8万煤气柜Word下载.doc
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17.9～18.9%
19.03～33.4%
0.44～0.57%
1.5%
煤气发热值：
≥7110～8370J/m3；
气柜储气压力：
2.5～3.0kPa（相当于250～300mmH2O）；
1.3.2.建柜地区的气象条件（需要甲方提供）
最低温度：
℃；
最高温度：
最大湿度：
%；
基本风载：
kN/m2；
基本雪载：
冰冻深度：
m；
地震烈度：
度；
主导风向：
东南风；
地耐力：
kN/m2；
柜区基土层结构（见地质勘探报告，需要甲方提供）；
柜区绝对标高：
m；
1.3.3.柜区给排水、蒸汽、氮气接点处压力及要求
加压站给水压力：
≥0.40MPa；
电除尘器给水压力：
≥0.60MPa；
蒸汽压力：
≥0.30MPa；
氮气压力：
1.3.4.供电要求
柜区两路供电，电压交流：
220V/380V；
2.转炉煤气回收工艺设施
2.1.主要工艺设施组成说明
本工程的主要工艺设施有：
8万m3威金斯型干式转炉煤气储柜一座，SDB32-14型，板卧湿式防爆电除尘器二台，D500-12型加压机三台（二用一备）。
气柜的煤气入口管道，直径为D1620x10，柜出口管道直径为D1420x10，电除尘器入、出口管道均为D1420x10，加压机入出口管道直径均为D1016x8，加压机后管道直径为D1420x10，本气柜设置D816x8的大回返管道，并带有电动切断装置。
管道采用架空敷设，气柜及电除尘的入、出口处设有电动蝶阀和电动扇形盲板阀；
鼓风机入、出口设置电动蝶阀和手动扇形盲板阀。
柜区内设有给排水设施、蒸汽和氮气管道设施。
考虑到气柜、电除尘器、加压站及加压系统的安全运行，选用实用可靠的仪表系统、柜容指示器和PLC程序控制等辅助设施共同组成一个转炉煤气储配站系统。
2.2.8万m3转炉煤气柜设计
2.2.1.干式转炉煤气柜工作原理
橡胶布帘密封型干式煤气柜，柜体为圆柱型，由侧板、柜底和柜顶组成。
这种型式的煤气柜是，不使用液体油的全干式煤气柜，在侧板和活塞之间的密封处采用合成橡胶制的薄膜密封。
煤气被储存于由气柜的底板和侧板的下部，密封橡胶膜和活塞所构成的空间中，活塞随着煤气量的增减而升降。
2.2.2.煤气柜柜型确定
转炉煤气生产和使用有如下特点；
煤气含尘量大；
含尘量在100mg/m3；
煤气温度高：
温度高达72℃；
根据以上特点，结合国内同类炼钢企业成熟经验，采用橡胶膜密封煤气柜，气柜柜容8万m3。
2.2.3.8万m3转炉煤气柜技术参数
8万m3转炉煤气柜技术参数
气柜型式：
橡胶布帘密封型；
公称容积
80000m3
储存煤气种类
转炉煤气
储存煤气压力
第一段2.5KPa；
第二段3.0kPa
储存煤气温度
最高72℃，最低-10℃
活塞最大升降速度
3～4m/min
橡胶密封膜段数
2段
橡胶密封膜面积
3000m2
侧板外径
58m
气柜底面积
2641m2
侧板高度
39.070m
侧板段数
26段
气柜总高度
48.550m
活塞行程
31.00m
立柱根数
30根
活塞调平组数
6组
2.2.4.转炉煤气柜结构简介
8万m3转炉煤气柜由立柱、侧板、柜顶、底板、活塞、T型挡板、密封橡胶皮膜和活塞调平装置等组成。
（1）立柱：
侧板外侧等距离地设置了30根立柱。
整个柜体有4层回廊（或挡风桁架）。
立柱与侧板、回廊焊成一个整体，立柱通过地脚螺栓与基础连成一体，这种结构型式增强了柜体的刚度和强度，可以减少挡风桁架的数量，节省钢材。
（2）侧板与走梯：
柜体侧板外径为58m。
侧板由钢板拼焊而成，每段（圈）侧板由30块钢板组成。
侧板总高为39.070m，共分2６段，每段侧板间采用搭接连结，并设有Ｔ型加强筋。
柜体下部的11段侧板有气密性要求，第12至2６段侧板没有气密性要求。
在其上设有通气孔，以供活塞上部空间换气用。
同时在侧板上设有7个门，可以根据不同的活塞高度进入气柜内部进行检查。
侧板外侧设有走梯，可以从柜底直达柜顶，并与每个进、出口门的平台连通。
（3）底板
底板的中央部分是用钢板拼焊成的园拱形，这种形状与活塞形状相同，主要是为了减少“死空间”，同时也有利于灰尘和煤气冷凝水的排出。
底板的外圈为环状平底板，与侧板焊接相连。
（4）柜顶：
柜顶是由型钢和钢板焊成的网格状拱顶结构，这种结构不仅受力好、钢材省，而且施工方便。
柜顶中央设有通风用的大风帽，外围设有30个DN500的通风口，可在气柜检修时打开，也兼作采光用。
本设计的柜体结构较传统的威金斯（Wiggins型）气柜有较大改进，它受力合理、施工方便还可节省钢材。
这种新结构的柜体已经实际运行的考验.并取得国家实用新型专利。
（5）活塞
活塞由活塞底板和Ｔ型挡板两部组成。
²
活塞底板
活塞底板的中央由钢板组焊成园拱形。
这种形状受力较好，材料较省。
活塞底板的外围设置由钢结构桁架组成的环形挡板（以下简称活塞挡板），用以承受内圈密封橡胶帘传来的压力。
活塞底板的外围环状部分可放置配重块，用以调节活塞重量。
本设计活塞升起时的工作压力为2500Pa。
Ｔ型挡板
Ｔ型挡板位于活塞挡板和侧板之间，是一个由型钢和钢板焊成的环状构件。
在活塞升起时，Ｔ型挡板座落于一个与活塞挡板差不多高度的环状架台上。
当活塞挡板升起到一定高度时，就顶着Ｔ型挡板一同升起，此时气柜的工作压力最高。
本设计气柜的最高工作压力为3000Pa。
Ｔ型挡板顶面构成一个环形走台，操作人员可以通过开设在侧板上的门进入顶部平台，进行巡视和检修，也可以通过设在Ｔ型挡板内和活塞挡板桁架上的爬梯进入活塞顶部。
2.2.5.密封机构：
密封机构主要由内、外两圈密封橡胶帘组成。
内圈橡胶帘的一端固定在活塞挡板外侧的下部，另一端固定在Ｔ型挡板内侧的下部。
外圈橡胶帘的一端固定在Ｔ型挡板外侧的下部，另一端固定在侧板的内壁上。
工作时，由活塞、柜底板和内、外密封橡胶帘组成一个储存空间。
回收煤气时，煤气进入气柜使活塞上升；
供气时，由活塞重量将柜内煤气压入出口管道，随着煤气的送出，活塞逐渐下降。
密封橡胶帘是密封机构的关键部件，为了确保气柜运行时不泄漏煤气，密封橡胶帘必须具备如下特性：
气密性：
能在工作压力下长期使用而不泄漏煤气；
防腐性：
能耐煤气及大气的长期腐蚀；
耐温性：
能在-10℃～+70℃工况下长期使用（不开裂、不软化）；
耐折叠：
按十年使用期计，密封橡胶帘的耐折叠次数必须大于720000次；
耐磨性：
密封橡胶膜表面必须具有良好的耐磨性；
强度：
能在3200～4000Pa压力下工作十年而无明显变形。
2.3.附属设备
2.3.1.煤气柜主要附属设备见下表。
煤气柜主要附属
序号
名称
数量
规格
安装位置
备注
1
活塞调平装置
6
柜顶
共12个吊点
2
活塞挡轮
60
DN150
T型挡板外侧
3
活塞倾斜测定装置
4
活塞外周
柜顶风帽
DN2100
5
柜顶通风采光孔
24
DN500
兼做吊装孔
侧板进出门
8
900×
500
第12、14、16、18、20、22、24、26段侧板侧板
7
柜外楼梯
侧板外壁
从地面到柜顶
柜容指示器
0～80,000m3
第1层回廊
9
柜壁换气孔
207
200×
200
第14、16、18、20、22、24、26段侧板
10
柜壁排水孔
26
第12段侧板
11
冷凝水排水口
600×
400
第1段侧板
12
人孔
DN700
13
鼓风机接口
DN400
说明：
表中部件安装位置为暂定，具体安装位置详见施工图纸
2.3.2.煤气柜的布置
详见柜区总平面布置图。
2.4.电除尘器的技术性能；
本次设计采用SDB32-14型，板卧湿式防爆型电除尘器（西重所）流通面积30m2,煤气流量4万m3/h，其特点为：
1）机械部分
a）极板、极线及其配置，经电流密度分析，极配优化试验后选定。
b）集尘极和放电极组合采用特殊研制的“平行平板”结构。
c）在煤气进口喇叭内部设置两层气流分布板，以确保进入电场中的气流分布均匀。
d）在煤气出口喇叭内部设置脱水收尘装置，以去除煤气中残余尘粒和大部分的水雾。
e）采用连续喷入雾化水来清理集尘极和放电极，在喷淋清洗期间不需要切断高压电源和煤气。
f）供水系统具有连续喷淋加断续冲洗的自动冲洗清灰功能。
喷淋强度和喷淋周期可调，以合理控制电场清洗效果，清洗用水量小，运行费用低廉。
g）放电极及供水管路和阀门均采用不锈钢材料，使用寿命长。
h）集尘极板采用碳钢材料表面涂有专用导电防腐涂料，均具有较高的耐腐蚀及耐磨性。
i）在壳体上设有多个安全自动泄爆门和煤气放散阀，以确保除尘器工作时和检修时的安全。
j）壳体侧板内表面涂有专用导电防腐涂料，延长设备的使用寿命。
k）出口喇叭内部脱水收尘装置采用碳钢材料表面涂有专用导电防腐涂料，均具有较高的耐腐蚀及耐磨性。
2）电气控制部分：
a）高压电源选用户内式可控硅整流电源，并采用火花频率控制技术，确保电除尘器安全有效的运行。
高压电源具备自动跟踪，电压、电流自动调整的功能。
b）低压控制系统选用带有通讯接口的可编程控制器，其具有以下功能：
①阴极吊挂保温恒温控制。
②喷嘴间隙工作控制。
③电除尘器的分区自动运行与自动停止功能。
④电除尘系统的保温箱温度自动检测报警功能。
⑤PLC软件设计实现模块化，某一控制功能可以投入主程序运行。
也可以脱离主程序而由人工操作，并不影响整个系统的正常工作。
操作维护十分方便。
⑥与上位机有通讯接口，可方便进行数据传输。
c）当氧含量超过2%时，其报警信号送至PLC，由PLC实现声光报警并自动切断高压电源。
d）设备本体电气防爆等级二级。
3）可靠性措施
根据对国外同类型设备的研究、消化，结合我公司在国内各钢铁厂转炉煤气湿式电除尘工程的设计、制造、安装、调试及运行方面的成功经验，并充分考虑设备的使用场合和所在地的环境条件，在本工程中采取以下措施：
a）性能保证措施：
①经极配试验放电极为同极板平行布置，增加放电针数量，使板电流密度分布更加均匀，并能维持更加稳定的放电状态。
②出口喇叭内设脱水收尘装置，可对煤气进行脱水及进一步收尘。
③加大喷淋清灰系统电动球阀执行机构的功率，确保电动球阀长期稳定工作。
④在壳体内表面涂有专用YD型导电防腐涂料，可大大延长设备的使用寿命。
⑤对整个设备进行保温，确保水管阀门畅通无阻。
b）防爆安全措施：
①放电极吊挂绝缘子室为箱型密封方式，确保煤气不往大梁中泄漏，并且更便于检修维护。
②吊挂绝缘子加热器接线端子设置在大梁外部，可确保安全，且接线方便。
③为确保泄爆门的安全可靠性，在泄爆门制造完毕后，每个泄爆门在出厂前都在试验台上做气密性试验和泄爆试验。
④设备顶部检查孔全部为圆形，并加厚法兰确保密封。
⑤设备安装完毕后,在现场做气密性试验和泄爆门在线试验,要求漏风率<
1%，确保设备的安全可靠性。
⑥电除尘器每次投运前，用氮气置换空气，使电除尘器内部氧气含量低于2%，方能通入煤气。
避免爆炸发生。
⑦采用国外最新结构强度计算软件，对除尘器的各个部件进行强度计算，保证在一定爆炸压力下，除尘器不至于损坏。
c）控制保护措施
①为确保电除尘器的安全运行，高压电源采用微机型可控硅控制的高压电源，因为可控硅的高压电源不仅能控制电压的升降值，还能将高压电源的电压设定在一个极限内，保证电压不会升高过设定值而产生频繁火花放电，以确保安全运行，另外该高压电源还具有限流作用，保证变压器的二次电流不会太高，运行在一个合适的范围内。
另外还具有开路、短路、过压、过流、轻瓦斯等保护功能，从而使在除尘器使用中如果发生意外能妥善保护变压器不受损坏。
在电除尘器正常运行时，可以结合实际情况，设定高压电源的二次电压及二次电流值，使其总在一个合适的范围内工作，达到火花少、工作稳定的效果。
并且在煤气中氧含量超标时能自动切断高压电源。
②设备在氧含量＜2%的煤气中可确保安全运行，符合《冶金工业部转炉煤气净化回收技术规程》的要求，并有成功运行的经验。
③所有检修门及人孔门都与高压控制联锁。
当人打开检修门或人孔门时，高压电源自动关闭。
2.5.转炉煤气加压站
煤气加压站设3台500－12型离心式煤气鼓风机，设有变频调速装置，可减少电耗20%。
正常生产为二用一备。
2.5.1.转炉煤气加压站的布置
详见总平面布置图。
2.5.2.站区煤气管道设计
3.柜区给排水设计
由于循环水量较少，故本项目不再新建循环泵站，所需消防水由建设方统一考虑。
生活水及沉淀池补水、煤气柜用水，及煤气加压站冷却用水，由厂区新水管网直接供给。
煤气柜和煤气管道的冷凝水、煤气加压站冷却排至废水池。
雨水排至柜区排水管网。
4.电气设计
4.1.电气设计
4.2.设计范围
4.2.1.8万m3气柜入、出管道上切断设备的电气传动设计。
4.2.2.电除尘器入、出管道上的切断设备的电气传动设计。
4.2.3.电除尘器旁通管道上的切断设备的电气传动设计。
4.2.4.加压站的每台加压机的入出管道上的切断设备的电气传动设计。
4.2.5.加压站主管道上切断设备的电气传动及流量孔板设计。
4.2.6.气柜、电除尘器及加压站防静电接地设计。
4.2.7.气柜的防雷接地及照明设计。
4.2.8.煤气管道的防静电设计。
4.3.供电
4.3.1.柜区供电电源应由甲方送至低压配电室内，电压：
380V。
设计应根据加压机和电除尘器及水泵供电要求供电，为确保柜区供电安全应实现两路供电。
4.4.电气照明
8万m3气柜、电除尘器和加压站设正常照明和检修照明。
正常照明的电压等级AC220V；
事故照明的电压等级为DC220V；
检修照明等级为AC36V；
加压站的通风供电为380V；
4.5.防爆、防雷及接地设计要求
4.5.1.煤气柜本体设防静电接地，接地电阻≤5Ω。
并在4根DN800放散管平台上设计避雷针，在柜顶通风帽也设有避雷针，共设4支。
4.5.2.电除尘器本体防静电接地电阻应达到1Ω。
4.5.3.煤气加压站为2区防爆，要求接地达到乙级防静电要求。
4.5.4.柜区煤气架空敷设管道的固定支架应设有接地设施、接地电阻≤10Ω。
5.自控仪表
转炉炼钢的风机房煤气回收与放散切换系统，虽不是我公司设计部门设计范围之内，但从安全考虑，风机出口管道的煤气CO含量，煤气O2含量检测记录和联锁及管道压力检测显示三通阀，联锁、检测显示，联锁等必应齐备。
5.1.8万m3气柜自控仪表
煤气柜进气温度检测显示1套；
煤气柜进气压力检测显示1套；
煤气柜内气体温度检测记录1套；
煤气柜内储气压力检测记录1套；
煤气柜活塞高度及柜容检测显示、高低位报警1套；
柜容指示器1套；
N2压力显示1套；
蒸汽压力显示1套；
5.2.电除尘器系统
供水主管道温度检测记录1套；
供水主管道压力检测记录1套；
供水流量检测显示记录1套；
绝缘子温度检测显示1套。
5.3.煤气加压站
加压机入口主管道压力检测记录1套；
加压机入口主管道温度检测显示1套；
加压机单机出口压力检测记录4套；
加压机出口主管道压力检测记录1套；
加压机出口主管道温度检测记录1套；
加压机润滑油压力检测显示4套；
加压机润滑油温度检测显示4套；
加压机轴承温度检测显示报警4套；
CO检测显示：
活塞上4点、加压机4点，共计8点。
为了回收系统的安全，在仪表管理室内设有煤气回收显示记录仪表，将风机房内每炉煤气的CO和O2含量，回收时间及每炉回收量的记录显示，并设有与风机房联锁信号，回收信号及柜容量用电脑记录显示。
5.4.仪表选型
仪表选型总的原则是实用、质量可靠。
根据过程变量的重要性和现场条件决定所需仪表装备水平，气柜进、出口管道电动蝶阀，电除尘器前后管道电动蝶阀及加压机等设备由PLC控制，实现手动和自动操作。
压力、差压检测选用电容式压力，差压变送器，水流量检测选用安装方便，无须维修的625型夹持式电磁流量计，煤气柜活塞高度及柜容检测选用GY型柜容检测装置；
比较重量的过程变量可由无纸记录仪显示、记录。
其它过程变量则由数字仪显示。
总之，气柜、电除尘器及加压机的运行安全是与如何连续、准确、快速地测定出转炉煤气CO及CO2的含量至关重要。
因此高品质的气体分析装置是保证转炉煤气回收成功的最关键设备之一，千万不可忽视。
5.5.仪表管理室
8万m3气柜、电除尘器系统和加压站系统共用一个中心控制室，面积约6x9m2，室内除仪表外，还有电控设备。
6.采暖通风
本设计主要内容：
8万m3煤气柜高低压配电室、操作室、鼓风机室及检修间采暖、4个排水管及自动排水器，加压站、电除尘器、柜区管道排水器等冬季采暖。
并采用0.4MPa的饱和蒸汽，散热器选用光面管散热器，主蒸汽管道为D87x4。
加压机及水泵房的通风，采用4台轴流风机，其轴流风机均采用防爆电机。
7.电信系统
7.1.电话系统
该系统中包括自动电话和调度电话两部分。
煤气加压站主控室（仪表管理室）应设有自动电话一台。
调度电话二台分别与炼钢风机房及公司总调度室直接联通。
希望贵公司在风机房设计时应总体考虑电话线路，本设计不予考虑。
7.2.一氧化碳毒性检测报警系统
8万m3气柜活塞上部和加压站内进行CO浓度检测，当其达到一定浓度时（柜内为30mg/m3，站内15mg/m3），其报警控制器安装在主控室内。
一氧化碳报警系统线路采用穿管暗配及明配相结合，站内部分暗配，柜内部分明配。
一氧化碳报警控制器需要一路可靠的稳定的220V4A电源，用于该系统工作电源，一氧化碳报警器一组接地，接地电阻小于4Ω。
8.建筑与结构
8.1.土建部分主要包括80000m3柜基础，但不包括基础处理。
四个排水器地坑2台电除尘器基础，3台D500－14型加压机基础4个排水器地坑及柜区管道支架基础等。
8.2.建筑物和构筑物设计说明
建筑物为加压机房、低压配电室为、高压配电室、主控室（仪表管理室）等。
设计采用除主控室内墙体均为抹水泥砂浆后刮大白二遍，地面铺磁砖，其它建筑内外墙体为水泥砂浆挂面，内墙体刷二遍白涂料。
地面上为水泥地坪。
所有厂房门采用外开式，采用塑钢门窗，但加压机房检修孔门采用钢木大门。
加压站外平台，设备平台及管道支架平台均采用钢结构。
9.环境保护
9.1.本设计根据（85）冶基字第（24）号《冶金企业环境保护设计若干规定》等有关规定编制的。
本工程投产后其主要污染为80000m3干式煤气柜，在正常运行过程中产生的污染很少，主要有少量工业废水外排以及在特殊情况下转炉煤气需要放散。
9.2.大气控制污染物措施
煤气柜在正常运行情况下不放散煤气，仅在事故状态下放散，其瞬时排放量在不利情况下最大放散量估算，每分钟放散煤气约1500m3。
但事故率很少，并每次放散时间不超过10分钟。
设计采用50米高放散管高空放散。
在柜区附近无居民区。
故对环境不会造成危害性影响。
9.3.废水排放
本工程投产后主要废水来自柜底部排出的煤气冷凝水，每小时最大约8m3。
煤气检修时，排水系统每次排放50m3。
由于排放的废水水质，均为净化生产废水。
水中不含有害物质，可直接排入柜区污水池，经沉淀净化后再利用。
另外，由于本设计采用了橡胶膜密封代替稀油密封的先进技术，从而清除了气柜含油废水对环境的污染。
符合《冶金企业环境保护设计若干规定》总则（7）的要求。
10.安全技术及工业卫生措施
10.1.消防
在柜区设有环形通道，并各设有一个出入柜区与柜外道路相通的通道。
通道≥4.5m，满足消防要求。
10.2.防火间距
柜区各建筑物基本满足《建设设计防火规范GB/T16-87》要求。
10.3.转炉煤气加压站为乙类，一区防爆，耐火等级按一级设计，加压风机房为二区防爆。
以上均符合《建筑设计防火规范》（GB/T16-87）要求。
建筑物按7级地震裂度设防，可有效防止因地震灾害而造成的火灾。
10.4.电气防火
煤气柜为二类防雷建筑，在气柜顶部及4根放散管平台上设有避雷针，照明采用防爆灯具。
电除尘器系统采用可靠的防静电接地保护装置，电阻≤1Ω电除尘器高压供电采用恒流装置，使电除尘避免含氧超标发生爆炸，电除尘器设有防爆孔，压力超过给定值时，自动起爆泄压。
11.安全卫生
11.1.编制依据及采用的主要标准
《国务院关于加强防尘防毒工作决定》国发[1984]97号。
《冶金企业安全卫生设计规定》冶生[1996]204号。
《建筑防火设计规范》GB/J16－87
《生产设备安全卫生导则》GB/T9085－85
《电气设备安全设计导则》GB/T9085－83
《工业企业噪声控制设计规
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