煤气柜活塞倾斜原因分析及处理
2015/11/24 9:15:43 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
1 前言
钢铁企业建立煤气柜，主要是利用煤气柜可以及时吞吐煤气的特点，回收企业内部因生产不均衡性所造成的瞬时煤气放散量，也就是煤气柜可以有效地吞吐锅炉房所难以适应的频繁、短时的煤气波动量。当煤气有剩余时存入柜内，煤气不足、管网压力低时而补入管网，起到以余补欠的作用，减少煤气放散量。同时，充分合理的使用企业内部的副产煤气，稳定管网压力，改善轧钢加热炉等用户的热工制度。
钢铁企业建立煤气柜，主要是利用煤气柜可以及时吞吐煤气的特点，回收企业内部因生产不均衡性所造成的瞬时煤气放散量，也就是煤气柜可以有效地吞吐锅炉房所难以适应的频繁、短时的煤气波动量。当煤气有剩余时存入柜内，煤气不足、管网压力低时而补入管网，起到以余补欠的作用，减少煤气放散量。同时，充分合理的使用企业内部的副产煤气，稳定管网压力，改善轧钢加热炉等用户的热工制度。
现行煤气柜的分类见表 1 所示。
而稀油密封干式煤气柜更以其占地面积小、使用寿命长、维护简单的特点，在钢铁企业及市政煤气系统中得到普遍使用，并起着越来越重要的作用。近几年，干式煤气柜的容量也由 20 000 m3、50000m3发展到现在常见的 100000 m3、150000 m3甚至 300000m3的规模。天津钢铁有限公司目前投入使用的就是100000m3稀油密封干式煤气柜，同时正在建设另一座 165000m3稀油密封干式煤气柜，更加充分的利用煤气资源。
2 稀油密封干式煤气柜简介
稀油密封干式煤气柜柜体外壳一般为正多边形，它主要是由侧板、柜顶、底板及上下移动的活塞 4 部分组成，利用活塞的升降来达到储气和输气的目的。该设备的工作原理就是煤气由气柜底部进入推动活塞上移并储存在由底板、侧板和活塞所组成的空间内，为了防止活塞在上下移动中漏气，在活塞与侧板内壁之间设有密封装置，以保证气柜安全储存煤气。
稀油密封干式煤气柜柜体外壳一般为正多边形，它主要是由侧板、柜顶、底板及上下移动的活塞 4 部分组成，利用活塞的升降来达到储气和输气的目的。该设备的工作原理就是煤气由气柜底部进入推动活塞上移并储存在由底板、侧板和活塞所组成的空间内，为了防止活塞在上下移动中漏气，在活塞与侧板内壁之间设有密封装置，以保证气柜安全储存煤气。
煤气的密封是依靠弹簧把滑板压紧于侧板，保持活塞沟内的一定油位来实现的。密封油通过滑板和侧板之间的缝隙及底部帆布的渗漏而流入底部油沟，然后由油泵站定期把密封油送到高位油箱，并通过溢流孔缓缓流入活塞油沟内，使活塞油沟的油位达到所要求的密封油位高度。活塞油沟设于气柜四周活塞和侧板之间。活塞油沟的上端部分用于测定油位高度，以确保活塞油沟油位能可靠地密封。
因此，活塞的平稳运行是保证气柜安全使用的关键。稀油密封干式煤气柜的重要运行指标之一是活塞倾斜度。由于气温变化金属结构热胀冷缩不同，活塞倾斜度有不同的规定：晴天 2D/1000，阴天 D/1000。若运行过程中活塞倾斜度长时间或严重超标则可能会导致密封弹簧受拉或受压变形而脱落、滑板变形、密封帆布破损、导轮磨损严重或导轮框架变形、进而直接影响煤气柜的密封效果，极易发生煤气击穿事故，危及煤气柜的安全运行。所以确保干式煤气柜活塞倾斜度在煤气柜日常运行维护管理中十分关键。煤气柜活塞倾斜受多种因素影响，包括煤气柜立柱径向、切向偏差；密封机构安装误差；侧板施工质量；导轮与立柱间隙；密封油回收；活塞位置控制；油泵房油位调节；活塞上下运行速度；气柜运行方式等。
3 活塞倾斜的原因分析及可采取的处理方法
3．1 立柱径向、切向偏差大 干式气柜施工质量是确保活塞倾斜度是否正常的关键。它直接影响着煤气柜密封机构的施工质量、密封效果及导轮与立柱间的最小控制极限。立柱径向、切向偏差一旦超标，即使对煤气柜大修也不可能彻底解决其造成的不良影响。将会导致活塞倾斜度超标，密封机构失灵，气柜无法实现安全储气，使气柜濒临报废状态。因而需在施工初期注意控制住立柱径向、切向偏差，为后续施工项目及日后生产维护运行打下良好基础。
3.2 密封机构安装误差大
3.2.1 密封机构的滑板、滑块和弹簧组安装精度差，将导致密封失灵。因为滑板和滑块依靠弹簧的压力贴于气柜侧板和立柱内侧表面，使活塞油沟内油位保持一定的高度，从而达到密封要求的。因此施工中要严格按标准把关，确保密封效果。
3.2.2 密封弹簧工作长度不符合标准要求，会导致滑板歪斜，从而导致活塞倾斜。装配中注意不要混淆边部用弹簧组和角部用弹簧组，安装后的弹簧长度要符合弹簧的工作要求。日常生产运行中要定期检查弹簧长度，并随时调整确保活塞平稳运行。
3.2.3 严把帆布安装这一环节，确保安装质量，为压紧弹簧创造良好的工作条件。底部帆布主要起到保存活塞油沟中油位的作用，分舱帆布安装在滑板和角部滑块的上部，用于分割活塞上部空气中的灰尘和冷凝水，使这些赃物不能进入活塞油沟的内舱，确保密封装置的主要部件———压紧弹簧有较好的工作条件，保证活塞的平稳运行。
3.3 侧板施工质量差 侧板平整度差，会造成侧板与滑板间隙过大，直接影响密封效果。因此，首先要在侧板平整度加工质量方面严格把关，并对即将安装的每一块侧板的平整度进行检测，不合格的侧板一律退回。同时，在施工质量监督中定期测量侧板安装误差，超标时及时指出并处理，确保施工质量，避免因此造成活塞倾斜度超标。
3.4 导轮与立柱间隙大 导轮与立柱间隙过小，导致导轮受力大，活塞在上下运行过程中发生异响，导轮易发生磨损、导轮框架变形甚至侧板开焊严重损坏设备；导轮与立柱间隙过大，会减弱导轮的作用，使活塞倾斜增大。导轮与立柱间隙控制要根据气柜的具体情况调整，这需要在气柜全行程运行调试后，制定出一套严密的导轮与立柱间隙值，使间隙最小又能保证活塞全行程运行自如。同时，在活塞正常运行过程中，应定期检查导轮转动情况，并对导轮转动部分注油，保证其转动正常，活塞运转平稳。
3.5 密封油回收制度不健全 活塞上配重平衡与否影响活塞倾斜。煤气柜活塞上的配重都经过严密计算后调整的，破坏活塞平衡会直接影响活塞倾斜（尤其是对大容积气柜影响更明显）。煤气柜密封油从高位油箱至活塞油沟下流过程中的飞溅是每座煤气柜共有的问题，只是程度不同。随着气柜运行时间延长，煤气柜活塞上会积聚大量密封油，密封油流向活塞
处，这相当于活塞配重平衡被打破，使活塞倾斜更大，密封油更集中，形成恶性循环。有效的方法是制订密封油回收制度，当活塞上聚积的密封油到一定高度时应及时回收，并根据活塞油沟油位高度决定将回收的密封油放置到合理位置。
3.6 活塞位置控制不当 活塞正常运行位置控制不合理对气柜稳定运行造成不利影响。当活塞位置较高时容易发生煤气柜冲顶事故，当活塞位置较底时，高位油箱往活塞底板上的飞溅严重，一方面是密封油损失增加，另一方面活塞上较短时间积聚密封油，破坏活塞平衡，易引起活塞倾斜。
3.7 各泵房油位调节器控制不合理 油水分离器上的调节器起到控制柜底油沟油位的作用，它可以控制柜底密封油回流至油水分离器的油量，从而影响油
泵启动频次。各油泵房油泵启动频次要根据活塞密封机构在某位置密封油泄漏量，活塞油沟油位情况做出合理调整，否则会出现活塞油沟油位较高的部位，油泵启动较频繁或密封油泄漏量较大的部位油泵启动较少的现象，也不利于活塞平衡，进而影响活塞倾斜。
3.8 活塞上下运行速度快 因各导辊与立柱之间的作用力不同，活塞在上下运行过程中各处所受摩擦力也不同，即活塞不是水平的上下移动，受阻部位可以及时得到缓解，可有效避免活塞倾斜。煤气柜活塞上下运行速度一般控制在 0.5 m/min 以内。
3.9 气柜运行方式不合理 煤气柜的作用之一是平衡管网压力，前提是煤气管网并网。并网后的煤气柜处于动态运行状态，活塞长期上下运行，活动自如。反之，如果煤气柜仅作为储气罐，经常处于静止状态，各运转环节静止不动，一旦再启动，某些部位可能受阻。尤其是在冬季，活塞油沟中密封油发生析蜡甚至乳化结冰粘于侧板上，会对密封机构造成极不利的影响，从而降低密封效果，易发生活塞倾斜。
4 结束语
煤气柜活塞倾斜会同时受各方面因素的影响，实际生产运行中，要避免发生活塞倾斜，需同时兼顾分析各方面的影响因素，尽量做到以合理的操作方法、运行方式管理来维护煤气柜，一旦发生煤气柜活塞倾斜事故，根据各柜不同的实际情况全面分析，灵活采取不同的方法解决。
3．1 立柱径向、切向偏差大 干式气柜施工质量是确保活塞倾斜度是否正常的关键。它直接影响着煤气柜密封机构的施工质量、密封效果及导轮与立柱间的最小控制极限。立柱径向、切向偏差一旦超标，即使对煤气柜大修也不可能彻底解决其造成的不良影响。将会导致活塞倾斜度超标，密封机构失灵，气柜无法实现安全储气，使气柜濒临报废状态。因而需在施工初期注意控制住立柱径向、切向偏差，为后续施工项目及日后生产维护运行打下良好基础。
3.2 密封机构安装误差大
3.2.1 密封机构的滑板、滑块和弹簧组安装精度差，将导致密封失灵。因为滑板和滑块依靠弹簧的压力贴于气柜侧板和立柱内侧表面，使活塞油沟内油位保持一定的高度，从而达到密封要求的。因此施工中要严格按标准把关，确保密封效果。
3.2.2 密封弹簧工作长度不符合标准要求，会导致滑板歪斜，从而导致活塞倾斜。装配中注意不要混淆边部用弹簧组和角部用弹簧组，安装后的弹簧长度要符合弹簧的工作要求。日常生产运行中要定期检查弹簧长度，并随时调整确保活塞平稳运行。
3.2.3 严把帆布安装这一环节，确保安装质量，为压紧弹簧创造良好的工作条件。底部帆布主要起到保存活塞油沟中油位的作用，分舱帆布安装在滑板和角部滑块的上部，用于分割活塞上部空气中的灰尘和冷凝水，使这些赃物不能进入活塞油沟的内舱，确保密封装置的主要部件———压紧弹簧有较好的工作条件，保证活塞的平稳运行。
3.3 侧板施工质量差 侧板平整度差，会造成侧板与滑板间隙过大，直接影响密封效果。因此，首先要在侧板平整度加工质量方面严格把关，并对即将安装的每一块侧板的平整度进行检测，不合格的侧板一律退回。同时，在施工质量监督中定期测量侧板安装误差，超标时及时指出并处理，确保施工质量，避免因此造成活塞倾斜度超标。
3.4 导轮与立柱间隙大 导轮与立柱间隙过小，导致导轮受力大，活塞在上下运行过程中发生异响，导轮易发生磨损、导轮框架变形甚至侧板开焊严重损坏设备；导轮与立柱间隙过大，会减弱导轮的作用，使活塞倾斜增大。导轮与立柱间隙控制要根据气柜的具体情况调整，这需要在气柜全行程运行调试后，制定出一套严密的导轮与立柱间隙值，使间隙最小又能保证活塞全行程运行自如。同时，在活塞正常运行过程中，应定期检查导轮转动情况，并对导轮转动部分注油，保证其转动正常，活塞运转平稳。
3.5 密封油回收制度不健全 活塞上配重平衡与否影响活塞倾斜。煤气柜活塞上的配重都经过严密计算后调整的，破坏活塞平衡会直接影响活塞倾斜（尤其是对大容积气柜影响更明显）。煤气柜密封油从高位油箱至活塞油沟下流过程中的飞溅是每座煤气柜共有的问题，只是程度不同。随着气柜运行时间延长，煤气柜活塞上会积聚大量密封油，密封油流向活塞
处，这相当于活塞配重平衡被打破，使活塞倾斜更大，密封油更集中，形成恶性循环。有效的方法是制订密封油回收制度，当活塞上聚积的密封油到一定高度时应及时回收，并根据活塞油沟油位高度决定将回收的密封油放置到合理位置。
3.6 活塞位置控制不当 活塞正常运行位置控制不合理对气柜稳定运行造成不利影响。当活塞位置较高时容易发生煤气柜冲顶事故，当活塞位置较底时，高位油箱往活塞底板上的飞溅严重，一方面是密封油损失增加，另一方面活塞上较短时间积聚密封油，破坏活塞平衡，易引起活塞倾斜。
3.7 各泵房油位调节器控制不合理 油水分离器上的调节器起到控制柜底油沟油位的作用，它可以控制柜底密封油回流至油水分离器的油量，从而影响油
泵启动频次。各油泵房油泵启动频次要根据活塞密封机构在某位置密封油泄漏量，活塞油沟油位情况做出合理调整，否则会出现活塞油沟油位较高的部位，油泵启动较频繁或密封油泄漏量较大的部位油泵启动较少的现象，也不利于活塞平衡，进而影响活塞倾斜。
3.8 活塞上下运行速度快 因各导辊与立柱之间的作用力不同，活塞在上下运行过程中各处所受摩擦力也不同，即活塞不是水平的上下移动，受阻部位可以及时得到缓解，可有效避免活塞倾斜。煤气柜活塞上下运行速度一般控制在 0.5 m/min 以内。
3.9 气柜运行方式不合理 煤气柜的作用之一是平衡管网压力，前提是煤气管网并网。并网后的煤气柜处于动态运行状态，活塞长期上下运行，活动自如。反之，如果煤气柜仅作为储气罐，经常处于静止状态，各运转环节静止不动，一旦再启动，某些部位可能受阻。尤其是在冬季，活塞油沟中密封油发生析蜡甚至乳化结冰粘于侧板上，会对密封机构造成极不利的影响，从而降低密封效果，易发生活塞倾斜。
4 结束语
煤气柜活塞倾斜会同时受各方面因素的影响，实际生产运行中，要避免发生活塞倾斜，需同时兼顾分析各方面的影响因素，尽量做到以合理的操作方法、运行方式管理来维护煤气柜，一旦发生煤气柜活塞倾斜事故，根据各柜不同的实际情况全面分析，灵活采取不同的方法解决。
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