湿式气柜水封结构原理

湿式气柜水封结构原理随着城市煤气事业的日趋发展，贮气柜的容积也向大容量发展，在构造形式上，虽然也建造干式贮气柜，但湿式贮气柜仍是目前国内普遍采用的型式。这是因为湿式贮气柜具有柜体制造和宋装精度要求比干式贮气柜低，施工较容易;运行时较少发生故障，便于管理;配套所需的机电设备较少等优点。但是，湿式贮气柜水封溢水仍是经常遇到的问题，本文对此从理论和实践两个方面进行分析探讨，并提出处理方法。1水封结构及原理容积大于5000m,的湿式螺旋贮气柜，一般由两个或两个以上的多塔节组成。塔节与塔节之间的气体密封由水封来完成。水封由上水封（挂圈）与下水封（杯圈）组成，水封结构见图1所示。在升起时，相邻两个塔节的上水封与下水封挂合在一起，称之为“合封”;在下降时，上、下水封脱开，称之为“脱封”。在构造上，上、下水图I水封结构掰封合封后，水封形成A,B,C三个格间。水封随贮气柜运行时塔节的升降.而作合封与脱封动作，并使A,B,C三个格间内的水与气体发生滋流、胃气现象，为了保证贮气柜的正众运行，在设计与施工中，必须使水封的工作性能满足两个条件:（1）水封内必须保持足够的水柱高度，使其能在最大工作压力下密封焦贮气柜内的煤气;

(2)不允许塔节升起后，水封内的水从A格间向塔节外部谧流。否则，前者会造成失封而使塔节下跌，轻则打坏导轮，重则造成塔体严重变形和损坏;后者滋流的水会吹洒到附近的由于水槽内液位偏高，使上挂圈封板插入水中的深度加深。从图2可见，A格间的水位高x将增高。通过卖际验算，增高量冰的值约等于水槽液位的增高量。这样造成水封杯圈内水量偏多，尽管在水封合封时，A格间的水溢流后流入水槽内，但由于杯圈内水过量，当挂起下几个塔节时，柜内压力增加使A.B格间的水位差增大，造成水从A格间向外溢流。所以，上挂圈封板浸人水中的深度是保证挂圈能提取必要的而又不过量的水量的重要尺寸，施工中应予保证。造成水槽内液位偏高和上挂圈封板浸人水中的深度加深的原因有:(1)水槽溢流口位置偏高。因在水槽壁板排板时，考虑焊接收缩量而使总高增加，往往造成水槽高成正偏差，而在开设溢流孔时，划线基准一般图纸为水槽上沿。由上沿往下定位，使水槽溢流口偏高。(2)塔节垫梁高度不够。垫梁一般有两种结构形式:一是固定式，直接用工字钢做垫梁。二是活动可调式。不论是何种形式，在材料以小代大或调节高度时，都要保证垫梁的设计高度不变。所以，在开设水槽溢流口时，最好应在塔节全部安装完毕后，根据塔节上挂圈平面高来划线开孔，以保证水槽液位能满足上挂圈封板浸人水中深度的要求。2.2水封高度低于设计高度水封的设计高度一般是根据下式确定。H=P,+h,十hz}--ic3+h4式中H—水封高度，mmPa一气柜最高工作压力，Pahl—补偿水封塔节的倾斜量，mmhz—补偿水封内水的蒸发量，mm卜3一杯圈底垫板高，mmh,一预留最高水位与挂圈顶面之间的安全余量，mm如图1所示，水封的有效高度H是由封板与槽钢的组焊距离3、挂圈封板高度6和杯圈底垫板高度c所决定的。但在施工中可能会由于下列两种原因使水封高度偏低。(1)在挂圈封板下料时，由于到料规格不合，为省料而随意缩小下料尺寸，以及用较薄的钢板代用杯圈底垫板。(2)在挂圈单元拼装时，尺寸a没有得到保证。为此，在水封挂圈预制时，必须严格按图施工，并要把水封高度作为一个质量控制点进行检验。2.3溢流孔位里和溢流孔截面积不符合设计要求在杯圈封板上开溢流孔，是湿式螺旋贮气柜防止水封滋水及冒气的主要措施。它除了能起到C格间的水可及时从溢流孔流人B格间，以补充B,A格间的水量防止冒气;还可以当相邻两个塔节合封后、，A和B格间的水量过多时，可以从溢流孔及时溢流到C格间流入水槽内，防止水从挂圈顶上溢流，其工作原理见图3所示。£将节上弁C|BAP-工作座力图3溢流孔工作原理溢流孔位置决定了杯圈的水量和最高水位，因此，溢流孔的位置正确与否是导致水封溢水的主要原因。再则，水封内的水无论是向外向内溢流，都要求通过溢流孔的时间愈短愈好，一般根据塔节的升降速度不宜超过lOs。因为滋流孔的全截面积决定了在单位时间内的溢流量，所以，当溢流截面积不够时，过量的水来不及从B格间向C格间溢流。造成从A格间向塔节外部溢水。如果是由于上述原因造成水封溢水，处理是比较麻烦的。必须把水槽内数以千吨的水排放掉后才能修改。因此，在施工中，对杯圈封板上的溢流孔的位置尺寸、孔的数量和孔的大小，应严格按图施工。2.4塔节的倾料量过大对于活动塔节的倾斜量，在确定水封高度时，设计上考虑的高度裕量通常为(2.0-,-2.5)%oD(D为水槽直径)。所以，当活动塔节升起后的倾斜量大于这个裕量时，水封中.的水就会偏向低处，造成水从挂圈顶面向外滋流。活动塔节的倾斜量的多少，除了受风荷载的大小影响以外，主要与下述原因有关:(1)塔节的垂直度和上、下水封的水平度的安装精度;(2)导轮的径向窜量和两轮间的中心距离。对于上述第一个原因，在上、下水封分段预制时，一定要控制预制段的圆弧度和平直度。在安装时，尤其要注意，一般下杯圈是在水槽底板的垫梁上进行组对拼装的，对在水槽圆周上的每根塔节垫梁，在安装时必须用水平仪找正，并要保证圆周上各根垫梁在同一水平上和每根垫梁径向的水平度这两个条件，以保证各塔节水封圈的组装水平度。对于上述第二个原因，在螺旋导轨的制作与安装过程中，必须同时保证导轮组的径向窜量和两轮中心距这两项技术要求，不得随意调大导轮组的径向窜量和中心距离。2.5塔节增重引起贮气柜工作压力增高由于材料供应难以完全达到设计选用的钢材规格型号，且一般基于结构强度方面考虑，代用原则多为以大代小，因此，贮气柜各塔节的净重均可能大于设计净重。根据施工经验.5000m3气柜，由于加大用料的增重，将使贮气柜工作压力增高100人-150Pa如果当贮气柜的活动塔节倾斜量已达到极限值的时候，再加上塔节增重引起柜内工作压力增高的原因，使A格间与B格间之间的水位差增大，就会使水封内的水从A格间向外溢水。对于这个原因的防止措施，如在贮气