国家标准工业企业干式煤气柜安全技术规范(征求意见稿)12.29条文说明.doc

中华人民共和国国家标准工业企业干式煤气柜安全技术规范 Safety technology specification of waterless gasholder in industrial enterprise （征求意见稿）条文说明制订说明工业企业干式煤气柜安全技术规范根据中华人民共和国住房和城乡建设部2009年工程建设标准规范规范制订、修订计划（建标200988号）的要求，由中冶赛迪工程技术股份有限公司会同有关单位经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，制订而成。为便于使用者正确理解和实施本规范，特按章、节、条编制了本规范条文说明。供使用参考。在使用过程中如发现本条文说明需要修改和补充之处，请将意见函告中冶赛迪工程技术股份有限公司（地址：重庆市渝中区双钢路1号；邮政编码：400013）。目次1 总则13 基本规定14 设计安全技术44.1 柜址的选择和防火防爆要求44.2 有效容积的确定74.3 干式柜使用条件74.4 柜体基础84.5 柜体钢结构84.6 柜体工艺配置的其他要求85 施工和验收145.1基础施工145.2 柜体施工145.3调 试155.4 验 收156 运行与维护166.2 运行监控166.3 停煤气操作166.4 特殊操作166.5维 护167 检修16 Contents1 General Provisions3 Basic Requirements4 Design4.1 Construction site and fireproof & explosion-proof requirements4.2 Effective volume 4.3 Applicable condition of waterless gasholder4.4 Foundation4.5 Steel structure of gasholder proper 4.6 Other requirements in technology design of gasholder proper5 Construction and acceptance5.1 Foundation construction5.2 construction above gasholder propers foundation5.3 debugging5.4 Acceptance6 Operation and maintenance6.2 Normal operation 6.3 Getting offline operation6.4 Particular operation7 overhaul8 Accident disposal1 总则1.0.1 本条阐述了制定本规范的目的和意义。国内建成的干式煤气柜（以下简称干式柜）已达几百座，迫切需要对这种庞大的巨型现场危化品储存设备的安全技术要求进行规范，条文规定了干式柜生命周期内直接涉及安全、职业卫生等国家需要控制的安全技术要求。1.0.2 本条规定了本规范的适用范围。煤气柜一种常温、低压、大型的现场焊接设备，用于平抑煤气的发生和消耗的短期不平衡，故属一种常压的可变容积的可燃气体储罐（目前城市煤气行业称储气罐或储气柜；也有称干式柜或贮气罐），单座容积从数千数十万立方米。为区别于容积不变的钢制常压容器，突出其储存介质的易燃易爆性质和实际储气容积随位置高度可变的设备特征，本规范沿用其习惯称谓煤气柜。煤气柜的储气压力是由结构的自重产生的，故生产过程中耗用能源极少，在工业企业煤气输配和利用领域和天然气利用方面，煤气柜均是一种节能环保设备。从储存介质的特性来讲，干式柜储存的是多组分具有危化品特征的可燃混合气体，人工煤气还存在CO中毒职业危害，常见的人工煤气和天然气成分典型组成见表1.0.2-1。表1.0.2-1 常见的人工煤气和天然气成分典型组成（体积）储存介质CH4H2COCmHnC3H8C4H10CO2N2O2高炉煤气0.51.525.514.558焦炉煤气25.55962.22.940.4转炉煤气1.55918.520.60.4COREX煤气1.6817.7245.2333.172.2铁合金煤气0.20.683.255565151919.832.20.31.5纯天然气980.40.30.31煤层气90矿井气52.44.6367煤气柜按密封方式分为湿式煤气柜和干式煤气柜，湿式煤气柜采用水密封，存在基础荷载大、储气压力低且波动大、腐蚀严重、煤气增湿、自动化水平低和环境友好性差等缺点，已逐渐被具有活塞密封结构的干式柜所取代。二十世纪的干式柜按活塞密封方法主要分为：采用润滑脂（或称干油）橡胶密封的可隆（KLONNE）型干式柜、采用稀油钢滑板密封的多边形柜和采用橡胶膜密封的膜密封柜。可隆型干式柜虽然有储气压力较高、活塞速度较快的优点，但密封性能不好，因此自二十世纪八十年代宝钢引进二座150,000m3的可隆型柜后国内就未推广使用。二十世纪末出现了集可隆型柜储气压力高和多边形柜稀油密封性能好的优点于一身的新型干式柜圆筒形稀油密封煤气柜（故俗称新型柜或POC型柜，以下简称圆筒形柜），密封方法采用稀油橡胶条的密封型式，近十年来我国已建设三十余座圆筒形柜，总储气容积超过60,000,000m3。因此，本规范主要针对工业企业内多边形柜、圆筒形柜和膜密封柜这三种干式柜进行编写。由于国内新建成的干式柜工作压力已高达15kPa，运行压力达到13.8kPa；有效容积为300,000m3的煤气柜也已有十几座，本规范将干式柜工作压力适用范围定为小于20kPa（表压），将有效容积适用范围定为不大于600,000m3，以适应这种大型现场设备大型化和高压化的发展需要。干式柜安全技术规范在国内是首次编制，干式柜本体消防、疏散等方面的安全要求各行业有相同的地方，但由于石化行业有其特殊规定，故石化行业可遵守其行业内的规定，其他行业规范内未明确的内容应按本规范执行。1.0.3 本条规定了本规范与国家法律、行政法规的关系。1.0.4 尽管我国干式柜建设技术水平已达到当今世界先进水平，但不排除采用新技术带来技术革命的可能，本条规定了采用新技术时应与国家安全生产监督管理方面的要求协调一致。3 基本规定3.0.1 本条引用现行国家标准工业企业煤气安全规程GB6222-2005中第4.1条。3.0.2 本条引用工业企业煤气安全规程GB6222-2005中第4.2条的内容规定了干式柜工程设计单位和其人员应具有相应的有效资质和设计审查要求，鉴于干式柜是一种涉及到多个学科的大型现场煤气设备，要求设计单位具有一定的人才资源、设备配置、研发和管理水平，故要求其设计单位应有国家甲级设计资质。工业企业煤气安全规程GB6222-2005中4.2条规定工业企业煤气设施设计审查应有当地公安消防部门、安全生产监督管理部门和使用单位的安全部门参加。对储存有毒燃气的干式柜，当地的职业卫生管理部门也应参加设计审查。3.0.3 现行国家规范建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008中5.1.5条将人口达20万以上的城市的储气罐计入重点设防类，因为城市燃气储气罐提供燃气，对保证人民群众正常生活非常重要，发生泄漏等事故时将危害较多人员，而对于工业企业来说，不少燃气储气罐可以脱离燃气管网，主体生产仍然可以进行，譬如冶金行业单管进出的高炉煤气柜和焦炉煤气柜；发生事故时波及的人员也较少。现行国家规范室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB500322003中 1.0.7条和1.0.8条对室外燃气储气罐的抗震设计提出了要求，鉴于干式柜和湿式柜的危险性大致相同，发生事故时引起次生灾害的危险性也基本相同，故本规范参照室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB500322003提出了干式柜的抗震设计要求。3.0.4 干式柜施工过程中，必须防止如坍塌、滑坡、高处坠落、机械事故、物体打击等各类安全事故。气柜安全施工作业涉及的工种较多，有关施工安全的范畴亦相当广泛。本条根据我国现阶段工程实践，提出了原则性要求：1 干式柜工程施工需要根据干式柜的不同施工阶段，采取有针对性的安全技术措施，在施工组织设计中必须明确；2 为防止机械伤害，做出此规定。干式柜施工中涉及到的属于特种设备的起重机械，应按特种设备的规定使用、管理和维护。3 干式柜工程项目应按国家有关规定建立健全项目安全生产管理和责任制度并付诸实施，有效地防止和减少安全事故。4 除本规范第3.0.3条的抗震方面的规定外，干式柜工程还应执行国家法律法规、各级政府的有关规定和消防、安监、建设、航空、防雷、职业病预防等方面的安全技术规范。3.0.5 干式柜区域应严禁无燃气专业知识的外人（尤其是小孩，残障人等）进入，防止发生意外事故。在干式柜选址时，应考虑无燃气专业知识的人尽量远离干式柜区域，不应经常穿过干式柜区域，造成管理混乱。在有多座干式柜或柜区内有加压站等规模较大的情况下，有必要明确划分管理区域，明确责任。无论干式柜区域有人操作或无人操作，进入干式柜区域的人员必须取得干式柜管理部门的许可并登记备查。当干式柜建设场所临近海洋、河流、湖泊、山崖时，临近侧可以不设围墙，但要采取相应措施防止缺乏煤气知识的人员靠近干式柜。3.0.6 干式柜的使用管理部门应按国家安全监督管理部门的要求建立相应的安全管理制度、完善岗位操作规程、建立事故应急救援体系。对构成重大危险源的干式柜，干式柜的运行管理部门应按国家和当地安监部门的要求进行管理。譬如：进行重大危险源的登记建档、安全评估、定期检测和监控并建立事故处理应急预案及定期进行事故应急演练等等。3.0.7 由于干式柜所储存的燃气是危化品，本条参考国家安全生产监督管理总局令第26号冶金企业安全生产监督管理规定第九条的要求规定了干式柜各工种的上岗条件。3.0.8 从事危化品作业与储存的职工应身体健康，配备2名值班人员有利于相互救助。进入稀油柜活塞上作业时，柜顶内部吊笼平台应安排专人操作和监护，故作业人员不少于3人。3.0.9 为调试和巡检方便，一般在现场设控制和监视干式柜的控制室（含电气室），本条规定了控制室内需配置必要的控制、监视和报警等装置。3.0.10 干式柜运行维护岗位的危险性大，可能接触易燃易爆或中毒的危化品，必须提供本条规定的特殊的劳动保护用品和巡检工具。3.0.11 内部吊笼按规范在防爆1区，必须采用防爆型，外部电梯井道一般利用柜体作为支撑，与煤气柜柜体距离较近，机房通常在侧板外3m范围以内，习惯上也采用防爆型，产品成熟且投资增加也不多，故统一规定必须采用防爆型设备，应按国家有关防爆特种设备的要求进行设计、制造、安装、运行、管理和维护。现行特种设备安全技术规范电梯使用管理与日常维护保养规则TSG_T5001-2009中第二章第六条规定：至少有一名取得特种设备作业人员证的电梯安全管理人员承担相应的管理职责；但是由于现在干式柜用的内部吊笼尚未纳入国家质监部门的监察范围，其危险性实际上超过外部电梯（例如外部电梯有双向安全钳），考虑到操作外部电梯的作业人员也要操作内部吊笼才能将巡检人员送入干式柜活塞上，且二者均具有防爆、垂直升降、载人等不少相似之处，故在现阶段，本条要求干式柜内部吊笼均应按该规范进行管理和维护。3.0.12 干式柜内部活塞上通风条件较差、逃生不易，为保证操作人员的人身健康和安全，参考城镇燃气设计规范GB50028-2006中第6.5.3条的规定做出本条规定。 例如，对可能引起CO职业中毒危害的干式柜，巡检人员一般一周上活塞上一次，巡检时间约一小时，本款按工业企业煤气安全规程GB62222005的规定执行：一氧化碳短含量不超过30mg/m3（24ppm），可以较长时间工作；一氧化碳短含量不超过50mg/m3，入内连续工作时间不超过1h；不超过100mg/m3，入内连续工作时间不超过0.5h；在不超过200mg/m3，入内连续工作时间不超过15min20min。2 对储存无毒燃气的干式柜，本条与城镇燃气设计规范GB50028-2006中第6.5.3条的规定保持一致。3.0.13 干式柜活塞与柜顶之间的空间通风条件较差，一旦燃气泄漏则可能达到爆炸限，遇火花即会爆炸。Low-pressure gasholders storing lighter-than-air gasesIGE/SR/4（1996）中第7.1.3条规定：在危险的环境中，便携独立电气设备，例如无线电话，手电等，只有在证明安全时才可以使用。柜区内均属可燃气体储罐区域，烟头属移动的明火，故严禁吸烟。3.0.14 为防止车辆或火车撞坏干式柜、保证疏散方便和防火，煤气柜安全建议书IGE/SR/4（1973）中4.1.1条和Low-pressure gasholders storing lighter-than-air gasesIGE/SR/4（1996）均要求：干式柜周围6m范围内不应有障碍物、腐蚀性物质和易燃物。考虑到本规范第3.0.5条已规定煤气柜区应设分界围墙和第4.1节有关防火防爆的规定，要求柜区内均不应有易燃物。3.0.15 建筑设计防火规范GB500162006对干式柜与明火的防火间距有严格要求，在干式柜工作状态下，干式柜附近的动火作业应受到严格监控。3.0.16 煤气设施的检修属特种作业，不少煤气柜出事故都是在检修时违章操作或疏忽大意所致。我国现阶段许多干式柜的检修单位就是干式柜的制作单位，其主业为钢结构制作或工业设备安装，缺乏煤气设施检修方面的安全防护知识、配套装备和相应的技能；现行国家规范工业企业煤气安全规程GB6222-2005中将煤气设施检修的安全监护工作交给了煤气设施使用管理单位的煤气防护站（组）。故本条规定干式柜的检修作业必须制订安全技术措施和应急预案。在检修单位和煤气柜管理单位不一致的情况下，干式柜使用管理单位的煤气防护站应参与检修安全技术方案和应急预案的安全审核并承担有关可能发生煤气事故方面的检修内容的安全监护工作。3.0.17 干式柜活塞下部为封闭储存燃气的空间，在检修时也只能开少数人孔，通风条件很差，特别在杂质较多的可燃气体用干式柜中，容易发生人员窒息或中毒或残留物燃烧等事故，按缺氧危险作业安全规程GB8958-2006作出此规定。3.0.18 本条引用工业企业煤气安全规程GB6222-2005中第4.6条的内容作出此规定。4 设计安全技术4.1 柜址的选择和防火防爆要求4.1.1 本条参照钢铁冶金企业设计防火规范GB504142007中第4.1.2条和工业企业煤气安全规程GB6222-2005中第9.1.1条的内容作出此规定。干式柜选址时同时应考虑设置分界围墙，有利于规划出干式柜建成后行人和车辆的新通道，避免无专业知识的人员靠近煤气柜。详见本规范第3.0.5条。4.1.2 干式柜与其他建、构筑物的防火间距应符合下列规定：1 本规范所指的干式柜都是低压的可变容积的可燃气体储罐，是一种露天的高耸现场设备。现行国家规范建筑设计防火规范GB500162006和钢铁冶金企业防火设计规范GB50414的有关规定中，均没有明确对可变容积的煤气柜这种大型现场设备的容积的确定方法。可变容积的煤气柜活塞下部通常有一定容积的死空间，但正常操作时一般煤气柜内所储存的煤气体积量为有效容积的3070%，以利于适应煤气系统的产销波动。一般活塞高度达到活塞行程的90%时报警，达到95%时为保证煤气柜本体的安全自动切断煤气进口阀门，为保证气温变化时活塞不冲顶此时由操作人员将活塞降到90%柜位以下。纵然是死空间比例较大的圆筒形柜，其死空间通常也在有效容积的10%以下。因此，在煤气系统或干式柜出现故障需切断煤气进口阀门的时候，柜内所储气体水容积一般约70%，考虑在运行压力小于20kPa的情况下，死空间比例为10%计，故在标准大气压的地区参考GB50016固定容积储罐总容积的计算方法计算出的总柜容为有效容积的70%（1.013250.2）（1+10%）0.934倍；考虑活塞在80%的行程高度上时则按此方法计算出的总柜容为有效容积的80%（1.013250.2）（1+10%）1.068倍，这在工程上也是基本上可以接受的。考虑到干式柜不同于具有固定容积的储气压力较高的可燃气体储罐、以及设计和使用方便，本规范将干式柜的有效容积作为干式柜确定消防间距的总柜容。干式柜与建筑物、可燃液体储罐、堆场和室外变、配电站等之间的防火间距：建筑设计防火规范GB50016-2006中第4.3.1条中干式柜的总容积只到100,000m3，钢铁冶金企业设计防火规范GB504142007中4.2.4条之规定对于有效容积超过300,000m3的干式柜中又没有要求，考虑到有效容积达300,000m3的干式柜与建筑物、可燃液体储罐、堆场和室外变、配电站等的防火间距基本上已经超过一般干式柜与明火或散发火花地点的防火间距要求，故本条参考钢铁冶金企业设计防火规范GB504142007中第4.2.4条之规定并将有效容积超过300,000m3的干式柜视为300,000m3的干式柜确定防火间距。参考国外规范，煤气柜与锅炉、加热炉、燃烧炉、焚烧炉、吸烟室等烟火设施的间距应保持8m以上的距离，并在这些烟火设施附近设置煤气泄漏检测报警装置，在检测到煤气泄漏时，应能够立刻通过联动装置扑灭这些设施的烟火。故国外设计通常将煤气柜控制室（国外也叫电气室）与煤气柜的间距定为10m。考虑到我国的具体情况，已建和在建的近百座有效容积为50,000m3300,000m3干式柜与一、二级耐火等级的控制室的防火间距为25.0m或25m的1.25倍，尚未见到控制室与煤气柜相互影响造成火灾或中毒等次生灾害的案例，故本规范将25m作为有效容积超过50,000m3的大型干式柜与一、二级耐火等级的建筑物的基本安全间距。由于厂区建筑物无人值守一方面降低了建筑物人为火灾的发生率，另一方面干式柜火灾或少许泄漏造成工作人员伤亡的几率也大幅下降，故规定当一、二级耐火等级的厂区建筑物无人值守时，可以不考虑可燃气体密度的影响。注1中相对密度=气体密度/空气密度，相对密度大于0.75则为比空气重，否则为比空气轻。 2 建筑设计防火规范GB50016-2006中第3.4.6条要求：用不燃烧材料制作的室外设备可按一、二级耐火等级考虑，而在城镇燃气设计规范GB50028-2006中第6.5.3条强制性规定：“露天燃气工艺装置与干式柜的间距按工艺要求确定”。可见，城镇燃气行业中的干式柜一般设在一个储配站区内且封闭管理、燃气密度轻于空气，此时露天燃气工艺装置与干式柜的间距可以较小。而在工业企业干式柜柜区内，干式柜也经常与其他室外燃气工艺设备（如电捕焦油器、电除尘器和加压机等）一起布置，以便于统一管理，未经允许的人员也不能进入煤气柜区域，故防火间距可以参考城镇燃气设计规范GB50028-2006的规定。考虑到干式柜周围应通风良好且钢铁冶金企业设计防火规范GB504142007中第4.2.9条规定干式柜与不可燃气体储罐间距不宜小于2m，故推荐与干式柜配套运行的电捕焦油器、电除尘器和加压机等露天燃气工艺设备与该干式柜的间距不小于6m，这也与本规范第3.0.14条的规定相协调。与干式柜不属同一燃气系统的电捕焦油器、电除尘器和加压机等露天燃气工艺设备在一个封闭管理的干式柜区域内，如果将这些露天燃气工艺装置视为一、二类耐火等级则柜区占地面积较大，与城镇燃气设计规范GB50028-2006相比则过于严格。考虑到这些露天燃气设备通风良好，一般无人操作，占地面积和高度均不大，对干式柜消防的妨碍也不大，故它们和同一个煤气管理区域内的干式柜的防火间距可适当减小；再考虑到建筑设计防火规范GB50016-2006条文说明第4.3.1条第3款第3)项中“根据储气罐火灾扑救实践，人员与罐体之间至少要保持1520m的间距”和钢铁冶金企业设计防火规范GB504142007中4.2.5条的规定，按燃气密度划分，推荐采用在燃气密度均轻于空气时防火间距不小于15m；在有燃气密度重于空气的情况下不小于18m，以满足消防扑救的需要。3 参考本规范第3.0.5条之规定，确定干式柜与不可燃气体储罐间距离不小于6m，以保障消防、疏散和通风良好的需要。 建筑设计防火规范GB50016-2006中第4.3.2条第1款强制性规定：湿式可燃气体储罐之间、干式可燃气体储罐之间以及湿式与干式可燃气体储罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐直径的二分之一；第3款强制性规定：固定容积的可燃气体储罐与湿式或干式可燃气体储罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐直径的二分之一。该规范第4.3.3条第3款强制性规定：氧气储罐与可燃气体储罐之间的防火间距，不应小于相邻较大罐的直径。在一个封闭管理的煤气柜区域内布置多座干式柜，管理和维护都是同一个管理部门进行，防火间距可以减小。例如，宝钢股份公司多边形柜、可隆型柜、圆筒形柜和膜密封柜这四种干式柜都有，均为能源中心遥控操作，且该公司一期工程2座150,000 m3可隆型高炉煤气柜（直径均为51.2m）、1座120,000 m3多边形焦炉煤气柜（直径44.747m）和1座80,000 m3膜密封转炉煤气柜（直径58m）无人值守安全运行已二十多年。日本人为宝钢设计的这2座150,000 m3可隆型高炉煤气柜和1座120,000 m3多边形焦炉煤气柜在一个煤气柜区域内并排布置，二座150,000 m3可隆型柜之间的净距为15.8m；120,000 m3多边形焦炉煤气柜与相邻的可隆型柜的净距为19m（净距均以干式柜侧板外壁直径为柜边缘计），且在这三座煤气柜之间设有上、下二处连接天桥。由于设置天桥可以省去相邻干式柜的外部电梯，1993年设计的韶钢100,000m3圆筒形柜和20,000m3圆筒形柜之间也设有天桥，现在已安全运行10余年。因设计时规范要求的煤气柜间防火间距要求采用大柜直径的三分之二，故天桥的跨度达32m。跨距过大的天桥不仅浪费钢材，而且容易造成柜间相互干扰，故同一个柜区内干式柜间防火间距也不宜过大。考虑到消防扑救至少需要至少需要1520m的间距和气体密度，将同一柜区内的干式柜间的间距规定在满足消防扑救需要的距离之上。在干式柜柜容越来越大的情况下，干式柜的直径也越来越大，以300,000m3圆筒形柜为例，其直径为64.6m，按建筑设计防火规范GB50016-2006的规定与其他燃气储罐的防火间距不小于直径的二分之一则为32.3m；而规划中的500,000 m3圆筒形柜的直径达到约76m，其1/2为38m，如沿用建筑设计防火规范GB50016-2006中第4.3.3条第3款的规定则占地太大，而且固定容积的可燃气体球罐和氧气储罐的间距比干式柜与氧气储罐的间距小很多。譬如，国内1,000m3、3MPa的天然气球罐直径约12.5m，按该款规定则天然气球罐的总容积约31,000 m3，它与同容积氧气球罐的间距满足12.5m就可以了；而30,000 m3的干式柜（直径约33m）与1,000m3氧气球罐的间距则应为约33m。实际上，干式柜与助燃气体储罐之间的间距满足1520m的消防扑救净空距离就可以了。冶金行业煤气燃烧放散塔的操作经验表明，一般40m间距外的明火对人和设备的影响不大；这也与城镇燃气设计规范GB50028-2006中第6.5.3条总容积超过200,000m3的储气罐与明火地点的防火间距取40m一致，故大型干式柜与助燃气体储罐的防火间距取40m是可以接受的。正如建筑设计防火规范GB50016-2006条文说明中第4.3.2条第1款所述“干式可燃气体储罐与湿式可燃气体储罐危险性基本相同”。事实上，干式柜由于密封介质不用水比湿式柜安全性提高，因为许多干式柜已经达到无人值守的操作水平，操作人员一般一周才上到干式柜上巡检一次，监控措施完备，不易对操作人员造成伤害。综合考虑储气罐消防扑救至少需要1520m的间距、宝钢和韶钢干式柜之间的间距、所储存气体的密度、节省占地和我国国情，做出本规定。4 本款干式柜与铁路、道路的防火间距执行建筑设计防火规范GB500162006的规定。5 钢铁冶金企业设计防火规范GB50414-2007中第4.2.5条规定：“煤气柜四周应设置围墙。当总容积小于等于200,000m3时，柜体外壁与围墙的间距不宜小于15m。当总容积大于200,000m3时，不宜小于18m”。对实体围墙，本款直接引用该规定。在采用金属栅栏围墙时，消防车道和消火栓可以利用区域外公路布置，消防水龙袋也可以穿过栅栏围墙进行灭火。 实践上，在本条第3款所述的日本人为宝钢设计的2座150,000 m3可隆型高炉煤气柜和1座120,000 m3多边形焦炉煤气柜在一个煤气柜区域内并排布置，所采用的围墙就为金属栅栏式，已安全运行二十多年；2007年2月投产的宝钢股份公司300,000 m3焦炉煤气柜和2007年10月建成的宝钢中厚板分公司300,000 m3COREX煤气柜均采用金属栅栏围墙，且宝钢股份公司300,000 m3焦炉煤气柜柜体侧板与柜区金属栅栏围墙的最近间距为11.2m，与围墙外的消防公路的最近间距为12.9m；金属栅栏围墙与外部电梯机房的最近间距为4.4m。参考煤气柜安全建议书IGE/SR/4（1973）中第3.1.2条和Low-pressure gasholders storing lighter-than-air gasesIGE/SR/4（1996）中第4.1.2条：在气柜周围6m范围内不应该放置障碍物；建筑设计防火规范GB50016-2006中第3.4.12条的规定厂区围墙与厂内建筑之间的间距不宜小于5m，做出本款规定。6 干式柜与架空电力线的最近水平距离引用了建筑设计防火规范GB500162006中第11.2.1条之规定。4.1.3 干式柜周边附属建筑物的防火设计至少应满足下列要求：1 干式柜周边的附属建筑物主要是水封井设施、油泵站（房）和外部电梯机房。建筑设计防火规范GB500162006中第4.3.1条已规定它们与煤气柜的防火间距不限，考虑到煤气进出口管水封井设施房间内有大的地坑，并有与柜体直接相连的煤气进出口主管和水封，因此该房间的防火要求应按干式柜储存介质的特性来界定火灾危险性；如果在南方地区水封井设为露天，则不存在水封井设施火灾危险性的问题。油泵站（房）中主要含干式柜的密封油，一般属丙类液体且处在封闭管理的干式柜区域内，故可以按照丙类火灾危险性考虑。干式柜外部电梯机房一般采用下置式，通过电梯井道与柜体回廊连接，通风条件较好，煤气泄漏不易进入机房且机房内为不燃烧体，在电气设施采用防爆措施后，可以按照一般电梯机房采用的丁类火灾危险性进行设计。2 干式柜周边的消防车道设计建筑设计防火规范GB500162006中已有规定。4.1.4 干式柜柜体的防爆分区必须执行现行国家规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-1992的规定，在钢铁冶金企业防火设计规范GB50414-2007中附录C中对煤气柜防爆分区有具体规定。考虑到干式柜柜顶上有时有高于柜顶的放散管，且放散管煤气有向上的速度；而干式柜柜顶上方一般无其他设施，故按照GB50058的第2.3.8条并参考城镇燃气设计规范GB50028-2006中附录D的规定做出柜顶上7.5m范围以内为防爆2区的规定。同本条文说明第3.0.11条的原因，干式柜外部电梯机房一般均采用防爆型设备。4.2 有效容积的确定4.2.1 煤气柜的有效容积定义为干式柜活塞从落底达到紧急放散时的可储气的几何水容积，对于干式柜的各级使用人员易于理解和使用，其活塞下部虽然有一定容积的死空间，但在接近常压的储气压力下，这部份死空间在正常生产中完全不能发挥作用；在确定干式柜的防火间距时，参见本规范条文说明4.1.2条内容，可以以有效容积作为干式柜的总容积作为防火间距的确定依据。工业企业干式柜是煤气系统的储存设备，应该综合考虑气源和用户的总体能源平衡并配合设备本体性能来确定。在煤气系统生产和消耗严重不平衡的情况下，干式柜活塞速度较大，活塞的动量也很大，容易造成干式柜设备故障。根据最大吞吐量可确定所选柜容下的活塞最大速度，以保护干式柜柜本体。经常选用的干式柜有效容积系列见表4.2.1。表4.2.1 三种干式柜的常用有效容积系列柜型多边形柜圆筒形柜膜密封柜有效容积（m3）侧板内侧直径（mm）有效容积（m3）侧板内壁直径（mm）有效容积（m3）侧板内侧直径（mm）20,0002651420,0002655410,0002696030,0003397630,00020,00050,0003725150,00030,0003820070,0003912270,00050,00047746100,00044747100,0004690080,00058000120,00044747120,00046900100,00058000150,00053629150,00051200120,00061800165,00053629165,00051200150,00066800200,00058073200,00056524300,00067603300,00064600400,00073206400,000注：干式柜容积和直径的对应关系可能随设计者不同而异。4.3 干式柜使用条件4.3.1 干式柜一般储存常温的可燃气体。由于储气温度越高密封油的选取越难，通常干式柜的储气温度不超过60；对于冶金行业转炉煤气和铁合金煤气回收，一次除尘后煤气温度约72，故推荐膜密封柜储气温度不宜超过72。4.3.2 本条根据冶金行业现有生产工艺对高温煤气除尘后的高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气这三种典型的副产煤气质量要求做出了规定，储存其他燃气的干式柜可参考这三种干式柜进行设计。在稀油柜中，煤气含尘量高不仅使煤气用户排放超标，烧嘴易被堵塞，而且会导致密封油含尘量大，油、水管路堵塞严重，对稀油柜运行不利，故稀油柜的含尘量应合理选择。4.3.3 由于干式柜储气压力波动不大，按工业企业煤气安全规程GB62222005的要求设置水封是能够满足安全要求的，但在常时间气候干燥或需采暖等场合，必须采取可靠措施防止水封缺水。4.4 柜体基础4.4.14.4.2 干式柜为荷载均匀的全钢结构构筑物，重量较湿式柜轻。稀油柜在地基不均匀沉降时会对运行产生影响，因此控制稀油柜的地基变形很重要，当气柜容积大、高度高、地基承载力低时，应在满足承载力计算的前提下按控制地基变形的正常使用极限状态设计。 膜密封柜的运行对地基变形的要求较低，按本标准的规定，通常不需进行地基变形验算。4.4.3 沿圆周的4点钻孔及中间孔应为详勘孔，是干式柜基础设计的重要依据，当干式柜容积大时，应增加沿环梁的布孔，原则上20-30米1个。4.4.5 干式柜中部底板仅承担气体压力，荷载很小，因此起拱高度是根据上部钢结构的要求确定的。4.4.6 干式柜的传力是由侧壁板传给立柱，再由立柱传给柱脚，传给基础的，因此，钢筋混凝土环梁基础必须有足够的刚度以保证荷载均匀传到地基。4.4.7 干式柜周边的生产废水坑，当地下水位较高时，可能会有渗水；生产废水也可能污染土壤，因此，混凝土应有抗渗要求。4.4.9 干式柜（尤其是稀油柜）对沉降要求较高，应进行沉降观测。4.4.12 为防止柜体钢结构受涝腐蚀，干式柜基础上表面应高出柜区地坪300mm以上。4.5 柜体钢结构4.5.3 由于在对多边形柜进行侧板的冷弯时，常常会出现裂缝，裂缝会影响气柜的密封性能，因此，钢材的含碳量应控制在低限，以避免冷弯时出现裂缝，故设计中对化学成分提出附加保证。4.5.4 设计使用年限通常为正常工况，事实上不同的储气介质、不同的场区环境都将对干式柜的使用年限、橡胶膜的使用年限及防腐年限产生决定性影响。如储存含有硫化氢气体时的气柜使用年限将比其他工况降低很多年，在海边的干式柜可能几年之内很快就腐蚀了平台、顶板等，而在内地较好环境下能用到20多年腐蚀还不严重。4.5.5 干式柜活塞在同一带板的位置上升和下降克服运动阻力产生储气压力波动，根据目前国内施工水平，稀油柜压力波动范围为P0.3kPa，因此推荐干式柜柜体钢结构设计压力为P+0.3kPa。需要注意的是，活塞质量的设计和密封油位的计算仍然以工作压力P来设计。4.5.9 干式柜侧板和柜顶板的外侧焊缝应为满焊，是考虑到挡住雨水以免流到板缝中腐蚀钢板，另外由雨水产生的锈蚀痕迹也影响气柜的美观。柜顶板内侧焊缝可以采用断续焊。4.5.144.5.15 干式柜的侧板厚度按照计算通常很薄即能满足强度的要求，但从腐蚀裕度、板材负公差、变形考虑，应增加板厚以提高钢构件的使用年限及保证施工及运行中钢构件具有一定的刚度，尤其是稀油柜的壁板对变形有较严的要求。4.5.16 干式柜顶板通常设计为3.2mm、3.5mm,4mm等，顶板厚度的选择应考虑当地大气腐蚀程度、防腐维护难易、防雷等条件，以保证干式柜的整体使用寿命。4.6 柜体工艺配置的其他要求4.6.1 柜体通行和疏散设计应包含下列内容：1 干式柜内侧的钢平台、楼梯和防护栏杆属于设备内部，按工艺要求并尽量考虑安全确定。干式柜外侧钢平台、楼梯和防护栏杆应满足国家现行标准固定式钢梯及平台安全要求 第1部分：钢直梯GB4053.12009、固定式钢梯及平台安全要求 第2部分：钢斜梯GB4053.22009和固定式工业防护栏杆安全技术条件GB4053.32009的规定。2 干式柜必须至少配置1部外部楼梯，满足煤气柜巡检和人员疏散的需要；只有经过批准的人员（维护、检查和营救人员）才能进入到煤气柜上。3 干式柜应设有检修人员进入活塞下部区域的通道或措施，以适应设备检修和维护的需要。为满足活塞上部的人员直接进入活塞下部及检修时通风换气的需要，活塞上应至少布置2个500的人孔。不同柜型的干式柜进出活塞的通道与活塞上的通道要求不一样，根据现有干式柜的设计和操作经验，制定本款规定。1) 多边形柜一块侧板高810mm，还有折弯板遮挡，故侧板人孔只能做到500。为满足安装和检修密封机构的需要，活塞油沟宽度不宜小于500mm。活塞油沟边的巡检通道一般采用混凝土，从活塞油沟边的巡检通道至柜中心的内部吊笼平台一般做防滑走道。2) 圆筒形柜一块侧板约2m高，故从侧板进出活塞通道应该不小于600。为满足密封机构安装和检修的需要，活塞油沟宽度不宜小于600mm。圆筒形柜的箱形环梁由厚钢板焊接而成，其上表面一般铺有少许混凝土活配重兼作巡检通道。圆筒形柜设有上部导轮平台，故应设从活塞上到上部导轮平台的斜爬梯。圆筒形柜施工和检修人员可以在煤气柜密封油仍在柜内的情况下从侧板外人孔直接进入活塞活塞下面，故设有跨梯，为防止密封油流到中央底板，应采用类似格栅板的材料做跨梯板。圆筒形柜从侧板进入活塞的人孔位置较多边形柜高，为安装和检修方便，该人孔处一般设有操作平台和斜梯3) 膜密封柜从侧板外进入活塞一般设500mm900mm的钢门，在T挡板内部由于结构限制设500mm800mm的门洞和500mm宽的爬梯，活塞人孔直径一般500，故统一规定通道最小宽度为500mm。活塞与侧板内壁的间距越大以及T挡板与活塞挡板的间距越大，人员通过的危险性越大，但安装和检修更方便，故规定了推荐间距。4 为消防疏散和逃生的需要，做出此规定。5 人员只能从柜顶进入到稀油柜活塞上，就需要外部电梯和内部吊笼。外部电梯和内部吊笼均属防爆特种设备，应按国家标准电梯技术条件GB10058-2009、电梯制造与安装安全规范GB7588-2003和爆炸性气体环境用防爆电气设备第1部分：通用要求GB3836.1-2000等国家有关特种设备管理制度进行配置和管理。相邻干式柜之间可设置不燃烧材料制成的天桥可以减少外部电梯的数量。6 稀油柜的外部电梯和内部吊笼属防爆特种设备，预备油箱在停电时必须操作，均应考虑相应的通道。7 为便于施工和维护过程中柜顶内侧的焊接、涂漆和检查，圆筒形柜应设置柜顶内侧的回转平台。4.6.2 活塞走行系统设计应包含下列内容：活塞走行系统含导轮、稀油柜的防回转装置、膜密封柜的调平装置，保持活塞垂直上下运动。1 活塞走行系统应适应活塞及其密封装置所采取的密封措施，保证干式柜的密封性能。2 稀油柜活塞导轮与筒体直接接触以保持活塞的倾斜值在容许范围内，导轮的受力较大，采用含油轴承（粉末冶金）材料有利于减少轴承的加油次数。筒体阴阳面温差变化可能导致活塞倾斜值超标，一般采用在阳面布置弹簧导轮的方法来适应筒体的温差变形并保证活塞的正常运行。了解弹簧导轮所承受的正压力有利于比较阴天和晴天、冬天和夏天导轮的运行情况以及是否需要调整等。稀油柜活塞倾斜过大会导致密封油一边倒加剧倾斜乃至活塞不能复位且密封性能下降等危险情况，故活塞运行的倾斜值应在线监测以便紧急处理。3 稀油柜活塞导轮受力位置对应活塞和筒体骨架部位，一旦活塞旋转后导轮压在筒体薄板部位将致密封机构失效，因此禁止活塞相对于筒体的水平回转。防回转装置与筒体导轨间为滑动接触面，一般采用铜基合金的滑块制成的防回转装置防止火花产生。4 膜密封柜的活塞倾斜度应由调平装置自动校正，活塞倾斜度长期超标后会引起橡胶膜不均匀永久变形乃至破坏。故应经常检查调整。5 膜密封柜的活塞限位导轮平常不与筒体接触，在活塞偏心严重的异常情况下起限位作用。通常上部限位导轮与空气接触、和钢撞击，安装在立柱位，为防止火花，导轮外表面材料一般采用氯丁橡胶；下部限位导轮与煤气接触，而且有可能撞击橡胶膜，故导轮外表面材料一般采用丁腈橡胶。膜密封柜一段式活塞和二段式活塞的T挡板的偏心要求类似。6 为保证大风天气下膜密封柜活塞的安全运行，防止钢绳或其连接部位失效致调平装置的配重脱落伤人，设导轨引导配重升降。4.6.3 活塞密封机构设计应包含下列内容：1 工作压力较高的干式柜对活塞密封机构的要求更高，设计疏忽容易出现安全事故。譬如，稀油柜活塞油沟油位高度太低则密封安全性差，油位高度过高则密封部件的磨损大幅增加；威金斯型柜储气压力提高后橡胶膜的设计可能有所调整。稀油柜的油位高度直接关系到干式柜的安全性、投资和密封件的使用寿命，因此本条提出了稀油柜活塞油沟油位高度确定的基本原则。进入活塞油沟的异物，可能影响密封机构正常工作，设计时就采取相应的措施，例如：柜顶采光窗不宜布置在油沟正上方。2 稀油柜的密封机构都有密封件的悬吊机构和水平加力机构。悬吊机构主要在竖向承受密封件的重力和摩擦力以及兜底帆布差压力等，水平加力机构在干式柜半径方向施加水平方向的力使密封件贴紧筒体以减少密封油泄漏量。由于干式柜的筒体和活塞油沟都是由小块零件在现场组装焊接而成的，在每个柱间的每块侧板和每根立柱与其对应的安装密封机构的活塞油沟的精度都各不相同，这就要求密封机构适应性要强，以保证在局部精度较差的情况下的活塞密封机构的密封性能安全可靠。在冬季，柜体筒体内侧还可能结冰，多边形柜的密封件钢质滑板一般约3mm厚，一旦滑板运动受阻就可能卷曲破坏，故应设计为有利于滑过冰层等障碍的结构；圆筒形柜的密封橡胶允许磨损量较大，且橡胶本身为柔性可磨损的材料，故设计未考虑冰层等障碍的影响，但操作上应采取防止冰层加厚的措施。冬季，筒体侧板内侧结冰将妨碍密封件上下运动、密封机构冻结可能造成兜底帆布撕裂或密封机构无法跟踪筒体侧板致油泄漏量大增、密封油中含水量高还可能导致活塞油沟中漂浮“冰山”等等问题，致使不少稀油柜冬季停运。因此密封机构要采取冬季来临前尽量排除活塞油沟内积水的措施。我国北方多座稀油柜，例如西林钢厂、通钢、酒钢、鞍钢、太钢等地的稀油柜在冬季均已采用活塞油沟电加热设备多年，提高了稀油柜密封机构冬季运行的安全性并降低了冬季操作难度。3 密封机构的密封件各部位都可能与密封油、水和储存燃气的各组分接触，况且密封机构在密封油液面之下，平常检查维护不到，因此必须重视密封机构的防腐设计，例如，压木要采用耐腐蚀的木材。密封机构的兜底帆布与金属件接触的部位应采用非金属材料或保持光滑，以延长使用寿命。4 活塞油沟分隔堰既能够防止活塞倾斜时密封油迅速流向低处加剧活塞倾斜，又能在局部泄漏量大时及时从毗邻油沟得到补充油，因此分隔堰个数应适宜。为排除每个分隔堰下部的污物和积水，应采取相适应的排污措施。本款根据现有稀油柜配置特点和运行情况，做出此规定。较高工作压力的稀油柜的活塞油沟液位较深，活塞倾斜时分隔帆布的二侧液位差产生的压力也同比例增加，堰部帆布受液压力过大致堰部滑板拉翻的可能性增大。5 多边形柜密封机构中含有水平加力的弹簧和弹簧套筒等许多小零件，在密封油含水或尘的情况下容易冻结或堵塞。一般沿活塞油沟设1圈分隔帆布，将沿侧板流下的补给油和弹簧加力机构部份的油分隔开来，分隔帆布外侧含有杂质或水的补给油通过静置油槽净化后才进入分隔帆布内侧的弹簧加力机构区域，以保护水平加力机构的各个部件。为防冻和排污的需要，在分隔帆布内侧设手摇泵和滑板牵引装置，用手摇泵将帆布内侧的污水抽出排入分隔帆布外侧，再拉动滑板牵引装置使滑板和侧板间有缝隙将污物排入底部油沟。6 为保持分隔堰内侧密封油的清洁和排除分隔堰内侧的污物和积水，一般多边形柜活塞