10万m3高炉煤气柜技术规格和功能描述

唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包10万m3高炉煤气柜工程技术规格和功能描述唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包1工程概况唐山东华实业集团有限公司120万吨钢铁项目，为了储存高炉煤气和稳定管网压力，要求配套设计一座高炉煤气储配站，站内主要设施有：10×104m3干式煤气柜、综合值班楼、其它所有配套设施等。2设计依据（1）业主技术要求；（2）国家现行的规程、规范及有关标准。3设计原则（1）严格遵守国家现行的规程、规范及有关标准；（2）充分利用现有设施和场地,尽量节省投资；（3）设计采用先进、适用、安全、可靠的技术，有利于集中管理、减少定员和提高经济效益；（4）重视安全、消防和能源计量，提高节能效益，注意环境保护。4工程内容和工程范围一、工程内容（1）新建一座10×104m3干式高炉煤气柜及其基础；（2）新建站区内的配套公辅设施：●一座综合操作值班楼，两层一楼配电室，二楼主控室；●站区内的自动化仪表；●站区内的供配电、照明及防雷接地；●站区内的给、排水及消防设施；●站区工艺管线；●站区内电讯和火灾报警；●站区内通风和空调设施；●站区围墙、大门及消防通道；●设置隔油池不小于300米³和消防水池不小于200米³。二、工程范围思安新能源股份有限公司总承包，本工程总包范围以围墙或红线为界，红线范围内的所有设施均在总包和设计范围内，各种站区管道(煤气、氮气、蒸汽、给排水等)以红线外1m为界、两路供电由业主送至受电端子，与外界的电讯联系由业主负责。唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包5干式高炉煤气柜一、高炉煤气柜的主要技术参数气柜型式：多边形稀油密封型（MAN型）；公称容积：10×104m3；储存气体：高炉煤气；储气温度：-10～+60℃；工作压力：12500±196Pa；煤气含尘量：≤10mg/m3；气柜边长：5.900m；气柜边数：24；外接圆直径：45.202m；气柜底面积：1600m2；回廊层数：4层；活塞行程：62.500m；活塞升降速度：0～1.5m/min；气柜总高：80.880m；油泵站数量：4个；煤气吞吐量正常：50,000～74,000m3/h；最大：148,000m3/h。二、10×104m3高炉煤气柜的工作原理和工艺流程稀油密封型干式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，煤气由气柜底部进入，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，煤气就进入气柜推动活塞上升；当煤气总管压力低于气柜工作压力时，活塞下降将煤气送入厂区管网。这样煤气柜就起到了自动平衡全厂煤气管网压力的作用，不仅可以减少煤气放散量，也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。密封油唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包通过油泵站实现密闭循环使用，从而保证了干式煤气柜能长期、稳定、安全地运行。气柜投产或检修时需用氮气对柜内空气或煤气进行置换。柜体上设有DN100的氮气管道，接点压力0.3～0.4MPa。为了在冬天保证气柜正常运行，需对底部油沟和油水分离器中的积存的水进行保温，站区设有DN65的蒸气管道，接点压力0.3～0.4MPa，用量约0.5t/h。三、10×104m3高炉煤气柜柜体设计10×104m3干式高炉煤气柜的柜体由如下5部分组成：底板和底部油沟底板中心由5mm钢板焊成，其边部为6mm钢板焊成，底部油沟与底板有一个台阶，利于安装和缓解底板的焊接残余应力。侧板与立柱侧板为冷弯C型钢板。侧板厚度：运行段(活塞运行段)为6mm；非运行区段为5mm。立柱为工字钢与厚钢板组成的组合钢柱。活塞活塞是以24榀径向设置的桁架为主骨架的空间桁架体系。活塞中心处设有一桶状的焊接圆环，以便与活塞桁架的连接，桁架的另一端设有上、下导轮，与柜体的组合立柱滚动接触。在活塞的周边设有活塞油沟，其中安装密封机构，用于密封柜内煤气。（4）柜顶与风帽柜顶也是以径向布置24榀桁架为主骨架的空间桁架体系。在柜顶的中心设有一个型钢组成的中心环，桁架一端与中心环连接，另一端用高强螺栓与柜体立柱连接。中心环上安放了平台，供安装内部吊笼。(5)电梯井筒与爬梯电梯井为6mm厚钢板卷成直径2.65m的钢园筒。同时电梯井筒也作为爬梯的承重结构。围绕井筒四周设有坡度小于45°的爬梯，供紧急救护和施工通道。爬梯与各层回廊之间设有连接平台。四、密封装置及密封油系统（1）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唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包重要部件，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。本设计采用的是带有分隔帆布的密封装置，它由滑板、悬挂装置、压紧弹簧和帆布等组成。这种密封装置是目前国际、国内很先进的一种密封装置之一。（2）油沟分隔装置活塞在运行时会发生倾斜，为防止活塞倾斜时密封油由高点全程向低点流动，使高点油位迅速降低，造成煤气泄漏。设计采用8个油沟分隔装置，将整个活塞油沟分成8个单独的部分。这样，当活塞发生倾斜时，密封油只能在1个区段内流动，高点油位不会迅速下降，确保了使用安全。（3）密封油供给系统密封油供给系统主要由油泵站、油上升管、预备油箱、活塞油沟及底部油沟组成，形成一个密闭循环系统，以确保煤气柜的安全运行。（4）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。本设计选用国产干式煤气柜专用密封油，其性能参数详见下表。表1密封油的技术指标运动粘度（60℃）厘沲比重（20℃/4℃）凝固点（℃）闪点（开口）（℃）抗乳化性（min）添加剂防锈剂、抗氧化剂、防乳化剂等一座10×104m3煤气柜共需密封油约140吨。（5）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。底部油沟的宽度为1200mm，高度xxxxmm。正常生产时，底部油沟底部有xxxmm高的水，水上面有xxmm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。底部油沟中设有两根DN40的蒸汽加热器，冬天时也可给底部油沟中的水进行保温。必要时可以间接加热密封油。唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包（6）油泵站沿气柜的四周设有4个油泵站，每个油泵站内设有一个油水分离器及两台供油泵，其中一台生产、一台备用（必要时也可以两台同时运行）。供油泵采用螺杆泵（配防爆电机）,每台供油泵的供油能力为2.3m3/h。每台油泵设有运行时间累计表，通过时间累计表可以知道每台泵每天的运行时间。若每台泵运行时间相近，则可以认为气柜密封装置运行是正常的。在不同季节里，每台油泵的运行时间会是不一样的。通常夏季每台油泵的累计运行时间不超过6小时为正常；冬季每台油泵的累计运行时间不超过4小时为正常。油泵站的油水分离器中设有蒸汽加热管，冬天需对积存在油水分离器底部的水进行保温。（7）预备油箱气柜上部侧板上设有4个预备油箱，接受4个循环油泵的打来的密封油。预备油箱的贮油量,约可维持气柜正常工作4～6小时。五、气柜附属设施为了确保煤气柜的正常运行、安全生产和方便操作工的巡回检查，煤气柜除了上述主要装置外，还设计有如下的附属设施，详见表2。表210×104m3干式煤气柜附属设施序号名称规格数量备注1高炉煤气进出口管DN1800各1个2煤气放散管DN8001个3紧急放散管6个4吹扫气体放散管3个5柜底排水管2个6底部油沟吹扫管4个7底部油沟蒸汽加热器8组8人孔10个9鼓风机接口1个10窥视孔4个11溅油收集板4个唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包序号名称规格数量备注12活塞导轮48个13活塞倾斜测定装置4个14活塞防回转装置2个15内部防爆吊笼1个采用防爆内制动电机，并可自动跟踪活塞运动16手动救护装置1个17外部防爆电梯1部18外部走梯1个设在电梯井筒外圈19柜容指示器1个圆形盘面，在第一层回廊20油泵房4个主要附属设施如下：（3）气柜煤气进出口管煤气进出口管管径为Ф1820×7。煤气进出口管经地坑由气柜底部进入柜内，并高出柜底板上表面。为了减少地坑深度，管道进入地坑后由圆管变为矩形管。（4）煤气紧急放散管为了防止活塞冲顶，在煤气柜上部（活塞运行的最高位处）设有6根350×350mm2的煤气紧急放散管。该管沿柜体外壁铺设，并高出气柜檐口4m。（5）氮气吹扫管及吹扫气体放散管气柜投产或停产检修时，均采用氮气置换柜内的空气或煤气。在气柜下部侧板上设有一个DN100的氮气吹扫接头和三根DN200的吹扫气体放散管，放散管管口高出地面20m以上。氮气吹扫量约50m3/min，接点压力0.3～0.4MPa。（6）外部电梯及走梯为方便操作人员上气柜检查气柜运行情况，设外部电梯一部（技术参数见下表），并在电梯井筒外侧设有盘旋走梯，以供停电时使用。表3外部电梯主要参数项目参数防爆级别2区载重量500kg唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包提升速度0.5m/s提升高度74m轿箱尺寸1000×1400mm轿箱高度2.2m停层x站x门轿门900mm厅门封闭式操纵形式xpm（轿箱内按钮选层自平自开门）（7）内部吊笼内部吊笼放置在风帽内的平台上，它的作用是将人员送到柜内活塞平台上，以便对活塞进行保养、检查和维修。该设备为电动卷扬式，所有电气设备均按1区防爆要求选用。吊笼能对活塞平台自动跟踪，在平台上可操纵吊笼。吊笼井站台门设有安全门锁，该门锁只有吊笼停在指定位置时，站台门才能打开，从而保证了操作人员出入吊笼的安全。内部吊笼技术性能详见表2-4。表3.8.3-4内部吊笼技术性能表形式电动卷扬防爆级别1区（采用防爆内制动电机）操作方式内外人工操作承载能力250kg升降速度0.3m/s提升高度72m站台门拉门，备有安全门锁自动装置自动跟踪活塞安全装置防止过载、过速、过升，站台安全门锁，继电时紧急手动卷扬（8）手动救护装置当内部吊笼因故障或发生突然停电等非常事件时，须将活塞平台上的人员迅速提升到柜顶，为此在柜顶另设了一套手动救护装置。该装置安在内部吊笼的传动装置平台上，承载能力为80公斤，操作方式为手动卷扬，操作用力10公斤，并设防逆转制动唐山东华钢铁企业集团有限公司煤气发电及烧结余热综合利用工程10万m3高炉煤气柜工程（EPC）总承包装置。（9）柜容指示器为了显示活塞瞬时位置及气柜贮气量，设置了柜容指示器。该装置既能在值班室内连续显示贮气量及活塞位置，也能就地直观读出气柜储气量。（10）活塞导轮为了使活塞上下运行平稳和防止活塞过度倾斜，在活塞的各个角的桁架上各安装一对导轮，上下导轮的中心距约为4.6m。活塞导轮分弹簧导轮和固定导轮两种；气柜的阳面侧设置了弹簧导轮，气柜的背阳面侧设置固定导轮。10×104m3干式煤气柜共有48个导轮，其中弹簧导轮xx个，其余为固定导轮。（11）活塞防回转装置本装置用于防止活塞在运行过程中产生回转。在气柜南北轴线的立柱导轨处各设置1个防回转装置。本装置通过重锤杠杆将黄铜导向块压紧在立柱导轨上，使它可随活塞运行而沿导轨上下滑动，并可防止活塞产生回转。6干式高炉煤气柜站区工艺设计10×104m3干式高炉煤气柜站区工艺设计包括：10×104m3干式高炉煤气柜及站区设施的总图布置、工艺管道设计、供配电、和