干式气柜的改进设计
2016/1/11 9:30:16 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
一、前言
干式气柜已发展成为城市煤气、化工(三聚磷酸钠)、钢铁工业等系统的新的主要设施，改变了原湿式气柜一统天下的状况。然而，从委托我厂(中华造船厂)设计项目的情况来看，发展湿式中小型气柜，仍有很大潜在需求。为适应这一需求形势，现结合一项设计实例对干式气柜的设计改进进行一些探讨。
二、干式气柜发展对我厂的影响
80年代初，我们开发了干式煤气柜，为我国城市煤气的发展作出了贡献，在气柜建造上，进入了一个新的阶段。
干式气柜与湿式气柜相比，占地面积小、径高比大、贮气压力大，并且稳定，重量小得多，具有很大的优越性。因此，很快地被广泛应用于全国各大、中城市。
1978年一1993年我厂承造的干式气柜与湿式气柜分别为44座和19座，约为7:3，可见市场对干式气柜需求状况。
我厂干式气柜是在以造船、修船为主体的经营方针指导下发展起来的辅线新产品，它对我厂的生产经营产生了以下影响:
(1)形成了新的辅线新产品结构，取代了原来单一湿式气柜产品结构。
(2)向市场提供优质中小型湿式气柜，以满足中小型企业对旧式气柜技术改造的需要。
(3)干式、湿式气柜共存，对搞活我厂经营、提高经济效益发挥了充分作用。
80年代初，我们开发了干式煤气柜，为我国城市煤气的发展作出了贡献，在气柜建造上，进入了一个新的阶段。
干式气柜与湿式气柜相比，占地面积小、径高比大、贮气压力大，并且稳定，重量小得多，具有很大的优越性。因此，很快地被广泛应用于全国各大、中城市。
1978年一1993年我厂承造的干式气柜与湿式气柜分别为44座和19座，约为7:3，可见市场对干式气柜需求状况。
我厂干式气柜是在以造船、修船为主体的经营方针指导下发展起来的辅线新产品，它对我厂的生产经营产生了以下影响:
(1)形成了新的辅线新产品结构，取代了原来单一湿式气柜产品结构。
(2)向市场提供优质中小型湿式气柜，以满足中小型企业对旧式气柜技术改造的需要。
(3)干式、湿式气柜共存，对搞活我厂经营、提高经济效益发挥了充分作用。
三、发展湿式气柜仍然重要
现在，拥有旧湿式气柜的中小型企业进行技术改造的与日俱增，就我厂来说，就已承接过许多单位的技术改造工程，他们属于不同行业，大致有钢铁厂、煤气厂、煤气公司(郊县)、矽钢片厂、焦化厂、化工厂和乡镇公用事业等。
各单位技术改造的目的不同，除了有共同的技术要求之外，主要根据各自的特殊性质、要求、使用(环境)条件等因素来选择气柜的型号、容量及技术参数等。
对拥有湿式气柜的中小型工(矿)企业进行技术改造，选择气柜的容量1 000^ 10 000 m3居多，而目前，在干式气柜型号中尚无相应的现’成型号可供套用。从用途角度来看，由于气柜的贮存介质各有不同，因而必须在设计上予以专「〕考虑。在这方面湿式气柜较易达到技术要求。另外，考虑北方气候条件，改进预热防冻装置，开发新型湿式气柜，可在北方中小型企业中拓展市场。例如1992年太原钢铁厂即兴建了一座10万m'湿式气柜，在北方，10 000 m'(含10 000 m')以下的小型湿式气柜也修建了不少。可见，今后对1 000^ 10 000 m'湿式气柜
仍将有可观的需求。
各单位技术改造的目的不同，除了有共同的技术要求之外，主要根据各自的特殊性质、要求、使用(环境)条件等因素来选择气柜的型号、容量及技术参数等。
对拥有湿式气柜的中小型工(矿)企业进行技术改造，选择气柜的容量1 000^ 10 000 m3居多，而目前，在干式气柜型号中尚无相应的现’成型号可供套用。从用途角度来看，由于气柜的贮存介质各有不同，因而必须在设计上予以专「〕考虑。在这方面湿式气柜较易达到技术要求。另外，考虑北方气候条件，改进预热防冻装置，开发新型湿式气柜，可在北方中小型企业中拓展市场。例如1992年太原钢铁厂即兴建了一座10万m'湿式气柜，在北方，10 000 m'(含10 000 m')以下的小型湿式气柜也修建了不少。可见，今后对1 000^ 10 000 m'湿式气柜
仍将有可观的需求。
四、优化设计小型湿式气柜
1991年9月受南汇化工厂委托，我厂设计、制造、安装单节1 200 m'湿式气柜。该气柜用于贮存生产碳酸氢钱< NI-I,I-IC03)化肥用的气体氨。以往生产的湿式气柜的性能，远不适应这种气柜的性能要求，必须重新考虑设计，为此作了如下改变。
1.采用新的化工设计标准
参照1986年颁布实施的化工设计标准《钢制低压湿式气柜设计技术规定》<CD130A6一86)进行设计、制造、安装以及施工验收。
这项标准比1983年前颁布的有关规范适用范围更广，对化工产品针对性强。
1991年9月受南汇化工厂委托，我厂设计、制造、安装单节1 200 m'湿式气柜。该气柜用于贮存生产碳酸氢钱< NI-I,I-IC03)化肥用的气体氨。以往生产的湿式气柜的性能，远不适应这种气柜的性能要求，必须重新考虑设计，为此作了如下改变。
1.采用新的化工设计标准
参照1986年颁布实施的化工设计标准《钢制低压湿式气柜设计技术规定》<CD130A6一86)进行设计、制造、安装以及施工验收。
这项标准比1983年前颁布的有关规范适用范围更广，对化工产品针对性强。
2.改进小型气柜性能的关键
(1)要满足合成氨工业气柜的特性，必须加大气柜进出气口的吞吐量，加快气柜运行升降速度。
(4)要克服以往建造的600 m'无外导架直升湿式气柜存在的问题:水封性能差;}a卜罩壁板腐蚀，造成严重泄漏;气柜运行倾斜严重;紧急放散管释放容量太小;以及仅考虑适用于某一种介质，而不能转换他种介质使用的情况。
(1)要满足合成氨工业气柜的特性，必须加大气柜进出气口的吞吐量，加快气柜运行升降速度。
(2)要广泛听取合理意见，并按标准选型细则的规定，选好气柜型号，满足用户的需要。
(3)为提高气柜的运行安全性，增设大(吞吐)容量的安全装置。(4)要克服以往建造的600 m'无外导架直升湿式气柜存在的问题:水封性能差;}a卜罩壁板腐蚀，造成严重泄漏;气柜运行倾斜严重;紧急放散管释放容量太小;以及仅考虑适用于某一种介质，而不能转换他种介质使用的情况。
3.改进设计的九个方面
(1)对气柜介质作转产可换性的问题作了专门的考虑。山于新型气柜具有升降速度快、压力大、介质吞吐量大等特点，改进设置了气柜兼用吹扫管路，使新型气柜具备了可置换介质的
(1)对气柜介质作转产可换性的问题作了专门的考虑。山于新型气柜具有升降速度快、压力大、介质吞吐量大等特点，改进设置了气柜兼用吹扫管路，使新型气柜具备了可置换介质的
功能。还在必要的部位设置了清洗人孔，介质更换，柜体及所有附属构件和管路必须予以清扫。对湿式气柜的清扫各厂采用的方法各有不同。另外，介质作转产更换，还必须对气柜的工作压力、管路介质释放流量、气柜升降速度等作相应的调整和控制。
(2)气柜的选型及技术数据的计算，不同于以往的方法。新气柜是从精确计算的技术参数的数列中，择优选取了径高比(水槽直径与柜体总高度之比)D:H。经过论证，确定取1. 04的径高比，这一比值完全满足基础许可容纳的面积限}I}i!和气柜的有效容积(1 022 m3)要求。这是气柜设计的先决条件。
(3)为了提高气柜fsJ}J性与强度，从安全可靠性出发，选择了湿式螺旋升降式气柜。它具有节省钢材用量，精度高的特点。
(4)新气柜的板材、型材采用了预处理工艺，选用了防锈作用好的底漆。结合当地的腐蚀气拒的有害气体的状况，按工件的工序及气柜构件(水中、日晒构件)的部位，采用抗化学腐蚀，耐水性，粘着力强的环氧沥青厚浆漆(按组分配套)。此外，从工艺上保证涂料道数和严格控制涂料膜厚。钟罩下方浸在水中的19t配重块(生铁)涂上沥青，以防止对钟罩壁板的腐蚀，延长气柜的使用寿命。
(3)为了提高气柜fsJ}J性与强度，从安全可靠性出发，选择了湿式螺旋升降式气柜。它具有节省钢材用量，精度高的特点。
(4)新气柜的板材、型材采用了预处理工艺，选用了防锈作用好的底漆。结合当地的腐蚀气拒的有害气体的状况，按工件的工序及气柜构件(水中、日晒构件)的部位，采用抗化学腐蚀，耐水性，粘着力强的环氧沥青厚浆漆(按组分配套)。此外，从工艺上保证涂料道数和严格控制涂料膜厚。钟罩下方浸在水中的19t配重块(生铁)涂上沥青，以防止对钟罩壁板的腐蚀，延长气柜的使用寿命。
(5)设置性能优异的安全紧急放散管。经过改进，新气柜的安全紧急放散管提高了确保气柜运行安全的可靠性能。安全紧急放散管由于采用了新结构(见图1)和放大了管子通径(200m ni)而增加了泄放量。6支安全紧急放散管精确地均匀布置，使小型气柜(钟罩)能平稳地沿螺旋线轨迹水平地迅速下降，改变了以往放散h}A;紧急放泄不佳的状况。当气柜超压，危及气柜运行安全时，安装在钟罩构件上的6支安全紧急放散管与钟罩同步加速升至高限位的临界线。当安装定位在同一标高的6支安全紧急放散管下端泄气口离开水面时，儿乎在同一瞬问，6支紧急放散管灵敏地、安全可靠地向柜外泄放介质气体，使柜体迅速下降，压力恢复正常，使气柜转危为安。放心的气柜运行安全装置，确保了气柜运行的安全。
(6)能兼用于化工系统的气柜是较少见的。这种新型气柜既适应市场经济的需要，又可作转产改贮他种气体，可广泛适用于中小型企业(南、北方)，是一种甚为适用的经济型气柜。
(6)能兼用于化工系统的气柜是较少见的。这种新型气柜既适应市场经济的需要，又可作转产改贮他种气体，可广泛适用于中小型企业(南、北方)，是一种甚为适用的经济型气柜。
(7)对单节气柜水封结构作了改进，提高了单节钟罩的稳性和抗风性，不宜将28. 5 t重块密封性。新设计中采用了内外双重水密封结构(见图2)，结构加强后，又能在柜体(钟罩)下方设置安放配重块的支架，改变了以往单节气柜常常冒气，密封不佳的状况，大大提高了气柜密封性。
(8)经计算，气柜达到设计工作压力4 000Pa，须配设重为28. 5 t的重块(生铁)。考虑到
全部配置于钟罩顶板重块支架上.为此，分设“柜顶板上方配重”和“钟罩下方支架配重”。为避免因配重引起钟罩倾斜，将占钟罩总重量近1/2的重块配置得当，至关重要。所以选择了按1，2比例分配安置重块重量，即“柜顶板上方配重”为9. 5 t ,“钟罩下方支架配重”为19t，并采用平衡配重方法，配置均衡，使气柜运行平稳，压力稳定，气柜不出现倾斜，无泄漏现象。气柜安全帽罩直径由原来的600 mm增大到1 200^-1 800 mm。设计时，对一些技术问题作了探索，认为安全帽罩装置的设计应遵守以下原则。
①帽罩结构紧凑，不影响柜体的有效容积;
②选择安全帽罩的安置部位，应满足总体刚性和强度;
③安全帽罩自运行安全，并确保气柜运行安全。
按此要求设计的安全帽罩，符合气柜性能和水封安全帽罩工作原理，结构合理，性能可靠。所设计的大直径水封安全帽装置见图30
在生产过程中，配置车间出现应急故障，气柜介质气体仍大量向出气口管泄放，进气口管失控，气源停止供气，柜体迅速下降，贮气量降低到额定极限值，这时手控或电动阀自动打开，让外界空气应急流入柜体补偿，使气柜避免了被抽真空现象。①帽罩结构紧凑，不影响柜体的有效容积;
②选择安全帽罩的安置部位，应满足总体刚性和强度;
③安全帽罩自运行安全，并确保气柜运行安全。
按此要求设计的安全帽罩，符合气柜性能和水封安全帽罩工作原理，结构合理，性能可靠。所设计的大直径水封安全帽装置见图30
4.新型气柜的技术性能及特点
(1)主要技术性能密封形式水封外观形式圆筒螺旋升降式
公称容积1 200 m'
有效容积1 022 m'
(1)主要技术性能密封形式水封外观形式圆筒螺旋升降式
公称容积1 200 m'
有效容积1 022 m'
儿何容积1163m'
总高14 633 mm
水池高7 660 mm
水池导轮6个
水池面积181. 5 mZ
水池直径15 200 mm
钊，罩弯高963 mm
塔体1个
工作压力4 000 Pa
工作介质合成氨
(2)新型气柜特点新型气柜是一种“经济型”气柜，水封性能好，工作压力可调幅度大，达1 200^-4 000 Pa,运行安全平稳，儿乎无倾斜，抗风性好，进出气口的管路侧向敷设，易维修保养，安全紧急放散管灵敏可靠。新型经济型气柜与原有单用贮气柜性能比较如表。
气柜运行2年多证明，主体结构设计可靠合理，水密封机构优越，不冒气，无泄漏，不污染环境，其性能完全满足化肥合成的工艺要求，每年可增产化肥约8 000 t，而且质量符合要求，业主对安全紧急放散管的可靠工作性能，尤其感到满意。----------------------本文由干式气柜公司整理发布，如需转载，请注明！
总高14 633 mm
水池高7 660 mm
水池导轮6个
水池面积181. 5 mZ
水池直径15 200 mm
钊，罩弯高963 mm
塔体1个
工作压力4 000 Pa
工作介质合成氨
(2)新型气柜特点新型气柜是一种“经济型”气柜，水封性能好，工作压力可调幅度大，达1 200^-4 000 Pa,运行安全平稳，儿乎无倾斜，抗风性好，进出气口的管路侧向敷设，易维修保养，安全紧急放散管灵敏可靠。新型经济型气柜与原有单用贮气柜性能比较如表。
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