煤氣柜密封裝置漏油原因分析及補救措施

(中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176)

0 引言

稀油密封圓形高爐煤氣柜（以下簡稱“圓形煤氣柜”）是目前國內技術最先進的煤氣柜，施工復雜，安裝精度要求高。煤氣柜密封油循環系統是圓形煤氣柜的核心，煤氣柜運行的效果主要取決于密封油循環系統是否穩定有效。如果密封油泄漏，密封油損失過多，而不能及時發現并解決，將出現氣柜傾斜、煤氣泄漏等事故。甚至如果密封油損失量遠遠超過設計標準，會引發安全生產事故。本文以某鋼廠稀油密封圓形高爐煤氣柜為例，分析煤氣柜密封油泄漏的原因及補救措施。

1 煤氣柜密封油循環系統及損失原因分析

1.1 煤氣柜密封油循環系統

氣柜的密封油循環系統：從活塞油槽滲漏的密封油沿氣柜內壁流至柜底油槽以后進入油水分離器，密封油中的冷凝水在此被分離，分離后的油經過油泵輸送至氣柜的上部油箱，再由上部油箱溢流孔溢流至氣柜側板內壁，再流淌至活塞油槽，在這其中一部分密封油進入備用油箱儲存。上述構成密封油的循環供給系統。

活塞周邊布置有密封裝置，密封裝置包括鋼結構件和補強丁腈橡膠，通過杠桿配重加背壓力使得密封裝置與圓筒形柜體緊密結合，減少密封油的泄漏量。活塞油槽內有一定高度的密封油，起到液柱密封的作用，能防止儲存煤氣外逸。

1.2 密封油損失原因分析

針對該煤氣柜運行后密封油損失過大的問題，經過多次現場收集信息、取樣化驗，從油水分離器本體結構、密封油本身性質、煤氣冷凝水影響、操作運行情況四方面進行分析，主要存在以下問題：

（1）油水分離器工作不正常。3號、6號油泵房II室的溢油口出水，而5號油泵房Ic室溢水口出油。

經調查、分析，打開了問題較為嚴重的6號泵房油水分離器檢查人孔，進行了灌水試漏實驗，實驗結果合格排除了油水分離器本身的制造問題，油水分離器不能正常工作主要是由以下幾個原因造成：

1）5號油泵房Ia室在調試運行過程中，由于6號閥門連接的立管過低，實際距離底板為105mm，低于壓水立管底部，當Ia室放水時則導致過量放水，油水分界線降低到壓水立管底部以下，密封油經由壓水立管溢流至Ic室溢水口。同時由于Ic室7號閥長期錯誤開啟，密封油直接排入排水地坑，并經積水井流至整個排水系統，同時大量密封油從排水系統滲透到砂石地下，導致密封油大量流失。見圖1，圖2所示。

圖1 前期密封油油位

圖2 后期密封油油位

2）由于各油水分離器基礎標高不一致，3號、6號油泵房油水分離器Ia室U形通水管上口偏低，出水量過大；同時由于密封油層過薄，Ia室的溢流筒外檔圈將密封油層擋住，導致水從溢流筒溢流至Ib室，當水聚集到一定數量后，通過底部方孔壓至II室溢油口，導致溢油口出水。操作時誤將8號閥錯誤關閉，水溢流至III室，并由螺桿泵劇烈攪拌，加劇了油的乳化。

（2）密封油乳化嚴重。

密封油對煤氣冷凝水的油水分離性較差。

油水分離性(M.A.N公司標準)要求如下：采用70cm3密封油試樣，再取冷凝水50cm3，共同放入容量為200cm3計量瓶中，經2分鐘手提計量瓶使之充分混合。靜置1小時后，能分離出水≥45cm3為合格。實際選取樣品化驗后，分離出水0cm3，對比見圖3。

圖3 密封油樣品（中間為氣柜密封油，兩邊為標準油對比）

（3）上部油箱溢流口不合理。

上部油箱溢流口設計開孔形式如圖4，頂部水平，根部圓弧形，且頂部向油箱側有傾斜，設計要求溢流口水平度不超過0.05mm，六個溢流孔（每組三個）的齒孔下沿誤差不能超過1mm，并且每個齒孔的誤差也不能超過1mm。實際溢流口開孔根部比較接近于平的，且出油口加工也不夠精細，使得密封油由溢流口進入氣柜側板沒有呈靜流狀態沿著側板內壁緩慢向下，而是在溢流口形成飛濺，濺入氣柜內壁，致使一部分密封油飛散到活塞走臺及活塞板上，也造成了密封油的損失。

圖4 設計的開孔形式

2 補救措施

根據上述情況分析，制定出以下處理方案：

2.1 調整油水分離器

針對油水分離器不正常工作的情況，結合油水分離器原理圖（見圖5），及時對油水分離器進行了調整，并針對此情況采取了以下措施：

（1）以后操作運行過程中，7號閥嚴禁常開，須在有人監護的情況下定期開啟放水。

（2）6號閥可不用開啟，8號閥必須常開。

（3）針對目前油層過薄的實際情況，10號閥應常閉。

2.2 密封油改質

圖5 油水分離器原理圖

針對目前密封油乳化現象，分析煤氣冷凝水，重點分析其對密封油性能的影響，并專門針對該冷凝水調整密封油配方，提高油水分離性。

2.3 確保溢流油箱溢流口處密封油流淌順暢、不飛濺

（1）側板上部溢流油箱溢流口的毛刺、卷邊打磨干凈。

（2）因為現場安裝精度的原因，側板上部溢流油箱各個溢流孔的水平度一般都會有偏差。在溢流口處觀察密封油的流淌情況，用銼刀等工具對溢流口進行處理，保證密封油從各個溢流口處均勻緩慢向下流淌，確保不出現密封油只從個別溢流口流淌，別的溢流口不工作的現象出現。

（3）溢流口處的鋸齒彎曲再次檢查，在溢流口處密切觀察密封油的流淌情況，根據流淌情況再進一步對彎曲尺寸進行矯正。

2.4 已損失密封油補充

在排水坑、積水井均發現大量密封油，已組織回收了約9噸密封油。目前活塞油位在1.6m左右，基本正常。柜底油槽油厚度為60mm，比正常值低60mm，少約25噸油，上部油箱已放約9噸油。兩項相加總計損失約34噸密封油。

針對已損失的密封油，主要是加入34噸抗乳化性能強的基礎油，在7∶1加入基礎油后將氣柜所剩密封油全部改質為適合該冷凝水的密封油。

在加入基礎油前，按照配比比例對改質后的密封油進行油水分離實驗，實驗合格后再進行加油。

在加入基礎油的同時，再次精調整油水分離器，保證氣柜正常運行。

3 結論

采取上述補救措施后，該煤氣柜密封油漏油問題得以徹底解決，隨后運行過程中未發現再有密封油漏油現象。總之，密封油屬于液體且在煤氣柜生產運行過程中一直處于流淌狀態，有合理的損耗，也有因操作不當造成的損失。因此圓形煤氣柜密封油損失一般都涉及到多個因素，需要設計、施工、生產檢修人員共同分析，不斷積累經驗，及時發現，才能徹底解決。