徐州靖鹏环保工程有限公司
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气柜,广泛应用于化工、石油化工、冶金等行业及城市煤气的储存、供应,它是用来储存气体、输送气体的一种设备。
(一)气柜的分类
气柜分为干式和湿式两种,干式和湿式气柜的区别在于密封型式的不同。干式气柜安装的密封是采用弹性垫片及油封填充方法;湿式气柜则是采用向水封槽充水的方法。目前,常用的为湿式气柜。由于煤气燃烧时工作压力不高,因此气柜承受的压力均为低压(1200~4000Pa)。一般称为低压湿式气柜。
低压湿式气柜分为直升式气柜和螺旋式气柜两种。直升式气柜容积为100~1000m3,螺旋式气柜容积为1000~200000m3,石油化工用气柜的容积一般不超过10000m3。低压直升式湿式气柜示意图见图10-1-14,低压螺旋式湿式气柜示意图见图10-1-15。
气柜常用的材料有:Q235-AF、Q235-A、20R、16MnR、16Mn等。厚度大于30mm的16MnR钢板应正火状态供货。设计温度≤-20℃时,厚度≥6mm的钢板,应进行设计温度下的V型缺口冲击试验。
(二)气柜结构型式
1.低压湿式直升储气柜主要是由储水槽(水槽壁)、中节、钟罩、垂直导轨、桁架钢结构和配重块等组成。钟罩和中节的升降,是沿内外垂直导轨和滑轮上下移动。桁架钢结构的作用,是承受气柜的全部荷载,并通过储水槽将其荷载传递于基础上。
2.低压湿式螺旋储气柜主要是由储水槽、中节、钟罩、螺旋导轨、水封槽、金属结构、配重块等组成。中节有多个,中节及钟罩沿螺旋导轨上下移动。
(三)气柜预制安装
1.气柜构件预制
为保证气柜施工质量,气柜在组装前应尽可能地对各零部件进行预制。首先按照设计要求、材料几何尺寸及规范规定,绘制施工排板图。然后,在气柜中节壁板和钟罩壁板上标出中心线、搭接线及安装顺序和方向;上、下水封分段预制,但立板接口与环形底板接口应错开300mm以上;角钢圈、槽钢圈、立柱预制长度一般不应小于5m,并在平台上放样校正弧度和水平翘曲度;导轨预制应严格按照施工方案进行,热加工后不得有过烧、裂纹、急弯及不符合设计要求的扭曲和凹坑。
2.气柜安装
气柜安装也有正装法和倒装法之分。
(1)正装法。正装法的安装顺序是由外向里、由下至上进行安装。所谓由外向里是指先安装水槽壁,再安装中节壁,最后安装钟罩壁。所谓由下至上是指水槽壁的安装,由最下一圈带板开始组装直至最上一圈带板。中节壁、钟罩壁的安装,先将下水封及下带板组装焊接完后,再安装立柱、上带板、上水封或拱顶、螺旋导轨及垫片,最后安装菱形板。
(2)水浮正装法。水浮正装法仅适用于水槽壁的安装,当最下一圈壁板组焊完后,向水槽内注水,水将预先制作好并设置在水槽内的浮筒浮起,可作为内部操作平台,浮起的浮筒通过吊架,将吊篮悬空地吊在水槽外空间,可作为外部操作平台。凭借内外操作平台,由下至上组装焊接每一圈壁板。组焊完一圈壁板向水槽内注水一次,达到适合操作的高度,直至最上一圈壁板组焊完成。
(3)倒装法。倒装法的安装顺序是有里向外、由上至下进行安装。所谓有里向外是指先安装钟罩壁,再安装中节壁,最后安装水槽壁。所谓由上至下是指先安装钟罩壁、中节壁、水槽壁的最上一圈带板,然后由上而下逐圈组装焊接,壁板全部组焊完后安装上水封、立柱、下水封,最后安装导轨。钟罩拱顶则在钟罩壁最上一圈带板组焊完后进行。 3.气柜防腐
湿式气柜遭遇腐蚀的程度远远超过一般储罐。其原因是湿式气柜所储存的介质及水槽内的水质(不可避免地会溶解储存介质所携带的二氧化碳、二氧化硫或三氧化硫等酸性物质)都具有较强的腐蚀性,同时中节及钟罩在运行过程中要不断反复地浸入水槽和暴露在大气中,更加快了腐蚀的进程。因此,湿式气柜的防腐是一项很重要的工作。
气柜各零部件的防腐涂料和油漆按设计图纸规定,施工方法按施工规范,一般要求如下:
(1)为保证油漆涂刷质量,在进行油漆防腐前,要将金属表面的污物和铁锈清除干净,一般应采用喷砂处理。喷砂处理部位包括水槽壁板、水槽底板、各中节壁板、钟罩和金属结构等。
(2)水槽底板背面的沥青漆要在安装前全部刷完。水槽底板正面浇热沥青的工作必须在底板真空试验、喷砂除锈合格及气柜整体施工结束后进行。
(3)下水封槽内、外表面油漆要在水封槽注水试验合格后进行。
(4)水槽、中节、钟罩内表面及气柜内的管道、金属结构等的油漆,应在水槽注水试验前进行。
(四)气柜的检验
1.气柜底板严密性试验
一般采用真空试漏法,其试漏方法与金属油罐相同,真空箱内真空度为1.96kPa。
2.气柜焊接质量检验
(1)气柜所有焊缝均应经煤油渗透试验。
(2)当钢板厚度≥8mm时,水槽壁对接焊缝应抽样进行射线探伤检查,抽查数量立缝不少于10%,环缝不少于5%。
3.气柜的总体试验
(1)水槽注水试验
底板严密性试验合格后,应进行水槽注水试验。注水时,一方面检查焊缝是否渗水,另一方面要观测基础沉降情况。若发现问题应及时停止注水,待问题解决后,再继续注水至试验高度,并保持24h。
(2)气柜升降试验
a.试升阶段。启动供气设备(空气压缩机或鼓风机)向钟罩内充气,使钟罩和中节徐徐上升,密切注意压力计的指示数值和各塔节上升的平稳状况,检查导轨与导轮运行接触情况。当钟罩下水封立板接近中节上水封立板时,应降低上升速度,检查下水封在圆周方向是否同时进入上水封。
在钟罩和中节上升过程中,用肥皂液检查壁板焊缝,如有泄漏应随即补焊。当钟罩和中节上升到设计高度时,压力计的指示应符合设计要求,如差别较大,可用配重块调整。同时,用肥皂液涂刷钟罩顶盖所有焊缝,进行气密性检查。
b.气柜下降试验。当钟罩上升到设计高度并气密性检查合格后,打开放空阀门,使钟罩和中节缓慢下降,此时应密切注意压力计的压力变化、导轨与导轮的接触运行情况,运行应平稳。
c.气柜快速升降试验。以上两个阶段试验合格后,应进行快速升降试验,升降速度为每分钟不超过1.5m,进一步观察钟罩、中节、导轨与导轮的接触运行情况。