路喬飛

(上海電氣集團(tuán)國(guó)控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030024)

引 言

在20世紀(jì)初期，干式煤氣柜開(kāi)始在德國(guó)被應(yīng)用，距現(xiàn)在已有100多年的歷史，我國(guó)設(shè)計(jì)的第一臺(tái)2萬(wàn)m3的干式氣柜是在上世紀(jì)80年代以后，干式氣柜被廣泛應(yīng)用在城市民用、鋼鐵及石化等各個(gè)行業(yè)。在煤化工行業(yè)中，煤氣柜是一種儲(chǔ)存煤氣的鋼制柜體，其主要用途是緩沖煤氣產(chǎn)量和煤氣后續(xù)工用量之間不平衡，還可以穩(wěn)定管網(wǎng)的壓力，所以，在傳統(tǒng)煤化工行業(yè)，氣柜在其行業(yè)內(nèi)必不可少。煤氣柜按密封形式的不同，可以分為干式氣柜和濕式氣柜。本文主要介紹的是干式氣柜的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，從各個(gè)角度說(shuō)明干式氣柜的獨(dú)特性。

1 干式煤氣柜的分類

干式氣柜是通過(guò)活塞密封的儲(chǔ)存煤氣的設(shè)施，氣柜的儲(chǔ)氣壓力主要是由活塞的配重、活塞的鋼結(jié)構(gòu)和密封裝置等的自重來(lái)決定的，儲(chǔ)氣壓力可以達(dá)到20 kPa以下，目前國(guó)內(nèi)主要是分為稀油密封的煤氣柜和橡膠膜密封的煤氣柜，其中稀油密封煤氣柜又根據(jù)外形的不同分為多邊形和圓形兩種稀油密封煤氣柜。

2 干式煤氣柜的結(jié)構(gòu)

以橡膠密封膜干式煤氣柜為例，干式氣柜柜體結(jié)構(gòu)由支柱、柜頂、活塞、側(cè)板、活塞調(diào)平裝置、底板、密封橡膠膜、走廊及梯子平臺(tái)等部件組成。

橡膠密封膜干式煤氣柜的外殼是由支柱、側(cè)板、柜頂及底板構(gòu)成的一個(gè)固定圓形幾何體，其內(nèi)部有一個(gè)可活動(dòng)的活塞。側(cè)板與活塞之間的密封采用合成橡膠制的薄膜密封。在活塞的外側(cè)與側(cè)板之間設(shè)置T形板，T檔板前后的兩圈密封膠、外圈密封橡膠連接于側(cè)板和T形擋板之間，內(nèi)圈密封橡膠連接于T形板和活塞之間，使氣柜成為一個(gè)二段或密封的氣柜[1]。

根據(jù)不同容積的干式煤氣柜，分為單段或多段式的密封機(jī)構(gòu)，當(dāng)氣柜內(nèi)部未存有氣體時(shí)，活塞落在設(shè)備的底板上，當(dāng)氣體通過(guò)入口逐漸進(jìn)入氣柜內(nèi)時(shí)，當(dāng)氣柜內(nèi)達(dá)到一定壓力時(shí)，活塞開(kāi)始逐漸上升，內(nèi)側(cè)的密封橡膠膜開(kāi)始慢慢往上卷動(dòng)，隨著氣體的不斷進(jìn)入，活塞開(kāi)始上升，當(dāng)達(dá)到高液位時(shí)，開(kāi)始報(bào)警，當(dāng)達(dá)到高高液位時(shí)，由氣柜聯(lián)鎖裝置關(guān)閉進(jìn)口管道上的電動(dòng)閥，此時(shí)，氣柜達(dá)到最高液位；當(dāng)后續(xù)工段需要從氣柜內(nèi)往外部輸送氣體時(shí)，活塞慢慢往下回落，當(dāng)活塞下落到低液位時(shí)，開(kāi)始報(bào)警，當(dāng)活塞下落到低低液位時(shí)，由氣柜聯(lián)鎖關(guān)閉出口管道上的電動(dòng)閥你，并聯(lián)鎖關(guān)閉出口管道上的風(fēng)機(jī)。

3 干式煤氣柜相對(duì)于傳統(tǒng)濕式氣柜的獨(dú)特性

我公司以前設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)間歇造氣爐出來(lái)的煤氣壓力較低，溫度較低，估采用濕式氣柜即可滿足要求，隨著全國(guó)各地煤氣發(fā)展比較迅速，對(duì)煤氣的儲(chǔ)存設(shè)施要求比較高，而濕式氣柜的工作壓力不能滿足要求，并且考慮在新疆等地缺水比較嚴(yán)重，北方冬季較寒冷，水槽中的容易出現(xiàn)冰凍的現(xiàn)象，使用干式氣柜不僅能夠滿足工作壓力的要求，并且能夠解決地方缺水，同時(shí)能夠減少蒸汽的消耗，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果[2]。

現(xiàn)根據(jù)本人設(shè)計(jì)的干式氣柜和濕式氣柜，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行及維護(hù)各個(gè)方面說(shuō)明干式氣柜的獨(dú)特性：

1)干式氣柜與傳統(tǒng)濕式氣柜最大的區(qū)別就是沒(méi)有大型水槽，以前的濕式氣柜荷載比較大，對(duì)土建要求比較高，地基處理成本比較高，使用干式氣柜后，基礎(chǔ)采用圓環(huán)形結(jié)構(gòu)即可，對(duì)地基處理的要求簡(jiǎn)單，大大降低了土建投資的成本。

2)干式氣柜不接觸水，多邊形稀油密封煤氣柜及圓筒形稀油密封煤氣柜是用稀油進(jìn)行密封，罐內(nèi)壁因有稀油密封機(jī)構(gòu)裝置，在內(nèi)壁有一層油膜保護(hù)，所以其防腐壽命較傳統(tǒng)濕式氣柜要長(zhǎng)，其使用年限可到達(dá)50年以上，造價(jià)也比較低，后期維修費(fèi)用低，總成本較低[3]。

3)干式氣柜是使用活塞進(jìn)行升降，不像傳統(tǒng)的濕式氣柜通過(guò)塔節(jié)升降，容易出現(xiàn)卡扣脫軌的現(xiàn)象，發(fā)生煤氣泄漏，造成事故，干式氣柜的活塞液位和傾斜度都通過(guò)雷達(dá)物料計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，操作比較簡(jiǎn)便，運(yùn)轉(zhuǎn)比較安全，方便管理。

4)和濕式氣柜相比，干式柜的占地面積比較小，便于總圖布置，如需要建造一臺(tái)3萬(wàn)m3的氣柜，濕式氣柜的直徑需要42 m，干式氣柜的直徑需要34 m。

5)干式氣柜柜內(nèi)工作壓力比較穩(wěn)定，最大工作壓力可以到20 kPa以下，濕式氣柜最大工作壓力只能做到4 kPa，并且工作壓力不穩(wěn)定。

6)干式氣柜較濕式氣柜相比，在停車檢修時(shí)，不需要排放廢水，比較環(huán)保[4]。

7)從造價(jià)方面考慮，雖然濕式氣柜的用鋼量少，本身造價(jià)低，施工難度也比較低，但是由于濕式氣柜中存在水封裝置，柜體極易腐蝕，后期的維護(hù)費(fèi)用比較高。干式氣柜的鋼材用量多，本身造價(jià)高，但是后期維護(hù)費(fèi)用低，而且柜容越大，干式氣柜和濕式氣柜本身的造價(jià)約接近，這也是很多大型氣柜選擇干式的原因。

4 結(jié)語(yǔ)

在設(shè)計(jì)氣柜方面還有一些不足，將來(lái)我們需要進(jìn)一步在設(shè)計(jì)中考慮以下幾方面：

1)考慮綜合考慮設(shè)計(jì)因素，如何選擇稀油密封或橡膠膜密封氣柜；

2)考慮活塞調(diào)試速率及傾斜度的測(cè)量方式；

3)通過(guò)HAZOP分析，考慮氣柜的聯(lián)鎖及SIS系統(tǒng)。

今后我公司會(huì)繼續(xù)設(shè)計(jì)大型的橡膠膜干式氣柜及稀油密封干式氣柜，從以上幾個(gè)方面優(yōu)化干式煤氣柜的設(shè)計(jì)，結(jié)合建設(shè)單位的設(shè)計(jì)要求，氣象及地質(zhì)要求，為業(yè)主提供適合項(xiàng)目的干式氣柜，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等方面為業(yè)主提供量身定做的設(shè)計(jì)方案，以滿足日益發(fā)展的新型煤化工行業(yè)。