干式气柜在瓦斯回收系统中的应用

孙绪

摘 要：2011年8月，锦西石化分公司新建一座20000 m3的卷帘型干式气柜代替原有湿式螺旋气柜，用于存储炼厂过剩瓦斯。通过对比干式气柜与湿式气柜的结构优缺点，确定瓦斯回收系统气柜的选型，论述卷帘型干式气柜的结构和工作原理以及带来的经济效益，证明该气柜在炼厂广泛推广应用的可行性。

关键词：瓦斯；干式气柜；密封；应用

中图分类号：[TU94+3.3] 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2013）-12-0228-01

1 前言

锦西石化分公司现有两套低压瓦斯回收系统，分布于厂西和厂东两个区域。厂西气柜原采用建成于1994年容积为10000Nm3湿式型气柜。随着锦西石化原有加工量的逐年提高及聚丙烯装置相继投产，瓦斯排量明显增加，瓦斯中含有H2S气体，给气柜带来腐蚀，壁板减薄严重，很多地方都在1—2毫米左右厚，气柜出现多处漏点。在运行期间分公司虽多次对气柜进行维修，但泄漏点不断增加，气柜运行已严重威胁企业安全生产。为了平衡瓦斯、消灭火炬、提高效益、消除隐患，2011年8月份公司投资在厂内异地新建了一座20000m3卷帘型干式气柜。目前该气柜运行良好，各项技术参数及运行参数符合设计要求。

2 新设备的选用

2.1 气柜选型

2.1.1 湿式气柜与干式气柜的选择

目前气柜广泛应用于炼厂气体回收，采用的气柜有湿式气柜和干式气柜两种型式。湿式气柜采用水封型式，较早应用于炼厂气体回收。干式气柜又称威金斯气柜，广泛应用于钢铁、城市煤气等储存气体，随着气柜密封技术的不断改进，干式气柜近几年在石油化工行业得到推广应用。其优点解决了湿式气柜的防冻防凝措施，维护工作量比湿式气柜大大减少，操作简单，表1为湿式气柜与干式气柜比较。

2.1.2 干式气柜的选择

干式气柜其柜体呈正多边形棱柱体或圆柱体，由立柱、侧板、顶板、底板、通风系统及活塞等部分组成。干式气柜又分为稀油密封型和卷帘型橡胶密封两种型式：

（1）稀油密封干式气柜最高工作压力8000Pa，活塞运行速度达到湿式气柜的两倍以上，取消了湿式气柜的保温防冻设施，其维护工作量比湿式气柜减少50%左右。但由于增加了密封油循环系统、密封油和冷凝水分离设备，日常维护工作量相对较大，并且要消耗大量密封油。

（2）卷帘型橡胶密封干式气柜最高工作压力8000Pa，加工制造比稀油密封干式气柜简单。其柜体加工件和预制件比其它型气柜少，柜底板、活塞板、柜顶板和侧板均采用搭接焊，易于安装。由于密封材料采用柔性橡胶，活塞升降不受密封配合的时间限制而快速升降，其活塞速度可达5m/min以上。

随着橡胶密封膜配方技术的不断完善，已越来越适应炼厂各种气体回收。由于不使用稀油密封，故不用设置密封油循环系统，侧板上开有用于出入的人孔门，气柜不设置电梯和吊笼装置，降低了动力消耗，节省日常维检修费用。所以现在炼厂气柜改造全部采用该型式气柜。

本次锦西石化分公司瓦斯回收系统的气柜更新设计采用卷帘型橡胶密封干式气柜。

2.2 气柜密封膜的选用

橡胶密封膜是干式气柜主要密封装置，是决定气柜能否安全运行、密封效果好壞主要因素之一。由于制造工艺不同，配方不同，橡胶密封膜使用效果也不一样。由于橡胶密封膜体积大，在使用过程中处于动态状况，针对炼厂复杂气体组成，因此密封膜必须满足：在垂直方向上承载重量，不得拉伸变形，具有足够强度；良好的曲挠性和气密性；耐腐蚀、耐渗透、耐热老化等。

这就要求产品在设计时满足横向适度拉伸和纵向具有足够强度，拉伸不变形。在制造过程中尽量减少拼缝数量，要确保粘接效果，粘接缝一次成型。

厂西新建气柜橡胶密封膜选择采用国内比较先进的“米”字形结构的气柜专用密封膜，其特点实现左右45°角方向上的高强度要求，在垂直方向克服拉伸形变，胶帘布宽度3.2米，大大减少了整台橡胶密封膜的粘接缝数量，整条粘接缝一次成型，保证粘接缝的粘结强度和产品质量。橡胶密封膜使用寿命10～15年，维修更换方便。使用温度≤80℃。

3 卷帘型干式气柜的结构及工作原理

厂西瓦斯回收系统新建的20000m3卷帘型干式气柜主要由侧板、底板、屋顶、活塞、T型挡板、调平装置、橡胶密封膜、放散等组成。其中橡胶密封膜是该气柜的关键部件，为整圆筒形的合成橡胶膜。它不仅起密封介质作用，还起着活塞（ T 型挡板） 升降导向的作用，而且使活塞对准壳体中心并防止活塞的回转。在没有介质的情况下，密封膜全部沿壁垂下。一旦有介质流入，当达到动作压力时，活塞便开始上浮。随着活塞的不断上升，密封膜紧贴活塞的部分就移往T型挡板（在这一动作过程中，密封膜既不发生摩擦又不发生滑动）。活塞达到一定高度时，与T 型挡板形成一体，此时内密封达到动作的极限。如果仍有介质流入， 达到一个新的动作压力时，T 型挡板及外密封与活塞一起上升到满量程。当介质流出时，活塞和T型挡板及密封发生与上述行程完全相反的动作。

4 经济性分析

该气柜一次性投资稍大，但运行费用低，吞吐量大，使用寿命长，具有良好的经济效益和环保效益。

a） 直接经济效益

据统计，自该气柜投用后，火炬系统每年减少过剩瓦斯排放14000吨以上，除去运行费用外，每年可增效近千万元人民币。

b） 间接经济效益

低压瓦斯的回收利用，避免了放空燃烧消耗大量的雾化蒸汽和水封罐补水量。据估算，仅此一项，每年可节约蒸汽1.3万吨、新鲜水400吨，折合人民币80 余万元。同时减少了进入排水车间的含油污水量，降低了下游的处理费用。

c） 社会环保效益

由于该气柜的投用，消灭了火炬，减少了瓦斯放空量及污水排放量，降低了烟尘噪声的污染，具有良好的社会和环保效益。

5结论与建议

a） 该气柜自投用以来，运行平稳，安全可靠。它适合于炼厂瓦斯的储存，安、稳、长运行是有保证的；

b） 该气柜具有运行费用低、升降速度快、使用寿命长等优点，具有良好的经济效益和社会环保效益。

c） 建议在气柜入口脱硫塔管线前增设水洗塔，可以让瓦斯进入气柜之前除去大部分焦粉，保护气柜前脱硫塔正常运行，保证气柜入口气路畅通。

参考文献：

[1] 锦西石化厂西气柜更新可性行研究报告.中石油东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院2010.05

[2] 田士良 炼油厂油品储运技术与管理.中国石化出版社，1993

[2] 程前进.卷帘型干式气柜在回收炼厂气中的应用.石油化工设备技术 2001