6000m3濕式煤氣柜設(shè)計要點

劉德軍，鄭令雨2

（1.湖北省緣達(dá)化工工程有限公司， 湖北 武漢 430070）

（2.宜昌海事局，湖北 宜昌 443000）

宜昌某化工廠現(xiàn)有黃磷電爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過煤氣風(fēng)機(jī)加壓后，通過管道進(jìn)入煤氣柜存儲，經(jīng)緩存后送入下游用做干燥熱源或反應(yīng)熱能，包括原料烘干工段、燃?xì)庥酂徨仩t和蒸發(fā)器、聚合崗位等。在電爐避峰情況下，根據(jù)下游的生產(chǎn)情況對煤氣進(jìn)行分配調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有的4500 m3煤氣柜第二層氣柜底部水盆有漏水跡象，在舊裝置本體上無法修復(fù)，維持低柜位持續(xù)運行，所以決定新建6000 m3濕式煤氣柜。新氣柜建成后，原4500m3煤氣柜作為備用儲備氣柜與新建的6000 m3煤氣柜并聯(lián)使用。

1 氣柜結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計參數(shù)

1.1 氣柜結(jié)構(gòu)特點

本臺6000m3低壓濕式直升式煤氣柜主要由水槽、塔節(jié)、鐘罩三部分組成[1]，如圖1所示，水槽直徑為21000mm，塔節(jié)直徑20100mm，鐘罩直徑19100mm。水槽、塔節(jié)均為圓柱形結(jié)構(gòu)。水槽用來盛水，保證塔節(jié)升降的密封；塔體用來儲存煤氣，隨著煤氣儲量的變化塔體上下升降；塔節(jié)和鐘罩之間靠上、下掛圈密封和連接；塔節(jié)升降利用塔壁內(nèi)、外部導(dǎo)架及上下導(dǎo)輪作垂直升降。進(jìn)出口采用DN800的管線，分別接至煤氣進(jìn)出口總管，通過本項目新建的管廊進(jìn)行敷設(shè)。

圖1 某6000m3濕式煤氣柜

1.2 氣柜設(shè)計參數(shù)

該項目6000 m3濕式氣柜的主要設(shè)計參數(shù)如表1所示。

表1 主要設(shè)計參數(shù)

2 氣柜基礎(chǔ)與水封有效高度

2.1 氣柜基礎(chǔ)

氣柜基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)按HG/T20643-2012[2]進(jìn)行，宜采用周邊為鋼筋混凝土環(huán)墻、中間為分層振實的砂石墊層或夯入天然地基的碎石層的基礎(chǔ)，如圖2所示。環(huán)墻應(yīng)具有較大剛度，其頂面寬度應(yīng)大于水槽壁至鐘罩壁板墊塊端部的距離和水槽墊板加強(qiáng)圈的寬度。

圖2 氣柜基礎(chǔ)示意圖

2.2 氣柜水封有效高度

煤氣設(shè)備的水封有效高度，按煤氣設(shè)備的最大工作壓力通過計算確定，并不小于表2的規(guī)定。因為煤氣柜最大工作壓力為4000Pa，所以水封的有效高度至少為0.1×4000×1.5=600mm。

表2 水封的有效高度

另外，當(dāng)進(jìn)出氣管上設(shè)有安全罩帽時，標(biāo)準(zhǔn)HG20517-1992[3]中安全罩帽相對于水槽溢流面的插入深度計算公式（5-5）有誤，應(yīng)按下式計算：L1=P1/9.81+Δh，式中P1為鐘罩開始升起時柜內(nèi)氣體壓力（Pa），Δh為水封裕度（mm），且Δh不應(yīng)小于50mm。

圖3 安全罩帽工作示意圖

3 主要技術(shù)要求

3.1 焊縫間距

壁板鋼板長度按現(xiàn)場原料配接，但最短長度不少于1000mm。相鄰兩圈壁板的縱焊縫應(yīng)錯開，錯開距離不少于250mm；縱焊縫不應(yīng)被導(dǎo)軌所覆蓋，距立柱邊緣不應(yīng)小于50mm。

水槽壁開孔接管或開孔補強(qiáng)板邊緣與水槽壁縱焊縫的間距不得小于200mm，與環(huán)焊縫的間距不得小于100mm。

水槽底板在三層板搭接處，應(yīng)將上層板向下打彎貼平后進(jìn)行焊接，三塊板重疊時節(jié)點之間的距離不應(yīng)小于300mm。

3.2 導(dǎo)軌安裝

導(dǎo)輪的安裝就位必須依據(jù)內(nèi)外導(dǎo)輪的垂直度來定位，當(dāng)導(dǎo)軌上端向兩側(cè)傾斜時，下導(dǎo)輪應(yīng)留出與傾斜量相等的間隙；反之，導(dǎo)輪應(yīng)緊靠導(dǎo)輪安裝。在升降實驗中觀察導(dǎo)輪運行情況，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，不得有卡軌、脫軌現(xiàn)象，導(dǎo)輪應(yīng)經(jīng)復(fù)測符合要求后，才可安裝焊接。

3.3 致密性試驗

水槽施工完畢后，用不低于5℃的水進(jìn)行充水試驗，充水至水槽溢流口，保持不少于48小時，罐壁無滲漏和異常變形為合格。充水試驗必須在監(jiān)視下進(jìn)行，并應(yīng)與土建專業(yè)密切配合。

鐘罩應(yīng)以設(shè)計壓力進(jìn)行氣密性實驗，塔節(jié)上升過程中，用肥皂水檢查塔節(jié)壁板焊縫和頂板焊縫(塔節(jié)全升起后)是否泄露。氣柜在致密性試驗合格后以不低于0.4m/min，且不超過 1.5m/min升降速度進(jìn)行2次以上升降試驗，在升降試驗過程中導(dǎo)軌無卡住、脫軌和因升降機(jī)構(gòu)安裝不當(dāng)造成的壁板變形現(xiàn)象，同時對所有的焊縫進(jìn)行檢查。

3.4 焊后無損檢測

水槽壁板焊縫應(yīng)按NB/T47013.1～47013.6-2015[4]進(jìn)行無損檢測，其檢查率不低于下列值：縱縫10%，T型焊縫15%，環(huán)縫10%，RT-III級合格。

3.5 防腐

防銹涂料選用如下：水槽內(nèi)壁、鐘罩內(nèi)外壁及內(nèi)件，環(huán)氧帶銹底漆(H06-1)三道，環(huán)氧云鐵防銹漆(H53-3) 二道，原漿型環(huán)氧煤瀝青漆(HL52-1)四道；水槽底板上下面，涂乙烯磷化底漆二道，紅丹酚醛防銹底漆二道，瀝青底漆一道，再潑熱瀝青8～10mm(底板下面無熱瀝青)；水槽外壁、鐘罩頂板外表面、外部附件等，環(huán)氧富鋅底漆(H06-5)二道，環(huán)氧云鐵防銹漆(H53-3)二道，氯化橡膠原漿型面漆(銀灰，J52-21)三道或氯磺化聚乙烯面層涂料(J52-50)三道。

4 結(jié)論

配重塊設(shè)置的多少直接關(guān)聯(lián)到氣柜的操作壓力，所以配重的設(shè)計與計算需要在氣柜設(shè)計完成后才能最終確定[5]。配重塊分上配重塊和下配重塊，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，該氣柜按上下比例1:2分配，如表3所示。上配重塊設(shè)在鐘罩頂邊緣的配重平臺上，通常以增減上配重塊的數(shù)量來調(diào)整氣柜內(nèi)氣體的最終壓力。下配重則均勻布置在鐘罩底環(huán)內(nèi)側(cè)，保證氣柜中節(jié)不會產(chǎn)生過大的偏心載荷。

表3 氣壓與加重物對照表