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1、煤气柜培训教材第一节钢铁企业煤气柜的设置4第二节五万威金斯气柜概述4第三节转炉煤气柜容量的确定5第一节钢铁企业煤气柜的设置一、煤气柜的作用钢铁企业设置煤气柜主要有以下三个作用：1、可有效地回收利用煤气。利用煤气柜可及时吞吐煤气的特点，回收企业内部因生产不均衡性造成的瞬时煤气放散量。2、可充分合理的使用企业内部的副产煤气。在企业煤气平衡中，可不预留煤气缓冲量，从而可充分利用企业副产煤气，以减少外购燃料量，提高企业煤气的使用率。3、稳定管网压力，改善轧钢加热炉等用户的热工制度。利用煤气柜调节煤气管网压力，稳压效果好，可大大改善煤气供应的质量，提高煤气利用效率，降低消耗量的同时，还可以改善轧钢产品的
2、质量。简述煤气柜的作用：以盈补缺。稳定管网压力。保证安全生产。调峰作用。二、煤气柜的分类煤气柜按其密封方式不同，可分为两大类，即干式煤气柜及湿式煤气柜，干式煤气柜与湿式煤气柜又按其结构型式不同而分为几种型式。详见下表。表4-1煤气柜分类按密封方式分类按结构类型分类湿式煤气柜直立导轨式螺旋式干式煤气柜稀油密封式（油环式）干油密封式（填料环式）卷帘式湿式煤气柜是一种结构比较简单的贮气柜，主要由储水池和钟形罩组成。钟罩分为数节，可随煤气进出而升降。钟罩升降方式不同，分为直立导轨式湿式煤气柜与螺旋式湿式煤气柜两种。干式煤气柜主要由圆形或多边形的柱状外筒，及沿筒内壁上下的活塞，底板和顶板组成。煤气贮存于
3、活塞的下部，靠活塞上下移动来改变煤气柜的贮气容积。干式煤气柜与湿式煤气相比其主要优点是：(1)贮气压力高而稳定。前者设计压力58847845kPa,最高11.767kPa；后者压力波动在1.47441kPa左右。(2)基础工程费用低。干式柜没有大型水槽，荷重小。(3)使用年限长，维修工作量小。前者寿命可长达50年以上，后者为1520年，且56年水槽就锈蚀，需经常修补。(4)无大量污水排放，对环境污染少。前者只有少量冷凝水外排，后者经常有含酚、氟污水外排。(5)操作简单，运行安全。后者经常向水封槽补水，水位不足易造成煤气泄漏。(6)占地面积小。前者高度与直径之比较后者为大，故相同容积的煤气柜，前
4、者占地面积少。由以上比较可以看出，干式煤气柜虽然造价较高，一次投资大，但在使用年限上却远远超过湿式煤气柜，且操作维护简单，所以干式煤气柜的优点十分明显的。第二节五万威金斯气柜概述一前言干式威金斯气柜具有自重轻、升降灵活、压力稳定等特点，采用橡胶密封膜密封对地基精度的要求不高，气体以干燥状态存储，对柜体金属构件的腐蚀小，且不受寒冷气候的影响，无须防冻设施，使用能耗及维护工作量都很低。常用干式威金斯气柜的几何尺寸见表Io表4-2常用干式威金斯气柜的几何尺寸公称容量Xi。m31581014直径mm2834646573580005974065227局度mm18898381003907046939533
5、40二、气柜介绍1 .煤气柜的分类：煤气柜即用来储存煤气的容器。有湿式柜及干式柜，其中干式煤气柜按活塞与筒壁间的密封方式分为有稀油密封式（MAN曼式柜）、布帘式（WigginS威金斯柜）、干油密封式（KlOnne克隆柜）。特点如下：D曼式柜：稀油密封，不怕焦油，焦炉用曼式柜来储存煤气，缺点是怕灰。工作压力一般在7.58kPa之间，最大设计压力可达11.77kPao2）威金斯柜：用橡胶膜密封，具有不怕灰，怕焦油，膨胀容易变形，转炉煤气用威金斯柜来储存煤气。3）克隆柜：用干油密封，主要用来储存高炉煤气。2 .威金斯柜：威金斯柜是英国人发明，发展到现在有5万、8万、12万、15万、20万立方米等不同
6、型号的煤气柜，工作压力在2.531kPa范围内。我司新建的两个5万转炉煤气柜分别于2002年12月（二炼钢回收车间）、2004年10月（一炼钢运转车间）建成投产。整个柜体高约45米，其中侧板高38.65米（38.1米,一炼钢不同之处括号内注明,下同）,安全起见活塞设有最高和最低位。其中活塞达到最高和最低位时报警。整个气柜由以下几个部分所组成：1）柜体。主要有侧板，侧板内径46.573米，圆形顶，围绕气柜一周有2根立柱，一条氮气管（DN50）主要是为检修紧急放散管上部活塞使用，一条水管（DNlOo）是为二炼钢密封放散管（DN800）使用，在气柜底部有排水器4个。一炼钢放散管（DN600）配备有电
7、动放散阀及手动卷扬。未使用水封器。2）活塞。上有48根立柱，在柜内可自由升降标准行程30.38米和最大行程30.75米，围绕活塞一周有10个（12个）水平测量仪测活塞的水平度最大允许范围为30mm。活塞内径为43.653米（截面积约1700米2）。活塞做成圆球面，在圆周浇有水泥为配重使用，活塞T型架装有波纹板，是为保护内皮膜。活塞上浇有配重水泥块，在活塞上有133（145）个立柱，长14米，圆周有48个支柱。上安装4个CO检测仪。活塞金属架重142吨，水泥块重245吨。3 ）T型挡板。T型挡板内径44.373米，外径45.833米，高12米，有48个立柱和活塞上的48个立柱一一对应。T型挡板是
8、放在支架上，当活塞上升12米这个位置时带动活塞一起上升。T型挡板装有波纹板，是为保护外皮膜，上装有24个导轮，下有底座，高约12米，总重110吨。4）配重块。柜个的配重块一套46.35吨，在柜侧共有6个配重块。主要是用来调节活塞的水平。5)放散管。在气柜四侧有四个放散管，在二炼钢底部有水封，主要是为防止放散管上部的活塞封不住的情况下，起密封作用。下有手动卷扬机。当联锁失灵的情况下，活塞上顶在柜内大约有半米长的铁杆，把放散管上的锥形塞上顶，放散煤气。一炼钢煤气柜四个放散管分别由四个电动放散阀控制。6)橡胶膜。有外圈密封橡胶帘和内圈密封橡胶帘，在橡胶帘两面分别挂氯丁橡胶和丁睛橡胶，经硫化成型的胶布
9、，要求厚度为30.3G+0.6,-0)mmo内帘圆筒外径44.203米，圆筒全高6.25米。在圆内壁的上下口边沿还粘宽度为60mm的加强胶条，安装孔打在这加强和上，安装孔的直径为13mm,上下共有2316个。上和T型挡板密封板内侧密封环安装，下和活塞T型架底部密封安装环安装。外圈密封橡胶帘上端和气柜内侧板固定的位置在H带(50X50X6)安装环安装，下端和T型挡板密封板外侧密封环安装，圆筒直径46.413米，全高9.95米。上下安装口的加强条上均打有2430个直径为13mm的安装孔，整个重5.8吨。橡胶膜属易燃、怕油污、怕锐利物品刺破，要注意保护。3 .威金斯柜配件：光纤柜位计，机械柜容指示装
10、置，温度检测器，压力检测器。4 .柜前管：二炼钢干法回收总管直径2.6米（一炼钢湿法2.0米）、进柜管直径1.8米（2.0米）o其上有检测仪、压力表、温度表，有进柜水封、两个电动阀及放散烟囱。5 .柜后管：二炼钢柜后管现有直径为LI米（一炼钢12米），并预留有一个L8米的出口，另配备一个电动阀及出柜水封。6 ,加压站：三台加压机二用一备，有进管水封和出管水封。使用时可排空水封。7 .用户管道：二炼钢共分三路，一是二炼钢车间内自用，主要是供应转炉钢包（在线烘烤、离线烘烤）、铁包、连铸中包（在线烘烤、离线烘烤）；二是并给棒材轧钢厂加热炉；三是通过联络管送往一炼钢或混合站。一炼钢共分五路，一是一炼钢
11、车间内自用，主要是供应混铁炉、转炉钢包（在线烘烤、离线烘烤）、铁包（在线烘烤、离线烘烤）、连铸离线中包；二是并给矿山石灰窑；三是并给动能发电机组；四是通过联络管送往动能混合站；五是通过联络管送往棒材轧钢厂加热炉。三、我厂5万立方米威金斯气柜的技术参数1、气柜容积计算气柜容积的选择应根据煤气用户的特点，结合当地煤气平衡及调度的具体条件而定。一般可按如下方法计算：V=GXVgX（I-XnIXn2（m3）式中G转炉每炉的最大产钢量，吨Vg冶炼每吨钢所回收的煤气量，一般可取5070t每炉钢的煤气回收时间，分钟f每炉钢的冶炼周期，分钟k考虑回收与使用间的不平衡系数，一般可取0.60.8m转炉车间同时吹炼
12、的炉座数112煤气柜高低位容积系数，一般可为LI1.2以目前我原有30吨转炉生产条件为例：选定冶炼周期为25分钟，每吨钢回收煤气量为70米3,同时吹炼炉座数为3,每炉实际回收煤气时间为6分钟，不平衡系数k取0.7,进气柜时，烟气温度取60。V=3070(l-)-31.15=7866m3取250.78000m3o气柜操作容积V为：v,=VX(I+)X(l+,)3(m3)0.804273B式中d进柜煤气的含湿量(克/米3)；进柜煤气的温度()；煤气的进柜压力(毫米汞柱)。则V=8000(l+)(l+-)()=11800m3760H13.6因原30吨转炉每台高压风机出口流量850m3min,即3台为
13、2550m3min,选用5万立方米干式威金斯柜时，截面积约1700m2为，因此气柜上升的速度约为1.5m/min,达到设计小于4mmin的要求；且可以满足转炉扩容后的要求。因此，我厂选用5万立方米干式威金斯柜。2、5万立方米威金斯气柜的主要参数表43气柜的主要参数气柜名称单位型号及参数柜型式威金斯干式橡胶密封型额定容量m350000工作压力kPa一塔：2.5二塔：3.1侧板内径m46.573侧板局度m38.1柜体乂柱根24活基有效行程m30.37活塞倾斜极限mm30活塞挡板内径m43.653T型挡板内径m44.373T型挡板外径m45.833橡胶膜厚度mm33、橡胶密封膜的工作原理干式威金斯气
14、柜中关键部件是橡胶密封膜，橡胶密封膜是一种大型筒状橡胶胶布制品。橡胶密封膜是由多块单幅胶布压粘搭接在一起制成的。单幅胶布经大型专用压粘机在高温高压条件下一次粘接一条粘接缝，直至达到密封膜周长尺寸要求为止。橡胶密封膜与气柜柜体的金属侧板、T型挡板、升降活塞等安装在一起，沿着柜体内的内侧均匀排布。当气体进入柜体时，橡胶内膜首先鼓起来，在储气压力作用下，升降活塞带动橡胶密封内膜上升，当升到T型挡板上部的极限位置时，柜体内储气达到一定压力；若气体继续进柜，则活塞挡板带动T型挡板和橡胶密封外膜上升，在升至气柜的极限位置时，达到最高压力。当储气从气柜中输出时，活塞挡板与T型挡板、橡胶密封外膜按逆方向下降，
15、最终恢复到原始状态，如图4-1所示。橡胶密封膜随着储气量的增减而上下移动，自动调整气柜内部压力和密封柜体，从而起到平衡供气的作用。媒气量约70% 煤气量约100%图4-1橡胶密封膜的工作原理4、 橡胶密封膜的技术要求与生产工艺(1)橡胶膜尺寸要求内层橡胶膜:外径44203、高6250、厚度3+06mms帘重410Okg外层橡胶膜：外径46413、高9950、厚度3+06mms帘重5800kg(2)其他要求安全是储气设备的首要条件，干式威金斯气柜能否安全运行及其使用效果的好坏，关键在于橡胶密封膜对各种气体的适用情况和密封效果，因此，橡胶密封膜必须满足以下要求：a.橡胶密封膜材质要求强度高，耐老化、耐臭氧、能承受运行过程及安装过程中产生的适当应力。b.橡胶密封膜粘接缝的气密性能，用设计压力的1.05倍、肥皂水检查测试无泄漏。d具有较好的弹性及屈
