煤氣柜培訓教材HYPERLINK\o"第四章第一節鋼鐵企業煤氣柜的設置"鋼鐵企業煤氣柜的設置……4HYPERLINK\o"第四章第二節五萬威金斯氣柜概述"五萬威金斯氣柜概述……4HYPERLINK\o"轉爐煤氣柜容量的確定"轉爐煤氣柜容量的確定…………………5鋼鐵企業煤氣柜的設置煤氣柜的作用鋼鐵企業設置煤氣柜主要有以下三個作用：1、可有效地回收利用煤氣。利用煤氣柜可及時吞吐煤氣的特點，回收企業內部因生產不均衡性造成的瞬時煤氣放散量。2、可充分合理的使用企業內部的副產煤氣。在企業煤氣平衡中，可不預留煤氣緩沖量，從而可充分利用企業副產煤氣，以減少外購燃料量，提高企業煤氣的使用率。3、穩定管網壓力，改善軋鋼加熱爐等用戶的熱工制度。利用煤氣柜調節煤氣管網壓力，穩壓效果好，可大大改善煤氣供應的質量，提高煤氣利用效率，降低消耗量的同時，還可以改善軋鋼產品的質量。簡述煤氣柜的作用：①以盈補缺。②穩定管網壓力。③保證安全生產。④調峰作用。煤氣柜的分類煤氣柜按其密封方式不同，可分為兩大類，即干式煤氣柜及濕式煤氣柜，干式煤氣柜與濕式煤氣柜又按其結構型式不同而分為幾種型式。詳見下表。表4-1煤氣柜分類按密封方式分類按結構類型分類濕式煤氣柜直立導軌式螺旋式干式煤氣柜稀油密封式(油環式)干油密封式(填料環式)卷簾式濕式煤氣柜是一種結構比較簡單的貯氣柜，主要由儲水池和鐘形罩組成。鐘罩分為數節，可隨煤氣進出而升降。鐘罩升降方式不同，分為直立導軌式濕式煤氣柜與螺旋式濕式煤氣柜兩種。干式煤氣柜主要由圓形或多邊形的柱狀外筒，及沿筒內壁上下的活塞，底板和頂板組成。煤氣貯存于活塞的下部，靠活塞上下移動來改變煤氣柜的貯氣容積。干式煤氣柜與濕式煤氣相比其主要優點是：（1）貯氣壓力高而穩定。前者設計壓力5.884~7.845kPa，最高11.767kPa；后者壓力波動在1.47~4.41kPa左右。（2）基礎工程費用低。干式柜沒有大型水槽，荷重小。（3）使用年限長，維修工作量小。前者壽命可長達50年以上，后者為15~20年，且5~6年水槽就銹蝕，需經常修補。（4）無大量污水排放，對環境污染少。前者只有少量冷凝水外排，后者經常有含酚、氰污水外排。（5）操作簡單，運行安全。后者經常向水封槽補水，水位不足易造成煤氣泄漏。（6）占地面積小。前者高度與直徑之比較后者為大，故相同容積的煤氣柜，前者占地面積少。由以上比較可以看出，干式煤氣柜雖然造價較高，一次投資大，但在使用年限上卻遠遠超過濕式煤氣柜，且操作維護簡單，所以干式煤氣柜的優點十分明顯的。五萬威金斯氣柜概述前言干式威金斯氣柜具有自重輕、升降靈活、壓力穩定等特點，采用橡膠密封膜密封對地基精度的要求不高，氣體以干燥狀態存儲，對柜體金屬構件的腐蝕小，且不受寒冷氣候的影響，無須防凍設施，使用能耗及維護工作量都很低。常用干式威金斯氣柜的幾何尺寸見表1。表4-2常用干式威金斯氣柜的幾何尺寸公稱容量×104/m31581014直徑/mm2834646573580005974065227高度/mm1889838100390704693953340氣柜介紹煤氣柜的分類：煤氣柜即用來儲存煤氣的容器。有濕式柜及干式柜，其中干式煤氣柜按活塞與筒壁間的密封方式分為有稀油密封式(MAN曼式柜)、布簾式(Wiggins威金斯柜)、干油密封式(Klonne克隆柜)。特點如下：曼式柜：稀油密封，不怕焦油，焦爐用曼式柜來儲存煤氣，缺點是怕灰。工作壓力一般在7.5~8kPa之間，最大設計壓力可達11.77kPa。威金斯柜：用橡膠膜密封，具有不怕灰，怕焦油，膨脹容易變形，轉爐煤氣用威金斯柜來儲存煤氣。克隆柜：用干油密封，主要用來儲存高爐煤氣。威金斯柜：威金斯柜是英國人發明，發展到現在有5萬、8萬、12萬、15萬、20萬立方米等不同型號的煤氣柜，工作壓力在2.5~3.1kPa范圍內。我司新建的兩個5萬轉爐煤氣柜分別于2002年12月（二煉鋼回收車間）、2004年10月（一煉鋼運轉車間）建成投產。整個柜體高約45米，其中側板高38.65米（38.1米，一煉鋼不同之處括號內注明，下同），安全起見活塞設有最高和最低位。其中活塞達到最高和最低位時報警。整個氣柜由以下幾個部分所組成：柜體。主要有側板，側板內徑46.573米，圓形頂，圍繞氣柜一周有2根立柱，一條氮氣管（DN50）主要是為檢修緊急放散管上部活塞使用，一條水管（DN100）是為二煉鋼密封放散管（DN800）使用，在氣柜底部有排水器4個。一煉鋼放散管（DN600）配備有電動放散閥及手動卷揚。未使用水封器。活塞。上有48根立柱，在柜內可自由升降標準行程30.38米和最大行程30.75米，圍繞活塞一周有10個（12個）水平測量儀測活塞的水平度最大允許范圍為±30mm。活塞內徑為43.653米（截面積約1700米2）。活塞做成圓球面，在圓周澆有水泥為配重使用，活塞T型架裝有波紋板，是為保護內皮膜。活塞上澆有配重水泥塊，在活塞上有133（145）個立柱，長1.4米，圓周有48個支柱。上安裝4個CO檢測儀。活塞金屬架重142噸，水泥塊重245噸。T型擋板。T型擋板內徑44.373米，外徑45.833米，高12米，有48個立柱和活塞上的48個立柱一一對應。T型擋板是放在支架上，當活塞上升12米這個位置時帶動活塞一起上升。T型擋板裝有波紋板，是為保護外皮膜，上裝有24個導輪，下有底座，高約12米，總重110噸。配重塊。柜個的配重塊一套46.35噸，在柜側共有6個配重塊。主要是用來調節活塞的水平。放散管。在氣柜四側有四個放散管，在二煉鋼底部有水封，主要是為防止放散管上部的活塞封不住的情況下，起密封作用。下有手動卷揚機。當聯鎖失靈的情況下，活塞上頂在柜內大約有半米長的鐵桿，把放散管上的錐形塞上頂，放散煤氣。一煉鋼煤氣柜四個放散管分別由四個電動放散閥控制。橡膠膜。有外圈密封橡膠簾和內圈密封橡膠簾，在橡膠簾兩面分別掛氯丁橡膠和丁腈橡膠，經硫化成型的膠布，要求厚度為3±0.3（3+0.6，-0）mm。內簾圓筒外徑44.203米，圓筒全高6.25米。在圓內壁的上下口邊沿還粘寬度為60mm的加強膠條，安裝孔打在這加強和上，安裝孔的直徑為13mm，上下共有2316個。上和T型擋板密封板內側密封環安裝，下和活塞T型架底部密封安裝環安裝。外圈密封橡膠簾上端和氣柜內側板固定的位置在11帶(50×50×6)安裝環安裝，下端和T型擋板密封板外側密封環安裝，圓筒直徑46.413米，全高9.95米。上下安裝口的加強條上均打有2430個直徑為13mm的安裝孔，整個重5.8噸。橡膠膜屬易燃、怕油污、怕銳利物品刺破，要注意保護。威金斯柜配件：光纖柜位計，機械柜容指示裝置，溫度檢測器，壓力檢測器。柜前管：二煉鋼干法回收總管直徑2.6米（一煉鋼濕法2.0米），進柜管直徑1.8米（2.0米）。其上有檢測儀、壓力表、溫度表，有進柜水封、兩個電動閥及放散煙囪。柜后管：二煉鋼柜后管現有直徑為1.1米（一煉鋼1.2米），并預留有一個1.8米的出口，另配備一個電動閥及出柜水封。加壓站：三臺加壓機二用一備，有進管水封和出管水封。使用時可排空水封。用戶管道：二煉鋼共分三路，一是二煉鋼車間內自用，主要是供應轉爐鋼包（在線烘烤、離線烘烤）、鐵包、連鑄中包（在線烘烤、離線烘烤）；二是并給棒材軋鋼廠加熱爐；三是通過聯絡管送往一煉鋼或混合站。一煉鋼共分五路，一是一煉鋼車間內自用，主要是供應混鐵爐、轉爐鋼包（在線烘烤、離線烘烤）、鐵包（在線烘烤、離線烘烤）、連鑄離線中包；二是并給礦山石灰窯；三是并給動能發電機組；四是通過聯絡管送往動能混合站；五是通過聯絡管送往棒材軋鋼廠加熱爐。我廠5萬立方米威金斯氣柜的技術參數氣柜容積計算氣柜容積的選擇應根據煤氣用戶的特點，結合當地煤氣平衡及調度的具體條件而定。一般可按如下方法計算：V=G×Vg×(1－)××n1×n2（m3）式中G——轉爐每爐的最大產鋼量，噸Vg——冶煉每噸鋼所回收的煤氣量，一般可取50～70米3t——每爐鋼的煤氣回收時間，分鐘t’——每爐鋼的冶煉周期，分鐘k——考慮回收與使用間的不平衡系數，一般可取0.6～0.8n1——轉爐車間同時吹煉的爐座數n2——煤氣柜高低位容積系數，一般可為1.1～1.2以目前我原有30噸轉爐生產條件為例：選定冶煉周期為25分鐘，每噸鋼回收煤氣量為70米3，同時吹煉爐座數為3，每爐實際回收煤氣時間為6分鐘，不平衡系數k取0.7，進氣柜時，煙氣溫度取60℃。V＝30×70×(1－)××3×1.15=7866m3取8000m3。氣柜操作容積V＇為：V＇=V×(1+)×(1+)×（m3）式中d——進柜煤氣的含濕量（克／米3）；t——進柜煤氣的溫度（℃）；B——煤氣的進柜壓力（毫米汞柱）。則V＇＝8000×(1+)×(1+)×()=11800m3因原30噸轉爐每臺高壓風機出口流量850m3/min，即3臺為2550m3/min，選用5萬立方米干式威金斯柜時，截面積約1700m2為，因此氣柜上升的速度約為1.5m/min，達到設計小于4m/min的要求；且可以滿足轉爐擴容后的要求。因此，我廠選用5萬立方米干式威金斯柜。5萬立方米威金斯氣柜的主要參數表4-3氣柜的主要參數氣柜名稱單位型號及參數氣柜型式威金斯干式橡膠密封型額定容量m350000工作壓力kPa一塔：2.5二塔：3.1側板內徑m46.573側板高度m38.1柜體立柱根24活塞有效行程m30.37活塞傾斜極限mm±30活塞擋板內徑m43.653T型擋板內徑m44.373T型擋板外徑m45.833橡膠膜厚度mm3橡膠密封膜的工作原理干式威金斯氣柜中關鍵部件是橡膠密封膜，橡膠密封膜是一種大型筒狀橡膠膠布制品。橡膠密封膜是由多塊單幅膠布壓粘搭接在一起制成的。單幅膠布經大型專用壓粘機在高溫高壓條件下一次粘接一條粘接縫，直至達到密封膜周長尺寸要求為止。橡膠密封膜與氣柜柜體的金屬側板、T型擋板、升降活塞等安裝在一起，沿著柜體內的內側均勻排布。當氣體進入柜體時，橡膠內膜首先鼓起來，在儲氣壓力作用下，升降活塞帶動橡膠密封內膜上升，當升到T型擋板上部的極限位置時，柜體內儲氣達到一定壓力；若氣體繼續進柜，則活塞擋板帶動T型擋板和橡膠密封外膜上升，在升至氣柜的極限位置時，達到最高壓力。當儲氣從氣柜中輸出時，活塞擋板與T型擋板、橡膠密封外膜按逆方向下降，最終恢復到原始狀態，如圖4-1所示。橡膠密封膜隨著儲氣量的增減而上下移動，自動調整氣柜內部壓力和密封柜體，從而起到平衡供氣的作用。圖4-1橡膠密封膜的工作原理橡膠密封膜的技術要求與生產工藝（1）橡膠膜尺寸要求內層橡膠膜：外徑Φ44203、高6250、厚度3＋0.6mm、簾重4100kg外層橡膠膜：外徑Φ46413、高9950、厚度3＋0.6mm、簾重5800kg（2）其他要求安全是儲氣設備的首要條件，干式威金斯氣柜能否安全運行及其使用效果的好壞，關鍵在于橡膠密封膜對各種氣體的適用情況和密封效果，因此，橡膠密封膜必須滿足以下要求：a.橡膠密封膜材質要求強度高，耐老化、耐臭氧、能承受運行過程及安裝過程中產生的適當應力。b.橡膠密封膜粘接縫的氣密性能，用設計壓力的1.05倍、肥皂水檢查測試無泄漏。c.橡膠密封膜的使用壽命大于15年。d.具有較好的彈性及屈撓性能，能反復動作和變形而不易引起損傷。e.具有較寬的工作溫度范圍50～80℃，瞬間達100℃。（3）橡膠密封膜的材料氣柜橡膠密封膜選用耐油性能較好的丁腈和聚氯乙烯（NBR/PVC）膠料作為接觸介質一側的膠料，選用耐候性能較好的氯丁橡膠（CR）膠料接觸大氣。選用高強度、大密度的錦綸浸膠簾子布作骨架材料，兩側分別貼敷上NBR/PVC膠料和CR膠料，經壓延粘膠、硫化等工序制成成品。其余尺寸說明表4-4水封技術尺寸等（單位：mm）序號名稱管徑水封高度液位計讀數1氣柜進口水封進、出口管徑Φ1800（2000）1002502氣柜出口水封進、出口管徑Φ1100（1200）1002503加壓機進口水封進、出口管徑Φ800正常運行排空，其余情況封滿正常運行0，其余情況1000，且DN50管常溢流4加壓機出口水封進、出口管徑Φ700正常運行排空，其余情況封滿正常運行0，其余情況2400，且DN50管常溢流5防回火水封進、出口管徑Φ800（1200）1504506泄爆水封進口管徑Φ800（1200）使用壓力13kPa，水封高度應為1800mm＞800轉爐煤氣柜容量的確定鋼鐵企業設置轉爐煤氣柜的主要作用，是為解決轉爐煤氣間歇回收與連續外供的矛盾。其容量的計算包括以下幾部分：1、變動調節容量。由于轉爐煤氣