浅谈干式煤气柜的特点

路乔飞

(上海电气集团国控环球工程有限公司，山西 太原 030024)

引 言

在20世纪初期，干式煤气柜开始在德国被应用，距现在已有100多年的历史，我国设计的第一台2万m3的干式气柜是在上世纪80年代以后，干式气柜被广泛应用在城市民用、钢铁及石化等各个行业。在煤化工行业中，煤气柜是一种储存煤气的钢制柜体，其主要用途是缓冲煤气产量和煤气后续工用量之间不平衡，还可以稳定管网的压力，所以，在传统煤化工行业，气柜在其行业内必不可少。煤气柜按密封形式的不同，可以分为干式气柜和湿式气柜。本文主要介绍的是干式气柜的结构及特点，从各个角度说明干式气柜的独特性。

1 干式煤气柜的分类

干式气柜是通过活塞密封的储存煤气的设施，气柜的储气压力主要是由活塞的配重、活塞的钢结构和密封装置等的自重来决定的，储气压力可以达到20 kPa以下，目前国内主要是分为稀油密封的煤气柜和橡胶膜密封的煤气柜，其中稀油密封煤气柜又根据外形的不同分为多边形和圆形两种稀油密封煤气柜。

2 干式煤气柜的结构

以橡胶密封膜干式煤气柜为例，干式气柜柜体结构由支柱、柜顶、活塞、侧板、活塞调平装置、底板、密封橡胶膜、走廊及梯子平台等部件组成。

橡胶密封膜干式煤气柜的外壳是由支柱、侧板、柜顶及底板构成的一个固定圆形几何体，其内部有一个可活动的活塞。侧板与活塞之间的密封采用合成橡胶制的薄膜密封。在活塞的外侧与侧板之间设置T形板，T档板前后的两圈密封胶、外圈密封橡胶连接于侧板和T形挡板之间，内圈密封橡胶连接于T形板和活塞之间，使气柜成为一个二段或密封的气柜[1]。

根据不同容积的干式煤气柜，分为单段或多段式的密封机构，当气柜内部未存有气体时，活塞落在设备的底板上，当气体通过入口逐渐进入气柜内时，当气柜内达到一定压力时，活塞开始逐渐上升，内侧的密封橡胶膜开始慢慢往上卷动，随着气体的不断进入，活塞开始上升，当达到高液位时，开始报警，当达到高高液位时，由气柜联锁装置关闭进口管道上的电动阀，此时，气柜达到最高液位；当后续工段需要从气柜内往外部输送气体时，活塞慢慢往下回落，当活塞下落到低液位时，开始报警，当活塞下落到低低液位时，由气柜联锁关闭出口管道上的电动阀你，并联锁关闭出口管道上的风机。

3 干式煤气柜相对于传统湿式气柜的独特性

我公司以前设计的传统间歇造气炉出来的煤气压力较低，温度较低，估采用湿式气柜即可满足要求，随着全国各地煤气发展比较迅速，对煤气的储存设施要求比较高，而湿式气柜的工作压力不能满足要求，并且考虑在新疆等地缺水比较严重，北方冬季较寒冷，水槽中的容易出现冰冻的现象，使用干式气柜不仅能够满足工作压力的要求，并且能够解决地方缺水，同时能够减少蒸汽的消耗，达到节能环保的效果[2]。

现根据本人设计的干式气柜和湿式气柜，从设计、施工、运行及维护各个方面说明干式气柜的独特性：

1)干式气柜与传统湿式气柜最大的区别就是没有大型水槽，以前的湿式气柜荷载比较大，对土建要求比较高，地基处理成本比较高，使用干式气柜后，基础采用圆环形结构即可，对地基处理的要求简单，大大降低了土建投资的成本。

2)干式气柜不接触水，多边形稀油密封煤气柜及圆筒形稀油密封煤气柜是用稀油进行密封，罐内壁因有稀油密封机构装置，在内壁有一层油膜保护，所以其防腐寿命较传统湿式气柜要长，其使用年限可到达50年以上，造价也比较低，后期维修费用低，总成本较低[3]。

3)干式气柜是使用活塞进行升降，不像传统的湿式气柜通过塔节升降，容易出现卡扣脱轨的现象，发生煤气泄漏，造成事故，干式气柜的活塞液位和倾斜度都通过雷达物料计进行监测，操作比较简便，运转比较安全，方便管理。

4)和湿式气柜相比，干式柜的占地面积比较小，便于总图布置，如需要建造一台3万m3的气柜，湿式气柜的直径需要42 m，干式气柜的直径需要34 m。

5)干式气柜柜内工作压力比较稳定，最大工作压力可以到20 kPa以下，湿式气柜最大工作压力只能做到4 kPa，并且工作压力不稳定。

6)干式气柜较湿式气柜相比，在停车检修时，不需要排放废水，比较环保[4]。

7)从造价方面考虑，虽然湿式气柜的用钢量少，本身造价低，施工难度也比较低，但是由于湿式气柜中存在水封装置，柜体极易腐蚀，后期的维护费用比较高。干式气柜的钢材用量多，本身造价高，但是后期维护费用低，而且柜容越大，干式气柜和湿式气柜本身的造价约接近，这也是很多大型气柜选择干式的原因。

4 结语

在设计气柜方面还有一些不足，将来我们需要进一步在设计中考虑以下几方面：

1)考虑综合考虑设计因素，如何选择稀油密封或橡胶膜密封气柜；

2)考虑活塞调试速率及倾斜度的测量方式；

3)通过HAZOP分析，考虑气柜的联锁及SIS系统。

今后我公司会继续设计大型的橡胶膜干式气柜及稀油密封干式气柜，从以上几个方面优化干式煤气柜的设计，结合建设单位的设计要求，气象及地质要求，为业主提供适合项目的干式气柜，从经济、环保等方面为业主提供量身定做的设计方案，以满足日益发展的新型煤化工行业。