威金斯型干式煤層氣柜在韶鋼的應(yīng)用

威金斯型干式煤層氣柜在韶鋼的應(yīng)用

1威金斯型干法煤氣柜威金斯-干煤爐，又稱文獻(xiàn)型或pc型干煤爐，具有儲(chǔ)存高、拆卸、氨化時(shí)間快的特點(diǎn)。廣東省韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱邵鋼）8.03萬余畝建成。威金斯-干煤爐是廣東省第一家應(yīng)用于空氣泵行業(yè)的系統(tǒng)。它不僅有效地解決了轉(zhuǎn)爐氣的間歇性和用戶連續(xù)使用之間的矛盾，而且還完全混合了不同時(shí)期的壞氣，使輸出的氣體質(zhì)量更加均勻、穩(wěn)定。本文主要介紹了威金斯-干煤爐的組成、密封機(jī)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用效果。2威金斯型煙氣柜的精除塵工藝從轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵系統(tǒng)(OG濕法除塵系統(tǒng))中凈化回收的合格轉(zhuǎn)爐煤氣(含塵量<100mg/m3、w(CO)≥35%、壓力≤3kPa=,通過風(fēng)機(jī)送入8萬m3威金斯型干式煤氣柜.由于從氣柜出來的轉(zhuǎn)爐煤氣的含塵量高且壓力低,滿足不了用戶的工藝要求,須進(jìn)一步進(jìn)行精除塵并加壓供用戶使用.韶鋼轉(zhuǎn)爐煤氣精除塵采用濕法板式高壓靜電除塵,精除塵后的含塵量小于10mg/m3,經(jīng)加壓達(dá)到10～14kPa壓力輸送給用戶,同時(shí)為確保轉(zhuǎn)爐煤氣高效的安全使用,并考慮到轉(zhuǎn)爐煉鋼的年作業(yè)時(shí)間與煤氣用戶年作業(yè)時(shí)間不一致對(duì)煤氣的供需要求,將加壓的轉(zhuǎn)爐煤氣與二混合煤氣(高爐、焦?fàn)t煤氣混合)再次混合配成三混煤氣輸送給用戶.其工藝流程見圖1.3剪裂機(jī)工作原理威金斯型干式煤氣柜是由橡膠密封膜與側(cè)板、上下T擋板、活塞構(gòu)成一個(gè)活動(dòng)的密封腔體儲(chǔ)存煤氣.煤氣儲(chǔ)存量的增加或減少,靠活塞與T擋板上升或下降來實(shí)現(xiàn).當(dāng)活塞與T擋板上升時(shí),橡膠密封膜翻轉(zhuǎn)卷上,容積增大吞儲(chǔ)煤氣;當(dāng)活塞與T擋板下降時(shí),橡膠密封膜卷下,容積減少吐出煤氣外供.其工作原理圖如圖2.圖2中a狀態(tài):未進(jìn)氣;b狀態(tài):當(dāng)氣體進(jìn)入柜體時(shí),密封膜首先鼓起,在氣體壓力作用下,活塞帶動(dòng)內(nèi)膜上升,升至T擋板上部的極限位置;c狀態(tài):若氣體繼續(xù)進(jìn)柜,活塞擋板帶動(dòng)T擋板和外膜上升;d狀態(tài):活塞擋板、T擋板和外膜上升到極限位置.當(dāng)氣體出柜時(shí),活塞擋板、T擋板和橡膠密封膜的運(yùn)行與上述過程完全相反,最終恢復(fù)到原始狀態(tài).4總高84m8萬m3威金斯型干式煤氣柜設(shè)計(jì)吞吐能力:正常為0～15萬m3/h、最大為30萬m3/h;總高為49.670m;直徑為58m.柜型結(jié)構(gòu)為球面的柜底板、活塞、柜頂和圓筒形側(cè)板.柜內(nèi)采用兩段式密封特制的密封橡膠膜密封,它具有適宜活塞升降速度快,對(duì)含塵量高的煤氣能正常運(yùn)行的特點(diǎn),密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由活塞、內(nèi)側(cè)橡膠密封膜、T擋板、外側(cè)橡膠密封膜、側(cè)板和底板組成.(1)立立柱采用熱扎寬翼緣工字鋼,共30根,每根分7個(gè)安裝段,沿柜體圓周等分布置.立柱與基礎(chǔ)底板用螺栓連接,與側(cè)板通過角鋼環(huán)連接.(2)下段和第32段側(cè)板全高約三分之一的部分與煤氣直接接觸,其余部分作通風(fēng)罩使用.側(cè)板共分26段,最下段和第26段厚度為6mm,其余承受壓力部分厚度為4.5mm,不承受壓力部分厚度為3.2mm.側(cè)板上設(shè)有必要的加勁角鋼,并設(shè)有為活塞上部空間換氣開設(shè)的換氣孔以及為出入活塞上部而開設(shè)的鋼門.側(cè)板內(nèi)徑為58m,側(cè)板總高度為39.070m.(3)它的外殼柜底板用厚鋼板拼接而成,緊貼基礎(chǔ)面.(4)合成網(wǎng)狀拱頂結(jié)構(gòu)柜頂用于遮蔽風(fēng)雨,保護(hù)活塞和密封橡膠膜.柜頂骨架用型鋼和鋼板組合成網(wǎng)狀拱頂結(jié)構(gòu),面上敷設(shè)屋頂板,骨架梁端支承在環(huán)形加強(qiáng)板上,環(huán)形加強(qiáng)板與立柱及側(cè)板相連接.在中央部分設(shè)有換氣用的通風(fēng)帽,外圍部分設(shè)有20個(gè)Φ500mm的通風(fēng)孔,同時(shí)兼作采光用的柜頂人孔.(5)錨固混凝土底板和4.4比活透膜柱活塞底板采用柔性球缺形結(jié)構(gòu),適宜于承受內(nèi)壓并能減少柜內(nèi)無效容積;活塞外環(huán)設(shè)有懸掛內(nèi)側(cè)橡膠的活塞支架,承受內(nèi)側(cè)橡膠膜的分布?jí)毫Σ⒃诨钊颠^程中對(duì)它加以保護(hù).底板上面設(shè)有環(huán)形活塞托座及60根活塞支柱.為了平衡煤氣壓力,活塞托座內(nèi)沿整個(gè)圓周灌以約157m3混凝土配重,混凝土比重為2.3t/m3,另外還有1500塊混凝土塊,每塊重約31.05kg.活塞板上設(shè)有206根檢修用支柱,支柱以活塞板上的套管支座為支承點(diǎn),支柱平時(shí)放在活塞板上的臺(tái)架,套管支座以盲板封閉,檢修時(shí)去掉盲板,將支柱法蘭固定在套管支座上,將活塞頂起后檢修.活塞外徑為55.080m,活塞擋板高為6.139m.(6)t面板的安裝在側(cè)板和活塞之間設(shè)有與活塞支架類似的T擋板,在活塞升降過程中使外側(cè)橡膠膜變形受限并對(duì)它加以保護(hù).T擋板分為兩段,上部為可升降的活動(dòng)T擋板,下部為T擋板支架.在頂部設(shè)有環(huán)形平臺(tái)以利于檢查和維修.為使T擋板在升降過程中與柜中心保持一致,在T擋板上下兩端各設(shè)有30個(gè)限位導(dǎo)輥.當(dāng)活塞位置比較低時(shí),T擋板落于緊貼板設(shè)置的T擋板支架上.T擋板外徑57.260m,內(nèi)徑55.800m,T擋板高12.068m.(7)密封方案密封機(jī)構(gòu)的主要元件是橡膠密封膜,它緊固在側(cè)板、T擋板和活塞上.橡膠密封膜采用丁腈橡膠+PVC材料.(8)自動(dòng)調(diào)平裝置為防止活塞發(fā)生傾斜,設(shè)有1套6組重鉈平衡式自動(dòng)調(diào)平裝置,以保證活塞在各個(gè)方向上的傾斜均能及時(shí)自動(dòng)調(diào)整.調(diào)平裝置由與活塞相連的鋼絲繩、柜頂導(dǎo)輪及支架和平衡重鉈及導(dǎo)軌組成.(9)走廊、平臺(tái)和樓梯在煤氣柜外周設(shè)有3層回廊,并沿氣柜的側(cè)壁設(shè)有可以從地面直達(dá)柜頂?shù)钠脚_(tái)及走梯以便進(jìn)行檢查維修.(10)天然氣管網(wǎng)的運(yùn)行和出口.轉(zhuǎn)爐煤氣柜設(shè)有D2220×7煤氣入口管1根,D1420×6煤氣出口管1根,DN1020×6混合煤氣入口管1根.(11)安全傳輸裝置轉(zhuǎn)爐煤氣柜設(shè)有4個(gè)DN800杠桿式自動(dòng)放散閥,當(dāng)活塞達(dá)上限并且轉(zhuǎn)爐煤氣繼續(xù)送入時(shí)自動(dòng)開啟.(12)冷凝水裝置轉(zhuǎn)爐煤氣柜設(shè)有6個(gè)排水器,用于將煤氣中的冷凝水排出到柜外基礎(chǔ)面上的排水坑中集中處理.(13)橡膠和形成可生物材料威金斯型干式煤氣柜密封系統(tǒng)是由活塞、內(nèi)側(cè)橡膠密封膜、T擋板、外側(cè)橡膠密封膜、側(cè)板和底板組成.橡膠密封膜是威金斯型干式煤氣柜的核心設(shè)備,是一種超大型特種橡膠制品.橡膠密封膜是由(丁腈+PVC)橡膠和特制尼龍簾線制成的具有特殊結(jié)構(gòu)的筒狀的膠布制品,是威金斯型干式煤氣柜的核心設(shè)備,是決定威金斯型干式煤氣柜能否安全運(yùn)行關(guān)鍵因素.威金斯型干式煤氣柜回收儲(chǔ)存的煤氣時(shí)時(shí)處于吞吐動(dòng)態(tài)工況環(huán)境中,要求橡膠密封膜具有高強(qiáng)力、延伸率小、耐屈撓性能優(yōu)異、耐老化、耐油、氣密性能好等特性.氣柜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)橡膠膜既是密封件,又是連接活塞、T擋板和側(cè)板的連接件.內(nèi)外側(cè)橡膠膜在柜內(nèi)均是一個(gè)表面與煤氣接觸,另一個(gè)表面與空氣接觸,故要求兩面具有不同的性能.接觸煤氣的一面應(yīng)耐煤氣和耐油,接觸空氣的另一面應(yīng)耐老化.韶鋼8萬m3威金斯干式煤氣柜采用均能滿足工藝要求的丁腈橡膠+PVC橡膠材料.5焦?fàn)t鋼回收利用韶鋼8萬m3威金斯型干式煤氣柜系統(tǒng)的建成和使用,順利地對(duì)2座120t轉(zhuǎn)爐所產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行了回收、精除塵、加壓、輸送.有效地滿足了韶鋼煤氣用戶的需要,改變了因混合煤氣總量不足而造成軋鋼系統(tǒng)部分煤氣用戶摻燒重油的被動(dòng)局面.節(jié)約了生產(chǎn)成本、并改善了大氣環(huán)境.為韶鋼能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整和實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐負(fù)能耗煉鋼的目標(biāo)奠定了基石.目前煤氣柜每爐鋼的回收煤氣時(shí)間約為7min左右,約40min回收1爐,每爐回收量平均約為7000～8000m3,每日可回收36爐,日可回收熱值大于7524kJ/m3轉(zhuǎn)爐煤氣252000～288000m3,加壓外送量為9000m3/h,按混合煤氣14元/GJ計(jì)算,每日回收煤氣創(chuàng)效益:26545～30