1万m高炉煤气柜技术规格和功能描述Word文档格式.docx
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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
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。
(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
DN800
1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
10
窥视孔
11
溅油收集板
12
活塞导轮
48个
13
活塞倾斜测定装置
14
活塞防回转装置
15
内部防爆吊笼
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
17
外部防爆电梯
1部
18
外部走梯
设在电梯井筒外圈
19
柜容指示器
圆形盘面,在第一层回廊
20
油泵房
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
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
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
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。
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
104m3干式高炉煤气柜站区工艺设计包括:
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、和自动化仪表要求等。
一、煤气柜站区设施
干式煤气柜站区内的工艺设施有:
104m3干式高炉煤气柜柜体、四座油泵站、一座外部电梯机房、煤气进出口管道以及综合操作值班室等,主要设施如下:
(1)站区工艺管道设计
1)煤气管道
104m3高炉煤气柜设有1根DN1800的煤气进出口管。
煤气进出口管通过地坑进入煤气柜。
煤气进出口管与站区围墙外的厂区煤气总管相连。
这样10×
104m3高炉煤气柜就可以根据煤气总管的压力,自动‘吞’、‘吐’煤气。
为了控制进、出煤气柜的流量和在必要时可以切断煤气,在站区内的煤气进出口管上设有电动蝶阀、U形水封和电动调节阀。
为了防止活塞冲顶和在必要时放散气柜内煤气,在高炉煤气进出口管上接出1根DN800煤气放散管。
煤气放散管沿煤气柜侧壁爬上煤气柜顶。
煤气放散管的最高点高出煤气柜顶部4m。
站区内的煤气管道均架空敷设。
站区内的煤气管道的布置详见附图。
2)蒸汽和氮气管道设计
由于冬天气柜的底部油沟需要保温,站区内设有一根DN65蒸汽管道,蒸汽压力为0.3~0.4MPa。
本设计站区内的煤气柜和煤气管道的置换气体均采用氮气,站区内设有一根DN100的氮气管道。
氮气压力为0.3~0.4MPa。
站区内DN65蒸汽管道和DN100氮气管道,均沿煤气管道铺设。
二、高炉煤气柜的自动化控制
104m3煤气柜设有完善的测控仪表及联动保护措施,可以确保煤气柜安全、连续的运行。
(1)测控工程及要求
测控工程及要求详见下表。
表3.8.3-510×
104m3煤气柜仪表测控工程
检测工程
要求
备注
实际测量范围
就地
PLC
警
动
显示
累积
一)压力
储气压力
各油泵吸入压力
各油泵出口压力
煤气进/出口管压力
蒸汽总管压力
给水总管压力
吹扫用氮气管压力
二)温度
煤气进/出口管温度
底部油沟密封油温度
柜内煤气温度
油泵站油室温度
三)流量
蒸汽流量
氮气流量
四)阀门控制
煤气进出口管调节阀开度
煤气放散管调节阀开度
煤气进出口管电动蝶阀开度
煤气放散管电动蝶阀开度
五)其它
气柜储气量
活塞油位
活塞位置
21
活塞升降速度
22
活塞上部CO含量
23
各油泵启动时间
24
活塞倾斜测定
说明:
带“√”为要求测控的工程;
带“*”为同步输入煤气管理中心。
(2)煤气柜的报警和联动保护
表3.8.3-5气柜储气量<
活塞位置)的报警与阀门联动保护
储气量(×
104m3>
活塞位置(m>
语音报警(储气量>
高炉煤气进、出口管电动调节阀
高炉煤气进出、口管电动蝶阀
煤气放散管电动调节阀
煤气放散管电动蝶阀
9.5
59.4
储气量过多
关
开
>9
>56.3
储气量多
关xx%
9~1
56.3~6.3
开
<1
<6.3
储气量少
0.5
3.1
储气量过少
表3.8.3-6气柜内部温度报警
柜内温度<
语音报警
>60
温度过高
≤60
正常
表3.8.3-7柜内气体压力报警与阀门联动保护
柜内气体压力(Pa>
高炉煤气
进出口管
电动调节阀
高炉煤气进出口管电动蝶阀
电动蝶阀
≥12500
活塞运行有故障
≤10500
表3.8.3-8活塞上部CO含量的报警
CO含量
30mg/m3
50mg/m3
表3.8.3-9活塞倾斜量的报警与阀门联动保护
活塞倾斜量
(mm>
高炉煤气进出口管电动调节阀
>+90
活塞倾斜量过大
-90~+90
开xxx%
<-90
表3.8.3-10活塞升降速度的报警与阀门联动保护
活塞升/降速度
(m/min>
>+1.50
活塞升速过快
-1.50~+1.50
活塞运行正常
<-1.50
活塞降速过快
(3)10×
104m3煤气柜的自动化水平
104m3煤气柜采用电气、仪表、计算机三电合一的PLC控制系统,气柜运行过程的检测、控制和气柜运行的状态参数,均进入PLC系统。
PLC控制系统的操作员站设置在煤气柜操作值班室内。
操作工在操作员站上通过显示屏和键盘,可对整个气柜的运行过程和状态进行监视和控制。
当气柜发生异常和事故时,PLC控制系统会发出声、光报警;
到极限状态时,PLC系统会发出联动保护指令,控制气柜运行;
必要时也可进行人工干预,通过键盘直接操控阀门,进行事故处理。
PLC控制系统还能打印报表;
显示气柜的历史运行轨迹。
申明:
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