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30万m3多边型稀油密封型干式高炉煤气柜在莱钢的应用

2015/10/22 9:23:50      点击: 文章来源:www.jshhcc.com
1前言
       目前高炉煤气柜设计在国内均采用稀油密封型。现有多边型和圆筒型两种。多边形稀油密封干式煤气柜国内已建成大小共100多座。在设计、施工和使用方面国内均有成熟经验;多边形煤气柜的侧板安装方便,焊缝不用打磨,施工方便,建设工期短。多边形稀油密封煤气柜的结构重量轻,金属消耗量少,密封油消耗量也少,经济性好。圆筒型稀油密封干式煤气柜是近几年从国外引进的技术,在国内应用实例较少,同时对制作安装精度要求较高,一次投资也较大。莱钢30万m3多边形稀油密封干式高炉煤气柜于2007年6月开工建设,2009年5月13日顺利顶升、落顶,2009年9月一次送煤气成功投运,其柜内煤气压力为12.5 kPa,是目前国内压力最高、容积最大的多边形稀油密封干式煤气柜

2莱钢30万m3多边形稀油密封千式高炉煤气柜主要技术规格

气柜形式:稀油密封型;
公称容积:300 000 m';
常用容积:270 000 m3;
贮存介质:高炉煤气;
设计压力:12 500士196 Pa;
贮气温度:《100℃;
贮气湿度:饱和;
贮气含尘量:s 10 mg/m3;
    活塞运行速度:正常0.5-1.0 m/min;最大2.0 m/min;
    煤气吞吐量:正常8 700-175 400 m3/min;最大350 000 m3/min;放散管放散能力:约250 000 m3/h

气柜边数:正32边形;
边长:6.0 m;
外接圆直径:61.214 m;
内切圆直径:60.920 m;
底面积:2 924 m2;
活塞行程:102.6 m;
侧板高:700 mm;
侧板总高:112.46 m;
柜体总高:102 m;
走道平台数:5层;
活塞导辊:64个(含油轴承);
活塞水平防回转装置:4个;
供油装置:6座;
外部电梯及内部吊笼:1套;
手动吊上救助装置:1套。
3莱钢30万m3多边形稀油密封千式高炉煤气柜的工作原理:

      稀油密封型干式煤气柜的柜体为一正多边形棱柱体。它由底板、立柱、侧板、柜顶和回廊组成。在棱柱体内装有一个能上下移动的活塞,煤气由气柜底部进、出,储存在由底板、侧板和活塞所组成的空间内。通过在活塞上加配重的方法可使气柜内储存的煤气达到所需的工作压力。当厂区煤气总管内的煤气量增多,煤气进口总管压力大于气柜工作压力时,煤气就进人气柜,推动活塞上升;当煤气总管压力低于气柜工作压力时,活塞下降将煤气送人厂区管网。这样煤气柜就起到了自动平衡全厂煤气管网压力的作用,有利于煤气用户的稳定燃烧。
      为防止活塞在上、下移动时泄漏煤气,在活塞与侧壁之间设有密封装置。密封装置的油沟(即活塞油沟)内,保持一定高度的密封油,从而起到密封煤气的作用。密封油是自身密闭循环使用的,从而保证了干式煤气柜能长期、稳定、安全地运行。
4莱钢30万m3多边形稀油密封干式高炉煤气柜的主要装置
4.1活塞油沟和密封装置

      在活塞外周边上设有活塞油沟及密封装置。密封装置是干式煤气柜能否安全运行的重要部件,它的基本功能是既要保证活塞能顺利运行,又要保证不泄漏煤气。煤气柜的密封装置是带有分隔帆布的,这种密封装置是目前国际国内比较先进的一种。
4.1.1密封油高度
       煤气的密封是靠活塞油沟中经常保持一定高度的油位来实现。这个高度是经过计算的,可以保证活塞在最不利的条件下(冬天作较长行程移动)运行时,仍能封住煤气。煤气柜运行时,密封油会沿侧板往下流,为确保活塞油沟中的密封油高度,在煤气柜周围设有6个油泵房,根据活塞油沟中油位高度自动供油,确保密封油高度。
4.1.2油沟分隔装置和静置槽
      活塞在运行过程中会发生倾斜,为防止活塞倾斜时密封油由高点全程向低点流动,密封油沟采用12个油沟分隔装置,将整个活塞油沟分成12个单独的部分,每个单独的部分都连通一静置槽。从静置槽引出两根水平油管,分别与活塞油沟中分隔帆布前、后的密封油相连通。分隔帆布前的密封油,经过静置槽时,使油中的水和不洁物在其中沉降,然后进人分隔帆布的后部。这样,布置在分隔帆布后的弹簧就可以在较清洁的油中工作,从而有利于压紧装置的正常工作,并延长使用寿命。
4.2密封油供给系统
     密封油供给系统主要由油泵房、油上升管、预备油箱、活塞油沟及底部油沟等组成。
4.2.1,密封油,密封油应具有粘度高、凝固点低、闪点高和油水分离性能好等特性,并具有在煤气中长期使用而各项性能稳定的特点。确保进口煤气温度为100℃时,煤气柜照样可以进行正常工作。30万m3煤气柜一次充填密封油量约200 t,每年消耗油量约15 t。
4.2.2底部油沟,沿着气柜底板四周设有底部油沟。底部油沟的作用是收集从活塞油沟沿侧板内壁流下的密封油。正常生产时,底部油沟底部有400~高的水,水上面有120~的油位。当活塞油沟检修时,底部油沟能贮存活塞油沟放下的全部油量。底部油沟中设有热水管进行保温。
4.2.3油泵房,沿气柜外侧四周均匀分布6个油泵房,每个油泵房内设有一个油水分离器及两台螺杆油泵,其中一台生产、一台备用。
4.2.4预备油箱,气柜上部侧板上设有6个预备油箱,接受由6个循环油泵送来的密封油。预备油箱的贮油量,约可维持气柜正常工作6 h。
5气柜本体钢结构主要构件
5.1柜底部分,柜底由柜底油槽、底板等结构组成,是全焊的钢结构,对焊缝有气密性要求。
5.2柜身部分,柜身由32根柱子、约138层冷压成形的侧板,5层环形走道和具有进风功能的檐口组成的壳体结构。侧板之间及其与柱和柜底油槽的连接焊缝气密性必须保证。柱及侧板的制造和安装精度有严格要求。
5.3柜顶部分,柜顶由放射状布置的柜顶析架、带档风板的通风气楼,冷压成型的屋面板,采光通风天窗,柜顶通道和内部吊笼平台组成。柜顶平面呈正32边形。
5.4活塞部分,活塞由放射状布置的活塞析架、活塞导轮架、活塞油槽、活塞底板、环形走道、吊笼降落平台和配重等组成,系空间析架加强的平板结构。活塞是气柜的核心部件,四周的油槽和密封设备构成密封所需深度的油封。为了防止活塞上下运行过程中可能产生的倾斜及保证活塞运行平滑,在活塞析架的上下弦处安装两个导轮。导轮系沿着立柱内侧导轨板面滚动,为了保证活塞重量与储气压力的均衡,需在活塞板上安放混凝土配重块。活塞结构的平面亦呈正32边形。
5.5外部电梯井架结构,气柜檐口高度约102.46m,正常情况下进人柜内活塞上的唯一通道是通过柜顶从通风气楼内乘吊笼下去,因而设置外部电梯是十分必要的。
6煤气柜附属设施
6.1机械式柜容指示器,在气柜第一层走台上,设置一个机械式柜容指示器,表盘为指针,表盘直径约1.5m,表盘涂上反光涂料。

6.2柜底排水管共两处,自动排放积存在气柜底板上的煤气冷凝水。

6.3柜底油槽放水管共两处,用于定期排放柜底油槽密封油中沉降的杂质。
6.4吹扫放散管,当煤气柜投产或停止运行时,该放散管吹扫柜内与柜底之间残存的煤气,共设DN100管道3根并引至第一层气柜走台上部。
去烧结DN700管接头示意图
踪检查,了解用户的使用情况。从透视窗中观察灰尘的聚集量并不是很大并对垂直上的雾化水用量进行了调整减少,两个月后根据U型水封底部管内的结灰高度,在停产时关闭了垂直管上阀门确认阀门的操作正常,拆开U型水封弯两头盲板对内部聚集灰尘进行了清理。对U型水封弯后至烧结车间的管道打开沿途各处的手孔检查没有发现有新的结灰,而且沿途管道上的各个煤气排水器没有产生过堵塞,烧结车间的生产没有因为灰尘的问题发生过故障,说明以上的改进是有成效的。

      改造前后烧结车间煤气使用情况对照见表1。

改造前后烧结车间煤气使用情况对照表

5总结
    煤气管道防尘技术的应用主要利用煤气介质中灰尘与气体的质量不一,以主动积极利用质量的差异,第一步改进了煤气的进气方式并使质量较重的灰尘不能进人管道从而减少灰尘的进人。第二步用压力雾化水形成水幕使通过水幕的煤气在通过水的洗涤将含在煤气中颗粒较小的灰尘从煤气中分离出来。第三步进行了潮湿沉淀,排出了多余的水在停产时用简易的方法清理聚集在U型水封弯内的灰尘。改造中不存在着缺陷,由于煤气中含有硫化物加上含水量的增大对金属管道的腐蚀造成了一定的影响,这个问题还有待于进一步的改进。