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干式气柜密封油过量损耗的综合防治措施

时间:2007-1-27栏目:化学化工论文

一. 油耗过量问题的提出

干式气柜密封油过量损耗问题是一个老问题。现在国内应用最多的干式气柜,属阿曼阿恩型。它的设计,大约是在二十世纪八十年代初从国外引进的。早在国内对这种气柜尚未普及的1987年,新开工的郑州天然气项目中便率先建成储量各5万立方米的干式气柜两座。总体来说,这两个柜对于郑州天然气供需平衡,发挥了至关重要的作用。但气柜运行后时间不长,我们就发现:单柜年耗油量达4—5吨。这给我们的第一疑问是:如此高的年耗油量,是气柜设计和施工出了质量问题,还是生产过程的必要付出?为此,我们请来了气柜原设计和建造单位的专家会审。现场勘察中,除发现气柜活塞上面有一定的存油外,并没有发现有其它油液严重漏损现象。 当时,气柜仅开始运行一年多时间, 已向气柜密封系统加油6吨,而飞溅到气柜活塞上的油液也不过1吨左右。这虽然是油耗的原因之一,而显然又不是油耗量的全部。

气柜原设计和施工单位的人员解释说,气柜的设计和施工质量没有问题。 目前国内投产的几个同类型气柜均有类似情况存在,有的气柜年耗油量曾高达几十吨之多,郑州气柜之耗油量并不为过。至于气柜活塞面上油液的飞溅,该种气柜都程度不同的存在,目前尚无有效措施可以完全避免。

别人虽然如是说,但常年居高不下的耗油量及每次的繁重加油作业,着实叫人心有不甘。许多问题困扰着我们,既然并没有发现大量油液外漏,数吨油液却又不翼而飞,真是咄咄怪事。而另一方面,气柜活塞上方油液飞溅虽显而易见,一时却又无法解决。

二. 努力探索综合防治措施

诸多问题需要我们作出回答。为此我们进行了较为广泛的技术调研,希望从他人的技术改造成果中找到答案,但我们没有成功。

我们翻阅了不少资料,可最好的办法不在书上。我们作为气柜的使用者,比设计人员和柜体建造人员有更充裕的时间去面对这些问题,这也是我们的社会责任。我们常常围着气柜转,观察它在运行中发生的细微变化,我们于气柜储、供燃气时,蹲在气柜内长时间地注视活塞的升降起落和密封油系统的运行情况,希望能从中发现耗油过量的蛛丝马迹。我们还收集密封油液的型号和质量性能资料、查找供油泵的运行记录,综合分析这诸多事物间的内在联系和相互影响。

最后,我们决定首先从治理活塞面上的油液飞溅着手。干式气柜的密封油是循环流动的。密封油首先由设在柜外地面处的供油泵启动,将密封油输送到设置在气柜上部的静置油箱中。静置油箱中的油液,再经气柜上部的泻油孔进入柜内,流经泻油孔的油液进入气柜后,立即沿气柜内壁下落,下落的油液被设在活塞周边的活塞油杯接收,活塞油杯里的油液则沿活塞与气柜内壁之间的缝隙缓慢下流,落入设在柜底板周边的气柜下部油槽。积存在气柜下部油槽内的油液又流向柜外下部油箱,供油泵加压输送,自此油液完成一个循环。站在气柜内部活塞上,会看到:自气柜上部泻油孔落下的油液挂在高高的柜壁上,很象一条瀑布自空而降。因为柜容大幅度变化的缘故,活塞油杯距泻油口的高度也经常在3米到50米的范围内频繁变动。这样,要让径向仅有0.46米的活塞油杯,完全接收下落油液是不现实的。油液的飞溅正是在泻油口以下发生。问题的严重性在于,紧挨活塞油杯的是巡检用的环形走道,油液的飞溅不仅影响正常巡检,还会污染千余平方米的气柜活塞,并造成浪费。

经过几次失败,我们认识到,单一的防治油液飞溅措施,很难奏效,因此我们采取了内控外截的综合治理办法。首先,我们在供油泵进出口之间加装了一套供油节流装置。其目的是通过减少泵在单位时间里的供油量,进而减小油液流经泻油口时的动能,使油液在其粘性的约束下,尽可能地紧贴气柜内壁下流,减少飞溅。实践证明,这一措施对于减少油液飞溅起了一定的控制作用。油泵节流装置原理详见图1。当然,这样做会增加油泵一次的运行时间,但原设计中油泵即为间歇工作制,油泵两次启动的间隔,又完全能满足延长运行时间的要求。所以,减少单位供油量所引起一次油泵运行时间的延长,不会带来任何副面效应。与此同时,我们又在每个泻油口的下方,设置一面溅油收集帆布。帆布拦截飞溅油液,并把它送回活塞油槽。需要说明的是,气柜原设计中,在泻油口的下方也曾设有钢质溅油收集板,钢制的溅油收集板,宽1.5米,长4.1米,在距活塞油杯上方3.7米处安装。溅油收集板面积严重不足,在除柜壁以外的其它三个方向上留有收溅空白区,造成大量油液落于油杯之外。这样的溅油收集板,即便是拦截了部分自空而降的油液,油液接触到坚硬的钢质面板,也会发生二次澎溅。另一方面,沿柜壁下落的油流,落入活塞油杯时,冲击杯内存油,经常使油液溅出杯口,流淌于活塞上的配重水泥块之间,清理起来非常困难。与钢质的溅油收集板相比,溅油收集帆布在幅面大小、材料性能、安装位置上都有别于钢质溅油收集板。溅油收集帆布宽3.5米,长5.8米,具有足够的收集溅油面积,尽可将溅油拦截并送回油杯。对于自空而降的油液,帆布良好的减震性能,发挥了相当重要的作用,避免了钢质材料所引起的油液二次澎溅。溅油收集帆布下端紧压活塞油杯口安装,并且在活塞径向伸入油杯内0.2米以上,由柜壁处下落油流溅起的油液,则无一例外地被帆布拦截并送IJ]油杯。溅油收集帆布与水平面成60度角。这样,既规定了油液的定向流动,也不会给走道上的巡检工人带来不便。收溅帆布的安装详见图2.众所周知,大型干式气柜的运行是连续的。

因此,面对几十米高的庞然大物,进行全面的检查有时是难以做到的。在完成了活塞上部工作之后,我们决定利用不可多得的停产清柜机会,进入活塞以下气柜检查。当检查到柜底板处时,我们发现:柜底环形油槽之外的底板中部区域,积存了大量油液。原来,活塞以下油液飞溅更厉害。 由于柜底板中部区域比油槽内壁低,飞溅至槽外的油液便滞留其间,造成本应参加循环的油液

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