煤气柜设计发表评论(0)编辑词条

　　煤气柜设计(design of gasholder)

　　储存低压煤气设备及辅助设施设计。冶金工厂设置煤气柜储存的作用是稳定管网压力，缓冲煤气生产与使用之间的不平衡和减少煤气放散。转炉煤气柜还起混匀煤气成分的作用。煤气柜的设计内容主要包括容积确定、柜型选择、柜体结构及辅助设施(油泵站、内外部电梯、放散管、容量指示器、安全检测)等。

　　简史 1789年法国出现了湿式煤气柜雏形，1812年英国伦敦建造了第一座直立导轨式湿式煤气柜。1890年英国制造了螺旋导轨式湿式煤气柜。继湿式煤气柜之后，1915年德国开发了曼型(MAN)干式煤气柜。1927年德国又开发了可隆型(Klonne)干式煤气柜。20世纪30年代中国大连建造了0．2万m3可隆柜、鞍钢建造了8万m3曼型煤气柜各一座。20世纪80年代上海宝山钢铁总厂引进了15万m3可隆型煤气柜两座，12万m3曼型和8万m3威金斯(Wiggins)型煤气柜各一座。从1982年以后中国自行设计了稀油密封和橡胶薄膜密封的干式煤气柜，到1991年底已建成与设计一批干式煤气柜，其中稀油密封干式煤气柜容积为2～30万m3，直径26～67m，侧板总高43～99m，最高储气压力8kPa；橡胶薄膜密封干式煤气柜容积3～8万m3，直径38～58m，侧板总高32～39m，储气压力3～6kPa。

　　煤气柜容积确定 冶金工厂煤气柜容积须考虑安全供气，满足煤气调度需要，减少煤气放散等原则，用分析计算煤气生产与使用过程中各种因素造成的波动量的方法来确定。(1)保安容量。在煤气柜运行过程中为保证结构安全，活塞上升或下降均应留有一定余量，对于干式煤气柜约占总容积的10％～15％，对于湿式煤气柜约占总容积的15％～20％。(2)调节容量。煤气生产和使用的正常波动量，对于高炉和焦炉煤气，此量符合正态分布统计规律，可用概率统计方法计算。对于转炉煤气，调节容量是指解决间歇回收与均衡外供所需的调剂气量。(3)安全容量。煤气发生设备突然事故，煤气产量突然减少，在采取补救措施之前所必须的安全储量。对焦炉煤气柜是指焦炉鼓风机突然故障，用户减量过程中所必须的焦炉煤气储量。(4)剩余容量。对于高炉煤气柜是指高炉产生料柱烧穿事故，煤气产量剧增，在打开放散管之前所必须进柜的高炉煤气量，对于焦炉和转炉气柜是指用户加压机或柜后加压机突然事故，在打开放散管之前所必须进柜的煤气量。(5)合成转炉煤气所需容量。为合理利用转炉煤气，在转炉停产转炉煤气时，需用高炉煤气与焦炉煤气的合成煤气来代替转炉煤气，因此，对焦炉煤气柜还应考虑合成转炉煤气所需的煤气储量(高炉煤气柜往往不考虑此量)。煤气柜的总容积为上述各容量之和，此外还须校正温度、压力和湿含量对煤气体积的影响。

　　煤气柜选型 干式煤气柜与湿式煤气柜相比，其优点是：(1)储气压力高，且压力稳定；(2)使用寿命长，湿式煤气柜寿命为15～20a，干式煤气柜寿命为50a以上；(3)干式煤气柜煤气不增湿，无排水污染；(4)基础荷重轻，湿式煤气柜的基础荷重为干式煤气柜的15～20倍；(5)活塞升降速度快，煤气吞吐量大；(6)占地面积小，操作安全可靠，自动化水平高。但由于干式煤气柜制作、安装要求严格，投资高于相同储量的湿式煤气柜。

　　煤气柜须满足对储存压力与吞吐量的要求，对于储存煤气压力高、吞吐量大的场合须选用干式煤气柜。对于煤气露点低于常温，储气过程又不允许增湿时也宜选用于式煤气柜。各种煤气柜对储存煤气的温度、含尘量有不同要求，对常温、含尘量不大于15mg／m3的高炉煤气、焦炉煤气与天然气可采用稀油密封干式煤气柜。对温度高(30～80℃)、含尘量多(15～100mg／m3)，升降速度快且又吞吐频繁的场合适合选用橡胶薄膜密封干式煤气柜。可隆型干式煤气柜密封用润滑脂的供给系统复杂，密封性能也不如稀油密封干式煤气柜好，它适合储存含尘量不大于15mg／m3，温度为常温的煤气。对于储气压力低，允许管网有较大压力波动，气体无腐蚀性，吞吐量不大，投资要求少时也可考虑采用湿式煤气柜。

　　煤气柜结构 湿式煤气柜由水槽、一个钟形罩和数个塔节组成。钟形罩和塔节随煤气进出而升降，在互相搭接处靠环形水封密封。湿式煤气柜最高储气压力不大于4．5kPa，压力波动范围1．5～3．0kPa，高径比不大于1．0。湿式煤气柜按升降方式分直立导轨式(图中a)和螺旋导轨式(图中b)两种。直立导轨式的钟形罩和塔节借助于安装在柜周围的直立导轨而升降，升降速度不超过1．5m／min。螺旋导轨式在每个塔节与钟形罩外壁均安装有与水平成45。夹角的螺旋形导轨，钟形罩和塔节沿螺旋形导轨升降，升降速度为0．92～1.0m／min。这种湿式煤气柜与直立导轨式相比钢材消耗可节省25％～35％，投资省。

　　干式煤气柜按密封形式不同一般分为稀油密封型(图中c)、润滑脂橡胶圈密封型(图中d)和橡胶薄膜密封型(图中e)三种。稀油密封干式煤气柜为正多边形结构，活塞周边设有用弹簧压紧的钢滑板和油沟，沟内注密封油，充填密封油高度要保证底部油位静压力大于煤气压力，以防止煤气外逸。活塞随煤气进出而升降。柜外设油泵站，活塞油沟渗漏的密封油，沿柜内壁流入底部油沟，经脱水后用油泵重新打到活塞油沟循环使用。密封油采用特制的煤焦油，1945年后改用矿物油。密封油的粘度(50℃)为38～55厘斯，凝固点应低于建柜地区大气最低温度，闪点大于180℃，密度为0．88～0．9g／cm3，具有良好的水分离性和抗乳化性能，对金属无腐蚀。油泵站个数随柜容的增大而增加，一般为2～6个。活塞升降速度最大为3m／min，储气压力68kPa，。高径比1．5～1．9，压力波动士150Pa，最大柜容约40万m3。活塞上部没煤气浓度检测器，柜内设超声波和绳轮柜容计量器，最高和最低柜位设报警器。为防止活塞冲顶，在柜上部设紧急放散管，柜外设大放散管。

煤气柜设计

　　橡胶薄膜密封干式煤气柜柜体为圆柱形，在柜体下端与活塞周边用柔性橡胶薄膜连接，活塞与橡胶薄膜可随煤气的充入或放出而升降。橡胶薄膜为3mm厚的合成橡胶，外侧为耐大气的氯丁橡胶，内侧为耐煤气的丁氰橡胶。活塞最大升降速度为5m／min，储气压力为3kPa，压力波动为500～700Pa，最大柜容为14万m3。

　　润滑脂橡胶圈密封的干式煤气柜，柜体结构为圆柱形，活塞周边安装有橡胶密封圈，用重铊压紧使密封圈紧贴柜的内壁以密封活塞下部煤气。密封圈内注入润滑脂以减少摩擦力。地面和活塞上部设有润滑脂供应系统。最高储气压力为8kPa，压力波动为±500Pa，活塞升降速度最大为7m／min。为检查、维修活塞密封装置，柜外设外部电梯，柜内设内部电梯和救助吊笼，内部电梯可自动跟踪活塞。

　　发展趋势 20世纪90年代煤气柜向优化结构和进一步提高储气压力方向发展。日本开发了新型干式煤气柜，采用圆形拱顶结构和稀油橡胶圈密封，有利于提高储气压力，减少漏油量，增长使用寿命，降低加工制造难度，缩短建造周期，节约钢材与投资。1985年20万m3新型干式煤气柜已建成投产，储气压力为10kPa，尔后又建造了40万m3新型干式煤气柜。中国煤气柜设计也在向干式煤气柜大型化、高压力方向发展，并且也在设计干式煤气柜的新型结构。