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干式气柜回收瓦斯的平稳性和安全性

2015/11/18 13:28:33      点击: 文章来源:www.jshhcc.com
       卷帘密封布帘式干式气 柜作为石化行业第一台以橡胶布帘为密封材料 、两段式存储 瓦斯 气的专用设施,是 由洛 阳分公 司、北 京钢铁 研究设 计院、沈阳橡胶 四厂 1999年共 同研制开发、2000年建成投用。其通过柜 内活塞 (浮船)、T型档板与柜体间两段式连接的橡胶布帘来对介质进行密封,从而达到迅速安全存储瓦斯气 的 目的,具有 瓦斯收付速度快 、存储 容量大 、耐腐蚀抗 老化 、操作简便安全等优点。

20000m3卷帘密封型干式气柜(内无介质时)

1、基本概况

1.1 干式气柜主体结构
       干式气柜主体结构由外壳 、活塞、T型档板 、密封机构 、调平配重装置 、柜容指示仪 、自动放散和紧急切断装置等组成。如图 1。
1.2 设备主要参数
1.2.1 技术参数
      设备主要技术参数如表 1。

设备主要技术参数
1.2.2 结构参数
      结构参数如表 2。


结构参数

1.3 主要故障情况
       虽然干式气柜是一 台作为回收瓦斯的储存容器 ,但其内部包含 了活塞 、调平配重 、密封机构等较为复杂的传动、密封等部件 ,2000年 以来在运行过程 中出现了一些不安全的因素 ,统计如表 3:

主要故障情况统计

2 不安全因素的排除
2.1 导 轮
      导轮是干式气柜活塞运行 中保持平衡 的所有机构 中最基本的部件 ,共有 4组 、8只,其特点是 :低转速、高程 载;在 导轮 的运动过 程 中任 何一 只(组),出现 了卡阻都会导致相应一侧的调平 配重机构张力变化 ,引起活塞的失稳 、偏转。
2.1.1 故障原因
(1)原厂家设计安装 的导轮轴均安装滚 动轴承 ,承载能力低 、损坏 率高、故障严重,不适应 于导轮的高负载。
(2)原导轮轴支座是焊接固定在操作台板上 ,不能对导轮与钢丝进行运动轨迹的调整,易咬和脱轨。
(3)导轮轴的润滑面(滚动轴承)现场裸露 ,受环境气体 、雨水腐蚀冲刷 ,使滚珠 和保持架锈蚀严重。2000—2002年不断 出现保持架碾碎 、滚珠脱落的情况 ,虽然经常维修上油和注脂 ,但导轮轴承仍然经常卡阻直至损坏。

2.1.2 处理方法
对导轮轴 、轴承、导轮支座加以维修改进。
(1)按原尺寸重新设计导轮轴承,改为铜套滑动轴承替代滚动轴承 ,以提高导轮的承载负荷。
(2)导轮轴上开注油孔 和注油腔 ,可以经常性地对滑动润滑面进行注油或加脂润滑。
(3)剔除原导轮支座 固定焊点 ,将其改造为可调整的固定螺栓 ,使导轮运行轨道 与钢丝绳张力方向间的角度可以人 为调节,避免 了钢丝绳 与导轮间咬边脱轨和扭劲。通过以上对导轮故障的处理 ,也使得导轮轴 、润滑面、支座间的配合更加精密 、抗 负载能力大为加强 ,同时也使润滑面不外露 ,起 到防尘防水 防环境气体腐蚀 的作用 ,2002年底改造至今效果良好 。
2.2 调平配重机构
       调平配重机构是为 了保持柜 内活塞能够 均匀水平地上下运动,其上各点必须在轴向、切向受力平衡 。如果受力不平衡 ,结果就会导 致活塞在柜内扭转偏斜 ,轻则影响活塞正常运动,重则挤坏橡胶密封膜、撞坏柜内钢结构。在 2002年 6月和2005年 4月进柜检修时 ,发 现 3处橡胶 膜穿透泄漏处均在螺旋上升的严重皱折处,8—10m长 的皱折说明活塞出现了扭转。
2.2.1 故障原因
由于4套配平配重机构张力不平衡 ,导致活塞牵引力 、自重 和活塞下部 的瓦斯气 浮力失去动态的平衡,四周的受力点使 活塞产生水平倾斜 、切 向扭转。具体原 因主要是 导轮转动卡涩 、导轮 与钢丝绳偏斜 不咬合 或脱轨 、钢丝绳与钢丝 导 向管刮蹭受力等。
2.2.2 处理方法
(1)改进导轮座及导轮轴(见 2.1)。
(2)控制气柜活塞以 <1m/hr的速度缓慢运动 ,在此过程 中通过活 塞圆周上的水平仪测量活塞圆周 4—8个点相对称两点间的水平度差 (如图2所示 );
活塞顶的水平测量仪

根据活塞与 T型档板间的标志测量活塞圆周扭转角度和与 T型档板 的间距 ,并对所测数据 在现场做标志并进行记录。
(3)根据(2)中的记录结果适当调整过松或过紧钢丝绳的张力 ,由于锈蚀 的钢丝绳会导致张力的下降 ,须根据情况适时更换新钢线绳 。
(4)在 T型档板和活塞间选择 4个点或 8个点作业人员均匀站立 ,同时在线用 千斤顶进 行间距 、水平 、扭转 角度的调整并测量记录 ,达到柜高从 4in均匀运行到 18in过程 中各点数据符合表 4的规定值。
活塞调平控制参数

(5)也可用活塞圆周顶部均布的水泥配重块对活塞的水平度进行调整。
2.3 密封部件的泄漏
2.3.1 基本情况
密封部件主要 由两段式橡胶密封膜 、密封压条、橡胶膜保护板组成。主要性能指标如表5:
密封部件主要性能
2.3.2 泄漏部位
泄漏部位如图3所示。
(1)橡胶布帘与柜体以钢结构间的密封压条。
(2)布帘表面膜的穿透泄漏 :气柜在正常运行状态下,在下部瓦斯的作用下密封膜在柜侧板与 T型挡板之间 、活塞与 T型挡板之间呈鼓起状态 ,随着活塞与 T型挡板(柜侧板与 T型挡板 )间做相对运动,密封膜 与柜侧 板 (T型挡板侧板 、活塞保 护板)作用力为碾压力。在历次发生泄漏进柜检时 ,发现布帘穿透泄漏都发生 在螺旋上升 的折皱处 。折皱处在活塞上升 、下降过程中,反复在鼓起的最高处改变运 动方 向,存 在 比其它部位更 大的应力 ,且较其它部位突 出,与侧板间的作用力比其它部位更 大。当泄漏点运动 到鼓起 的最高处时 ,在张力的作 用下 ,裂 口张开大 ,泄漏最严重 ,当泄漏点运动到平整地紧贴侧板(保护板)时,瓦斯压力的作用反而使泄漏减 少 ,2005年 3月 当活塞上升到 7m处时,柜内可燃气体报警仪开始报警,低于或高于 7m时不报警 ,进 柜检查发现柜高 7m时,泄漏点正好位于鼓起的最高处。
密封部件

2.3.3 泄漏的原因
(I)安装检修时对橡胶布帘具有极高的技术标准和施工要求,压条处的泄漏均是由于初次施工不慎或其后检修质量不好所致 ;由于橡胶膜 的超大和柔软性 ,在密封 面的某处 易产生局部皱折和重叠,若此处在施工时补胶不足或皱折 、重叠过密或过大 ,就极易压不牢压不实而产生泄漏。
(2)布帘膜本身泄漏主要有 5方面原因:a)原出厂橡胶膜本身存在局部缺陷;b)初次安装或在开箱吊装时出现机械损伤;c)由于活塞运动倾斜,橡胶膜与保护板、柜壁板产生撞击和刮蹭 ;d)由于活塞存在切向扭转力而使橡胶膜本身产生扭筋鼓包 ,局部膜表面与钢结构受力集 中,从碾压力变成摩擦力而损伤橡胶膜 ;e)日常进柜检查和检修维护时在橡胶膜夹层间落人异物,长时间与膜产生刮蹭和磨擦。
2.3.4 密封部件的处理方法
(I)密封压条处的泄漏:从橡胶布帘开始吊装到投用后 的运行 ,密封压条一 直是 密封机构检查的重点部位 。处理时须在安全措施到位的前提下拆除泄漏点部位 的压条 ,用溶剂洗 净原涂抹的胶面,手工平整橡胶膜皱折面 ,再按正常的粘补程序进行密封 。
(2)橡胶膜面的泄漏处理 :主要是用同材质橡胶膜进行 常 规粘 补 ,建议用子午线强力帘子布(3mm)对泄漏点创 VI内外进行双面粘补以加强抗扭抗磨和抗压强度。同时对侧板有尖锐突起的地方进行打磨 ,防止碾压时扎伤密封膜。
2.4 放散阀
      放散阀主要出现的问题是滑轮系统锈蚀 、阻力大 、密封 面锈蚀泄 漏。对滑轮系统解决 的办法是经常涂抹润滑脂 、定期摇 动蜗轮蜗杆机构。对密封面泄漏问题 ,目前解决办法是清理密封面锈渣 、涂抹润滑脂。
2.5 人 口气动闸阀
      人口气动闸阀存在的不安全因素是闸板卡阻导致有时气动无法打开 ,转换手柄 故障导致不能现场手动操作。2003年 5月,曾出现 PLC控制系统突然瘫痪 ,而此时由于装置大量放 空,气柜 已上升至操作上限 18m,情况危急 ,现场无法手动关闭人口阀,如果气 柜继续上升将可 能导致含有硫化氢的瓦斯大量放散 ,后 果不堪设 想。紧急拆 下控制线后 ,现场关闭了阀门,避免了一起特大事故的发生。针对该 问题 ,采取将人 口阀更换为启闭较为轻便的气动 V型球阀,并对控制程序重新组态 ,允许现场操作气动按钮操作阀门。
2.6 机械柜容指示仪
2000年投用以来 ,气柜通过两套柜容指示仪来显示气柜 高度 ,一套是安装于气柜顶端 的超 声波柜容指示仪 ,信号远传进 PLC系统显示。另 一套是二层平 台上 的机械传动指 针式 柜容指示仪 ,材质为 20钢 ,在雨水和工业大气的作用下,严重腐蚀 、损坏 。为保证气柜运行安全 ,于 2004年新上了一套光纤柜位指示仪 ,通过光 电转换箱 ,将光信号转化为 电信号远传进操作室 ,同时上了一套工电视系统 ,这样在操作室 内可 以通过 三套 系统看到气柜运行高度及现场情况 ,增加了安全性 。
2.7 静电接地线
       由于瓦斯 中的硫化氢含量较高 ,进柜检 查时发现联接活塞与壁板的静电接地线严重腐蚀 、脱落,及时进行 了更换。针对此问题 ,一方面加强检查 ,另一方面用耐硫化氢腐蚀导电材料代替。
3 结语
(1)调平配重机构张力不平衡,导致活塞产生水平倾斜 、切向扭转 ,使密封膜出现螺旋上升 的皱折 ,会大大促进密封膜穿透泄漏 ,因此处理密封膜泄漏,更重要的是纠正活塞偏斜问题 ;
(2)由于瓦斯 中的硫化氢含量较高 ,放 散 阀、导轮等可考虑采用 0Crl3、0Crl8Ni9等耐蚀 材料 ,并进行耐酸性防腐涂料处理。可考虑给气柜设置雨棚。
(3)在事故状态下 ,经放散阀大量放出的瓦斯易燃易爆 ,其 中的硫 化氢等成分毒性较大 ,气柜离其它装置较近,易造成重大人身伤亡事故 ,应考虑将经放散 阀大量放 出的瓦斯 ,经较低的水封 引向火炬燃烧 ,增加安全性。