干式煤氣柜密封油油質在線改善技術的探索與應用

濟南鋼鐵集團有限公司能源動力廠 生軍濤 商文卿

干式煤氣柜密封油油質在線改善技術的探索與應用

濟南鋼鐵集團有限公司能源動力廠 生軍濤 商文卿

鋼鐵企業(yè)利用稀油密封干式煤氣柜儲存焦爐煤氣時，受焦爐煤氣凈化工藝和組分的影響，普遍遇到密封油技術性能下降較快、使用壽命較短且影響氣柜安全運行的問題，文章針對影響密封油技術性能指標變化的原因做了分析，并在生產工藝不變的條件下，利用在線改質技術，完成了對密封油技術性能的改善，為稀油密封氣柜探索出了一條無需停產就可改善在用密封油性能指標的有效途徑。

稀油密封干式煤氣柜 密封油 改質

0 概述

稀油密封干式煤氣柜具有儲存壓力高、升降速度快等優(yōu)點，因此，被鋼鐵企業(yè)廣泛用于儲存生產冶煉過程中產生的副產煤氣。2007年9月份，我廠的3＃16.5萬m3稀油密封干式煤氣柜建成投運，主要用于儲存焦爐煤氣，為燃氣－蒸汽聯合發(fā)電機組提供穩(wěn)定的煤氣供應。該煤氣柜運行半年多后，因焦爐煤氣中的部分組分使密封油的技術性能明顯下降，制約著氣柜的安全運行，為改善恢復氣柜密封油的技術性能，我們積極探索，采用了一種新型材料——改質劑，在實驗室對在用密封油改質試驗成功的基礎上，將該技術應用到在線運行的煤氣柜中，收到了預期效果，為氣柜找到了一條無需停產就可改善在用密封油性能指標的有效途徑，改變了過去氣柜只有停產才能更換密封油的傳統(tǒng)方式，有效避免了因氣柜更換密封油而停產對穩(wěn)定供應煤氣的影響。

1 現狀

2008年3月份，我廠的3＃16.5萬m3干式煤氣柜出現了活塞密封油油位偏低的現象，并且單臺油泵每天的啟動時間也越來越長，油泵平均啟動時間達12 h以上，個別油泵的啟動時間已長達16 h以上，針對此異常情況，我們結合觀察到的密封油表面變化現象，分析認為密封油的技術指標可能發(fā)生了改變。為此，我們委托廠家對氣柜密封油的技術指標進行了化驗分析。化驗結果見表1。

表1 氣柜密封油化驗結果

化驗數據顯示 3＃柜密封油的技術性能發(fā)生了改變，密封油的運動粘度和閃點下降，液相銹蝕指標出現重銹不合格項，其它性能數據尚可。

2 原因分析

針對在用密封油所表現出的特性，我們與廠家共同在實驗室首先進行了實沸點蒸餾，將350 ℃以前的餾分即非潤滑油組分按兩個餾分(汽油餾分合柴油餾分)，分離出來，并分別對兩個餾分進行了烴組成分析，試驗結果見表2。

表2 兩個餾分試驗結果

由表2試驗結果可以看出，從餾分范圍來看，HK～180 ℃屬汽油餾分，但密度(0.873 2 g/cm3)明顯大于正常汽油餾分的密度值(汽油0.73 g/cm3)，原因是該餾分70%以上是芳烴類物質(苯密度：0.878 6 g/cm3、萘密度：0.962 5 g/cm3，蒽密度：1.283 0 g/cm3)。

在用密封油中含量高達26.63%的餾分屬柴油餾分范圍，烴組成分析間接說明該物質主要是碳數在12～20之間的單體烴物質，密度值(0.9121)也是高于柴油餾分的密度值(柴油密度：0.85，g/cm3)，結合焦爐煤氣凈化工藝和成分組成，基本斷定此餾分不是密封油中的組分，而是洗萘液、煤焦油等物質。

密封油運動粘度和閃點下降原因分析：焦爐煤氣中含有大量的輕質可溶解于密封油中的輕質組分，在進行組成分析時發(fā)現輕質組分即350 ℃不是潤滑油中組分，他們是后來混入到密封油的物質，如煤焦油輕組分，它的組成為：170 ℃前的餾分為輕油；170～210 ℃的餾分主要為酚油；210～230 ℃的餾分主要為萘油；230～300 ℃的餾分主要為洗油；280～360 ℃的餾分主要為一蒽油；二蒽油餾分初餾點為310 ℃，餾出50%時為400 ℃。另外由光譜分析結果可以確定輕質組分中有甲苯、二甲苯等物質，同時還有柴油組分?？梢詳喽ㄟ@些物質是經煤氣帶入氣柜并溶解于密封油中的，由于這些輕質物質的運動粘度遠小于密封油的粘度值，而閃點也低于100 ℃，因此13%的輕質物質溶解到在用密封油中是造成粘度和閃點下降的直接原因。

密封油產生重銹的原因分析：潤滑油的防銹性能主要依賴于防銹添加劑起作用，其作用機理是防銹劑在金屬表面由于極性偶極子與金屬表面發(fā)生靜電吸引產生物理作用，有些防銹劑極性集團還會與金屬表面起化學反應，形成化學吸附。這些吸附層起著防止空氣中的氧分子和水分子及酸性物質侵蝕金屬表面的作用，從而達到防銹效果。潤滑油隨著使用時間的延長，防銹劑則逐漸反應消耗掉，或者油中混入了一定量極強的腐蝕性物質后會使?jié)櫥蛦适Х冷P功能。由焦爐煤氣的組成及密封油硫含量測試可以看出，3＃煤氣柜密封油中的硫含量達到0.3%，從中和值結果判斷，硫元素主要以含硫化合物的狀態(tài)存在于油中，具有腐蝕性的硫化物是導致在用密封油喪失防銹功能的主要原因之一。

3 在用密封油繼續(xù)使用產生的后果

化驗數據說明 3＃焦爐煤氣柜的密封油已進入衰敗期，如果繼續(xù)使用該密封油，隨污染物的持續(xù)進入其油水分離速度會逐漸變慢，油品將帶水循環(huán)運行，冬季可能出現柜壁掛冰，嚴重時會導致活塞帆布掛壁撕裂；由于密封油已喪失防銹性能，對金屬無保護作用，柜內油路系統(tǒng)及活塞彈簧等長期接觸油水混合物，將導致活塞彈簧等部件生銹、卡死甚至斷裂，而銹蝕后產生的極性物質又進一步促使油水分離性能的下降，從而造成惡性循環(huán)，加快在用密封油的性能變質的速度，縮短氣柜大修周期及油品的使用壽命。

密封油技術性能的下降還會造成煤氣泄漏，嚴重制約著氣柜的安全運行。

4 在用密封油改質試驗

根據3＃16.5萬m3煤氣柜在用密封油的現狀，我們與廠家共同在實驗室對HCOI復合改質劑進行了一系列篩選及優(yōu)化試驗，最后確定了氣柜在用密封油改質劑的體系組成。改質劑作用機理主要是通過添加高分子化合物以及中和腐蝕性物質的功能劑，再輔以適量的增粘抗乳、防銹、絮凝、助溶等添加劑，使其與密封油能夠分散互溶，達到改善密封油性能、滿足繼續(xù)使用的要求。改質前后3＃柜密封油性能見表3。

表3 改質前后密封油性能

試驗數據表明，密封油添加改質劑后較好的改善了油品性能，恢復并增強了在用油的防銹防腐蝕能力，適當提高了運動粘度，當加入 23%的改質劑時，在用油粘度可達到新油標準。改質后的密封油能較好的改善密封性，有效減少油泵的啟動時間，冬季仍具有良好的流動性，避免油品帶水運行，能夠充分發(fā)揮油品對金屬部件的保護作用，滿足氣柜安全長周期運行。

5 改質措施的實施

在實驗室對在用密封油改質試驗成功的基礎上，隨后將該技術應用到在線運行的3＃16.5萬m3焦爐煤氣柜中，改質劑具有較好的流動性，與在用的密封油具有很好的互溶性。改質劑桶裝或汽車槽車運至氣柜現場，直接加入到氣柜油水分離器的油箱內，然后經油泵自行循環(huán)約20～30 d后即達到了改質效果。改質過程無需增加儀器設備，不產生污染，無油品損失。

6 經濟效益

根據改質前3＃16.5萬m3煤氣柜密封油的化驗結果，每半年就需更換一次密封油，每更換一次約需資金：120 t×10 000元/t＝120萬元，一年共需240萬元；采用改質劑對3＃柜的密封油進行改質，約需73.4萬元，而且改質時還不影響氣柜的生產運行。年節(jié)約的密封油費用為：240萬元；另外，年可節(jié)省補充密封油20 t以上，費用為：20 t×10 000元/t＝20萬元；密封油改質后對氣柜的金屬零部件有防銹蝕作用，降低了檢修費用。效益為：

240萬元＋20萬元－73.4萬元＝186.6萬元。

7 結束語

改質劑在3＃16.5萬m3干式煤氣柜的成功應用，不但為稀油密封干式煤氣柜找到了一條無需停產就可改善在用密封油性能指標的有效途徑，而且為氣柜的安全運行提供了保障，同時為保證焦爐煤氣管網的穩(wěn)定運行及發(fā)電用焦爐煤氣的穩(wěn)定供應，發(fā)揮了不可估量的作用，具有一定的推廣價值。

Exploration and Application of Dry-type Gas Tank Sealing Oil Online Improvement Technology

Jinan Steal Group Gas Power Generation Factory Sheng Juntao Shang Wenqing

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