干式稀油柜柜內(nèi)壓力波動對外部管網(wǎng)的影響分析

摘要：隨著近些年國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，煤氣柜在鋼鐵廠的應(yīng)用日趨廣泛，干式煤氣柜因其儲氣壓力高、活塞速度快等特點已被更多人所接受。文章討論了用于儲存高爐煤氣和焦爐煤氣的干式稀油柜柜內(nèi)壓力波動情況，分析了其壓力波動對外部管網(wǎng)產(chǎn)生的影響，可以此作為指導(dǎo)來合理確定干式稀油柜的儲氣壓力。

關(guān)鍵詞：干式稀油柜；柜內(nèi)壓力；壓力波動；外部管網(wǎng)；煤氣柜；鋼鐵廠 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ547 文章編號：1009-2374（2015）22-0071-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.035

1 概述

隨著近些年國內(nèi)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)環(huán)保行業(yè)對鋼鐵廠能源排放要求在逐步提高，煤氣柜在鋼鐵廠的應(yīng)用日趨廣泛，與此同時，煤氣柜技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。從煤氣柜結(jié)構(gòu)形式上劃分，煤氣柜柜型可分為濕式煤氣柜和干式煤氣柜，濕式煤氣柜因結(jié)構(gòu)形式的缺陷及環(huán)保要求的日趨提高，濕式煤氣柜已趨于淘汰，而干式煤氣柜因其儲氣壓力高、活塞速度快等特點已被更多人所接受。本文主要討論了用于儲存高爐煤氣和焦爐煤氣的干式稀油柜柜內(nèi)壓力波動情況，以此為例分析了其柜內(nèi)壓力波動對外部管網(wǎng)產(chǎn)生的影響。

2 干式稀油柜柜內(nèi)壓力波動分析

煤氣柜作為鋼鐵廠平衡管網(wǎng)壓力的一個重要調(diào)節(jié)手段，當煤氣發(fā)生量和消耗量波動時，主管網(wǎng)壓力隨之波動，如果煤氣發(fā)生量大于消耗量，主管網(wǎng)壓力升高，剩余煤氣將自動進入煤氣柜；如果煤氣發(fā)生量小于消耗量，主管網(wǎng)壓力降低，所缺煤氣將自動由煤氣柜補充。這樣很容易給人們造成一種錯覺：只要煤氣柜處于在線運行狀態(tài)，則外部煤氣管網(wǎng)壓力就會非常穩(wěn)定。而實際上煤氣外部管網(wǎng)壓力是存在一定的壓力波動，除去因煤氣調(diào)度調(diào)整帶來的壓力波動外，還有因煤氣柜自身因素帶來的壓力波動。因煤氣柜柜內(nèi)儲存介質(zhì)密度特性，導(dǎo)致其柜內(nèi)存在壓力梯度現(xiàn)象以及煤氣柜活塞所處的運行狀態(tài)，這兩種情況均會造成干式稀油柜柜內(nèi)壓力波動，從而對外部管網(wǎng)壓力波動產(chǎn)生影響。

2.1 干式稀油柜柜內(nèi)壓力梯度分析

干式稀油柜通常在活塞頂上和柜底側(cè)板上設(shè)有壓力檢測點，對于高爐煤氣柜和焦爐煤氣柜而言，隨著活塞上下運行，這兩點所測的煤氣壓力的變化情況以及柜內(nèi)壓力梯度變化均有所不同。圖1為干式稀油柜壓力檢測點布置圖：

由此可知，當干式稀油柜活塞上下運行時，壓力表檢測出的柜內(nèi)活塞部和底部煤氣壓力的壓力差存在一定線性關(guān)系。根據(jù)壓力的定義可知，煤氣柜活塞部位的壓力僅與煤氣柜活塞及隨活塞運行的附件總重量和煤氣柜橫截面積有關(guān)，即當煤氣柜投入運行后，理論狀態(tài)下煤氣柜活塞部位的煤氣檢測壓力值始終保持恒定，此壓力與煤氣柜儲存何種介質(zhì)無關(guān)。故式（5）體現(xiàn)的實際為煤氣柜底部煤氣壓力隨煤氣柜活塞運行高度變化的波動趨勢。

因干式稀油柜與外部管網(wǎng)連通的煤氣進出口管道設(shè)置在煤氣柜底部，煤氣底部的壓力波動會直接影響到外部管網(wǎng)煤氣壓力波動。結(jié)合圖2及以上情況可知：當干式稀油柜儲存密度偏移空氣密度較大的介質(zhì)時，柜內(nèi)壓力梯度會較大，對外部管網(wǎng)壓力波動的影響比較明顯，如儲存焦爐煤氣時，外部管網(wǎng)壓力波動高達80Pa/10m（壓力/活塞高度）；而當儲存密度偏移空氣密度較小的介質(zhì)時，柜內(nèi)壓力梯度會較小，對外部管網(wǎng)壓力波動的影響不明顯，如儲存高爐煤氣時，外部管網(wǎng)壓力波動不到10Pa/10m（壓力/活塞高度）。

2.2 干式稀油柜活塞運行狀態(tài)分析

隨著煤氣的進出吞吐，干式稀油柜活塞處于上升或下降狀態(tài)，此時干式稀油柜柜內(nèi)壓力隨著活塞的上升或下降亦在不斷波動。

結(jié)合柜內(nèi)壓力梯度分析情況可知，在干式稀油柜活塞處于上升狀態(tài)時，因活塞部位煤氣壓力會有所提高，其運行狀態(tài)能夠減小焦爐煤氣柜對外部管網(wǎng)的壓力波動影響值，但能增大高爐煤氣柜對外部管網(wǎng)的壓力波動影響值；在干式稀油柜活塞處于下降狀態(tài)時，其運行狀態(tài)能夠增加焦爐煤氣柜對外部管網(wǎng)的壓力波動影響值，但能減小高爐煤氣柜對外部管網(wǎng)的壓力波動影響值。

3 結(jié)語

本文以干式稀油柜分別存儲焦爐煤氣和高爐煤氣為例，綜合分析了柜內(nèi)壓力梯度和活塞運行狀態(tài)綜合影響下，干式稀油柜柜內(nèi)壓力波動對外部管網(wǎng)的影響，可知當儲存介質(zhì)密度偏移空氣密度較小時（如高爐煤氣），柜內(nèi)壓力波動對外部管網(wǎng)的影響比較??；當儲存儲存介質(zhì)密度偏移空氣密度較大時（如焦爐煤氣），柜內(nèi)壓力波動對外部管網(wǎng)的影響比較大，尤其活塞高位運行時，柜內(nèi)壓力梯度和活塞所處運行狀態(tài)所帶來的柜內(nèi)壓力波動相疊加，會直接加劇外部管網(wǎng)的壓力波動情況。因此在確定干式稀油柜儲氣壓力時，需要充分考慮干式稀油柜柜內(nèi)壓力波動對外部管網(wǎng)的影響，需利用分析過程估算柜內(nèi)壓力波動值，并最終將其用于調(diào)整最終儲氣壓力，以滿足當煤氣柜向外輸送煤氣時外部管網(wǎng)用戶最低用氣壓力需求。

參考文獻

[1] 劉納新，盧燊.焦爐煤氣柜內(nèi)“浮力”問題及對策

[J].煤化工，2003，（6）.

作者簡介：柳智（1983-），男，重慶賽迪熱工環(huán)保工程技術(shù)有限公司工程師，碩士，研究方向：燃氣專業(yè)設(shè)計及項目管理。

（責任編輯：秦遜玉）