煤氣柜密封油結(jié)冰結(jié)蠟的事故分析

郭鵬志

摘 要：某鋼鐵企業(yè)煤氣柜在冬季發(fā)生了密封油結(jié)冰結(jié)蠟事故，事后調(diào)查發(fā)現(xiàn)高位油箱設(shè)計錯誤、密封油加熱不足與密封油油水分離惡化是事故的主要原因。結(jié)合事故起因，采取有效的除冰除蠟措施以恢復(fù)煤氣柜的運(yùn)行。根據(jù)密封油循環(huán)在低溫環(huán)境下運(yùn)行的特點(diǎn)，從伴熱保溫、活塞升降運(yùn)行、油品指標(biāo)與管理制度等方面提出了全面可靠的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：煤氣柜 密封油 結(jié)冰結(jié)蠟

中圖分類號：TQ547.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）02（a）-0070-02

稀油煤氣柜屬于干式煤氣柜的一種，包括POP型與POC型。此類氣柜活塞與側(cè)板之間注有一定高度的密封油，以密封油柱的靜壓力密封煤氣。當(dāng)活塞油溝密封油位不足時，煤氣克服油柱靜壓力發(fā)生泄漏。密封油循環(huán)的正常運(yùn)行是煤氣柜安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

隨著國內(nèi)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，煤氣柜面臨更苛刻的工藝指標(biāo)與自然環(huán)境的考驗(yàn)。在北方寒冷地區(qū)，煤氣柜在低溫環(huán)境下的安全運(yùn)行成為一項重要的研究課題。

1 結(jié)蠟結(jié)冰案例

某北方鋼鐵企業(yè)在冬季檢修，煤氣柜進(jìn)口閥關(guān)閉，與全廠管網(wǎng)切斷處于離線運(yùn)行。在離線期間，密封油位降低至允許下限，油泵啟動次數(shù)減少至5次/臺·天。操作人員認(rèn)為密封油位與啟動次數(shù)均處于正常范圍，未引起足夠重視。待臨檢完成后，打開進(jìn)口閥，氣柜開始并網(wǎng)進(jìn)氣。活塞上升過程中密封油位快速下降，低于允許下限300mm，工作泵與備用油泵全部啟動，活塞上部一氧化碳濃度超標(biāo)報警。操作人員當(dāng)即切斷煤氣進(jìn)口閥，打開柜體放散閥緊急落柜。由于處置得當(dāng)，防止了煤氣大量泄漏，避免了安全事故。

活塞落底后進(jìn)柜檢查，發(fā)現(xiàn)活塞油溝內(nèi)密封油呈乳液狀，流動性較差，部分柱間還夾雜粒狀冰蠟。側(cè)板內(nèi)壁有一條明顯的水平分界線，處在離線期間活塞的懸停位置。分界線以下的側(cè)板內(nèi)壁掛蠟，油臘呈黃色，厚度約5～6mm，尤其以北向最為嚴(yán)重，見圖1。分界線以上的側(cè)板內(nèi)壁結(jié)冰，集中在高位油箱柱間，從油箱出油口一直向下至分界線處。冰體呈淡黃色錐體，下部約10mm，上部約20mm，見圖2。

2 分析處理

收集的數(shù)據(jù)顯示：（1）離線期間遭遇寒流，氣溫降至-15℃。（2）高位油箱設(shè)計錯誤。電加熱器布置于油箱油槽內(nèi)，而密封油從旁路油管直接進(jìn)柜，沒有經(jīng)過油槽加熱。（3）電加熱器功率開關(guān)處于低檔，加熱功率不足。部分加熱器溫控故障，不能正常啟動。（4）事后密封油檢測，油水分離性能惡化，含水量超標(biāo)。

煤氣柜離網(wǎng)后失去了熱煤氣的熱源補(bǔ)充，密封油的溫度降低，粘度增大變?yōu)槿橐籂?。未?jīng)高位油箱加熱的密封油溫度較低，進(jìn)入氣柜后在側(cè)板內(nèi)壁上流淌緩慢，進(jìn)一步失溫導(dǎo)致水分結(jié)冰并不斷積聚，最終形成難以鏟除與融化的冰錐?；钊蜏蟽?nèi)乳液狀密封油從密封縫隙處漏下，凝點(diǎn)較高的組分最先在側(cè)板內(nèi)壁上析出，形成油蠟。北向日照最差，側(cè)板溫度最低，由此結(jié)蠟最為嚴(yán)重。密封油在側(cè)板上結(jié)冰與結(jié)蠟，導(dǎo)致循環(huán)中的密封油量減少與循環(huán)速度降低，造成密封油位下降與油泵站啟動次數(shù)減少。當(dāng)氣柜并網(wǎng)進(jìn)氣時，因活塞快速上升，冰錐經(jīng)過活塞油溝時無法融化，也無法被密封橡膠鏟除，最終嵌入密封橡膠與側(cè)板之間的密封面，撐開了接觸縫隙，造成密封油大量下泄，導(dǎo)致活塞油溝油位快速下降，觸發(fā)工作泵與備用泵的同時啟動。此時，煤氣從密封面的縫隙向上泄漏至活塞上部空間，觸發(fā)一氧化碳超標(biāo)報警。

由此可見，事故的根本原因是密封油品的劣化與伴熱不足。為了消除側(cè)板內(nèi)壁上的油蠟與冰錐，恢復(fù)氣柜的正常運(yùn)行，研究制定了一套處理措施。

第一，搶修活塞油溝加熱器的溫控系統(tǒng)，并將溫控啟停范圍由5℃～10℃上調(diào)至15℃～20℃，提高密封油的溫度。電加熱器功率檔位由低檔切換至高檔，增加熱量輸入。第二，調(diào)低油泵站的油水調(diào)節(jié)螺桿，將底部油溝的一部分密封油加入循環(huán)以補(bǔ)充活塞油溝油位。第三，打開煤氣進(jìn)口閥，控制蝶閥開度使熱煤氣緩慢進(jìn)柜抬升活塞，用活塞油溝內(nèi)密封油的熱量融化側(cè)板上的油蠟與冰錐。第四，修改高位油箱結(jié)構(gòu)，使密封油先通過油槽混合加熱后再溢流進(jìn)入柜內(nèi)。第五，密封油進(jìn)行破乳化改質(zhì)，恢復(fù)油水分離性能，降低密封油的含水量。

3 預(yù)防措施

總結(jié)此次煤氣柜結(jié)冰結(jié)蠟的事故，寒冷地區(qū)煤氣柜需從設(shè)計、操作與管理等幾方面進(jìn)行預(yù)防。

（1）全方位的伴熱保溫。密封油循環(huán)的每個環(huán)節(jié)設(shè)置合理的伴熱保溫，防止密封油處于低溫狀態(tài)。如：活塞油溝電加熱、側(cè)板保溫、底部油溝熱水盤管、油泵站房采暖、高位油箱電加熱、油管電伴熱帶等。

（2）活塞的升降運(yùn)行?；钊麘?yīng)經(jīng)常升降，將管網(wǎng)的熱煤氣引入氣柜作為輔助熱源，提高側(cè)板內(nèi)壁密封油的溫度。活塞升降時，密封橡膠和活塞油溝也可以鏟除與融化側(cè)板內(nèi)壁上的初期冰蠟，防止積聚到難以清除的厚度。

（3）定期的油品檢驗(yàn)。定期對密封油進(jìn)行指標(biāo)檢驗(yàn)。采取過濾以降低機(jī)械雜質(zhì)，破乳處理以提高油水分離性能，添加改質(zhì)劑以改善密封油的綜合指標(biāo)，如密度、閃點(diǎn)、粘度等。嚴(yán)重劣化至無法使用的密封油必須更換。

（4）健全的冬季管理制度。冬季來臨前，氣柜需徹底檢查，尤其是密封油循環(huán)。發(fā)現(xiàn)問題及時處理，將隱患杜絕在未然。制定事故應(yīng)急預(yù)案，確保事發(fā)時合理處置，將影響與損失降至最低。

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