干式气柜操作优化及节能分析

楚小玉 等

摘要：气柜是储存、回收炼油厂低压瓦斯和调节瓦斯管网压力的重要设施，也是炼油厂重要的环保设施，在炼油厂高、低压瓦斯的平衡中起着重要的作用。通过优化干式气柜操作，降低了装置能耗，对整个炼油厂的节能起到了一定的作用，保证了干柜装置的长周期运行。

关键词：优化操作 节能 提高瓦斯的回收率

1 概述

炼油厂干式气柜装置是将各生产装置排放的低压瓦斯经压缩机增压后输送给生产装置，给加热炉提供高压瓦斯燃烧。近年，随着乌石化炼油厂加工规模的扩大及原料油性质的变化，低压瓦斯从排放量到组分等都发生了很大的变化，为更好地确保各生产装置加热炉的平稳运行，优化干式气柜操作，保证干柜装置的长周期运行，为其它生产装置供应优质瓦斯提供有力保障。干式气柜装置经过多次改造和完善，目前设计能力可收集低压瓦斯20000m3，高压瓦斯输出量13000Nm3/h。整套流程包括瓦斯回收利用部分、油气放空系统及凝缩油回收系统。[1]经过运行，干式气柜装置瓦斯回收率较低，排放火炬次数多，生产装置输送的瓦斯含有大量杂质，增加了瓦斯压缩机的检修频次，为设备的日常管理增加了难度。

2 干式气柜的分类

干式气柜按其结构形式及密封性能分为三种类型。[2]

2.1 稀油密封型

由德国M.A.N公司于1915年始创。为活塞式正多边形金属结构，高径比为1.5～1.6。以特制的帆布装盛密封油，用套筒弹簧压紧滑板作为活塞周边密封。贮气压力为2.5～8KPa，用活塞上设置配重来调整，压力基本恒定。活塞正常升降速度约为1.5m/min。乌石化公司炼油厂干式气柜装置采用的是稀油密封型。

2.2 干油密封型

由德国克隆公司于1927年始创为活塞式圆筒形金属结构，高径比为1.5～1.6。用多层硬橡胶圈重锤压紧作为活塞周边密封，橡胶圈之间充以固态矿物油。贮气压力为2.5～10KPa，用活塞上设置配重来调整，压力基本恒定。活塞正常升降速度约为1.5m/min。

2.3 卷帘密封型

由美国Gatx公司于1940年首创。圆筒形钢结构，分单段、双段两种以整体圆筒形橡胶膜作为贮气筒，钢结构圆筒外壳作为保护层。高径比为0.9～1.0，贮气压力为2.5～5.0kPa，不能太高。活塞正常升降速度约可达5m/min。

3 操作优化及措施

3.1 平稳控制高压瓦斯压力

通过长期的实际操作探索，瓦斯压力的高低主要通过调整天然气压力或开高压瓦斯跨低压瓦斯线进行调整。在系统操作平稳的情况下，高压瓦斯的耗量相对比较稳定，控制好高压瓦斯压力对调节整个系统瓦斯系统起着至关重要的作用。系统高压瓦斯压力一般控制在0.54～0.61MPa，高压瓦斯压力低，需要补充天然气时，调节幅度以平稳为主每次不大于500m3/h，流量较大时，做好相关生产装置的联系汇报工作，尽量减少系统压力的波动。保证各装置生产平稳运行。

3.2 柜容平稳控制

柜容的高低直接影响富裕瓦斯是否排放火炬，根据柜容的升降调整瓦斯压缩机的负荷，一般柜容控制在总量的3/1～3/2范围内为易，便于应对调节。异常状态时，系统低压瓦斯量突然增大，瓦斯压缩机负荷已经加满，且柜容已经控制柜容的3/2以上时（以安全生产为主）。大量低压瓦斯需排放火炬，及时投用火炬蒸汽避免火炬冒黑烟，造成环境的污染。

3.3 优化闪蒸系统

闪蒸系统为负压操作，为保证闪蒸系统操作稳定，需平稳控制闪蒸液面，液面一般控制在2/1～3/2范围内，液面偏低，闪蒸低位泵易发生抽空情况，液面偏高，容易造成破真空。影响整个闪蒸系统平衡。闪蒸系统真空度一般控制在-7.8～-7.3kPa之间，闪蒸温度控制在165±3℃为宜。油槽油位高时，可以打开密封油进柜底油沟大循环线阀门，密封油直接返回柜底油沟，或者可以打开柜底油箱小循环线阀门调节油槽油位。

3.4 采取措施产生的影响

3.4.1 密封油消耗明显下降。①密封油的循环流程。油泵→柜上部溢流油箱→活塞油槽→柜底油沟→油水分离器→油泵。②气柜活塞的升降是随着瓦斯的进出而进行的，当瓦斯进气柜的压力能够克服活塞本身的重力时，活塞就开始上升。正常使用过程中，活塞的工作压力为400～500mmH2O，当瓦斯进柜压力大于此时，活塞上升，而在活塞四周与柜壁接壤的部位，瓦斯溢出的压力450mmH2O，因此封油的压力要高于活塞的工作压力，才可以封住活塞下部的瓦斯。闪蒸温度由135℃降到120℃后，密封油的裂解分化减少，密封油的活性保持不变，延长了密封油的使用周期，密封油的使用量从120吨降至30吨，最近两年再未新增密封油。密封油的效果仍然很好，通过优化操作，干式气柜密封油的使用量明显降低。

3.4.2 密封油增粘剂（改性剂）用量下降。干柜在前期的运行期间，为避免密封油防锈防腐蚀，保证气柜壁板、活塞弹簧及其密封机械等部位的防腐蚀防锈蚀能力，保证气柜安全运转，及进一步提高密封油的抗乳化能力，减少气柜密封油带水等问题，需要在密封油的使用过程中添加增粘剂以延长气柜大修周期、密封油的使用寿命等优点。通过摸索操作，近几年再无添加增粘剂，也同样延长了干柜的运行周期，为车间的材料费用节约了一大笔费用。

3.4.3 降低蒸汽耗量。干式气柜的蒸汽主要是柜底油沟加热盘管加热、密封油的加热。通过近两年的数据对比，可以看出蒸汽耗量有明显的降低。2013年和2014年加热蒸汽消耗对比数据见表1：

表1

从图1可以看出，2014年上半年和2013年同月份相比，蒸汽耗量都有降低的趋势。2014年上半年累计节省蒸汽1834吨，节省动力消耗费用13700元。

3.4.4 压缩机的检修频次明显降低。各装置排放的低压瓦斯，多数夹带油泥等杂质。为降低瓦斯压缩机的检修频次，车间在瓦斯进压缩机入口处增加了一组过滤器，通过频繁切换来减少瓦斯中的杂质。通过实践检验，2013年增加瓦斯入口过滤器后，干柜压缩机的检修频次明显降低，2008～2013年每年压缩机的检修频次都在15次左右，截止2014年9月份，检修次数一共7次，估计全年累计不会超过10次，从检修频次上看有明显的下降，同时，也保证了压缩机的长周期运行。压缩机检修频次见表2：

表2

3.4.5 降低瓦斯排放火炬频次。优化操作后，瓦斯排放火炬次数明显减少，通过规范操作，制定严格的目标，统一管理制度，不仅瓦斯排放火炬的次数减少了，而且对于整个炼油厂而言，瓦斯回收对挖潜增效、提高整体效益起到了举足轻重的作用。2014年上半年低压瓦斯排放火炬一共22次，瓦斯排放火炬次数相对2013年明显减少。对于周边的大气环境也起到了一定的改善作用。排放次数详见表3：

表3

4 小结

通过干式气柜优化操作不仅降低了密封油的使用量，而且动力消耗蒸汽耗量明显减少，瓦斯排放火炬次数明显降低。对于炼油厂节能降耗而言，起到了很大的促进作用。减少瓦斯排放火炬量，对周边的环境改善也起到了明显的改善作用。

参考文献：

[1]刘素，刘伟冲，陈建锋，李双锁，张丽珍.干式气柜安装的关键环节[J].石油工程建设，2010（02）.

[2]李宁.炼厂用气柜方案比较[J].河南化工，2010（10）.

[3]穆海涛.干式气柜回收炼油厂火炬气技术[J].炼油设计，2001（02）.

作者简介：

楚小玉（1982-），女，河南南阳人，技术员，研究方向：公用工程瓦斯系统研究。