气柜工作原理

气柜
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气柜，gas holder，gas tank。

用于贮存各种工业气体，同时也用于平衡气体需用量的不均匀性的一种容器设备。

可以分为低压气柜和高压气柜两大类。

前者又有湿式与干式两种结构。

材质多样。

目录
1双膜干式
适用范围
结构组成
2湿式
3干式
4高压式
5曼式
1双膜干式
适用范围
各种中性气体存储如沼气、空气、二氧化碳、氧气等。

结构组成
万伯双膜储气柜主要由底膜（一体化气柜除外）、内膜、外膜、恒压控制柜、安全保护
器及一些控制设备和辅助材料组成。

设备组成（详情见图）。

底膜：主要用于基础密封，以实现传统基础设施无法达到的防腐、防渗透。

内膜：隔离储存的气体和外膜调压气体。

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外膜：形成调压室，使内膜适用气体恒压输出并对内膜起到保护作用，外膜与内膜及底膜的边缘或发酵罐口连接。

作为气柜的外壳保护内膜，恒定柜内压强。

原理：底膜、外膜共同形
WB双膜气柜
成一个密闭储气空间。

当储存气体增多时控制设备就释放调压空气腾出一定的容量。

当内膜储存的气体减少时控制设备则注入调压空气，平衡柜内的压强，稳定外膜刚度。

为不让气体混合，储存的气体与调压空气之间使用内膜隔离开。

2湿式
是最简单常见的一种气柜。

通常用于煤气贮存
湿式气柜
，它由水封槽和钟罩两部分组成。

钟罩是没有底的、可以上下活动的圆筒形容器。

如果贮气量大时，钟罩可以由单层改成多层套筒式，各节之间以水封环形槽密封。

寒冷地区为防冬季水封槽结冰，必须用蒸汽加热槽中的水。

湿式气柜构造简单，易于施工，但是其煤气压力波动大，土建基础费用高，冬季耗能大，检修时产生大量污水，寿命只有约10年。

大容量贮气柜用此型不经济。

此类气柜中国已有系列生产，其容量(103m3)为5、10、20、30、50、100、150、200等系列。

3干式
是内部设有活塞的圆筒形或多边形立式气柜。

活塞直径约等于外筒内径，其间隙靠稀油或干油气密填封，随贮气量增减，活塞上下移动。

多用于贮存煤气。

干式低压气柜的基础费用低，占地少，运行管理和维修方便，维修费用低，无大量污水产生，煤气压力稳定，寿命可长达30年。

大容量干式气柜在技术与经济两方面均优于湿式气柜。

中国已有容量(103m3)为20、50、100、150等系列。

4高压式
贮存压力最大约16MPa，有球形和卧式圆筒形两种。

高压气柜没有内部活动部件，结构简单。

按其贮存压力变化而改变其贮存量。

多用于贮存液化石油气、烯烃、液化天然气、液化的氢气等。

容量大于120m3者常选用球形，小于120m3则多用卧式圆筒形。

5曼式
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曼式油密封气柜是一种立式封闭多边形的活塞式气柜，主要作用是储存和配送煤气。

当气柜进气时，气柜活塞水平上升；反之，当气柜放气时，气柜活塞水平下降。

无论是活塞与柜壁相对上升和下降的机械往复运动及静态时，活塞与柜壁间的间隙始终是用油密封。

若没有密封油，气柜无法储存煤气，密封油的效果差、不仅漏油、漏煤气，而且严重影响着安全生产。

1曼式密封气柜常见故障
曼式油密封煤气柜在国内使用历史不长，在冶金、化工、民用等行业使用普遍。

随着用户的增多、时间的延长，出现的故障、暴露的问题日益明显。

武钢120000扩曼式焦炉煤气柜启用至今，已有8年，曾主要因油密封系统的缺陷及故障大修过3次。

通过日常的运行、维护观查和每次大修时进行检测发现，对柜体而言，直接影响气柜安全运行有3方面的原因。

(l)气柜运行时，活塞随煤气的进出作上下运动，支撑活塞的导轮、导向滑块磨损，活塞整体发生倾斜、偏移、扭转，滑板与侧壁板的密封间隙部份增大，沿其间隙漏煤气和漏油。

(2)因滑板的磨损、滑板、蝶形弹簧的变形，同样在滑板与侧壁板间漏煤气和漏油。

(3)上述两方面都属机械性的磨损、变形，相对较易调整与更换。

而密封油的质量对气柜的安全运行和密封也至关重要。

密封油的质量差，油的泄漏量大，密封柜的可靠性差。

质量优良的密封油，不但密封性能良好，而且还可以弥补侧板与滑板的间隙偏大时造成的泄露。

2密封油的使用状况
武钢120000m3曼式焦炉煤气柜投人运行以来，一直储运的是焦炉煤气，由于焦炉煤气中含有较多的焦油、蔡、硫、胺等有机物成份，对密封油的破乳化性、运动粘度等各项指标要求严格。

曾因密封油的质量不好，在较短的时间内密封油变质，破乳化性、粘度指数等指标超标，多次出现气柜活塞圆周滑板与侧壁板间煤气大量泄漏，造成空气中CO严重超标，严重威胁着安全生产和人体健康。

由于密封油的破乳化性变差，煤气冷凝水中夹带大量的密封油，浪费极大，每年需向柜内补充约30t新密封油。

在往高位油箱供油时，由于密封油夹带大量水分和煤气中的有机物，在泵送过程中，加速了密封油的乳化，形成活塞油沟和底部油沟沉积较厚的油泥及悬浮的有机混浊物，导致油位难以控制，无法保障密封油的密封效果和气柜的安全运行。

3气柜密封油的选用
因为密封油在露天四季通用，密封油粘度指数低，在夏季会因粘度大幅下降影响密封能力。

密封油的破乳化性超出标准，油水分离困难，排水分离时会携带一部分密封油，增大油耗，回油时又会携带一部水，加快乳化，油的破乳化性和稳定性较差。

2003年，在气柜大修时，除了气柜的机械、密封系统外，特别对密封油的质量进行了严格的考察。

针对焦炉煤气所含的有机成分和特性，对密封油的理化指标作了严格的要求，选用了中国石化润滑油公司重庆一坪润滑油分公司生产的高品质密封油。

密封油的粘温性
能、破乳化性等有了明显的改观，减少了密封油的泄流量和油泵的启动次数。

选用中国石化润滑油公司重庆一坪润滑油分公司生产的高品质密封油后，气柜在运行中油位均稳，活塞上CO的PPM值为0，操作人员可以进人柜内维护、巡检。

从冷凝排水中取样分析，油的含量从5kg/m3降至0.04kg/m3。

泵的启动次数从约20次/(天·台)降至3次/(天·台)，极大地降低了油耗、电耗和排放污染。

仅油的耗量，其直接经济价值为每年节约7000元/tx30t/年=21万元/年。

4结论
密封油在曼式油密封气柜中起着重要的作用，选用粘温性能和破乳化性能好的密封油，不仅可以确保气柜安全运行，而且还具有较好的综合经济效益。