實(shí)施30萬(wàn)m3高爐煤氣柜在線運(yùn)行，降低煤氣放散率

孟燕 尹峰 譚永慶 王繼磊

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)，山東,271104）

實(shí)施30萬(wàn)m3高爐煤氣柜在線運(yùn)行，降低煤氣放散率

孟燕 尹峰 譚永慶 王繼磊

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)，山東,271104）

在30萬(wàn)m3稀油密封式煤氣柜建設(shè)過(guò)程中，解決了立柱直線度超標(biāo)、柜壁焊縫質(zhì)量不合格、壓緊彈簧達(dá)不到使用要求等影響氣柜安全投運(yùn)的問(wèn)題，并增設(shè)了溢流口防噴濺裝置和活塞傾斜度自動(dòng)測(cè)量裝置，確保了煤氣柜穩(wěn)定在線運(yùn)行，降低了煤氣放散率。

稀油密封式煤氣柜溢流口防噴濺煤氣放散率

一、前言

隨著型鋼區(qū)高爐煤氣發(fā)生量和煤氣用戶不斷增加，高爐煤氣供需不平衡問(wèn)題加劇，管網(wǎng)壓力波動(dòng)大，為此型鋼區(qū)建設(shè)投運(yùn)了30萬(wàn)m3高爐煤氣柜，煤氣吞吐量最大可達(dá)35.2萬(wàn)m3/h，在用戶用量少、管網(wǎng)壓力高時(shí)充柜儲(chǔ)存煤氣，在高爐休風(fēng)或用戶用量大、管網(wǎng)壓力低時(shí)向煤氣管網(wǎng)輸送煤氣。氣柜建設(shè)過(guò)程中，先后解決了立柱直線度超標(biāo)、柜壁焊縫質(zhì)量不合格、壓緊彈簧達(dá)不到使用要求等影響氣柜安全投運(yùn)的問(wèn)題，并增設(shè)了溢流口防噴濺裝置和活塞傾斜度自動(dòng)測(cè)量裝置。通過(guò)實(shí)施30萬(wàn)m3高爐煤氣柜在線運(yùn)行，穩(wěn)定了管網(wǎng)壓力，減少了煤氣放散，實(shí)現(xiàn)了煤氣資源的合理利用。

二、氣柜簡(jiǎn)介

本氣柜為稀油密封式煤氣柜，柜體外殼為正三十二邊形，公稱容積30萬(wàn)m3，有效容積27萬(wàn)m3，煤氣吞吐量平時(shí)17.5萬(wàn)m3/時(shí)，設(shè)計(jì)儲(chǔ)存壓力12.5kPa，儲(chǔ)氣溫度在-20～85度，活塞最大行程102.6m，設(shè)有兩套活塞水平防回轉(zhuǎn)裝置。整個(gè)煤氣柜的儲(chǔ)氣和放氣是借助管網(wǎng)壓力和活塞自身壓力進(jìn)行的。管網(wǎng)的高爐煤氣在壓力高于12.5kPa時(shí)，煤氣溫度高于60℃時(shí)，氣柜入口的噴霧降溫系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，水和氮?dú)獾撵F狀混合物對(duì)煤氣降溫，當(dāng)溫度低于60℃時(shí)進(jìn)入氣柜，此時(shí)氣柜活塞上移，柜容升高；當(dāng)管網(wǎng)煤氣壓力低于12.5kPa時(shí)，柜內(nèi)煤氣流向管網(wǎng)，此時(shí)氣柜活塞下移，柜容降低，通過(guò)活塞上下移動(dòng)過(guò)程穩(wěn)定了管網(wǎng)壓力。

氣柜主要分為側(cè)板、柜頂、底板及活塞四部分。安裝在活塞上的油槽和側(cè)壁之間的間隙充滿密封油,密封油下流量的大小由滑板控制,使其油壓與活塞下部貯氣壓力相平衡而進(jìn)行密封。密封油在底部油溝與活塞油槽之間循環(huán),活塞油槽中的密封油,從滑板和側(cè)壁間的間隙往下流,積在底部油溝中,然后匯集至集油箱,流入油水分離器，在此進(jìn)行油水分離,當(dāng)油量達(dá)到一定量以上時(shí),泵自動(dòng)啟動(dòng),將油打入送油管中,油從側(cè)壁頂部的溢流孔沿側(cè)壁流到活塞油槽中,自動(dòng)保持密封部位的油壓平衡。此外,在溢流孔旁還設(shè)有備用油箱,在停電等緊急情況下,可以手動(dòng)操作補(bǔ)充密封油，保證氣柜的安全運(yùn)行。

三、氣柜建設(shè)中存在問(wèn)題與解決措施

(一)立柱直線度超標(biāo)

設(shè)計(jì)要求立柱的直線度≤1/5000，實(shí)際測(cè)量時(shí)有的立柱直線度達(dá)到了1/1000，車間及時(shí)向施工方提出了這一隱患并協(xié)助整改。立柱是由工字鋼和一塊厚鋼板條組焊而成，工字鋼矯正、經(jīng)機(jī)械切削加工制成導(dǎo)軌板，5個(gè)加工面都應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的平直度和表面粗糙度，在專用鉆床上進(jìn)行立柱鉆孔，為保證尺寸精度采用模鉆。氣柜立柱安裝分4段進(jìn)行。安裝時(shí),第1段立柱底板與地腳螺栓固定后,立柱之間用臨時(shí)剛性件固定,徑向用拖拉繩、導(dǎo)鏈加經(jīng)緯儀、線錘配合進(jìn)行校正。每段之間用夾板、螺栓固定找正后進(jìn)行焊接。焊接立縫時(shí),一定要對(duì)各立柱加以檢測(cè),防止出現(xiàn)內(nèi)、外傾斜。

（二）柜壁焊縫焊接質(zhì)量不合格

在施工中發(fā)現(xiàn)柜壁焊縫焊接質(zhì)量不好，柜壁焊接不好會(huì)直接導(dǎo)致煤氣泄露、密封油滲漏。側(cè)板安裝時(shí),側(cè)板與立柱的安裝孔用螺栓把緊,以免發(fā)生危險(xiǎn)。安裝完3圈板應(yīng)進(jìn)行整體尺寸檢查,調(diào)正后進(jìn)行點(diǎn)固焊接，同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行側(cè)板安裝。由于側(cè)板的板厚為4～6mm,所以側(cè)板焊接時(shí),要對(duì)焊接變形嚴(yán)加控制。焊接順序?yàn)橄葍?nèi)側(cè)、后外側(cè),先立縫、后環(huán)縫。焊接環(huán)縫時(shí),先檢查側(cè)板與角鋼圈是否點(diǎn)固牢固(角鋼圈距環(huán)縫100mm,焊接時(shí)的作用相當(dāng)于膨脹圈),內(nèi)側(cè)焊接兩層,外側(cè)焊接一層，防止柜壁出現(xiàn)內(nèi)陷。通過(guò)以上措施，使投產(chǎn)后煤氣柜泄漏率為0.9‰，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2‰的規(guī)定，創(chuàng)國(guó)內(nèi)大中型煤氣柜柜體密封質(zhì)量的較高水平。

（三）壓緊彈簧達(dá)不到使用要求

對(duì)干式柜而言，最重要的就是密封，即如何防止固定的柜壁與上下活動(dòng)的活塞之間產(chǎn)生漏氣。活塞密封機(jī)構(gòu)由彈簧密封裝置、隔艙密封裝置、帆布密封及懸掛裝置、滑板牽引裝置和活塞油槽排水裝置等組成，形成一個(gè)彈性的滑環(huán)。它的作用是將活塞周邊密封油艙中的主帆布及其中的圓木頂靠在滑板上，并使滑板與柜體側(cè)板之間保持較小間隙，形成密封油膜，油槽內(nèi)密封油為柜內(nèi)燃?xì)鈮毫Φ?.3～2倍。壓緊彈簧隨著活塞的上下運(yùn)行處于伸展、壓縮的變換狀態(tài)中，要求壓緊彈簧具有良好的形變能力。但是抽查施工方所使用的彈簧還沒投產(chǎn)即出現(xiàn)銹蝕、彈性形變較差，伸展壓縮超過(guò)50次形變即恢復(fù)不到原有尺寸。車間監(jiān)督施工方重新更換了高質(zhì)量的符合工藝要求的壓緊彈簧，確保了密封系統(tǒng)可靠不泄露。

（四）增設(shè)溢流口防噴濺裝置

原設(shè)計(jì)方案氣柜頂部到活塞進(jìn)油溢流口無(wú)防密封油噴濺設(shè)計(jì)，密封油容易濺落到活塞底板上，造成活塞油槽油位下降，容易導(dǎo)致氣柜密封失效、煤氣泄露。車間積極建議在對(duì)應(yīng)溢流口下部的活塞上增加接油板，得到采納，以此提高了氣柜運(yùn)行安全性。

（五）增設(shè)活塞傾斜度自動(dòng)測(cè)量裝置

萊鋼原有16.5萬(wàn)m3高爐煤氣柜無(wú)傾斜度自動(dòng)測(cè)量裝置，需每周進(jìn)柜手動(dòng)測(cè)量，數(shù)據(jù)存在較大誤差且當(dāng)氣柜存在煤氣泄露時(shí)進(jìn)柜極不安全。本煤氣柜采用了氣柜專用活塞傾斜儀在線檢測(cè)，并將活塞傾斜量報(bào)警和聯(lián)動(dòng)保護(hù)引入儀表控制系統(tǒng)。

四、應(yīng)用效果

該煤氣柜是萊鋼第一座可以在線運(yùn)行的煤氣柜，柜體根據(jù)煤氣管網(wǎng)壓力自動(dòng)充氣和供氣，使型鋼區(qū)高爐煤氣放散率由0.8%降至0.2%，也有效緩沖用戶突然增減煤氣用量或高爐休風(fēng)時(shí)對(duì)煤氣管網(wǎng)造成的壓力沖擊，使煤氣轉(zhuǎn)供更平穩(wěn)，煤氣柜運(yùn)行以來(lái)，萊鋼煤氣管網(wǎng)壓力波動(dòng)幅度從原來(lái)的5MPa降到了3MPa，滿足了萊鋼穩(wěn)定煤氣管網(wǎng)壓力和儲(chǔ)存剩余煤氣的需要。從降低高爐煤氣放散率方面來(lái)看，每年可節(jié)約煤氣5.3×109m3/月×12月×3.23×10-3×（0.8%-0.2%）=1.23×106GJ,可節(jié)約煤氣成本1.23×106GJ×25元=307.5萬(wàn)元

實(shí)施煤氣柜在線運(yùn)行，充分有效利用煤氣資源的同時(shí)減少有害氣體排放，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，為建設(shè)天藍(lán)地綠、水清氣凈的生態(tài)萊鋼做出了貢獻(xiàn)。