开封炼化企业燃料气回收气柜选型分析

 在炼化企业中，气柜的使用比较广泛。本文主要对炼化企业瓦斯气回收气柜的
分类说明及优缺点比较，并且对其进行了总结分析。
    炼化企业在生产过程中，有大量的可燃气体从高架火炬烧掉，既浪费能源，又对大气环境产生严重的污染。随着炼化企业降低能耗、挖潜增效工作的不断深入，以及人们对环境保护意识的不断增强，炼化企业消灭火炬的技术在生产中不断应用，选择一套既环保又安全的瓦斯燃烧系统和气柜回收系统提到日程上来。下面就气柜回收系统的选型进行简单分析。［3］
    气柜的分类及优缺点
    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，在炼油厂低压瓦斯的平衡中起着重要作用。
    1.1.气柜按密封介质的不同分为湿式气柜和干式气柜两种
    1.1.1.湿式气柜
    湿式气柜由水槽、塔节、钟罩三部分组成，瓦斯密封介质为新鲜水，主要附件由避雷针、液位计、导轨、平衡配重等，操作压力≤4KPa。
    与干式气柜相比，具有投资少、制作工艺简单、易于维护等优点，但由于必须使用水槽，水槽内数千乃至上万吨的水对气柜基础存在较大的压力，若气柜基础不均匀沉降超出一定范围后，容易导致卡轨的现象发生，从而影响气柜的安全使用。另外湿式螺旋运行若干年后，壁板和种罩几乎都存在严重的腐蚀现象，特别是壁板与水长期接触的表面，氧腐蚀和电腐蚀共同作用，且防腐质量难以保证，容易导致钢板减薄穿孔。
    由于湿式气柜储水量较大（中/小型气柜储水量在2000～5000m³；大型气柜储水量可达10000m³以上），经常更换气柜内部的水是不可能的，也是不经济的。此外，由于炼化企业燃料气中的硫化氢等腐蚀性气体和外界的沙尘、泥土等不断进入水槽水中，使水槽中的水成为一种腐蚀性电解质溶液，若水长期不换，其腐蚀性更强，加速气柜腐蚀。若进行定期置换，则水中的硫化物对环境污染较大，在当今环保至上的年代，这样做对企业的发展来说无疑亮了红灯。
    同湿式气柜相比，干式气柜由于采取油和橡胶等介质进行密封，有效的避免了水封水对气柜的腐蚀和对环境的污染，成为新建炼厂和老厂改造的第一选择。
    1.1.2.干式气柜
    1.1.2.1. 干式气柜按其结构形式及密封性能在国际上分为三种类型
    1.1.2.1.1.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。这种气柜已在钢铁企业、城市煤气企业中广泛应用。
    1.1.2.1.2. 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 。国内除宝钢引进日本2台15万m³干油密封型气柜外, 从未建造过。
1.1.2.1.3 .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, 贮气压力为2.5～5kPa,不能太高。活塞正常升降速度约可达5m/min。［1］
    三种干式气柜的比较
    与稀油密封型和干油密封型干式气柜相比, 卷帘密封型干式气柜具有吞吐量大、制造安装精度要求相对较低、维修费用少、操作管理方便等优点。而且不需要设置外部电梯、内部吊笼以及特制的密封油和油水分离供油装置，从而减少投资。但卷帘密封型气柜的橡胶膜, 国内只有少数几家能够生产，若需要进口, 价格昂贵, 很难广泛使用。
    另外, 稀油密封干式气柜在生产运营时, 需要电、汽等能耗。还发生上部油箱溢流口溅油及活塞密封油槽溅油的问题。因不能全数回收会损失一定数量的密封油（一般小容积气柜每年约损失5t,大容积气柜每年约损失10～15t），需要定期补充,这也是一笔很大的运营费用。
    此外，稀油密封干式气柜但在长期运行中, 发现在温度降低时, 尾气会析出少量的冷凝液。该液混入气柜密封油中, 会使密封油的闪点、粘度逐渐降低, 导致密封油变质。以致不得不增设密封油的闪蒸装置, 或更换密封油。这样就增加了生产消耗费用。而且当气温升高时, 混入气柜活塞油槽密封油中的冷凝液, 又会气化成可燃气体, 积聚在活塞上部空间, 增加了生产的不安全因素。实践证明稀油密封干式气柜不适用石化企业回收尾气。
    辽河石化现有100000m³ 螺旋上升湿式气柜承担着对催化装置、液态烃罐区等装置排放火炬瓦斯的回收，从而消除火炬的燃放。该装置于1996年9月设计，1997年6月破土动工，1998年8月建成并投产。正常回收火炬气1200 m³/h，最大回收能力3600 m³/h。
    该气柜运行近十年期间，2005、2009年进行一次气柜清洗、防腐，从未进行系统揭顶大修。运行期间陆续出现一系列问题：
    2.1.腐蚀比较严重，外壁防腐漆部分脱落严重，基体材质全面腐蚀减薄，2009年催化消缺检修，在喷砂防腐过程中出现了四处漏点；
    2.2.水槽基础存在不均匀沉降，水槽底板出现泄露现象，至今也无法找到漏点；
    2.3.气柜存在一定程度的变形和倾斜，气柜上升至15米以上时，气柜二塔与三塔立梯出现刮碰，为严重安全隐患。气柜变形对导轮导轨的接触产生明显影响，各别的导轮导轨在运行过程中时常有脱轨现象。
    2.4.由于本厂处于中高纬度地区，冬季气温较低，气柜水封冬季必须使用伴热，且要求保持恒温，防止温度过低水封结冰和温度过高腐蚀加剧。同时，装置用水、用电较大，能耗较高。

    结合湿式气柜和干式气柜优缺点，炼化企业瓦斯气回收气柜从性价比上应该选择卷帘型干式气柜比较合适。