在煉化企業(yè)中,氣柜的使用比較廣泛。本文主要對煉化企業(yè)瓦斯氣回收氣柜的
分類(lèi)說(shuō)明及優(yōu)缺點(diǎn)比較,并且對其進(jìn)行了總結分析。
煉化企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中,有大量的可燃氣體從高架火炬燒掉,既浪費能源,又對大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴重的污染。隨著(zhù)煉化企業(yè)降低能耗、挖潛增效工作的不斷深入,以及人們對環(huán)境保護意識的不斷增強,煉化企業(yè)消滅火炬的技術(shù)在生產(chǎn)中不斷應用,選擇一套既環(huán)保又安全的瓦斯燃燒系統和氣柜回收系統提到日程上來(lái)。下面就氣柜回收系統的選型進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。[3]
氣柜的分類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)
氣柜是儲存、回收煉油廠(chǎng)低壓瓦斯和調節瓦斯管網(wǎng)壓力的重要設施,也是煉油廠(chǎng)重要的環(huán)保設施,在煉油廠(chǎng)低壓瓦斯的平衡中起著(zhù)重要作用。
1.1.氣柜按密封介質(zhì)的不同分為濕式氣柜和干式氣柜兩種
1.1.1.濕式氣柜
濕式氣柜由水槽、塔節、鐘罩三部分組成,瓦斯密封介質(zhì)為新鮮水,主要附件由避雷針、液位計、導軌、平衡配重等,操作壓力≤4KPa。
與干式氣柜相比,具有投資少、制作工藝簡(jiǎn)單、易于維護等優(yōu)點(diǎn),但由于必須使用水槽,水槽內數千乃至上萬(wàn)噸的水對氣柜基礎存在較大的壓力,若氣柜基礎不均勻沉降超出一定范圍后,容易導致卡軌的現象發(fā)生,從而影響氣柜的安全使用。另外濕式螺旋運行若干年后,壁板和種罩幾乎都存在嚴重的腐蝕現象,特別是壁板與水長(cháng)期接觸的表面,氧腐蝕和電腐蝕共同作用,且防腐質(zhì)量難以保證,容易導致鋼板減薄穿孔。
由于濕式氣柜儲水量較大(中/小型氣柜儲水量在2000~5000m3;大型氣柜儲水量可達10000m3以上),經(jīng)常更換氣柜內部的水是不可能的,也是不經(jīng)濟的。此外,由于煉化企業(yè)燃料氣中的硫化氫等腐蝕性氣體和外界的沙塵、泥土等不斷進(jìn)入水槽水中,使水槽中的水成為一種腐蝕性電解質(zhì)溶液,若水長(cháng)期不換,其腐蝕性更強,加速氣柜腐蝕。若進(jìn)行定期置換,則水中的硫化物對環(huán)境污染較大,在當今環(huán)保至上的年代,這樣做對企業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)無(wú)疑亮了紅燈。
同濕式氣柜相比,干式氣柜由于采取油和橡膠等介質(zhì)進(jìn)行密封,有效的避免了水封水對氣柜的腐蝕和對環(huán)境的污染,成為新建煉廠(chǎng)和老廠(chǎng)改造的第一選擇。
1.1.2.干式氣柜
1.1.2.1. 干式氣柜按其結構形式及密封性能在國際上分為三種類(lèi)型
1.1.2.1.1.稀油密封型
由德國M.A.N 公司于1915年始創(chuàng )。為活塞式正多邊形金屬結構, 高徑比為1.5~1.6。以特制的帆布裝盛密封油, 用套筒彈簧壓緊滑板作為活塞周邊密封。貯氣壓力為2.5~8kPa , 用活塞上設置配重來(lái)調整, 壓力基本恒定?;钊I邓俣燃s為1.5m/ min。這種氣柜已在鋼鐵企業(yè)、城市煤氣企業(yè)中廣泛應用。
1.1.2.1.2. 干油密封型
由德國克隆公司于1927 年始創(chuàng )。為活塞式圓筒形金屬結構, 高徑比為1.5~1.6。用多層硬橡膠圈重錘壓緊作為活塞周邊密封, 橡膠圈之間充以固態(tài)礦物油。貯氣壓力為2.5~10kPa, 用活塞上設置配重來(lái)調整, 壓力基本恒定?;钊I邓俣燃s為1.5m/ min 。國內除寶鋼引進(jìn)日本2臺15萬(wàn)m3干油密封型氣柜外, 從未建造過(guò)。
1.1.2.1.3 .卷簾密封型
由美國Gatx公司于1940年首創(chuàng )。圓筒形鋼結構, 分單段、雙段兩種。以整體圓筒形橡膠膜作為貯氣筒, 鋼結構圓筒外殼作為保護層。高徑比為0.9~1, 貯氣壓力為2.5~5kPa,不能太高?;钊I邓俣燃s可達5m/min。[1]
三種干式氣柜的比較
與稀油密封型和干油密封型干式氣柜相比, 卷簾密封型干式氣柜具有吞吐量大、制造安裝精度要求相對較低、維修費用少、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)。而且不需要設置外部電梯、內部吊籠以及特制的密封油和油水分離供油裝置,從而減少投資。但卷簾密封型氣柜的橡膠膜, 國內只有少數幾家能夠生產(chǎn),若需要進(jìn)口, 價(jià)格昂貴, 很難廣泛使用。
另外, 稀油密封干式氣柜在生產(chǎn)運營(yíng)時(shí), 需要電、汽等能耗。還發(fā)生上部油箱溢流口濺油及活塞密封油槽濺油的問(wèn)題。因不能全數回收會(huì )損失一定數量的密封油(一般小容積氣柜每年約損失5t,大容積氣柜每年約損失10~15t),需要定期補充,這也是一筆很大的運營(yíng)費用。
此外,稀油密封干式氣柜但在長(cháng)期運行中, 發(fā)現在溫度降低時(shí), 尾氣會(huì )析出少量的冷凝液。該液混入氣柜密封油中, 會(huì )使密封油的閃點(diǎn)、粘度逐漸降低, 導致密封油變質(zhì)。以致不得不增設密封油的閃蒸裝置, 或更換密封油。這樣就增加了生產(chǎn)消耗費用。而且當氣溫升高時(shí), 混入氣柜活塞油槽密封油中的冷凝液, 又會(huì )氣化成可燃氣體, 積聚在活塞上部空間, 增加了生產(chǎn)的不安全因素。實(shí)踐證明稀油密封干式氣柜不適用石化企業(yè)回收尾氣。
遼河石化現有100000m3 螺旋上升濕式氣柜承擔著(zhù)對催化裝置、液態(tài)烴罐區等裝置排放火炬瓦斯的回收,從而消除火炬的燃放。該裝置于1996年9月設計,1997年6月破土動(dòng)工,1998年8月建成并投產(chǎn)。正?;厥栈鹁鏆?200 m3/h,最大回收能力3600 m3/h。
該氣柜運行近十年期間,2005、2009年進(jìn)行一次氣柜清洗、防腐,從未進(jìn)行系統揭頂大修。運行期間陸續出現一系列問(wèn)題:
2.1.腐蝕比較嚴重,外壁防腐漆部分脫落嚴重,基體材質(zhì)全面腐蝕減薄,2009年催化消缺檢修,在噴砂防腐過(guò)程中出現了四處漏點(diǎn);
2.2.水槽基礎存在不均勻沉降,水槽底板出現泄露現象,至今也無(wú)法找到漏點(diǎn);
2.3.氣柜存在一定程度的變形和傾斜,氣柜上升至15米以上時(shí),氣柜二塔與三塔立梯出現刮碰,為嚴重安全隱患。氣柜變形對導輪導軌的接觸產(chǎn)生明顯影響,各別的導輪導軌在運行過(guò)程中時(shí)常有脫軌現象。
2.4.由于本廠(chǎng)處于中高緯度地區,冬季氣溫較低,氣柜水封冬季必須使用伴熱,且要求保持恒溫,防止溫度過(guò)低水封結冰和溫度過(guò)高腐蝕加劇。同時(shí),裝置用水、用電較大,能耗較高。
結合濕式氣柜和干式氣柜優(yōu)缺點(diǎn),煉化企業(yè)瓦斯氣回收氣柜從性?xún)r(jià)比上應該選擇卷簾型干式氣柜比較合適。
