干式氣柜操作優(yōu)化及節(jié)能分析

楚小玉 等

摘要：氣柜是儲(chǔ)存、回收煉油廠低壓瓦斯和調(diào)節(jié)瓦斯管網(wǎng)壓力的重要設(shè)施，也是煉油廠重要的環(huán)保設(shè)施，在煉油廠高、低壓瓦斯的平衡中起著重要的作用。通過優(yōu)化干式氣柜操作，降低了裝置能耗，對(duì)整個(gè)煉油廠的節(jié)能起到了一定的作用，保證了干柜裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：優(yōu)化操作 節(jié)能 提高瓦斯的回收率

1 概述

煉油廠干式氣柜裝置是將各生產(chǎn)裝置排放的低壓瓦斯經(jīng)壓縮機(jī)增壓后輸送給生產(chǎn)裝置，給加熱爐提供高壓瓦斯燃燒。近年，隨著烏石化煉油廠加工規(guī)模的擴(kuò)大及原料油性質(zhì)的變化，低壓瓦斯從排放量到組分等都發(fā)生了很大的變化，為更好地確保各生產(chǎn)裝置加熱爐的平穩(wěn)運(yùn)行，優(yōu)化干式氣柜操作，保證干柜裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行，為其它生產(chǎn)裝置供應(yīng)優(yōu)質(zhì)瓦斯提供有力保障。干式氣柜裝置經(jīng)過多次改造和完善，目前設(shè)計(jì)能力可收集低壓瓦斯20000m3，高壓瓦斯輸出量13000Nm3/h。整套流程包括瓦斯回收利用部分、油氣放空系統(tǒng)及凝縮油回收系統(tǒng)。[1]經(jīng)過運(yùn)行，干式氣柜裝置瓦斯回收率較低，排放火炬次數(shù)多，生產(chǎn)裝置輸送的瓦斯含有大量雜質(zhì)，增加了瓦斯壓縮機(jī)的檢修頻次，為設(shè)備的日常管理增加了難度。

2 干式氣柜的分類

干式氣柜按其結(jié)構(gòu)形式及密封性能分為三種類型。[2]

2.1 稀油密封型

由德國(guó)M.A.N公司于1915年始創(chuàng)。為活塞式正多邊形金屬結(jié)構(gòu)，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(shè)置配重來調(diào)整，壓力基本恒定。活塞正常升降速度約為1.5m/min。烏石化公司煉油廠干式氣柜裝置采用的是稀油密封型。

2.2 干油密封型

由德國(guó)克隆公司于1927年始創(chuàng)為活塞式圓筒形金屬結(jié)構(gòu)，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(shè)置配重來調(diào)整，壓力基本恒定?；钊Ｉ邓俣燃s為1.5m/min。

2.3 卷簾密封型

由美國(guó)Gatx公司于1940年首創(chuàng)。圓筒形鋼結(jié)構(gòu)，分單段、雙段兩種以整體圓筒形橡膠膜作為貯氣筒，鋼結(jié)構(gòu)圓筒外殼作為保護(hù)層。高徑比為0.9～1.0，貯氣壓力為2.5～5.0kPa，不能太高?；钊Ｉ邓俣燃s可達(dá)5m/min。

3 操作優(yōu)化及措施

3.1 平穩(wěn)控制高壓瓦斯壓力

通過長(zhǎng)期的實(shí)際操作探索，瓦斯壓力的高低主要通過調(diào)整天然氣壓力或開高壓瓦斯跨低壓瓦斯線進(jìn)行調(diào)整。在系統(tǒng)操作平穩(wěn)的情況下，高壓瓦斯的耗量相對(duì)比較穩(wěn)定，控制好高壓瓦斯壓力對(duì)調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)瓦斯系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。系統(tǒng)高壓瓦斯壓力一般控制在0.54～0.61MPa，高壓瓦斯壓力低，需要補(bǔ)充天然氣時(shí)，調(diào)節(jié)幅度以平穩(wěn)為主每次不大于500m3/h，流量較大時(shí)，做好相關(guān)生產(chǎn)裝置的聯(lián)系匯報(bào)工作，盡量減少系統(tǒng)壓力的波動(dòng)。保證各裝置生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行。

3.2 柜容平穩(wěn)控制

柜容的高低直接影響富裕瓦斯是否排放火炬，根據(jù)柜容的升降調(diào)整瓦斯壓縮機(jī)的負(fù)荷，一般柜容控制在總量的3/1～3/2范圍內(nèi)為易，便于應(yīng)對(duì)調(diào)節(jié)。異常狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)低壓瓦斯量突然增大，瓦斯壓縮機(jī)負(fù)荷已經(jīng)加滿，且柜容已經(jīng)控制柜容的3/2以上時(shí)（以安全生產(chǎn)為主）。大量低壓瓦斯需排放火炬，及時(shí)投用火炬蒸汽避免火炬冒黑煙，造成環(huán)境的污染。

3.3 優(yōu)化閃蒸系統(tǒng)

閃蒸系統(tǒng)為負(fù)壓操作，為保證閃蒸系統(tǒng)操作穩(wěn)定，需平穩(wěn)控制閃蒸液面，液面一般控制在2/1～3/2范圍內(nèi)，液面偏低，閃蒸低位泵易發(fā)生抽空情況，液面偏高，容易造成破真空。影響整個(gè)閃蒸系統(tǒng)平衡。閃蒸系統(tǒng)真空度一般控制在-7.8～-7.3kPa之間，閃蒸溫度控制在165±3℃為宜。油槽油位高時(shí)，可以打開密封油進(jìn)柜底油溝大循環(huán)線閥門，密封油直接返回柜底油溝，或者可以打開柜底油箱小循環(huán)線閥門調(diào)節(jié)油槽油位。

3.4 采取措施產(chǎn)生的影響

3.4.1 密封油消耗明顯下降。①密封油的循環(huán)流程。油泵→柜上部溢流油箱→活塞油槽→柜底油溝→油水分離器→油泵。②氣柜活塞的升降是隨著瓦斯的進(jìn)出而進(jìn)行的，當(dāng)瓦斯進(jìn)氣柜的壓力能夠克服活塞本身的重力時(shí)，活塞就開始上升。正常使用過程中，活塞的工作壓力為400～500mmH2O，當(dāng)瓦斯進(jìn)柜壓力大于此時(shí)，活塞上升，而在活塞四周與柜壁接壤的部位，瓦斯溢出的壓力450mmH2O，因此封油的壓力要高于活塞的工作壓力，才可以封住活塞下部的瓦斯。閃蒸溫度由135℃降到120℃后，密封油的裂解分化減少，密封油的活性保持不變，延長(zhǎng)了密封油的使用周期，密封油的使用量從120噸降至30噸，最近兩年再未新增密封油。密封油的效果仍然很好，通過優(yōu)化操作，干式氣柜密封油的使用量明顯降低。

3.4.2 密封油增粘劑（改性劑）用量下降。干柜在前期的運(yùn)行期間，為避免密封油防銹防腐蝕，保證氣柜壁板、活塞彈簧及其密封機(jī)械等部位的防腐蝕防銹蝕能力，保證氣柜安全運(yùn)轉(zhuǎn)，及進(jìn)一步提高密封油的抗乳化能力，減少氣柜密封油帶水等問題，需要在密封油的使用過程中添加增粘劑以延長(zhǎng)氣柜大修周期、密封油的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。通過摸索操作，近幾年再無添加增粘劑，也同樣延長(zhǎng)了干柜的運(yùn)行周期，為車間的材料費(fèi)用節(jié)約了一大筆費(fèi)用。

3.4.3 降低蒸汽耗量。干式氣柜的蒸汽主要是柜底油溝加熱盤管加熱、密封油的加熱。通過近兩年的數(shù)據(jù)對(duì)比，可以看出蒸汽耗量有明顯的降低。2013年和2014年加熱蒸汽消耗對(duì)比數(shù)據(jù)見表1：

表1

從圖1可以看出，2014年上半年和2013年同月份相比，蒸汽耗量都有降低的趨勢(shì)。2014年上半年累計(jì)節(jié)省蒸汽1834噸，節(jié)省動(dòng)力消耗費(fèi)用13700元。

3.4.4 壓縮機(jī)的檢修頻次明顯降低。各裝置排放的低壓瓦斯，多數(shù)夾帶油泥等雜質(zhì)。為降低瓦斯壓縮機(jī)的檢修頻次，車間在瓦斯進(jìn)壓縮機(jī)入口處增加了一組過濾器，通過頻繁切換來減少瓦斯中的雜質(zhì)。通過實(shí)踐檢驗(yàn)，2013年增加瓦斯入口過濾器后，干柜壓縮機(jī)的檢修頻次明顯降低，2008～2013年每年壓縮機(jī)的檢修頻次都在15次左右，截止2014年9月份，檢修次數(shù)一共7次，估計(jì)全年累計(jì)不會(huì)超過10次，從檢修頻次上看有明顯的下降，同時(shí)，也保證了壓縮機(jī)的長(zhǎng)周期運(yùn)行。壓縮機(jī)檢修頻次見表2：

表2

3.4.5 降低瓦斯排放火炬頻次。優(yōu)化操作后，瓦斯排放火炬次數(shù)明顯減少，通過規(guī)范操作，制定嚴(yán)格的目標(biāo)，統(tǒng)一管理制度，不僅瓦斯排放火炬的次數(shù)減少了，而且對(duì)于整個(gè)煉油廠而言，瓦斯回收對(duì)挖潛增效、提高整體效益起到了舉足輕重的作用。2014年上半年低壓瓦斯排放火炬一共22次，瓦斯排放火炬次數(shù)相對(duì)2013年明顯減少。對(duì)于周邊的大氣環(huán)境也起到了一定的改善作用。排放次數(shù)詳見表3：

表3

4 小結(jié)

通過干式氣柜優(yōu)化操作不僅降低了密封油的使用量，而且動(dòng)力消耗蒸汽耗量明顯減少，瓦斯排放火炬次數(shù)明顯降低。對(duì)于煉油廠節(jié)能降耗而言，起到了很大的促進(jìn)作用。減少瓦斯排放火炬量，對(duì)周邊的環(huán)境改善也起到了明顯的改善作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉素，劉偉沖，陳建鋒，李雙鎖，張麗珍.干式氣柜安裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[J].石油工程建設(shè)，2010（02）.

[2]李寧.煉廠用氣柜方案比較[J].河南化工，2010（10）.

[3]穆海濤.干式氣柜回收煉油廠火炬氣技術(shù)[J].煉油設(shè)計(jì)，2001（02）.

作者簡(jiǎn)介：

楚小玉（1982-），女，河南南陽人，技術(shù)員，研究方向：公用工程瓦斯系統(tǒng)研究。