目前，從國(guó)內(nèi)普遍使用的稀油密封圓形煤氣柜和稀油密封多邊形煤氣柜的運(yùn)行情況來看，煤氣柜在北方的冬季，發(fā)生故障和事故的可能性會(huì)大大增加。同時(shí)，夏季的密封油飛濺和泄漏量激增也是困擾企業(yè)的難題。

問題分析

氣柜內(nèi)煤氣含有大量水份，在氣柜內(nèi)靜止后，在溫度較低的柜壁上會(huì)逐漸冷凝成水，在冬季就會(huì)在側(cè)壁上結(jié)冰。氣柜密封機(jī)構(gòu)在側(cè)壁上有薄冰或薄霜時(shí)，會(huì)被即時(shí)刮掉。但如果冬季活塞長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)動(dòng)，密封機(jī)構(gòu)下部的薄冰將越結(jié)越厚，等到活塞需要運(yùn)行的時(shí)候，就會(huì)被厚冰卡住，密封機(jī)構(gòu)也將被破壞。密封油中所含一些雜質(zhì)及水也會(huì)在側(cè)壁上形成“掛蠟”，掛蠟達(dá)到一定厚度的時(shí)候也會(huì)影響氣柜的正常運(yùn)行。

雖然柜底油槽和活塞油槽都設(shè)有加熱裝置，但也無法對(duì)氣柜的整體起到加溫效果，特別是大型氣柜，由于密封油流道非常長(zhǎng)，集中加溫?zé)o法解決上述問題，這就需要?dú)夤窕钊ㄆ谏舷逻\(yùn)行，而很多企業(yè)氣源調(diào)度十分緊張，無法做到定期氣柜活塞上下運(yùn)行，這些企業(yè)的大型氣柜在最冷的 1、2 個(gè)月關(guān)閉進(jìn)出口停柜，以躲避寒潮，這就影響了工廠的正常生產(chǎn)，也帶來了不安全因素。

夏季由于溫度高，太陽輻射強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致煤氣柜南側(cè)柜壁板溫度最高達(dá) 60 ℃以上，密封油粘度急劇下降，由于南北溫差使得氣柜外壁板的變形加大，更加劇了密封油的飛濺與泄漏。這種情況在多邊形稀油密封煤氣柜上表現(xiàn)尤為明顯，油泵啟動(dòng)次數(shù)冬季夏季能相差 3 倍以上。

整體保溫

為解決上述這些問題，就需要對(duì)整個(gè)氣柜進(jìn)行整體保溫，在冬季提高整個(gè)氣柜的溫度，夏季則降低氣柜的最高溫度。

氣柜整體保溫后，不但能極大地減少結(jié)冰掛蠟，還能減小氣柜南北側(cè)的溫差，減少氣柜外壁的變形，氣柜密封油的粘度冬季和夏季也不會(huì)相差太大，對(duì)氣柜運(yùn)行十分有利。還能減少氣柜底部油管和活塞油槽加溫的能耗，大大提高氣柜外壁防腐的壽命。目前可采用傳統(tǒng)的巖棉保溫或者是硬泡聚氨酯保溫。由于氣柜外表面面積非常大，同時(shí)氣柜高層上遭受風(fēng)沙雨雪侵蝕，氣柜內(nèi)儲(chǔ)存的是易燃易爆氣體，在選擇保溫方式時(shí)，需要充分考慮上述因素。巖棉保溫已在冶金企業(yè)大量應(yīng)用，具體的保溫做法和優(yōu)缺點(diǎn)這里就不一一贅述。巖棉保溫要注意做好外防護(hù)層，防止雨雪進(jìn)入到巖棉與氣柜側(cè)板之間的縫隙內(nèi)，對(duì)氣柜側(cè)板造成腐蝕。

硬泡聚氨酯目前主要用于高層建筑外墻保溫防水，相對(duì)于巖棉優(yōu)點(diǎn)主要有：保溫性能非常好，導(dǎo)熱系數(shù) 0.025 左右，因現(xiàn)場(chǎng)噴涂，施工簡(jiǎn)便速度快。粘結(jié)性能好、防水。聚氨酯防火等級(jí)一般為 b1 級(jí)或者b2 級(jí)，為阻燃材料，滿足氣柜使用要求。但硬泡聚氨酯價(jià)格相對(duì)巖棉保溫較貴。

氣柜整體保溫后，柜內(nèi)煤氣散熱速度及煤氣和柜壁的溫差將大大降低，可以極大地減少結(jié)冰及掛蠟的現(xiàn)象，但如果氣柜活塞長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)行，仍有可能產(chǎn)生結(jié)冰及掛蠟的現(xiàn)象。企業(yè)需要根據(jù)進(jìn)柜煤氣溫度、柜內(nèi)煤氣溫度、外界氣溫等情況，綜合考慮，定期讓氣柜活塞上下運(yùn)行全行程。

蒸汽化凍

整個(gè)氣柜進(jìn)行整體保溫后，氣柜散熱速度極大降低，這樣就具備了條件向氣柜內(nèi)引入蒸汽管，如發(fā)現(xiàn)有活塞下部結(jié)冰的癥狀，可通入蒸汽緊急進(jìn)行化凍。按 30 萬 m3氣柜儲(chǔ)存 25 萬 m3高爐煤氣計(jì)算，高爐煤氣比熱為 1.36 kJ/m3·℃，冶金企業(yè)常用的0.45 MPa 蒸汽，當(dāng)降低到 10 ℃時(shí)，釋放的熱量為2700 kJ/kg。也就是說，25 萬 m3高爐煤氣從 -20 ℃上升到 10 ℃時(shí)，所需蒸汽量為 3.8 t，按照柜區(qū)常用DN50 蒸汽管，向柜內(nèi)輸送蒸汽計(jì)算，約 5 h 可達(dá)到該蒸汽量，如果是 DN100 的蒸汽管則通入 1.5 h 蒸汽即可。蒸汽化凍可在冬季氣溫較高，蒸汽較為富裕的時(shí)候進(jìn)行送入的蒸汽在與煤氣換熱后冷凝成小水珠，蒸汽管布置在柜底中心位置，絕大部分的水珠會(huì)逐漸落在柜底板上，對(duì)氣柜運(yùn)行沒有影響。

技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

氣柜整體保溫后，在冬季柜底油槽和活塞電加熱系統(tǒng)能耗大大降低，氣柜煤氣溫度也將提高。

按照30萬m3圓形柜，外界氣溫 -15 ℃，柜內(nèi)煤氣 30 ℃的假設(shè)條件，經(jīng)過有限元數(shù)值模擬計(jì)算：（1）如果沒有保溫層，最外層溫度大約為 14.97℃，當(dāng)量換熱系數(shù)約為 6.66（W/m2·K），單位面積的換熱量大約為 300 W，氣柜總換熱量為 5681 kJ/s。（2） 如果有保溫層，最外層溫度大約為 -14.79℃，當(dāng)量換熱系數(shù)約為 0.046，單位面積的換熱量大約為2.1 W，氣柜總換熱量為 40 kJ/s。根據(jù)上述結(jié)果可以看到，增加保溫層后，煤氣柜的散熱量將減少 150 倍以上（如外界有風(fēng)，則散熱量的差別將更大），可以提高出口煤氣溫度，增加煤氣顯熱。一個(gè)冬季按 60 天計(jì)算，將節(jié)省標(biāo)煤約 1000 t，節(jié)能效果非常明顯。夏季由于油溫的降低，側(cè)板變形的減小，泄漏量也大大降低，減少了油泵啟動(dòng)次數(shù)，也降低了能耗。氣柜整體保溫后，側(cè)板無需再刷中間漆和面漆（煤氣柜面漆壽命一般為 6 年）。表 1 是以 30 萬 m3圓形煤氣柜采用發(fā)泡聚氨酯整體保溫為例，對(duì)整體保溫和傳統(tǒng)防腐做法進(jìn)行了初步的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

根據(jù)對(duì)氣柜整體保溫的分析及對(duì)比，整體保溫措施在冬季能極大地降低氣柜散熱，提高氣柜煤氣溫度及油溫，同時(shí)為引入蒸汽化凍提供了條件，保障氣柜的冬季正常運(yùn)行。夏季則起到隔熱效果，減少側(cè)板變形、降低油溫，減少油泵啟動(dòng)次數(shù)。

該措施如能推廣，將對(duì)國(guó)內(nèi)特別是北方地區(qū)煤氣柜的正常運(yùn)行和節(jié)能降耗起到重要作用。如果大家想了解更多關(guān)于干式氣柜設(shè)備安裝方面的知識(shí)，就請(qǐng)聯(lián)系徐州靖鵬環(huán)保有限公司吧！