炼厂气回收管路的三级水封系统.pdf

本发明公开了一种炼厂气回收管路的三级水封系统，炼厂气管路从入口产生炼厂气至出口燃烧炼厂气过程中依次设置有炼厂气入口水封结构、炼厂气总管水封结构和炼厂气出口水封结构；上游进气口连通在密闭水封罐的底部，下游出气口设置在密闭水封罐顶部。密闭水封罐靠下部分的侧壁通过平衡管与储水箱连通，并在储水箱和密闭水封罐底部存放储水，储水水位高于平衡管口，平衡管口高度高于支管路下端进气口。本发明具有结构简单，能够安全控制炼厂气的正常使用，确保管路安全。可以自动增加抗逆流压力和释放逆流压力，基本处于免维护状态。非常适合推广实施。

权利要求书
1.  一种炼厂气回收管路的三级水封系统，其特征是，炼厂气管路从入口产生炼厂气至出口燃烧利用的过程中依次设置有炼厂气入口水封结构、炼厂气总管水封结构和炼厂气出口水封结构；所述炼厂气入口水封结构：与气液分离器的气体出口连通有始端管路，始端管路的下端进气口连通在入口处密闭水封罐的底部，入口处密闭水封罐靠下部分的侧壁通过平衡管与入口处储水箱连通，并在入口处储水箱和入口处密闭水封罐底部存放储水，满足：在无逆流气压情况下，储水水位高于平衡管口，平衡管口高度高于始端管路下端进气口；入口处密闭水封罐顶部设置的供气支管与总管路连通；所述炼厂气总管水封结构：总管路上游段向下走向，其下端进气口连通在总管处密闭水封罐的底部，总管路下游段连通于总管处密闭水罐顶部，构成输气通路；总管处密闭水封罐靠下部分的侧壁通过平衡管与总管处储水箱连通，并在总管处储水箱和密闭水封罐底部存放储水，满足：在无逆流气压情况下，储水水位高于平衡管口，平衡管口高度高于总管路上游段的下端进气口；所述炼厂气出口水封结构，与主管路连通的支管路的下端进气口连通在出口处密闭水封罐的底部，出口处密闭水封罐靠下部分的侧壁通过平衡管与出口处储水箱连通，并在出口处储水箱和出口处密闭水封罐底部存放储水，满足：在无逆流气压情况下，储水水位高于平衡管口，平衡管口高度高于支管路下端进气口；出口处密闭水封罐顶部设置排气管与燃烧输气管连通。

2.  根据权利要求1所述的炼厂气回收管路的三级水封系统，其特征是，在各储水箱上设置水泵或自动布水器。

3.  根据权利要求1所述的炼厂气回收管路的三级水封系统，其特征是，燃烧输气管侧壁连通有充空气管，充空气管与鼓风机出口连通。

4.  根据权利要求1所述的炼厂气回收管路的三级水封系统，其特征是，多个密闭水封罐的平衡管汇总于同一储水箱，以保持多个密封水封罐内水位平衡。

说明书炼厂气回收管路的三级水封系统
技术领域
本发明属于废油炼化企业炼厂气回收技术领域，具体涉及一种炼厂气回收管路的三级水封系统。
背景技术
清洁生产是石化行业节能和环保的重要课题。长期以来，国内外炼油厂、石油化工厂、沥青厂、润滑油厂等石油加工企业在原油炼制加工过程中，对蒸馏装置、分馏装置减压塔顶产生的炼厂气（不凝气体）通常采用高空排放的方法，这样既造成一部分能源浪费，又对周边地区空气环境造成严重污染。
目前，炼油厂、石化厂在生产运行中大多采用水蒸汽抽真空或机械抽真窄两种减压方法。前一种方法是将减压塔顶馏出气体经冷凝器和一级真空喷射器，再进入中间冷凝器，又经二级蒸汽真空喷射器进入后冷凝器，然后将后冷凝器顶部的炼厂气排入大气中，或者直接燃烧掉。后一种方法则是将减压塔顶馏出气体进入冷凝器，直接用真空泵将其项部的炼厂气抽出排入大气中，或直接燃烧掉。据化验分析测定，减压塔顶尾气中通常含有含量甚高、发热量较大的轻质石油烃类，将其排入大气或是在空中燃烧是一种能源浪费，直接排放会造成环境污染，对提高经济效益和环保均十分不利。
公开号为CN204237054U的中石化专利文献中公开了一种炼厂常压储罐废气的回收装置，将炼厂气回收再利用的方式是采用存罐和再处理后作为燃料能源使用或销售，要求大型配套设备，系统复杂，操作管理成本高。目前，没有特别有效的方法能将炼油企业生产过程中的炼厂气直接作为内部能源安全使用，其原因是炼厂气在不经过安全处理的情况下直接使用会存在易爆事故发生。由于炼厂气是炼油生成的附产品，其产量有限和持续性不强等特点，不适合作为主要能源。难以控制，容易混入空气引起爆炸危险。在炼厂气回收直接利用的方案中，仅依靠设置阀组和报警系统仍然不能确保炼厂气完全安全地被使用。而且，报警情况时必须停产排查安全隐患等原因，会影响生成进度和造成较大损失。
发明内容
本发明的目的是针对目前炼厂气回收直接利用难度很大的问题，提供一种能够安全可靠回收利用炼厂气的出口水封，替代使用阀组和报警器方案，使安全性达到100%。
为了达到本发明的目的，所采用的技术方案是：一种炼厂气回收管路的三级水封系统，炼厂气管路从入口产生炼厂气至出口燃烧利用过程中依次设置有炼厂气入口水封结构、炼厂气总管水封结构和炼厂气出口水封结构；所述炼厂气入口水封结构：与气液分离器的气体出口上连通有始端管路，始端管路的下端进气口连通在入口处密闭水封罐的底部，入口处密闭水封罐靠下部分的侧壁通过平衡管与入口处储水箱连通，并在入口处储水箱和入口处密闭水封罐底部存放储水，满足：在无逆流气压情况下，储水水位高于平衡管口，平衡管口高度高于始端管路下端进气口；入口处密闭水封罐顶部设置供气支管与总管路连通；所述炼厂气总管水封结构：总管路上游段向下走向，其下端进气口连通在总管处密闭水封罐的底部，总管路下游段连通于总管处密闭水罐顶部，构成输气通路；总管处密闭水封罐靠下部分的侧壁通过平衡管与总管处储水箱连通，并在总管处储水箱和密闭水封罐底部存放储水，满足：在无逆流气压情况下，储水水位高于平衡管口，平衡管口高度高于总管路上游段的下端进气口；所述炼厂气出口水封结构，与主管路连通的支管路的下端进气口连通在出口处密闭水封罐的底部，出口处密闭水封罐靠下部分的侧壁通过平衡管与出口处储水箱连通，并在出口处储水箱和出口处密闭水封罐底部存放储水，满足：在无逆流气压情况下，储水水位高于平衡管口，平衡管口高度高于支管路下端进气口；出口处密闭水封罐顶部设置排气管与燃烧输气管连通。
在各储水箱上设置水泵或自动布水器。燃烧输气管侧壁连通有充空气管，充空气管与鼓风机出口连通。多个密闭水封罐的平衡管汇总于同一储水箱，以保持多个密封水封罐内水位平衡。
有益效果：本发明中，通常情况是上游造气端气压大于下游，迫使气流正向流向出口端。但当上游输气管路内气压降低，或因下游输气管内气压增高时，会造成逆流，逆流时迫使密闭水封罐内水向储水箱内排出，储水箱有适当的体积，当水位增高后会增大对逆流的压力，改变逆流方向。当排气管内压力突然过大时（例如因燃烧输气管内发生小范围爆破时造成反向冲力），会迫使空气逆流进入密闭水封罐中，此时水位低于平衡管口，逆流气体将沿平衡管向水箱一侧排出。而支管路中也有一部分水柱，而且随逆流压力水柱会上升增加对逆流的阻力，当逆流气体从平衡管向水箱排出后压力降低，所以支管路中水柱不会升至太高位置，从而不会将逆流气体引入总管路中。从而确保整个输气管路绝对安全。无需特别设置控制阀门，即使有控制阀门，也只是配合单位。可见，本发明具有结构简单，能够安全控制炼厂气的正常使用，确保管路安全。可以自动增加抗逆流压力和释放逆流压力，基本处于免维护状态。非常适合推广实施。
附图说明
图1是本发明炼厂气回收管路的三级水封系统示意图。
图2是图1中的出口端水封结构示意图。
图3是图2水封结构自动对抗逆流气体的结构示意图。
图4是图2水封结构自动释放逆流气体的结构示意图。
图5是图1中的总管路水封结构示意图。
图6是图5水封结构自动对抗逆流气体的结构示意图。
图7是图5水封结构自动释放逆流气体的结构示意图。
图8是图1中的入口端水封结构示意图。
图中，编号1为总管路，1a为总管上游段，1b为总管下游段，2为支管路，3a为出口处密闭水封罐，3b为总管处密闭水封罐，3c为入口处密闭水封罐，4为排气管，5为充空气管，6为燃烧输气管，7为平衡管，8a为出口处储水箱，8b为总管处储水箱，8c为入口处储水箱，9为始端管路，10为气液分离器，11为供气支管，12为总水管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方案做出详细的描述：
参见图1，炼厂气回收管路的三级水封系统中，炼厂气管路从入口产生炼厂气至出口燃烧炼厂气过程中依次设置有炼厂气入口水封结构、炼厂气总管水封结构和炼厂气出口水封结构。
参见图2，炼厂气出口水封结构包括出口处密闭水封罐3a和出口处储水箱8a以及相关管路。其中，主管路连通多个支管路2，每个支管路2将炼厂气分散至各燃烧炉中进行燃烧。支管路2的下端进气口连通在出口处密闭水封罐3a的底部。出口处密闭水封罐3a靠下部分的侧壁通过平衡管7与出口处储水箱8a连通，并在出口处储水箱8a和出口处密闭水封罐3a底部存放储水。可以在出口处储水箱8a上设置水泵或自动布水器。
通常，在无逆流气压情况下，总管路1存在大于排气管4的气压，使炼厂气沿总管路1、支管路2向出口处密闭水封罐3a内流动，并进入排气管4中。
出口处密闭水封罐3a顶部设置排气管4与燃烧输气管6连通。燃烧输气管6侧壁连通有充空气管5，充空气管5与鼓风机出口连通。
储水水位高于平衡管7口，平衡管7口高度高于支管路2下端进气口。
当总管路1压力降低，或因排气管4压力增高时，造成逆流，参见图3，逆流时迫使出口处密闭水封罐3a内水向出口处储水箱8a内排出，出口处储水箱8a有适当的体积，当水位增高后会增大对逆流的压力，改变逆流方向。此过程是自动对抗逆流气体。
当因各种原因造成排气管4内压力突然过大时（例如因燃烧输气管6内发生小范围爆破时造成反向冲力），会迫使空气逆流进入出口处密闭水封罐3a中，参见图4，此时水位低于平衡管7口，逆流气体将沿平衡管7向水箱一侧排出。此过程是自动释放逆流气体。
然而自始至终，支管路2中有一部分水柱，而且随逆流压力水柱会上升增加对逆流的阻力。当出现排气管4内逆流气压过大时（即自动释放逆流气体时），逆流气体从平衡管7向水箱排出后压力降低，所以支管路2中水柱不会升至太高位置，从而不会将逆流气体引入总管路1中。从而确保排气管4安全和总管路1绝对安全。
参见图5，炼厂气回收管路的总管水封结构包括总管处密闭水封罐3b和总管处储水箱8b以及总管路。其中，主管路分为上游段和下游段。总管路上游段2a包括水平部分和竖向部分，竖向部分的下端进气口连通在总管处密闭水封罐3b的底部。总管处密闭水封罐3b靠下部分的侧壁通过平衡管7与总管处储水箱8b连通，并在总管处储水箱8b和总管处密闭水封罐3b底部存放储水。可以在总管处储水箱8b上设置水泵或自动布水器。
通常，在无逆流气压情况下，总管路总的炼厂气处于正向流动状态，使炼厂气沿总管路上游段2a向总管处密闭水封罐3b内流动，并进入总管路下游段2b中。
储水水位高于平衡管7口，平衡管7口高度高于总管路上游段2a下端进气口。
当因炼厂气供气不足造成总管路上游段2a的压力降低时，或因总管路下游段2b压力增高时，造成逆流。参见图6，逆流时迫使总管处密闭水封罐3b内水向总管处储水箱8b内排出，总管处储水箱8b有适当的体积，当水位增高后会增大对逆流的压力，改变逆流方向。此过程是自动对抗逆流气体。
参见图7，当因各种原因造成总管路下游段2b内压力突然过大时，会迫使空气逆流进入总管处密闭水封罐3b中，此时水位低于平衡管7口，逆流气体将沿平衡管7向水箱一侧排出。此过程是自动释放逆流气体。
然而自始至终，总管路上游段2a的竖向部分有一部分水柱，而且随逆流压力水柱会上升增加对逆流的阻力。当出现总管路下游段2b内逆流气压过大时（即自动释放逆流气体时），逆流气体从平衡管7向水箱排出后压力降低，所以总管路上游段2a中水柱不会升至太高位置，从而不会将逆流气体引入总管路的水平部分。从而确保总管路下游段2b安全和总管路上游段2a的绝对安全。
参见图8，炼厂气回收管路的出口水封结构包括入口处密闭水封罐3c和入口处储水箱8c以及相关管路。其中，主管路连通多个支管路2，每个支管路2将炼厂气分散至各燃烧炉中进行燃烧。支管路2的下端进气口连通在入口处密闭水封罐3c的底部。入口处密闭水封罐3c靠下部分的侧壁通过平衡管7与入口处储水箱8c连通，并在入口处储水箱8c和入口处密闭水封罐3c底部存放储水。可以在入口处储水箱8c上设置水泵或自动布水器。
通常，在无逆流气压情况下，总管路1存在大于排气管4的气压，使炼厂气沿总管路1、支管路2向入口处密闭水封罐3c内流动，并进入排气管4中。
入口处密闭水封罐3c顶部设置排气管4与燃烧输气管6连通。燃烧输气管6侧壁连通有充空气管5，充空气管5与鼓风机出口连通。
储水水位高于平衡管7口，平衡管7口高度高于支管路2下端进气口。
当总管路1压力降低，或因排气管4压力增高时，造成逆流，逆流时迫使入口处密闭水封罐3c内水向入口处储水箱8c内排出，入口处储水箱8c有适当的体积，当水位增高后会增大对逆流的压力，改变逆流方向。此过程是自动对抗逆流气体。
当因各种原因造成排气管4内压力突然过大时（例如因燃烧输气管6内发生小范围爆破时造成反向冲力），会迫使空气逆流进入入口处密闭水封罐3c中，此时水位低于平衡管7口，逆流气体将沿平衡管7向水箱一侧排出。此过程是自动释放逆流气体。
然而自始至终，支管路2中有一部分水柱，而且随逆流压力水柱会上升增加对逆流的阻力。当出现排气管4内逆流气压过大时（即自动释放逆流气体时），逆流气体从平衡管7向水箱排出后压力降低，所以支管路2中水柱不会升至太高位置，从而不会将逆流气体引入总管路1中。从而确保排气管4安全和总管路1绝对安全。
采用上述方案，无需特别设置控制阀门，但控制阀门可以配合使用。上述自动增加抗逆流压力和释放逆流压力，基本处于免维护状态，非常适合推广实施。