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干式氣柜密封油過量損耗的綜合防治措施
一. 油耗過量問題的提出
干式氣柜密封油過量損耗問題是一個老問題,F(xiàn)在國內(nèi)應用最多的干式氣柜,屬阿曼阿恩型。它的設計,大約是在二十世紀八十年代初從國外引進的。早在國內(nèi)對這種氣柜尚未普及的1987年,新開工的鄭州天然氣項目中便率先建成儲量各5萬立方米的干式氣柜兩座。總體來說,這兩個柜對于鄭州天然氣供需平衡,發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。但氣柜運行后時間不長,我們就發(fā)現(xiàn):單柜年耗油量達4—5噸。這給我們的第一疑問是:如此高的年耗油量,是氣柜設計和施工出了質(zhì)量問題,還是生產(chǎn)過程的必要付出?為此,我們請來了氣柜原設計和建造單位的專家會審,F(xiàn)場勘察中,除發(fā)現(xiàn)氣柜活塞上面有一定的存油外,并沒有發(fā)現(xiàn)有其它油液嚴重漏損現(xiàn)象。 當時,氣柜僅開始運行一年多時間, 已向氣柜密封系統(tǒng)加油6噸,而飛濺到氣柜活塞上的油液也不過1噸左右。這雖然是油耗的原因之一,而顯然又不是油耗量的全部。
氣柜原設計和施工單位的人員解釋說,氣柜的設計和施工質(zhì)量沒有問題。 目前國內(nèi)投產(chǎn)的幾個同類型氣柜均有類似情況存在,有的氣柜年耗油量曾高達幾十噸之多,鄭州氣柜之耗油量并不為過。至于氣柜活塞面上油液的飛濺,該種氣柜都程度不同的存在,目前尚無有效措施可以完全避免。
別人雖然如是說,但常年居高不下的耗油量及每次的繁重加油作業(yè),著實叫人心有不甘。許多問題困擾著我們,既然并沒有發(fā)現(xiàn)大量油液外漏,數(shù)噸油液卻又不翼而飛,真是咄咄怪事。而另一方面,氣柜活塞上方油液飛濺雖顯而易見,一時卻又無法解決。
二. 努力探索綜合防治措施
諸多問題需要我們作出回答。為此我們進行了較為廣泛的技術(shù)調(diào)研,希望從他人的技術(shù)改造成果中找到答案,但我們沒有成功。
我們翻閱了不少資料,可最好的辦法不在書上。我們作為氣柜的使用者,比設計人員和柜體建造人員有更充裕的時間去面對這些問題,這也是我們的社會責任。我們常常圍著氣柜轉(zhuǎn),觀察它在運行中發(fā)生的細微變化,我們于氣柜儲、供燃氣時,蹲在氣柜內(nèi)長時間地注視活塞的升降起落和密封油系統(tǒng)的運行情況,希望能從中發(fā)現(xiàn)耗油過量的蛛絲馬跡。我們還收集密封油液的型號和質(zhì)量性能資料、查找供油泵的運行記錄,綜合分析這諸多事物間的內(nèi)在聯(lián)系和相互影響。
最后,我們決定首先從治理活塞面上的油液飛濺著手。干式氣柜的密封油是循環(huán)流動的。密封油首先由設在柜外地面處的供油泵啟動,將密封油輸送到設置在氣柜上部的靜置油箱中。靜置油箱中的油液,再經(jīng)氣柜上部的瀉油孔進入柜內(nèi),流經(jīng)瀉油孔的油液進入氣柜后,立即沿氣柜內(nèi)壁下落,下落的油液被設在活塞周邊的活塞油杯接收,活塞油杯里的油液則沿活塞與氣柜內(nèi)壁之間的縫隙緩慢下流,落入設在柜底板周邊的氣柜下部油槽。積存在氣柜下部油槽內(nèi)的油液又流向柜外下部油箱,供油泵加壓輸送,自此油液完成一個循環(huán)。站在氣柜內(nèi)部活塞上,會看到:自氣柜上部瀉油孔落下的油液掛在高高的柜壁上,很象一條瀑布自空而降。因為柜容大幅度變化的緣故,活塞油杯距瀉油口的高度也經(jīng)常在3米到50米的范圍內(nèi)頻繁變動。這樣,要讓徑向僅有0.46米的活塞油杯,完全接收下落油液是不現(xiàn)實的。油液的飛濺正是在瀉油口以下發(fā)生。問題的嚴重性在于,緊挨活塞油杯的是巡檢用的環(huán)形走道,油液的飛濺不僅影響正常巡檢,還會污染千余平方米的氣柜活塞,并造成浪費。
經(jīng)過幾次失敗,我們認識到,單一的防治油液飛濺措施,很難奏效,因此我們采取了內(nèi)控外截的綜合治理辦法。首先,我們在供油泵進出口之間加裝了一套供油節(jié)流裝置。其目的是通過減少泵在單位時間里的供油量,進而減小油液流經(jīng)瀉油口時的動能,使油液在其粘性的約束下,盡可能地緊貼氣柜內(nèi)壁下流,減少飛濺。實踐證明,這一措施對于減少油液飛濺起了一定的控制作用。油泵節(jié)流裝置原理詳見圖1。當然,這樣做會增加油泵一次的運行時間,但原設計中油泵即為間歇工作制,油泵兩次啟動的間隔,又完全能滿足延長運行時間的要求。所以,減少單位供油量所引起一次油泵運行時間的延長,不會帶來任何副面效應。與此同時,我們又在每個瀉油口的下方,設置一面濺油收集帆布。帆布攔截飛濺油液,并把它送回活塞油槽。需要說明的是,氣柜原設計中,在瀉油口的下方也曾設有鋼質(zhì)濺油收集板,鋼制的濺油收集板,寬1.5米,長4.1米,在距活塞油杯上方3.7米處安裝。濺油收集板面積嚴重不足,在除柜壁以外的其它三個方向上留有收濺空白區(qū),造成大量油液落于油杯之外。這樣的濺油收集板,即便是攔截了部分自空而降的油液,油液接觸到堅硬的鋼質(zhì)面板,也會發(fā)生二次澎濺。另一方面,沿柜壁下落的油流,落入活塞油杯時,沖擊杯內(nèi)存油,經(jīng)常使油液濺出杯口,流淌于活塞上的配重水泥塊之間,清理起來非常困難。與鋼質(zhì)的濺油收集板相比,濺油收集帆布在幅面大小、材料性能、安裝位置上都有別于鋼質(zhì)濺油收集板。濺油收集帆布寬3.5米,長5.8米,具有足夠的收集濺油面積,盡可將濺油攔截并送回油杯。對于自空而降的油液,帆布良好的減震性能,發(fā)揮了相當重要的作用,避免了鋼質(zhì)材料所引起的油液二次澎濺。濺油收集帆布下端緊壓活塞油杯口安裝,并且在活塞徑向伸入油杯內(nèi)0.2米以上,由柜壁處下落油流濺起的油液,則無一例外地被帆布攔截并送IJ]油杯。濺油收集帆布與水平面成60度角。這樣,既規(guī)定了油液的定向流動,也不會給走道上的巡檢工人帶來不便。收濺帆布的安裝詳見圖2.眾所周知,大型干式氣柜的運行是連續(xù)的。
因此,面對幾十米高的龐然大物,進行全面的檢查有時是難以做到的。在完成了活塞上部工作之后,我們決定利用不可多得的停產(chǎn)清柜機會,進入活塞以下氣柜檢查。當檢查到柜底板處時,我們發(fā)現(xiàn):柜底環(huán)形油槽之外的底板中部區(qū)域,積存了大量油液。原來,活塞以下油液飛濺更厲害。 由于柜底板中部區(qū)域比油槽內(nèi)壁低,飛濺至槽外的油液便滯留其間,造成本應參加循環(huán)的油液嚴重減員。在這里,油液積存到一定程度,將會經(jīng)氣柜輸氣管道,流進設在管道上的存水彎內(nèi),嚴重時會堵塞進出氣管道,影響氣柜正常作業(yè)。但柜底部是活塞的運行區(qū)段,不能采取任何收濺措施。鑒于這里的特殊情況,開放的思維方式起了重要作用。我們仔細研究氣柜底部構(gòu)造,聯(lián)系密封油正常運行時的情況進行分析。 因為正常運行時,柜底標高高于油槽內(nèi)的液面標高,我們在柜底油槽內(nèi)壁上鉆數(shù)個通孔,把柜底中部區(qū)域和油槽連通,讓飛濺至柜底中部的油液自動流回油槽。形成油液飛濺不止,油液回流不停的內(nèi)部小循環(huán),從而巧妙地解決了看起來十分繁難的問題。油液回流工藝孔詳見圖3。
三. 綜合防治措施的今日效益
干式氣柜密封油過量損耗的綜合防治措施全面實施后,收到了顯著的經(jīng)濟和社會效益。首先,原來滯存在柜底中間區(qū)域的數(shù)十噸油液重新進入循環(huán)系統(tǒng),僅此一次就可減少企業(yè)近十萬元的資金投入。收回的這部分油液可以補充循環(huán)系統(tǒng)的油量不足,多余的部分應抽出柜外儲存?zhèn)溆。由于采取雙關(guān)齊下的得力措施,柜內(nèi)油污染問題得以徹底解決。近幾年來,氣柜密封油的年耗油量大幅度下降,單柜每年節(jié)約油料在萬元以上。縱觀密封油過量損耗綜合防治措施:其使用技術(shù)合理,施工安全簡便,投資低廉,經(jīng)濟及社會顯著,具有大范圍推廣價值。該項技術(shù)對于維持氣柜運行安
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