實施30萬m3高爐煤氣柜在線運行，降低煤氣放散率

孟燕 尹峰 譚永慶 王繼磊

（萊蕪鋼鐵集團，山東,271104）

實施30萬m3高爐煤氣柜在線運行，降低煤氣放散率

孟燕 尹峰 譚永慶 王繼磊

（萊蕪鋼鐵集團，山東,271104）

在30萬m3稀油密封式煤氣柜建設過程中，解決了立柱直線度超標、柜壁焊縫質量不合格、壓緊彈簧達不到使用要求等影響氣柜安全投運的問題，并增設了溢流口防噴濺裝置和活塞傾斜度自動測量裝置，確保了煤氣柜穩定在線運行，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

隨著型鋼區高爐煤氣發生量和煤氣用戶不斷增加，高爐煤氣供需不平衡問題加劇，管網壓力波動大，為此型鋼區建設投運了30萬m3高爐煤氣柜，煤氣吞吐量最大可達35.2萬m3/h，在用戶用量少、管網壓力高時充柜儲存煤氣，在高爐休風或用戶用量大、管網壓力低時向煤氣管網輸送煤氣。氣柜建設過程中，先后解決了立柱直線度超標、柜壁焊縫質量不合格、壓緊彈簧達不到使用要求等影響氣柜安全投運的問題，并增設了溢流口防噴濺裝置和活塞傾斜度自動測量裝置。通過實施30萬m3高爐煤氣柜在線運行，穩定了管網壓力，減少了煤氣放散，實現了煤氣資源的合理利用。

二、氣柜簡介

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m3，有效容積27萬m3，煤氣吞吐量平時17.5萬m3/時，設計儲存壓力12.5kPa，儲氣溫度在-20～85度，活塞最大行程102.6m，設有兩套活塞水平防回轉裝置。整個煤氣柜的儲氣和放氣是借助管網壓力和活塞自身壓力進行的。管網的高爐煤氣在壓力高于12.5kPa時，煤氣溫度高于60℃時，氣柜入口的噴霧降溫系統自動啟動，水和氮氣的霧狀混合物對煤氣降溫，當溫度低于60℃時進入氣柜，此時氣柜活塞上移，柜容升高；當管網煤氣壓力低于12.5kPa時，柜內煤氣流向管網，此時氣柜活塞下移，柜容降低，通過活塞上下移動過程穩定了管網壓力。

氣柜主要分為側板、柜頂、底板及活塞四部分。安裝在活塞上的油槽和側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行密封。密封油在底部油溝與活塞油槽之間循環,活塞油槽中的密封油,從滑板和側壁間的間隙往下流,積在底部油溝中,然后匯集至集油箱,流入油水分離器，在此進行油水分離,當油量達到一定量以上時,泵自動啟動,將油打入送油管中,油從側壁頂部的溢流孔沿側壁流到活塞油槽中,自動保持密封部位的油壓平衡。此外,在溢流孔旁還設有備用油箱,在停電等緊急情況下,可以手動操作補充密封油，保證氣柜的安全運行。

三、氣柜建設中存在問題與解決措施

(一)立柱直線度超標

設計要求立柱的直線度≤1/5000，實際測量時有的立柱直線度達到了1/1000，車間及時向施工方提出了這一隱患并協助整改。立柱是由工字鋼和一塊厚鋼板條組焊而成，工字鋼矯正、經機械切削加工制成導軌板，5個加工面都應達到設計要求的平直度和表面粗糙度，在專用鉆床上進行立柱鉆孔，為保證尺寸精度采用模鉆。氣柜立柱安裝分4段進行。安裝時,第1段立柱底板與地腳螺栓固定后,立柱之間用臨時剛性件固定,徑向用拖拉繩、導鏈加經緯儀、線錘配合進行校正。每段之間用夾板、螺栓固定找正后進行焊接。焊接立縫時,一定要對各立柱加以檢測,防止出現內、外傾斜。

（二）柜壁焊縫焊接質量不合格

在施工中發現柜壁焊縫焊接質量不好，柜壁焊接不好會直接導致煤氣泄露、密封油滲漏。側板安裝時,側板與立柱的安裝孔用螺栓把緊,以免發生危險。安裝完3圈板應進行整體尺寸檢查,調正后進行點固焊接，同時繼續進行側板安裝。由于側板的板厚為4～6mm,所以側板焊接時,要對焊接變形嚴加控制。焊接順序為先內側、后外側,先立縫、后環縫。焊接環縫時,先檢查側板與角鋼圈是否點固牢固(角鋼圈距環縫100mm,焊接時的作用相當于膨脹圈),內側焊接兩層,外側焊接一層，防止柜壁出現內陷。通過以上措施，使投產后煤氣柜泄漏率為0.9‰，遠低于國家標準2‰的規定，創國內大中型煤氣柜柜體密封質量的較高水平。

（三）壓緊彈簧達不到使用要求

對干式柜而言，最重要的就是密封，即如何防止固定的柜壁與上下活動的活塞之間產生漏氣?；钊芊鈾C構由彈簧密封裝置、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，形成一個彈性的滑環。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，并使滑板與柜體側板之間保持較小間隙，形成密封油膜，油槽內密封油為柜內燃氣壓力的1.3～2倍。壓緊彈簧隨著活塞的上下運行處于伸展、壓縮的變換狀態中，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即出現銹蝕、彈性形變較差，伸展壓縮超過50次形變即恢復不到原有尺寸。車間監督施工方重新更換了高質量的符合工藝要求的壓緊彈簧，確保了密封系統可靠不泄露。

（四）增設溢流口防噴濺裝置

原設計方案氣柜頂部到活塞進油溢流口無防密封油噴濺設計，密封油容易濺落到活塞底板上，造成活塞油槽油位下降，容易導致氣柜密封失效、煤氣泄露。車間積極建議在對應溢流口下部的活塞上增加接油板，得到采納，以此提高了氣柜運行安全性。

（五）增設活塞傾斜度自動測量裝置

萊鋼原有16.5萬m3高爐煤氣柜無傾斜度自動測量裝置，需每周進柜手動測量，數據存在較大誤差且當氣柜存在煤氣泄露時進柜極不安全。本煤氣柜采用了氣柜專用活塞傾斜儀在線檢測，并將活塞傾斜量報警和聯動保護引入儀表控制系統。

四、應用效果

該煤氣柜是萊鋼第一座可以在線運行的煤氣柜，柜體根據煤氣管網壓力自動充氣和供氣，使型鋼區高爐煤氣放散率由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時對煤氣管網造成的壓力沖擊，使煤氣轉供更平穩，煤氣柜運行以來，萊鋼煤氣管網壓力波動幅度從原來的5MPa降到了3MPa，滿足了萊鋼穩定煤氣管網壓力和儲存剩余煤氣的需要。從降低高爐煤氣放散率方面來看，每年可節約煤氣5.3×109m3/月×12月×3.23×10-3×（0.8%-0.2%）=1.23×106GJ,可節約煤氣成本1.23×106GJ×25元=307.5萬元

實施煤氣柜在線運行，充分有效利用煤氣資源的同時減少有害氣體排放，實現了清潔生產，為建設天藍地綠、水清氣凈的生態萊鋼做出了貢獻。