孫茜

中國石化潤滑油有限公司山東銷售分公司

介紹了某北方大型鋼鐵公司高爐氣柜及焦爐氣柜密封油運行情況及氣柜密封油改質(zhì)劑在該公司高爐氣柜及焦爐氣柜的現(xiàn)場應(yīng)用效果，找出油品指標變化規(guī)律以及具有的推廣價值。

干式氣柜是燃氣恒壓儲存與輸配的核心設(shè)備，主要用于儲存焦爐煤氣、高爐煤氣等有毒易爆性氣體，平衡氣體壓力，保障氣源供應(yīng)。但由于儲存氣體的特殊性，易引發(fā)安全事故。因此，干式氣柜密封油得到了廣泛的應(yīng)用，主要起到密封氣體和潤滑活塞的作用，保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定安全地運行。但在使用過程中由于氣體介質(zhì)組成的影響，干式氣柜密封油一般會發(fā)生黏度、抗乳化、抗氧化、防腐蝕、傾點和閃點等性能的變化。針對這些情況，氣柜密封油改質(zhì)劑得到了廣泛的應(yīng)用，它可以避免全部更換干式氣柜密封油所需的昂貴費用，通過基礎(chǔ)油和不同添加劑的配比，達到精準改善氣柜密封油性能的作用，在很多鋼鐵企業(yè)取得了良好的效果。

氣柜中煤氣的不同組分對氣柜密封油的性能有著顯著的影響。本文選取了1家有代表性的北方大型鋼鐵企業(yè)，針對其高爐氣柜及焦爐氣柜在用油指標的劣化，制定了改善方案，并進行了改質(zhì)劑的補加。

氣柜的特點及分類

氣柜的主要作用是將煤氣等燃氣進行收集、儲存及配送。其形狀一般為圓柱形或多邊柱形，內(nèi)部有一活塞用來調(diào)節(jié)恒定柜體內(nèi)的煤氣壓力。活塞邊緣與氣柜壁之間用液體作為密封介質(zhì)，主要有用水密封的濕式氣柜和用潤滑油密封的干式氣柜。干式氣柜由于其占地面積小，貯存壓力高，穩(wěn)定性好，使用壽命長，節(jié)省鋼材，環(huán)境污染少，因此得到廣泛的應(yīng)用[1]。

根據(jù)燃氣的種類及組成進行劃分，目前使用氣柜最多的是煤氣，煤氣主要有焦爐煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等，主要來自焦化、鋼鐵及煤化工等行業(yè)。本文主要討論的對象為焦爐氣柜及高爐氣柜。高爐及焦爐煤氣的主要成分見表1[2]。

氣柜密封油的使用效果監(jiān)測及改善

北方某具有國際先進水平的鋼鐵公司有曼型煤氣柜3座，分別為5萬m3焦爐煤氣柜、20萬m3高爐煤氣柜及2002年投用的10萬m3焦爐煤氣柜。

焦爐氣柜在用油檢測

2020年3月，針對該廠的10萬m3焦爐煤氣柜進行了在用油檢測，從分析化驗及實際運行觀察反映，氣柜密封油性能下降。柜體內(nèi)有120 t的舊油，氣柜設(shè)計方要求采用2號低凝氣柜密封油進行密封（參照中國石化潤滑油公司企業(yè)標準Q/SH 3031 0364—2018《干式氣柜密封油》）。主要表現(xiàn)為油品外觀發(fā)黃，黏度下降，抗乳性能下降，具體檢測結(jié)果見表2。

從表2可以看出，與新油指標相比，運動黏度降低約40%，抗乳化性顯著變差，閃點明顯降低。從焦爐煤氣主要成分(見表1）及在用油主要成分指標（見表3）推斷，受焦爐煤氣組分及凈化工藝的影響，焦爐煤氣中殘留的煤焦油、萘、苯、少量的H2S等雜質(zhì)造成密封油黏度下降，抗乳化性顯著變差，閃點降低。

表1 高爐及焦爐煤氣的主要成分

表2 10萬m3焦爐煤氣柜在用油樣品檢測結(jié)果

表3 在用油成分分析報告

高爐氣柜在用油檢測

2020年7月，針對該廠的20萬m3高爐氣柜進行在用油檢測，從分析化驗及實際運行觀察反映，氣柜密封油性能下降。柜體內(nèi)有120 t的舊油，氣柜設(shè)計方要求采用1號低凝氣柜密封油進行密封（參照Q/SH 3031 0364—2018）。主要表現(xiàn)為油品外觀發(fā)黃，液相銹蝕為中銹，抗乳化性能下降，具體檢測結(jié)果見表4。

從表4可以看出，與新油指標相比，黏度指數(shù)下降，抗乳化性顯著變差，該廠家由于高爐氣柜密封油使用年限較長，出現(xiàn)了液相銹蝕不合格的現(xiàn)象。從以上數(shù)據(jù)可知，高爐氣柜密封油在使用時間較長或煤氣含雜質(zhì)較多的情況下，尤其是隨著高爐煤氣中H2S等物質(zhì)的積累，防銹劑在使用過程中消耗較快，會出現(xiàn)較嚴重的銹蝕。

表4 20萬m3高爐氣柜在用油樣品油檢測結(jié)果

密封油使用效果的改善

在實驗室對復(fù)合改質(zhì)劑中的破乳劑、防銹劑、增黏劑及助溶劑等添加劑進行了一系列篩選及優(yōu)化試驗，最后確定了分別適合焦爐及高爐氣柜油特點的改質(zhì)劑配方組成，于2020年5月和12月分別對焦爐及高爐氣柜泵站對油品進行補加（焦爐氣柜補加改質(zhì)劑30 t，高爐氣柜補加改質(zhì)劑12 t）。經(jīng)過一個多月的循環(huán)，對油品進行了改質(zhì)后的取樣，改善效果較好。改質(zhì)前后油品取樣檢測結(jié)果分別見表5、表6。

由表5可以看出，添加改質(zhì)劑后的密封油具有良好的油水分離性，很好地改善了油品的運動黏度，可防止油品帶水循環(huán)運行，減少油品掛壁風(fēng)險，有效延長了氣柜的大修周期，較好地保證了氣柜的安全運行。與用戶針對氣源凈化進行進一步溝通后，決定添加一套煤氣凈化及脫萘裝置，對生產(chǎn)出的焦爐煤氣進行凈化，去除萘及其化合物，減少其對氣柜密封油的污染，從根源上解決問題。

表5 焦爐氣柜改質(zhì)前后數(shù)據(jù)對比

由表6可以看出，添加改質(zhì)劑后的密封油具有良好的油水分離性和防銹防腐蝕性，很好地改善了油品的黏度指數(shù)，可防止油品帶水循環(huán)運行，減少油品掛壁風(fēng)險，對氣柜的金屬部件起到了良好的保護作用，有效延長了氣柜的大修周期，較好地保證了氣柜的安全運行。

表6 高爐氣柜改質(zhì)前后數(shù)據(jù)對比

經(jīng)濟效益估算

僅以20萬m3高爐氣柜為例，全部120 t密封油需添加改質(zhì)劑12 t。改質(zhì)劑價格為14 900元/t，12 t總價為17.88萬元。而全部更換120 t密封油需用108萬元（氣柜密封油的價格為9 000元/t左右）。使用改質(zhì)劑對密封油進行改質(zhì)比全部更換密封油節(jié)省90.12萬元，與更換新油相比有著更高的性價比。

結(jié)束語

針對油品在使用過程中的變化，采取添加改質(zhì)劑改善油品性能指標等措施，保證氣柜密封油的技術(shù)指標，可以有效地保證氣柜的安全運行。此種方式與更換油品相比性價比更高，可為客戶創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。