威金斯型干式煤层气柜在韶钢的应用

威金斯型干式煤层气柜在韶钢的应用

1威金斯型干法煤气柜威金斯-干煤炉，又称文献型或pc型干煤炉，具有储存高、拆卸、氨化时间快的特点。广东省韶关钢铁集团有限公司（以下简称邵钢）8.03万余亩建成。威金斯-干煤炉是广东省第一家应用于空气泵行业的系统。它不仅有效地解决了转炉气的间歇性和用户连续使用之间的矛盾，而且还完全混合了不同时期的坏气，使输出的气体质量更加均匀、稳定。本文主要介绍了威金斯-干煤炉的组成、密封机构、工作原理和应用效果。2威金斯型烟气柜的精除尘工艺从转炉一次烟气除尘系统(OG湿法除尘系统)中净化回收的合格转炉煤气(含尘量<100mg/m3、w(CO)≥35%、压力≤3kPa=,通过风机送入8万m3威金斯型干式煤气柜.由于从气柜出来的转炉煤气的含尘量高且压力低,满足不了用户的工艺要求,须进一步进行精除尘并加压供用户使用.韶钢转炉煤气精除尘采用湿法板式高压静电除尘,精除尘后的含尘量小于10mg/m3,经加压达到10～14kPa压力输送给用户,同时为确保转炉煤气高效的安全使用,并考虑到转炉炼钢的年作业时间与煤气用户年作业时间不一致对煤气的供需要求,将加压的转炉煤气与二混合煤气(高炉、焦炉煤气混合)再次混合配成三混煤气输送给用户.其工艺流程见图1.3剪裂机工作原理威金斯型干式煤气柜是由橡胶密封膜与侧板、上下T挡板、活塞构成一个活动的密封腔体储存煤气.煤气储存量的增加或减少,靠活塞与T挡板上升或下降来实现.当活塞与T挡板上升时,橡胶密封膜翻转卷上,容积增大吞储煤气;当活塞与T挡板下降时,橡胶密封膜卷下,容积减少吐出煤气外供.其工作原理图如图2.图2中a状态:未进气;b状态:当气体进入柜体时,密封膜首先鼓起,在气体压力作用下,活塞带动内膜上升,升至T挡板上部的极限位置;c状态:若气体继续进柜,活塞挡板带动T挡板和外膜上升;d状态:活塞挡板、T挡板和外膜上升到极限位置.当气体出柜时,活塞挡板、T挡板和橡胶密封膜的运行与上述过程完全相反,最终恢复到原始状态.4总高84m8万m3威金斯型干式煤气柜设计吞吐能力:正常为0～15万m3/h、最大为30万m3/h;总高为49.670m;直径为58m.柜型结构为球面的柜底板、活塞、柜顶和圆筒形侧板.柜内采用两段式密封特制的密封橡胶膜密封,它具有适宜活塞升降速度快,对含尘量高的煤气能正常运行的特点,密封系统结构由活塞、内侧橡胶密封膜、T挡板、外侧橡胶密封膜、侧板和底板组成.(1)立立柱采用热扎宽翼缘工字钢,共30根,每根分7个安装段,沿柜体圆周等分布置.立柱与基础底板用螺栓连接,与侧板通过角钢环连接.(2)下段和第32段侧板全高约三分之一的部分与煤气直接接触,其余部分作通风罩使用.侧板共分26段,最下段和第26段厚度为6mm,其余承受压力部分厚度为4.5mm,不承受压力部分厚度为3.2mm.侧板上设有必要的加劲角钢,并设有为活塞上部空间换气开设的换气孔以及为出入活塞上部而开设的钢门.侧板内径为58m,侧板总高度为39.070m.(3)它的外壳柜底板用厚钢板拼接而成,紧贴基础面.(4)合成网状拱顶结构柜顶用于遮蔽风雨,保护活塞和密封橡胶膜.柜顶骨架用型钢和钢板组合成网状拱顶结构,面上敷设屋顶板,骨架梁端支承在环形加强板上,环形加强板与立柱及侧板相连接.在中央部分设有换气用的通风帽,外围部分设有20个Φ500mm的通风孔,同时兼作采光用的柜顶人孔.(5)锚固混凝土底板和4.4比活透膜柱活塞底板采用柔性球缺形结构,适宜于承受内压并能减少柜内无效容积;活塞外环设有悬挂内侧橡胶的活塞支架,承受内侧橡胶膜的分布压力并在活塞升降过程中对它加以保护.底板上面设有环形活塞托座及60根活塞支柱.为了平衡煤气压力,活塞托座内沿整个圆周灌以约157m3混凝土配重,混凝土比重为2.3t/m3,另外还有1500块混凝土块,每块重约31.05kg.活塞板上设有206根检修用支柱,支柱以活塞板上的套管支座为支承点,支柱平时放在活塞板上的台架,套管支座以盲板封闭,检修时去掉盲板,将支柱法兰固定在套管支座上,将活塞顶起后检修.活塞外径为55.080m,活塞挡板高为6.139m.(6)t面板的安装在侧板和活塞之间设有与活塞支架类似的T挡板,在活塞升降过程中使外侧橡胶膜变形受限并对它加以保护.T挡板分为两段,上部为可升降的活动T挡板,下部为T挡板支架.在顶部设有环形平台以利于检查和维修.为使T挡板在升降过程中与柜中心保持一致,在T挡板上下两端各设有30个限位导辊.当活塞位置比较低时,T挡板落于紧贴板设置的T挡板支架上.T挡板外径57.260m,内径55.800m,T挡板高12.068m.(7)密封方案密封机构的主要元件是橡胶密封膜,它紧固在侧板、T挡板和活塞上.橡胶密封膜采用丁腈橡胶+PVC材料.(8)自动调平装置为防止活塞发生倾斜,设有1套6组重铊平衡式自动调平装置,以保证活塞在各个方向上的倾斜均能及时自动调整.调平装置由与活塞相连的钢丝绳、柜顶导轮及支架和平衡重铊及导轨组成.(9)走廊、平台和楼梯在煤气柜外周设有3层回廊,并沿气柜的侧壁设有可以从地面直达柜顶的平台及走梯以便进行检查维修.(10)天然气管网的运行和出口.转炉煤气柜设有D2220×7煤气入口管1根,D1420×6煤气出口管1根,DN1020×6混合煤气入口管1根.(11)安全传输装置转炉煤气柜设有4个DN800杠杆式自动放散阀,当活塞达上限并且转炉煤气继续送入时自动开启.(12)冷凝水装置转炉煤气柜设有6个排水器,用于将煤气中的冷凝水排出到柜外基础面上的排水坑中集中处理.(13)橡胶和形成可生物材料威金斯型干式煤气柜密封系统是由活塞、内侧橡胶密封膜、T挡板、外侧橡胶密封膜、侧板和底板组成.橡胶密封膜是威金斯型干式煤气柜的核心设备,是一种超大型特种橡胶制品.橡胶密封膜是由(丁腈+PVC)橡胶和特制尼龙帘线制成的具有特殊结构的筒状的胶布制品,是威金斯型干式煤气柜的核心设备,是决定威金斯型干式煤气柜能否安全运行关键因素.威金斯型干式煤气柜回收储存的煤气时时处于吞吐动态工况环境中,要求橡胶密封膜具有高强力、延伸率小、耐屈挠性能优异、耐老化、耐油、气密性能好等特性.气柜的内侧和外侧橡胶膜既是密封件,又是连接活塞、T挡板和侧板的连接件.内外侧橡胶膜在柜内均是一个表面与煤气接触,另一个表面与空气接触,故要求两面具有不同的性能.接触煤气的一面应耐煤气和耐油,接触空气的另一面应耐老化.韶钢8万m3威金斯干式煤气柜采用均能满足工艺要求的丁腈橡胶+PVC橡胶材料.5焦炉钢回收利用韶钢8万m3威金斯型干式煤气柜系统的建成和使用,顺利地对2座120t转炉所产生的煤气进行了回收、精除尘、加压、输送.有效地满足了韶钢煤气用户的需要,改变了因混合煤气总量不足而造成轧钢系统部分煤气用户掺烧重油的被动局面.节约了生产成本、并改善了大气环境.为韶钢能源结构的战略调整和实现转炉负能耗炼钢的目标奠定了基石.目前煤气柜每炉钢的回收煤气时间约为7min左右,约40min回收1炉,每炉回收量平均约为7000～8000m3,每日可回收36炉,日可回收热值大于7524kJ/m3转炉煤气252000～288000m3,加压外送量为9000m3/h,按混合煤气14元/GJ计算,每日回收煤气创效益:26545～30