柜的密封, 靠安裝在活塞上的油溝和側板之間的間隙充滿密封油, 密封油下流量的大小由滑板和滑塊控制, 使其油壓與活塞下部貯氣壓力相平衡而進行密封。密封油循環使用, 活塞油溝中的密封油, 從滑板滑塊和側板間的間隙往下流, 積存在柜底部油槽中,然后匯集至油水分離器, 在此進行油水分離, 當油量達到一定量以上時, 循環油泵自動啟動, 將油打入送油管中。油從側壁頂部的溢流孔沿著側板內壁流到活塞油溝中, 自動保持密封部位的油壓平衡。此外, 在溢流孔旁設置了備用油箱, 在停電等緊急情況下, 可以手動操作補充密封油。密封油為經過特殊處理的專用密封油,具有隨溫度變化幅度小、良好的油水分離性能、凝固點低和較高的著火點等特性。

3、曼型干式煤氣柜在生產運行中曾出現的問題

3.1 10 萬 m3煤氣柜在生產運行兩年多后, 曾出現過一次密封滑板變形, 造成煤氣泄露, 使活塞油溝和柜頂4 點固定式在線 CO 檢測儀滿量程報警。4#油泵房兩臺油泵同時啟動也不能滿足活塞油溝油位的需要。立即停柜進行檢查, 發現兩處滑板變形, 密封失效, 部分彈簧脫落。

3.2 煤氣柜在運行中曾出現過油泵常轉不停和油泵聲音異?，F象, 檢查發現主要是氣柜立柱角部毛氈磨損嚴重和油泵過濾器被羊毛纖維堵塞, 造成泄油量增大, 供油量減小, 使油泵長轉不停。

3.3 煤氣柜在冬季生產運行中, 曾出現過活塞油溝內結冰現象, 造成結冰的主要原因是密封油的油質、油水分離器的操作調整、活塞油溝無伴熱措施等問題。

4、曼型干式柜在應用中應注意的幾個問題對曼型干式柜而言, 最重要的莫過于密封, 也就是如何防止在固定的外筒與上下活動的活塞之間產生漏氣。 目前實際采用的三種柜型: 曼 (MAN) 型、可隆(KLONNE)型、威金斯(WINGGINS)型, 其區別就在于密封方式的不同。因此, 在對干式柜的運行中, 對其密封機構、密封介質的管理是最重要的, 而我們在這里所要提請注意的幾個問題也是圍繞這個中心。

5.1活塞密封機構活塞密封機構由彈簧密封裝置、隔艙密封裝置、帆布密封及懸掛裝置、滑板牽引裝置和活塞油槽排水裝置等組成, 形成一個彈性的滑環。它的作用是將活塞周邊密封油艙中的主帆布及其中的圓木頂靠在滑板上,并使滑板與柜體側板之間保持較小間隙, 形成密封油膜, 油槽內密封油密封壓力應為柜內燃氣壓力的 1.3～

2 倍。

公司在使用干式柜的過程中發現, 活塞密封機構出現的問題主要有三點。

5.1.1 壓緊彈簧的失效與脫落滑板在受套筒中彈簧彈力的作用下, 始終與氣柜壁板緊密結合。根據《干式稀油密封儲氣罐安裝驗收暫行規定》,“滑板應與壁板貼緊, 局部最大間隙允許值為 0.5 mm”。隨著活塞的上下運行, 壓緊彈簧始終處于伸展、壓縮的變換狀態中, 日積月累會導致其產生變形, 彈力下降。在對干式氣柜的檢修過程中發現, 大量彈簧均有不同程度的縮短變形。受氣柜周邊環境的影響, 空氣中的粉塵勢必要進入氣柜, 并很容易附在側壁板上, 其中相當一部分被刮入活塞油槽, 沉積在帆布兜中形成“油垢”, 嚴重時彈簧套筒被填死, 彈簧動作受阻, 甚至脫落, 導致密封機構失效。另外, 從柜頂天窗滲漏的雨水、雪水進入帆布兜中, 在我國北方尤其應當注意。有時我們會有這樣的誤會, 積水會從帆布兜下滲出后進入底部油槽,然后經油水分離器排出。而事實上, 帆布的滲透性非常差, 冬季會結冰使彈簧無法動作, 令密封機構失效。

5.1.2 柱腳毛氈的磨損

氣柜立柱處是通過密封滑塊將滑板進行拐角連接的, 在滑塊上方固定一塊耐油毛氈。伴隨著活塞的不斷升降, 該毛氈將逐漸磨損, 其密封能力也相應降低, 使循環油量明顯增加, 氣柜就出現過活塞供油泵因此而“長轉不停”的現象。建議首先選用優質羊毛氈, 每 2～3 年更換 1 次干式氣柜的柱腳毛氈。

5.1.3 兜底帆布的破損

 在活塞升降過程中, 存在著支撐圓木脫落現象,“圓木”脫落后, 兜底帆布將與氣柜壁板直接接觸, 這樣用不了多久, 兜底帆布就會被磨出孔洞, 加速密封油的下瀉, 影響密封效果。以上三項影響密封效果的因素, 可以通過齒輪油泵的啟動次數和啟動間隔加以判斷。

5.2 密封介質

密封介質———稀油的物理及化學狀態對活塞的密封和運行有著重要的意義。

5.2.1 油水分離器的問題

在北方, 冬季十分寒冷, 稀油能否順利與水分離是一個關鍵的問題。分離得不好, 油中水結冰隨時可能阻斷循環油路, 使氣柜無法運行。另外, 水的存在還會使密封油乳化。

5.2.2 加溫要有保證

實踐證明, 密封油溫要保持在 5 ℃以上, 油與水才能有效分離, 當然這與密封油品種有很大關系, 通常我公司使用的是煉油廠生產的氣柜采用密封油。在加溫手段上, 使用的是車間冬季的暖管網, 容易出現忽冷忽熱現象, 冬季還要嚴格控制加熱溫度, 做到均衡供熱。在有條件的情況下, 應建立獨立的加溫保溫設施, 縮小加熱溫差, 確保冬季氣柜安全運行。

5.2.3 應采取保溫措施

目前國內的氣柜底部油槽普遍無保溫設計, 鐵壁板會將熱量很快散失掉, 這對油溫的保持十分不利, 從而增加供暖負荷。因此, 采取保溫措施非常必要在北方地區, 活塞油溝油溫容易出現零度以下, 建議采取伴熱保溫措施。

5.2.4 油水分離器的操作

充分分離的油與水在油水分離器中分離后, 密封油進入下一次循環過程, 水經自動排水裝置和手動排水裝置排出。為防止密封油在泵房內再次析出水分,可以加裝排水閥, 及時排出殘余水分。當活塞油位與油槽油位出現不均衡現象時, 可對油位調節器進行適度調整, 油位調節器升降 1mm, 油槽油位也升降 1mm,活塞油位則降升 4 mm。

5.2.5 干式柜對密封油的客觀要求

( 1) 較高的粘度及良好的粘溫特性。為了減少漏油量, 應使用高粘度密封油, 并且其粘度不會隨溫度而發生急劇變化。

( 2) 良好的氧化安定性。密封油需要長期連續運轉,具有良好的氧化安定性可以防止在與水、煤氣、金屬的長期接觸中, 被氧化并生成酸性物質和沉淀物造成變質及金屬腐蝕。

( 3) 良好的抗乳化性。密封油在循環過程中會與煤氣中的水分接觸, 并被強烈的攪拌, 因此應當具備良好的抗乳化性。

( 4) 良好的防銹防腐性。水進入密封油會對金屬造成腐蝕, 使柜體及各種運轉、密封裝置受損。因此, 密封油應當是由深度精制的礦物基礎油加入抗氧劑、防銹劑、金屬鈍化劑、抗泡沫劑等添加劑配成。

( 5) 較低的凝固點, 在冬季寒冷地區也可使用。我們使用的密封油為冷凍機油, 而作為冷凍機油, 其在干式柜中的使用環境就顯得相當惡劣了, 它必須與水接觸, 與煤氣及其中的各種雜質接觸, 還有空氣、灰塵及金屬。因此, 它不會像在冷凍機中那樣使用 10～15 年,而且必須面對它的變質問題。

5.2.6 防止密封油變質所采取的措施

( 1) 嚴格按客觀要求選擇密封油。密封油的氧化主要是不飽和烴組分的氧化, 盡可能選用直餾組分調合密封油能延緩氧化變質。

( 2) 定期補充抗氧化劑。密封油始終與煤氣中的水接觸, 水會使油中的一些添加劑分解或沉淀, 定期補充抗氧化劑, 可以增加油品的抗氧化能力。

( 3) 用涂料減少油品與金屬的接觸, 尤其是氣柜底部油槽的壁板和油水分離器的壁板應刷耐油涂料。

( 4) 定期檢查沉積物的狀況和清洗儲油容器。

( 5) 采用破乳、過濾、補充添加劑等綜合手段使廢油再生。干式氣柜密封油用量較大, 10 萬 m3氣柜就需110 t, 16.5 萬 m3氣柜就需 128 t, 目前油價每噸近萬元, 再生技術的應用在經濟上無疑是明智的選擇。

6、結束語

通過以上的分析和經驗摸索, 在冬季氣柜運行中，為防止活塞上油溝的結冰現象, 采用精細調整油水分離器, 確保油水分離效果, 定期手動放水和活塞加大運行幅度的方法, 并保持一定高柜位的運行方式。當煤氣壓力不平穩時, 為防止活塞傾斜損壞密封機構, 采用控制活塞速度, 調節進口蝶閥, 使活塞緩慢平穩的上升和回落, 這樣就不會造成活塞不平衡和控制柜體內部漏煤氣事故。在生產過程中如遇柜體內煤氣泄漏, 長時間報警要及時檢查分析, 如對角油位差比較高時應采取補放油措施, 平衡活塞。無效時, 應進入柜內活塞上檢查。如發現活塞油溝油位不平衡而有煤氣泄露時, 應馬上離線著床進行徹底檢查確認。

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