阿曼阿恩型稀油密封干式煤气柜于 20世纪 80～ 90年代在国内冶金企业普遍使用 ,由于它存在存贮煤气压力低、密封效果不理想 ,不能有效的平衡煤气管网压力等缺陷 ,而逐步被能存贮煤气压力更高、密封效果更佳、煤气吞吐量大、更能有效地平衡煤气管网压力的 POC型干式煤气柜所取代 ,安全拆除已迫在眉睫。
      南京南钢产业发展有限公司能源中心 (以下简称“南钢” ) 1#50 000 m3稀油密封焦炉煤气柜已于2012年 2月底由鞍钢金属结构有限公司成功拆除。
1　气柜概况
      南钢能源中心 1#50000 m稀油密封焦炉煤气柜是由马鞍山钢铁研究设计院设计 ,上海中华造船厂承建 ,于 1987年建成投产 ,当时用来存储高炉煤气 ,随着公司用气结构调整 ,于 1996年改为存储焦炉煤气 ,气柜运行至今已达 24年。 随着南钢节能减排转型发展的需要 ,气柜于 2011年底进入拆除阶段。
      该煤气柜为 50 000 m3稀油密封曼式煤气柜 ,为20根立柱的正二十边形棱柱体。柜顶檐高 53. 96m ,通风窗高 60. 76m ,气柜外切直径 37. 215m,通风窗直径 10. 615 m,气柜柱距 5. 9 m,共 67块侧板 ,柜身设有4层平台。
      煤气柜由柜顶、活塞、柜侧板、立柱、柜底、斜梯、走台、密封装置、煤气放散装置、外部电梯等部分组成 ,柜体总重约994. 6t。
2　气柜拆除步骤
2. 1　气柜拆除工艺流程
       氮气置换→密封油外放→搬出配重块→柜顶卷扬等设备→安装鼓风机、水泵→油槽加水→活塞上下运行调试→在活塞上安装柜顶支撑件→活塞浮升至气柜上部→连接柜顶与柜顶支撑件→测算柜顶+活塞+ 附件等重量下的柜内压力→保持柜内压力 ,柜顶与立柱脱离→利用活塞升降以柜顶为作业平台和 50 t履带吊吊装拆除侧板立柱、走台 (含紧急放散、安全放散等 )、电梯→拆除物地面分解外运→柜顶落底→活塞及柜顶拆除→柜底清淤→底板拆除。
2. 2　气柜拆除步骤
2. 2. 1　柜内密封油外排及清洗
       将活塞油槽内的密封油全部排放到柜底油槽内 ,将密封油全部抽出外运。对柜内化学残留物进行处理 ,以防拆除时发生火灾。
      柜内化学残留物处理合格后 ,从水源处通过 50000 m3柜的油水分离器上油管向柜底油槽注水。给水管直径为Υ108 mm,水泵的入口管接至柜底部油沟放油管上。泵的出口接至油泵房的上油竖管上。竖管与活塞油槽采用通用的橡胶软管连接。
2. 2. 2　安装柜顶支撑
      柜顶临时支撑所用材料: 立柱为 Υ219 mm×6 m m无缝钢管 ,长度 2 000 m m(长度为按照图纸测算 ,施工时应进行实际测量 ) ,共计 20根 ,斜拉支撑为 L63 mm× 6mm角钢 ,长度 3 000mm,共计60根。打开侧板人孔 ,通过侧板人孔将事先准备好的柜顶支撑用件运入柜内活塞上 ,在活塞上导轮处进行安装。
2. 2. 3　活塞浮升
柜顶系统与活塞系统相连。 气柜顶升前应完成
以下项目 ,从而保证安全顶升:
( 1)活塞放气阀、鼓风机及通讯联络设备启动、工作正常活塞上设置压力计;
( 2)检查密封机构保证其功能正常 ;
( 3)加固活塞上导轮座 ;
( 4)活塞顶升过程中要时时观测柜内压力 ,并做好记录;
( 5)活塞上升到与柜顶系统相连 ,调整鼓风机风量 ,控制柜内压力 ,使活塞悬停;
( 6)柜顶桁架与活塞上导轮座通过焊接进行连接;
( 7)在立柱上 (活塞上导轮座下方 )安装挡板。
2. 2. 4　柜顶桁架与立柱分离
( 1)分离前要对活塞与柜顶相连接处及挡板进行检查。
( 2)检查立柱上挡板 ,利用立柱挡板托住活塞上导轮座 ,使活塞及柜顶稳固。
( 3)对柜顶桁架与立柱相连接处进行切割
2. 2. 5　活塞系统与柜顶系统回落
活塞系统与柜顶系统回落前应检查以下项目:
( 1)上下导轮无变形和偏转 ;
( 2)防水平回转装置无变化 ,即活塞无水平回转;
( 3)密封机构无翻板及其他缺陷 ;
( 4)风机、放气阀安全可靠。
       柜顶与柜顶支撑连接牢固后 ,打开进风口阀门 ,调节柜内压力使其与柜顶系统、活塞系统及其附件在一起整体浮升时的柜内压力接近 ,关闭进风口阀门 ,使柜内压力保持不变。 派专人观测柜内压力 ,当压力降低时 ,通知阀门操作人员打开进风阀门 ,当压力达到要求后 ,关闭阀门。
       压力稳定后 ,用气割将柜顶桁架自桁架端部切割掉约 300m m,使其与柜顶脱离。 开鼓风机使柜顶上升 150 mm切割柜顶支撑挡板 ,柜顶与柜体完全脱离。
       柜顶与立柱完全脱离后 ,打开放气阀门或活塞人孔 ,使活塞及柜顶系统整体回落至低于柜顶檐口板 1. 2 m处利用柜顶为施工作业平台。 观察气柜升降是否平稳可靠 ,反之 ,通过配重块进行小范围调整。
2. 2. 6　利用履带吊吊装拆除侧板立柱、走台
       柜顶及活塞整体浮升后 ,利用吊装拆除侧板立柱及走台。 具体实施办法为:
( 1)利用放散管阀门的开闭及鼓风机的送风停风控制柜顶及活塞升降 ,使柜顶始终处于最有利于拆除的工作面高度;
( 2)每 2块侧板与相邻一端的立柱切割后进行拆除 ,对拆除的侧板立柱通过履带吊吊装到柜外摆放并及时分割外运至指定地点;
( 3)当变换立柱侧板位置时 ,将履带吊位置相应调整。2. 2. 7　柜身 30m
       以下部分采用汽车吊进行拆除为保证拆除的安全 ,当采用以上方法将柜身30 m以上的部分拆除完毕后 ,换汽车吊作为吊装机械 ,进行拆除 ,直至拆除完最后一块侧板。2. 2. 8　柜顶、活塞系统拆除首先将柜内的侧板立柱吊出至柜外适当的地方 ,摆放整齐。 然后在吊车的配合下 ,依次拆除柜顶系统、活塞系统构件。
2. 2. 9　柜底板拆除
     柜底板、油槽板拆除前 ,要处理好其表面的化学残留物 ,避免切割时发生火灾。
3　注意事项
3. 1　控制鼓风机
 ( 1)活塞浮升时鼓风机启动 ,使风机流量保持在12 200 m3/h,压力保持在 1 650～ 1 750 Pa,速度控制在 0. 4～ 0. 6 m /min,在此状态下活塞能够平稳上升 ,直至气柜顶部。
( 2)活塞支撑件与柜顶下桁架距离 2 m 时 ,通过控制风机出口调节阀和放散阀开度 ,降低升柜速度 ,使活塞支撑件与柜顶下桁架缓慢接触 ,并具备焊接连接的条件;同时调节风机出口调节阀和放散阀的开度 ,使气柜压力保持稳定。通过 U型压力计、在线监测设备对气柜压力、柜容、油沟液位、活塞倾斜度监测 ,并由专人每 10 min进行详细记录。
( 3)由于拆除侧板时风机是停止的 ,柜内压力基本保持不变 ,如果由于气温因素使活塞高度发生较大变化时 ,启动风机并控制风机出口调节阀和放散阀的开度 ,使柜顶回到利于人员拆除的工作面 ,之后关闭风机出口调节阀和放散阀 ,停止鼓风。
( 4)为确保施工安全 ,由专人在柜内进行巡检 ,每小时将气柜压力、油沟液位记录在气柜运行点检表中 ,一旦发现活塞倾斜、液位下降 ,立即通知操作人员启动风机 ,增加补水量 ,在活塞保持平稳的前提下 ,调整留在活塞上配重块 (预留 200块 )的位置 ,消除活塞倾斜问题;若此时活塞还是无法达到平衡 ,立即通知人员退场 ,打开放散阀并控制速度 ,使活塞落床 ,对气柜密封系统进行检查消缺之后 ,再次顶升至工作面恢复施工。
3. 2　活塞内注油槽的水位控制
采取两种方式进行监测:
( 1)通过 50 000 m3煤气柜现有 PLC控制系统对油沟液位进行监控 ,一旦液位出现报警 ,立即调整水泵出口阀门 ,控制液位;
( 2)柜内巡检人员对液位测量 ,一旦发现液位变化 ,立即通知操作人员 ,调整水泵出口阀门 ,控制液位并恢复到正常状态。
3. 3　防止焦油渣等异物在气焊切割时被引燃产生火灾
          侧板上的焦油通过活塞 2次浮升达到冲洗的目的 ,由于气柜密封油和底部油泥已清理完毕 ,侧板上冲洗下来的油污和水的混合物不会引起燃烧 ,但是必须在动火前进行试验 ,用气焊烤红小块钢板放入取样混合物中 ,观察是否有燃烧现象 ,试验结果 ,没有发生燃烧。
3. 4　柜顶与柜体脱离时采取临时固定措施确保安全
      气柜在建设安装时 ,柜顶浮升到位后在立柱上焊接牛腿 ,然后将柜顶回落到牛腿上 ,完成柜顶与立柱的安装。拆除工序正好与安装相反 ,首先要让柜顶与柜体分离 ,采用对称切割 ,使柜顶与柜体的受力均匀。柜体与柜顶分离后 ,完全依靠牛腿做为柜顶的支撑 ,之后进行顶升 ,使柜顶上浮 300 mm 高度 ,与牛腿分离并高出 300 mm,通过控制风机出口阀和放散
阀 ,稳住活塞保持悬停位置 ,再对牛腿进行切割 , 20只牛腿拆完后 ,活塞回落于侧板内 ,进行下一道拆除侧板的工序。
3. 5　活塞桁架要对称拆除
      气柜活塞共有 20套桁架 ,拆除时必须对称、间隔拆除 ,直至拆除至最后一套 ,这样可避免桁架侧翻和倾斜。