煤氣柜密封油結冰結蠟的事故分析

郭鵬志

摘 要：某鋼鐵企業煤氣柜在冬季發生了密封油結冰結蠟事故，事后調查發現高位油箱設計錯誤、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。結合事故起因，采取有效的除冰除蠟措施以恢復煤氣柜的運行。根據密封油循環在低溫環境下運行的特點，從伴熱保溫、活塞升降運行、油品指標與管理制度等方面提出了全面可靠的預防措施。

關鍵詞：煤氣柜 密封油 結冰結蠟

中圖分類號：TQ547.9 文獻標識碼：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。當活塞油溝密封油位不足時，煤氣克服油柱靜壓力發生泄漏。密封油循環的正常運行是煤氣柜安全運行的關鍵。

隨著國內工業的蓬勃發展，煤氣柜面臨更苛刻的工藝指標與自然環境的考驗。在北方寒冷地區，煤氣柜在低溫環境下的安全運行成為一項重要的研究課題。

1 結蠟結冰案例

某北方鋼鐵企業在冬季檢修，煤氣柜進口閥關閉，與全廠管網切斷處于離線運行。在離線期間，密封油位降低至允許下限，油泵啟動次數減少至5次/臺·天。操作人員認為密封油位與啟動次數均處于正常范圍，未引起足夠重視。待臨檢完成后，打開進口閥，氣柜開始并網進氣。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報警。操作人員當即切斷煤氣進口閥，打開柜體放散閥緊急落柜。由于處置得當，防止了煤氣大量泄漏，避免了安全事故。

活塞落底后進柜檢查，發現活塞油溝內密封油呈乳液狀，流動性較差，部分柱間還夾雜粒狀冰蠟。側板內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。分界線以下的側板內壁掛蠟，油臘呈黃色，厚度約5～6mm，尤其以北向最為嚴重，見圖1。分界線以上的側板內壁結冰，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

收集的數據顯示：（1）離線期間遭遇寒流，氣溫降至-15℃。（2）高位油箱設計錯誤。電加熱器布置于油箱油槽內，而密封油從旁路油管直接進柜，沒有經過油槽加熱。（3）電加熱器功率開關處于低檔，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。

煤氣柜離網后失去了熱煤氣的熱源補充，密封油的溫度降低，粘度增大變為乳液狀。未經高位油箱加熱的密封油溫度較低，進入氣柜后在側板內壁上流淌緩慢，進一步失溫導致水分結冰并不斷積聚，最終形成難以鏟除與融化的冰錐。活塞油溝內乳液狀密封油從密封縫隙處漏下，凝點較高的組分最先在側板內壁上析出，形成油蠟。北向日照最差，側板溫度最低，由此結蠟最為嚴重。密封油在側板上結冰與結蠟，導致循環中的密封油量減少與循環速度降低，造成密封油位下降與油泵站啟動次數減少。當氣柜并網進氣時，因活塞快速上升，冰錐經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板之間的密封面，撐開了接觸縫隙，造成密封油大量下泄，導致活塞油溝油位快速下降，觸發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，觸發一氧化碳超標報警。

由此可見，事故的根本原因是密封油品的劣化與伴熱不足。為了消除側板內壁上的油蠟與冰錐，恢復氣柜的正常運行，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，并將溫控啟停范圍由5℃～10℃上調至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，調低油泵站的油水調節螺桿，將底部油溝的一部分密封油加入循環以補充活塞油溝油位。第三，打開煤氣進口閥，控制蝶閥開度使熱煤氣緩慢進柜抬升活塞，用活塞油溝內密封油的熱量融化側板上的油蠟與冰錐。第四，修改高位油箱結構，使密封油先通過油槽混合加熱后再溢流進入柜內。第五，密封油進行破乳化改質，恢復油水分離性能，降低密封油的含水量。

3 預防措施

總結此次煤氣柜結冰結蠟的事故，寒冷地區煤氣柜需從設計、操作與管理等幾方面進行預防。

（1）全方位的伴熱保溫。密封油循環的每個環節設置合理的伴熱保溫，防止密封油處于低溫狀態。如：活塞油溝電加熱、側板保溫、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）活塞的升降運行。活塞應經常升降，將管網的熱煤氣引入氣柜作為輔助熱源，提高側板內壁密封油的溫度。活塞升降時，密封橡膠和活塞油溝也可以鏟除與融化側板內壁上的初期冰蠟，防止積聚到難以清除的厚度。

（3）定期的油品檢驗。定期對密封油進行指標檢驗。采取過濾以降低機械雜質，破乳處理以提高油水分離性能，添加改質劑以改善密封油的綜合指標，如密度、閃點、粘度等。嚴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。發現問題及時處理，將隱患杜絕在未然。制定事故應急預案，確保事發時合理處置，將影響與損失降至最低。

參考文獻

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