干式气柜又称威金斯型
干式气柜，有
密封严密、
结构简单、操作灵活、运行成本小以及使用寿命长等显著的优点，目前它作为最先进的
气柜型式，逐步取代了其它型式，首先在我国钢铁行业广泛使用，2000 年以来，在中国石化炼油厂逐步推广。中国石化股份有限公司沧州分公司于2004 年5 月建成投用了 20000 m3的
气柜，为消灭火炬，回收瓦斯，提高经济效益取得了明显的效果。现就卷帘型干式
气柜运行过程中发生泄漏的处理情况进行分析，为
气柜橡胶模的选型及
气柜处理提供参考。
1. 1 基本结构
20000 m3卷帘型干式
气柜主要由柜底板、柜壁、柜顶板、通风帽、活塞、活塞围栏、T 围栏、波形板、内外橡胶密封膜、调平系统、放散系统等组成 ( 见图 1)
20000 m3
气柜活塞分为两部分，一部分是可活动升降的活塞本体，T 围栏与活塞本体之间进行密封，这部分橡胶模称为内密封橡胶模; 另一部分是由活塞升降带动的 T 型围栏部分，在柜壁与 T 围栏之间进行密封，称之为外密封。密封是用特制的橡
胶膜构成的卷帘结构，内密封膜外端与 T 围栏的下部钢板的内边缘连接，内端与活塞的外边缘连接; 外密封膜的内端与T 围栏下部钢板外边缘连接，外端与柜壁连接，连接处均是用扁钢作压条单头螺栓紧固橡
胶膜。
1. 2 工作原理
在
气柜未收气时，橡胶膜全部沿柜壁垂直而下，柜内死空间可以有效减少。
当
气柜收气时，活塞开始上升。内侧的橡胶膜向上弯折而外侧的橡胶膜和 T 型围栏则保持不动。
气柜继续收气，当活塞支架的顶板碰到 T 型围栏时，内侧橡胶膜被向上完全拉直。随着瓦斯的继续进入，活塞和 T 型围栏一起上升，外侧橡胶膜开始向上弯折。当 T 型围栏和活塞升至最高位置时，外侧橡胶膜被完全拉直，
气柜容量达到最大 ( 见图 2) 。
在
气柜排气时，活塞和 T 型围栏及橡胶密封膜发生与上述过程完全相反的动作。
20000 m3
气柜的主要技术参数见表 1。橡胶膜技术参数见表 2。
沧州炼化于 2004 年 5 月投用了 20000 m3
气柜，投用仅 1个月就发生严重泄漏事故，经处理进柜内检查发现卷帘连接螺栓松动，造成柜内 4 处连接部位漏气，后将柜内全部螺栓逐个进行紧固，经过一周时间的处理后，干式
气柜恢复投用。
运行 8 年，总体效果良好。但进入 2012 年 4 月份，DCS
气柜瓦斯报警和硫化氢报警连续高报，自 2012 年 4 月 24 日至 8月 14 日，车间规定每白班由当班人员用便携式报警仪通过透气对
气柜活塞顶的环境进行检测，共计检测 320 点次，硫化氢最高值为 217 mg/m3，超过142 mg/m3共有11 次，占3. 4%，64 mg / m3以下的占 92. 8%。
8 月 15 日至 9 月 21 日，检测值骤升至 496 mg / m3以上，709 mg / m3的情况频繁出现。
9 月 22 日至 9 月 24 日，硫磺装置大气环境中硫化氢气味浓重，车间每天派人戴空气呼吸器到
气柜顶部检测大气环境，在顶部周围的过道上，硫化氢浓度均大于 709 mg/m3。
9 月 24 日，车间联系质检中心到
气柜顶过道处，对大气环境进行采样分析，下风向硫化氢浓度为 397 mg/m3。
车间及时将
气柜停用，瓦斯放火炬，在用氮气置换过程中，发现每小时 500 m3的氮气不能将
气柜托起，氮气置换合格后，用风进行置换，每小时 2500 m3的风量仅能使
气柜缓慢升起，判断橡胶膜严重破损。
4. 1 理论泄漏点
( 1) 两段密封橡胶膜和柜体连接处，该处连接为单头螺栓连接，共计 1780 ×2 +1660 ×2 =6880 个，随着
气柜的升降反复抻拉，导致泄漏。另外，单头螺栓材质为普通碳钢，腐蚀原因也可能造成泄漏。
( 2) 橡胶膜本体，由于应力作用和活塞发生偏移导致橡胶膜产生褶皱，经过反复拉伸和收缩产生漏点，2010 年大修检修期间发现 4 处褶皱，橡胶膜外膜损坏。
( 3) 活塞顶部人孔和检修用盲盖: 人孔共计 2 处尺寸DN500。检修用法兰孔共计 121 个，DN150 盲盖 36 个，DN100盲盖 85 个。
( 4) 活塞本体焊缝和组件泄漏。
4. 2 检查处理情况
处理合格后，维持 2 m 柜位进入内部检查，理论泄漏点中的 ( 1) ( 3) ( 4) 情况未发现，主要是橡胶膜破裂，共发现有6 处泄漏点。内膜一处超过 4 m，一处 1. 5 m，一处 0. 6 m; 外膜一处超过 3 m，两处小漏点。裂缝紧挨搭接缝，有分层现象( 图 3 为内膜裂缝) 。从图 4 可以看出，泄漏点主要集中在
气柜内部南侧。厂家对裂缝均进行了缝补粘补处理。
原因分析
沧州炼化为此召开专题会议，由相关技术人员参加，并邀请了厂家技术人员，对橡胶膜破裂的原因进行了分析，认为可能存在以下原因: ( 1) 橡胶膜本身质量问题; ( 2) 橡胶膜的年久老化问题; ( 3) 介质恶劣影响橡胶膜的使用。
卷帘型
气柜最早使用在钢铁行业，橡胶膜一般采用丁腈橡胶和聚氯乙烯橡胶制作而成，主要储存水煤气，石化行业的瓦斯气成分较水煤气复杂，杂质较多，生产厂家并没有丁腈橡胶对炼油厂瓦斯耐受性试验的有效数据。有资料表明，长岭炼化自 2004 年 8 月至 2009 年 2 月，共更换 4 套橡胶膜。
从图 4 可以看出，对整体橡胶膜来讲，本身质量是一样的，泄漏点集中在南侧，同这部分昼夜温差较大有关，造成南侧橡胶膜老化严重，影响到使用。
炼厂瓦斯含有较高的硫化氢，浓度高达 20000 mg/m3，H2S能加速非金属材料的老化，使有橡胶、浸油石墨、石棉等非金属材料制作的封件失效。氢气含量达到 20% ～30%，易使橡胶膜氢析。介质温度有时较高，达到 50 ℃，使橡胶膜受热，造成老化。
5 预防措施
5. 1 橡胶膜的质量
橡胶膜是
气柜的关键部件，它的质量直接关系到整个
气柜的运行状况。卷帘橡胶膜直接与瓦斯气接触，
气柜运行过程与柜壁摩擦且卷动升降，因此卷帘橡胶膜应具有气密性、耐磨性、抗腐性、耐久性、弹性和相当的强度，在充分调研的基础上，对中标的厂家提出要求，对
气柜瓦斯气进行采样分析，根据瓦斯成分研究橡胶膜配方，或者进行橡胶膜的适应性试验选择耐受性能好的橡胶膜。
5. 2 控制介质的硫含量、氢含量和进气温度
加强对瓦斯介质的分析监测，改变什么介质都能进
气柜的观念，控制对橡胶膜有损害的硫化氢、氢气进入
气柜，当温度超过指标时，应立即关闭
气柜入口阀停止收气。
气柜柜体钢板仅有 5 mm 厚，外部仅防腐和刷漆，气温对南侧内部的橡胶模影响较大，此处的温差较大，影响到膜的质量。应进行重点防护，在不能保温的情况下，可进行隔热胶处理。
6 结 语
气柜的安全运行对企业来说至关重要，影响到企业的效益和声誉，严重的会造成安全事故。因此橡胶模的质量就是重中之重。选择适合本单位的橡胶模，控制安装质量，严格质量检查，按照规程进行投用实验，使用中减少危害物质的进入，才能确保
气柜的长周期运行。
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