煉油廠低壓瓦斯的流量一般很不穩定, 壓力也隨裝置操作的調整而劇烈波動 , 大多數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境 ,又浪費了能源 ,還有安全隱患。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, 以調整瓦斯系統壓力平衡和需求的波動 ,從而避免整個瓦斯管網系統因瓦斯過?；虿蛔愣鸬膲毫Σ环€,保證各燃氣裝置的正常運行, 同時, 由于大量低壓瓦斯的利用, 既增加了企業的經濟效益,又無環境污染 ,提高了社會效益。
氣柜按其結構密封方法的不同分為干式和濕式兩大類。
干式氣柜按其密封形式又分為 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)。
在煉化企業中最常用的是稀油密封型氣柜。卷簾密封型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, 靠活塞的升降儲存氣體。雖然這種氣柜應用不多, 但它和其他氣柜相比, 卻有很多優點 。
卷簾密封型干式氣柜的優點:①密封結構更合理;②安全可靠性更高 ;③運行費用低;④使用壽命長;⑤
安裝精度要求低 ;⑥使用維護方便;⑦維護費用低廉。
中國石化滄州分公司煉油廠在充分調研和詳盡論證的基礎上 ,于 2004 年增設了 1 臺 20 000 m3的卷簾型干式氣柜 。
2 20 000 m3卷簾型干式氣柜的設計
2.1 卷簾密封型氣柜結構
卷簾密封型氣柜儲存的是該廠低壓瓦斯, 氣柜結構示意圖如圖 1 所示,其技術參數如表 2 所示
氣柜控制指標參數如表 3所示。
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 ,內側的橡膠膜向上彎折而外側的橡膠膜和T 型圍欄則保持不動 。 氣柜繼續收氣 , 當活塞支架的頂桁板碰到 T 型圍欄時, 內側橡膠膜被向上完全拉直。隨著瓦斯的繼續進入, 活塞和 T 型圍欄一起上升, 外側橡膠膜開始向上彎折。當 T 型圍欄和活塞升至最高位置時, 外側橡膠膜被完全拉直, 氣柜容量達到最大 。在氣柜排氣時, 活塞和 T 型圍欄及橡膠密封膜發生與上述過程完全相反的動作。
3 20 000 m3卷簾型
干式氣柜的安全附件———瓦斯自動放散管
隨著氣柜的收氣 , 柜容不斷增大。當柜高度達到18.6 m 報警上限時 , 自動發出聲光報警 , 此時操作人員關閉氣柜入口蝶閥 。當柜高度達到 20 m 時 ,與上上限觸點直接連鎖控制的氣柜入口蝶閥將自動關閉 ,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 20 m 上上限時壓力仍繼續增加 ,此時(柜高度達到22.27m)氣柜外側沿周圍均布設置的 4 根 Υ325 mm ×8.5 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 。
氣柜的放散管有 2 種啟閉方式: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 ,隨活塞一起上升的 T 型圍欄的頂桁板碰到了設在柜頂的 4 套頂桿裝置。于是在T 圍欄的作用下, 頂桿裝置隨活塞一起上升 。頂桿垂直上升的距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 1 t 手搖絞車 ,柜壁、柜頂的各型滑輪及限位導向裝置等, 通過手搖絞車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 干式氣柜運行事故隱患及防范措施
4.1 事故隱患
存在的事故隱患如下 :
(1)由于種種原因造成的停電、停風、停水 、停氣而引起上游裝置瓦斯大量排放 ,造成氣柜超高 ;
(2)氣柜高度超高限位時(大于 18.6 m)報警系統不好用 ;
(3)氣柜高度超過 22.27 m 時 ,氣柜頂部 4 臺自動放散閥不能自動開啟放散;
(4)氣柜橡膠膜破裂或排凝管閥門損壞等導致大量瓦斯氣泄漏 ;
(5)氣柜高度過低時壓縮機仍然運行 ,將氣柜抽成負壓;
(6)氣柜區域可燃氣體報警儀失靈。
4.2 防范措施
(1)氣柜入口蝶閥只可在復位后手動打開 ,不能自動開啟 ,但有自動關閉和手動關閉2 種操作方式 。氣柜蝶閥為 FC 結構 ,當發生停風 、停電事故 , 或者凈化風壓力低于 0.3 MPa ,閥門會自動關閉, 以后即使風 、電恢復正常, 閥門仍然關閉 ,直至人工復位后才能打開 。
(2)當活塞上升速度大于 4 cm/s,氣柜入口蝶閥立即關閉 ,活塞上升速度信號采用“三取二”方案, 一點異常報警,有兩點以上異常 ,連鎖自動投入 。以后即使活塞上升速度恢復正常, 閥門仍然關閉, 直至人工復位后才能打開。
(3)當氣柜活塞高度大于 20 m, 氣柜入口蝶閥立即關閉 ,活塞高度信號采用“六取二”方案, 一點異常報警,有兩點以上異常 ,連鎖自動投入 。以后即使活塞高度恢復正常, 閥門仍然關閉 ,直至人工復位后才能打開 。
(4)當活塞膜發生破裂 ,柜內瓦斯氣泄出, 氣柜入口蝶閥立即關閉, 報警信號采用“三取二”方案, 一點異常報警,有兩點以上異常 ,連鎖自動投入 。以后即使報警信號恢復正常, 閥門仍然關閉 ,直至人工復位后才能打開。
此外 ,事故狀態下若放散閥不能自動打開 ,應迅速趕到現場手動打開進行放散 ?？扇細怏w報警儀需定期校驗 ,使之處于完好狀態 。
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