稀油干式气柜运行风险分析及管控措施

＊吕志西 赵金刚 龙天池

（大连西太平洋石油化工有限公司 辽宁 116600）

稀油密封干式气柜亦称作曼型储气柜，作为炼厂瓦斯气、焦炉煤气、城市燃气等的低压储存设备，该类型气柜承压较高，运行可靠，在石化、钢铁企业中有着重要的地位，不仅减少了企业日常生产时有害气体向大气的排放，实现二次能源的再利用[1]，而且对企业本身的燃气管网也起到了压力调节作用。

但是，由于气柜在不同工况下的运行，及外部条件的变化，会对其产生各种不同的影响，这些因素会给气柜带来不同的风险。主要风险包括：仪表故障、密封油粘度降低等封油问题、气柜柜顶腐蚀等。因此，针对这些影响因素，制定相应的管控措施，可以保障气柜的长周期运行。

1.稀油干式气柜组成

图1 稀油干式气柜主体结构图

稀油密封干式气柜是一个正多边形，通过活塞上、下浮动体积可变的容器。主要由柜底板、侧板、立柱、柜顶、可升降的活塞及密封油系统等部分构成。密封油系统是保障气柜安全运行最重要的部分，它由在活塞四周的上油沟、在柜底板四周的下油沟及封油泵3部分组成，通过封油泵的启停，自动控制上油沟的液位。一般在柜体一侧设有电梯一座，可直达气柜的柜顶，在各层平台设有电梯出口，在柜顶有一部升降机与逃生吊篮，可以从柜顶到活塞上部，进行活塞各部件的检查与维护。还有上部油箱、活塞上下导辊、防水平回转装置、油水分离器、放散管、柜容表、雷达表、密封油监测设施及人孔等附件。

图2 稀油干式气柜封油系统示意图

当气柜正常运行时，活塞随瓦斯气的进入与抽出在柜体内上升或下降。密封机构紧贴在柜体侧板内壁同时上升或下降。密封油借助提升泵所属自动控制系统，始终保持一定的液位，从而形成油封，使瓦斯气密封在气柜内。

气柜的主体结构与封油系统示意图，见图1和图2[2]。

常用稀油干式气柜主要的规格型式如表1。

表1 稀油干式气柜主要规格

2.气柜日常运行中存在的风险

气柜长期运行中，由于各种因素的影响，如果日常检查与维护不当，会从以下不同的方面产生运行的风险。

(1)控制仪表故障

气柜仪表故障主要表现在以下几个方面。

①柜容表失灵

有很多气柜柜容表是钢带表，由于导轮磨损、钢丝绳粘附杂质等导致柜容表卡涩，甚至有的柜容表由于钢丝绳断开，导致柜容表没有显示；有些企业的气柜表是雷达表，由于气柜长期的运行，活塞上部进入一些封油或者局部活塞密封不好，造成活塞的倾斜加大，活塞上部的桁架会使雷达表产生虚假回波，产生假液位。这些因素都可能导致气柜落床或冲顶事故的发生。

②气柜压力显示失效

瓦斯气组分比较复杂，有时里面含有C5以上组分，有时可能还存在水蒸汽，这些都可能产生凝液，这些凝液会堵塞引压管，造成压力显示异常；如果仪表线缆长期不进行维护，产生松动等，也会造成压力显示异常。这些因素如果不能及时发现或处理，可能存在密封油不能完全密封，瓦斯气泄漏的风险。

③气柜联锁系统失效

气柜联锁或报警系统出现故障，如果不能及时发现并进行处理，当装置出现大量排放时，可能导致气柜冲顶的事故发生。

(2)封油系统运行异常

气柜封油在日常运行中出现异常情况主要有表现在以下几个方面。

①粘度下降，溢流量增加

因为瓦斯气来源比较复杂，从C1到C5类组分都能存在，进入气柜后，较重组分会融入封油中，造成粘度下降；瓦斯气中水分融入封油，同样会造成粘度下降。如果粘度过低，溢流量增加较大，可能造成封油系统无法正常运行，从而造成瓦斯气泄漏，由于封油输送量大，封油飞溅到活塞上部的机率极大增加。

②闪点下降，安全运行风险增加

闪点下降，也是由于瓦斯气较重组分融入密封油中，尤其是在冬季，柜壁板温度较低，部分重组分瓦斯气会在柜壁板上凝结成液，随着活塞的升降，从而融入密封油中，同时密封油温度也比较低，更不容易挥发出来，所以造成闪点越来越低。

③封油量增加，活塞上部封油量超负荷

封油量增加的原因比较多，常见的有日常瓦斯气中的水份与重组分融入、密封油加热器泄漏、气柜柜顶板腐蚀造成雨水渗入气柜等。封油量增加后，由于柜底油沟液位是自动控制的定值，所以增加的封油全部提升到活塞四周的上油沟内，造成活塞的重量增加，严重的情况可能从上油沟内溢出到活塞上部，影响气柜的安全运行。

④活塞密封系统运行不稳定

密封油系统的滑板日常是靠弹簧压在气柜的侧板上，与侧板紧密结合，局部最大间隙允许值为0.5mm，由于柜壁板随着气温变化或者本身制造不均匀会产生不同位置的变形，这些变形就靠弹簧的伸缩进行补偿，由于弹簧伸缩疲劳，补偿能力将下降；另外，由于瓦斯气与空气中的灰尘会进入封油中，通过封油会附着在弹簧上，也能造成弹簧伸缩能力的下降，甚至无伸缩能力。

在活塞升降过程中，存在着上油沟底帆布、转角帆布下沉；帆布脱离档板后，会与气柜侧板接触，由于长期的上下浮动，会使帆布磨损开裂，造成密封油大量泄漏。

(3)气柜油水分离器故障

气柜油水分离器结构比较复杂，如果瓦斯气含水量极少，停止分离器运行，可能造成封油跑损。

如果瓦斯气含水较多，日常应该做好油水分离器的检查与维护，尤其是盘根的密封件，容易损坏，导致油水不能正常分离，导致封油跑损。

(4)气柜放散管阀门泄漏

气柜投用置换时，一般通过放散管排放，运行正常后，阀门确认关闭。但是如果阀门使用时间较长，内部有杂质，可能导致阀门关闭不严，造成瓦斯轻微泄漏。

3.风险管控措施

为了管控日常运行中出现的风险，要按照下表（表2）做好气柜日常的定期检查与维护保养。

表2 气柜主要附件的检查与维护

续表

除了做好表2中各项附件的定期检查，还要做好以下各项工作：

(1)加强控制仪表的检查与维护

①增加可靠液位测量设施

目前，针对柜容钢带表故障多发的情况，安装雷达表的气柜越来越多，因为这种液位表不存在机械磨损，耐腐蚀能力强，适应的环境比较广泛，维修方便，所以比较适合瓦斯气这种组分比较复杂的介质。

②强化压力的检查与对比

气柜压力受气柜收付瓦斯气量、活塞上部封油量等因素影响，如果排除这些因素后，气柜压力表现仍旧异常，检查压力表元件、相关仪表线及引压管是否堵塞，通过这些检查，可以排除故障。

③加强联锁的定期调校

气柜安装了高低位报警及联锁设施，当柜体内气体容积低于10%或高于90%报警器会发出声光报警，提醒操作员及时进行操作调整，改变运行状态；如果操作没有及时调整，当柜体内气体容积低于5%或高于95%会触发联锁，当低于5%时，气体外送压缩机会停止运行，同时会关闭出气阀门；当高于95%时，会关闭进气阀门，停止气体进入气柜。通过这些安全措施，可以保障气柜不会产生落床与冲顶等安全事故。应定期进行仪表调校，一季度进行一次为宜。

(2)稳定封油系统的运行

①保持封油粘度与闪点处于合适的范围

封油粘度在40℃运动粘度在50～100mm2/s为宜，封油泵日常运行时，夏季15～20min启动一次，冬季25～30min启动一次为宜[1]；封油闪点不宜低于60℃[3]。

如果封油中含水较多导致粘度下降，应加强水的分离，并且排查水的来源。如果发现气柜加热器内漏、柜顶板渗漏等故障应及时进行检修。

如果是瓦斯气中重组分融入封油，导致粘度下降、闪点上升，加强上游装置瓦斯气的排放管控，进行有序、可控的排放，检查火炬沿途分液罐输液泵是否正常启停，及时外送分流出的重液，减少含油液体进入气柜。上游装置发生非正常排放时，气柜应及时停收，把瓦斯气排放到火炬燃烧，避免大量含油液体进入气柜，融入密封油，造成气柜密封油粘度下降。如果有闪蒸汽系统，也可以利用闪蒸的工艺进行这部分重组分的脱除，如果没有闪蒸系统，可以在封油中添加增粘剂提高粘度。

②保持气柜中封油量的稳定

因为气柜封油泵自动提升系统的设置，下部封油沟的液位是稳定的，所以可以在上部封油沟内设置液位监测系统，随时监控上部封油的液位，同时也方便观察活塞的倾斜情况。

根据日常瓦斯气中的水份与重组分融入、密封油加热器泄漏、气柜柜顶板腐蚀造成雨水渗入等不同的因素，制定相应的管控措施，从而保持封油量的稳定。

③活塞系统的检查及维护

气柜根据瓦斯气的组分清洁程度，要定期进行检修，检修时，活塞与密封油系统要进行彻底的清理，弹簧、帆布等易损件要进行更新。

活塞应保持日常定期巡检，及时处理初发问题是保障活塞稳定运行的重要手段，巡检的主要项目如下：

A.检查上油沟油位的变化，通过与液位计的比对，观察溢流是否均匀。B.观察上油沟及活塞上部是否有异物，气柜侧壁上是否有油泥等，防止进入油沟内影响帆布的密封。C.检查活塞导辊是否沿着导轨板中心平稳垂直转动，防止有局部卡涩的情况。D.检查下油箱油位、下油沟视镜及溢流口溢流情况，判断溢流是否稳定。E.通过观察活塞上部是否有存油，判断是否有封油飞溅现象。F.通过观察气柜顶部的腐蚀情况，柜顶是否有穿孔情况，判断是否有雨水进入气柜。

(3)加强气柜油水分离器日常检查与维护

操作员日常巡检时，要经常检查油水分离器排口的水质情况，如果发现有含油的情况，要及时排除是操作的原因还是设备的原因，如果是操作的原因，及时进行排水系统的调节，如果是设备的原因，停止故障侧油水分离器的运行，进行设备维修。

(4)气柜旁路的隔离

气柜放散管属于环保设施旁路的一种，在气柜正常投用后，应该及时加盲板与外界进行隔离，防止瓦斯气的泄漏。

4.总结

在气柜检修时，气柜的各部件，如活塞上下导辊、密封油提升泵、油水分离器等应全部进行维修维护，针对瓦斯气腐蚀性较强的情况，应定期进行防腐及测厚等。在日常运行过程中，应定期对气柜全方位进行状态检查、加强日常维修维护、确保密封油系统平稳运行，采取更换或闪蒸等手段确保密封油闪点、粘度等指标在安全范围内，保证气柜实现长周期运行。