5万立方煤气柜技术协议.doc

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1、附件一 50000m3 稀油密封干式高炉煤气柜技术协议 3 钢铁有限公司兴建 1 座 5 万 m 干式稀油密封高炉煤气柜及其附属设施，内容包括：5 万 m3 煤气柜本体及柜体附件、油水分离器 4 套、外部电梯 1 套、内部吊笼 1 套及电气、仪表、自动化、给排水、通讯设施等。 1稀油密封干式高炉煤气柜的技术说明： 11 设计参数及技术规格 设计参数 容积： 公称容积： 50000m3 实称容积： 50000m3 经常使用容积： 50000m3（上下各留 5作为保安容积） 型式： 稀油密封活塞式 贮气压力： 8Kpa（800mm 水柱） 贮存介质： 高炉煤气 贮气温度： -3050 地震烈度：

2、按 6 度，近震 基本风负荷（距地面 10m 处）： 0.35Kpa 基本雪负荷： 0.30kPA 技术规格 气柜边数： 正 20 边形 边长： 5900mm 最大直径（外接圆）： 37.715m 最小直径（内接圆）： 37.215m 侧板高： 54.360m 全高: 61.262m 径高比: 活塞最大行程: 45.500m 底面积: 1099m2 活塞导辊: 含油轴承40 个 活塞水平防回转装置: 2个 活塞倾斜测定装置 4个 供油装置: 4个 外部电梯及内部吊笼: 1套 手动吊上救助装置 1套 1.2 5 万 m3 干式高炉煤气柜本体设计说明 1.2.1 气柜本体钢结构 1.2.1.1 结

3、构设计说明 本设计柜体为一容积可变的活塞式容器平面呈 20 边形边长 5.9m.气柜立面详见付图. 1 柜底部分由柜底油槽底板等结构组成是全焊的钢结构. 2 柜身部分是由 20 根柱子约 70 余段冷弯成形的侧板，四层环形走道和具 有进风功能的檐口组成的壳体结构。 3 柜顶部分由放散状布置的柜顶桁架，带挡风板的通风气楼，冷压成型的 屋面板，三角形采光通风天窗，柜顶通道和内部吊笼平台组成。柜顶平 面呈正 20 边形。 4 活塞部分由放射状布置的活塞桁架，活塞导轨架，活塞油槽，活塞底 板，环形走道，吊笼降落平台和配重等组成，系空间桁架加强的平板结 构。为了防止活塞上下运行过程中可能产生的倾斜及保证

4、活塞运行平 滑，为了保证重量与储气压力的均衡，需在活塞板上安放混凝土配重 块。 5 外部电梯井架结构 气柜檐口高度约为 55m，正常情况下进入柜内活塞上的唯一通道是通过 柜顶从通风气楼内乘吊笼下去，因而设置外部电梯是十分必要的。电梯 井结构是垂直钢结构井架。内部是上下运行的电梯轿箱，上部为滑轨机 房。电梯停靠柜体的五层环形走道和柜顶。电梯井架四周设置了绕井架 上下的人行扶梯，通达各层环形走道和柜顶。1.2.1.2 钢结构材料要求： 1）通风帽支架的中心环梁，柜顶桁架及其中心环梁，柜身侧板，柜身气柱， 活塞底板，活塞桁架，及其中心环梁，檐口构件，柜身平台梁，活塞桁架 支撑系统，活塞油槽及油槽平台

5、采用 Q235-B 号钢制造，其抗拉强度，伸 长率，屈服强度，冷弯试验（简称 Q235-B 四项）及碳，硫磷的极限含量 须符合 GB700-88 的规定。 2）通风帽支架及其顶板，侧板，柜顶板，柜底板，柜底油槽，卷扬机底座平 台，电梯井架及梯梁采用 Q235-BF 钢制作，其抗拉强度，伸长率，屈眼强 度，冷弯试验（简称 Q235-B 四项）及碳，硫磷的极限含量须符合 GB700- 88 的规定。 3）栏杆，钢梯踏步，门框采用 Q235-AF 号钢制作，其抗拉强度，伸长率（简 称 Q235-AF 二项）及碳，硫磷的极限含量须符合 GB700-88 的规定。1.2.1.3 连接材料要求 1）手工焊

6、接 Q235-B，Q235-BF 钢，焊条采用 E4301，E4303 型号，焊条性能 须符合 GB5117-85 的规定。当母材厚5mm 时，宜选用直径 d3-4mm 的焊 条，当母材厚度为 6-10mm 时，宜选用直径 d4-5mm 的焊条，母材厚度 10mm 时，按常规选用。 2）自动焊接或半自动焊接 Q235-B，Q235-BF 采用 H08A 焊丝，焊丝的性能须 符合 GB1300-7720 或相当标准。 3）螺栓采用 Q235-B 钢制造，螺栓，螺母，垫圈，的尺寸及技术条件须符合 GB5780-86，GB41-86，GB95-85 的规定。 4）高强度螺栓采用扭剪型高强度连接副形式

7、（包括一个螺栓，一个螺母和一 个垫圈）与尺寸等符合 GB3632-83 的规定，其技术条件须符合 GB3632-83 的规定。连接外构件接触面采用喷砂处理，摩擦系数不得小于 0.45，每个 扭剪型高强度螺栓的设计预拉力见下表。 每个扭剪型高强度螺栓的预拉力 P（KN） 螺栓公称直径 mm M12 M16 M20 M22 55 100 155 1901.2.2 油漆涂状 钢材表面除锈采用喷射（喷砂和抛丸）除锈方法，除锈等级为钢结构工程施工及验收规程GB50205-95 中的 Sa21/2 级。涂漆分二种部位，特殊部位（与煤气接触部位，包括气柜底下表面）和一般部位（不与煤气接触的部位）。特殊部位包

8、括气柜底板上下表面，活塞底板下表面及柜底油槽。其余为一般部位，气柜侧板活塞行程范围内为不涂装部位。一般部位： 所有构件均涂环氧富锌防锈底漆二遍，漆膜厚度为 70m，涂环氧云铁中间漆一遍，漆膜厚度为 50m，再涂氯磺化聚乙烯气柜面漆二遍，其漆膜厚度为60m。特殊部位： 建议不分底、中、面漆一律涂环氧煤沥青漆，漆膜厚度为 200m。气柜的油漆涂装使用寿命至少应为 8 年。1.2.3 煤气柜工艺设计说明1.2.3.1 柜本体工艺设计煤气柜密封机构 在 50000m3 稀油密封干式煤气柜的活塞周围的密封油槽上，设置密封机构，用以确保气柜贮存煤气的严密性。密封机构由滑板、压紧弹簧组等组成。 滑板是由悬挂

9、件以及弹簧组使之紧贴在侧板内壁上，即使侧板受到大气温度影响出现变形，滑板也能保持紧贴在侧板内壁上。滑板上下部为锯齿形并带有坡口，活塞上下运行时滑板随之运行，可将气柜内内壁上冬季结的冰霜刮掉。 帆布由封底帆布、悬挂帆布以及分舱帆布组成。封底帆布主要是保持封闭活塞油槽内的密封油；悬挂帆布将活塞油槽分为两部分，通过这两部分，在活塞上设静置油箱，进一步分离密封油中的水份，以确保冬季运行的安全；分舱帆布是将活塞分舱，防止活塞倾斜时密封油向一侧涌集。 活塞密封油槽中设置了手摇泵，以便定期抽出油槽底部积水。另外滑板设置提拉装置，必要时用此装置使滑板离开侧板内壁，将活塞油槽中的密封油沿侧板内壁放掉。密封油循环

10、供油系统1循环油泵房 沿气柜四周设置 4 个循环油泵房，每个油泵房内均设有油水分离箱，用以分离进入密封油中的煤气冷凝水，通过油水分离箱的溢流筒可调柜底油槽油位，柜底油槽油位的改变也就意味着活塞油槽油位的变化。 油泵房内设有 2 台油泵。 油泵由设在油水分离箱内的油位继电器控制。一台为工作油泵，当油水分离箱内油位到达高位时油泵启动，至低位时停止运行，每次运行时间约为 5 分钟。另一台为备用油泵，在工作油泵出现故障或密封机构出现事故大量漏油以及油水分离箱油位增高时自动投入运行，工作油泵与备用油泵同时运行应视为气柜事故，应立即停止整个气柜运行，并组织有关人员进行检查。油泵的运行情况设有自动记录仪表。

11、 油泵房采暖并通风，按区（Q-2）爆炸危险场所设计。2上部组合式油箱 上部组合式油箱也设置 4 个，接受 4 个循环油泵房的来油。每个组合式油箱由 2 个部分组成，其一为溢流油箱，油泵来油直接进入这部分经侧板开口溢流进入气柜侧板内壁，然后沿内壁流入活塞密封油槽中。另一部分为预备油箱，容积2m3，经常储满备用油，因停电或其他故障而致使油泵不能供油时，人工开启预备油箱与溢流油箱连通管的阀门，则预备油箱向溢流油箱供油。预备油箱的储油量可维持活塞密封油槽大于 4 小时的用油量。油箱的溢流孔由过去的齿状孔改为梳状。3柜底油槽 从活塞油槽渗漏下来的油，沿侧板内壁流至柜底油槽。为保证密封油的油水分离性能，在

12、柜底油箱设热水加热管，冬季通入热水加热，使油温保持在3040。密封油用量 50000m3 稀油密封干式煤气柜密封油一次装入量约 85t。活塞附件 沿活塞桁架对应每个立柱各设一对导辊，向阳侧为弹簧式，背阴处为固定式。每对活塞导辊的间距大于气柜最大直径的十分之一，以附止活塞倾斜。 活塞导辊的轴承为含油轴承，运行时不需要加油和维护。 为防止溢流油箱供油时油的飞溅，在活塞桁架上对应溢流油箱的位置设置了溅油收集板，收集板新设计增大面积、加大坡度。 与活塞密封机构配套，在活塞上设静置油箱，以便进一步分离活塞油槽中密封油的水份。 活塞底板设置人孔供安装检修用。侧板附件1机械式柜容指示器 在气柜第二层走台上，

13、设置一个机械式柜容指示器，表盘为指针式。2柜底排水管共 3 处，自动排放积存在气柜底板上的煤气冷凝水。3柜底油槽放水管 用于定期排放柜底油槽密封油中沉降杂质，共 3 处。4吹扫放散管 当煤气柜投产或停止运行时，由此放散管吹柜内活塞与柜底之间残存的煤气，共设 DN100 管道三根并引至第一层气柜走台上部。5安全放散管 当活塞到达上限位置且气柜进口已切断，此时由于日照，柜内煤气体积膨胀，活塞继续上升时，气体通过此放散管放散以保证活塞不过升；或者由于事故以及误操作而致使活塞到达上限后仍上程式时，此放散管均可保证活塞不过升，本设计共设 4 个安全放散管。6）紧急放散管 设一根630 的紧急放散管，阀门

14、 DN600（原设计为325，现变更为630，具体实施由施工单位现场修改实施）当活塞到达上限，在紧急情况下，放散煤气。7）接管座 设鼓风机接管座一个，用于气柜组装阶段活塞顶升时安装鼓风机用。设油水分离箱接管座共 4 个。8）人孔 在气柜侧板上设置下列人孔： 第一段侧板二个人孔 第二段侧板二个人孔 第四段侧板一个人孔 第五段侧板二个人孔 在上部组合式油箱附近设置 4 个窥视孔，以便观察溢流箱向气柜侧板内壁的溢流箱油向气柜侧板内壁的溢流情况。9）窥视镜 在柜底油槽侧板外壁上高 2 个窥视镜，能方便直观地看到柜底油槽的油，窥视镜带阀门可方便更换玻璃镜片。1.2.3.2 气柜外部防爆电梯和内部防爆吊笼

15、 为了方便操作人员进入气柜进行巡查，在柜外设置外部防爆电梯，柜内设升降吊笼。电梯驱动机械设在地面的电梯机房内，吊笼的驱动机械设在柜顶上。 外部防爆电梯 （1） 额定载重量： 500kg（35 人） （2） 轿箱规格： 10009002200mm（宽深高） （3） 额定速度： 0.5m/s （4） 升高： 约 60m （5） 控制操纵方式： PC 控制、按钮操作 （6） 停层站数： 5层5站 （7） 驱动型式： 曳引式、电机 N7.5KW 电机防爆 dIIBT4、驱动装置为下置式 （8） 防爆： 电气设备按 I 区爆炸危险场所配置，级组 为 dIIBT4 内部防爆吊笼 （1）额定载重量： 250

16、kg（23 人） （2）吊笼直径： 1000mm （3）吊笼高度： 1900mm （4）额定速度： 0.31m/s （5）操纵方式： 手动操纵杆控制 （6）驱动方式： 卷扬式 （7）门口宽： 752mm （8）电机功率： 4KW （9）吊笼的电气设备防爆要求： 全部电气设备应满足 I 区爆炸危险场所的要求（不低于 dBT4） （10）升降高度： 54m （11）吊笼停在气柜活塞上时，具有自动跟踪活塞的功能。1.2.3.3 手动吊上救助装置 手动吊上救助装置设在柜顶，由手动卷扬，经导向绳轮悬吊一个救助用的帆布桶组成。在气柜区停电或内部吊笼不能运行时，如果这时还有操作人员在活塞上，可由此装置将人员

17、吊至柜顶。1.2.3.4 气柜时出口水封室 气柜分设进口和出口管道，分设 2 个水封室，在室内设电动蝶阀，正常运行时，经常操作电动蝶阀。而电动蝶阀又与气柜活塞进行电气联锁。当活塞升到气柜上部极限位置时，自动关闭进口的电动蝶阀同时打开紧急放散管的闸阀，然后视具体情况手动放散；反之活塞下降到下部极限位置时，则自动关闭出口的电动蝶阀。 利用进出口管道的自然弯管作切断水封，设计有给排水管道。距气柜 10米以外，进出柜区的架空管道上设闸阀或盲板阀。 31.3 50000m 煤气柜主要钢板、主柱规格及重量： （1）气柜底板：5mm （2）气柜侧板：6mm （3）活塞底板：6mm （4）气柜顶板：3mm （

18、5）立 柱：工字钢 22b （6）气柜本体重量 气柜本体钢结构净重：960t 气柜本体附属工艺设备：40t 气柜本体总重：1000t2电力 气柜区布置祥见总图及区域布置；柜区动力用电力 AC380V，采用两路供电，柜区不设变压器，低压采用 AC380/220 供电系统。 气柜柜顶设避雷针，柜体接地，柜顶设航空障碍灯。 气柜按有关标准、规范进行防爆设计。3煤气柜及附属设施的制作与安装考核与验收：31 煤气柜本体的构件制作与安装标准按北京院图纸要求。钢板采用武钢或宝钢双定尺冷轧钢板（国内标号 Q235B）。安装过程各阶段质量检验与七天气密性试验时，通知甲方、监理部门参加。32 煤气柜的运行达到：（

19、1）活塞升降状况平稳无异声；（2）最大倾斜小于设计值；（3）导轮运行灵活无异声；（4）活塞回转量小于设计；（5）密封机构泄油量在允许范围；（6）油水分离良好，出油均匀；（7）侧板无飘油现象；（8）气柜及电梯井筒的总体倾斜度达到国内平均先进水平；（9）电梯吊笼运行良好。33 煤气柜在 2 年内无重大故障，5 年内不需大修。柜体在无自然灾害条件下寿命 30 年，电梯、吊笼寿命达到产品说明书要求。34 设计、安装上无消防与煤气安全隐患遗留，按标准通过验收。附件二 气柜用外部防爆电梯及内部防爆吊笼技术参数1外部防爆电梯（下置式）： 额定载重量：500Kg 轿箱规格：10009002200（宽深高，单位

20、 mm），材质为不锈钢 板 额定速度：0.5m/s 升高：约 60m 操纵方式：按钮操纵，自动平层（各层） 停站层数：5 层 5 站 电梯门口尺寸：7002100（单位：mm） 曳引钢丝绳：134 电动机功率：7.5Kw 防爆等级：一区防爆 轿门、厅门设电器联锁（一区防爆），最高层最低层设有二级保护 速控保护：当电梯下降速度超过正常速度 40时动作起保护作用 拖动方式：交流双速 轿门采用手动交栅门（请征求当地劳动局的意见） 厅门（层门）有用双折不锈钢门 控制方式：PC 控制2内部防爆吊笼： 额定载重量：250Kg 吊笼直径：1000（单位：mm），高度：1900mm，额定速度 0.31m/s

21、操纵方式：手动操纵杆控制（在柜顶及吊笼内分别设置），上下端具有 自停装置，吊笼设有自动跟踪活塞的功能。 驱动方式：卷扬式，电机功率 4Kw，钢丝绳132 门口宽：752mm 防爆等级：一区防爆 升降高度：约 54m 速控保护：当吊笼下降速度超过正常速度 40时，动作起保护作用 吊笼上行终端设有超高二级保护，下行终端设有越程一级保护 站台导向筒内设有安全联锁门，只有吊笼正确停靠站台，安全门才能打 开，另外，只有安全门正确关闭吊笼才能启动 吊笼钢丝绳受外载后，因变形产生应力在其根部设有应力释放装置，以 防止两根钢丝绳互相缠绕3手动救急装置： 额定载重量：1 人，升降高度：约 54m 驱动方式：手动

22、，传动方式：卷扬式，钢丝绳7.7mm 带自锁装置及救生帆布袋一个 以上供电设计需注意：吊笼的电源开关至其驱动装置及电梯控制屏至其驱动装置的电缆控制柜附件三 50000m3 干式高炉煤气柜密封油的用量和技术要求1用量： 3 50000m 干式高炉煤气柜密封油的用量为 90 吨（其中含 5 吨备用油）。2密封油的技术条件（见下表）： 干式煤气柜密封油技术条件 项 目 指 标 粘度（50） 4550 厘沲（cst） 凝点（不高于） -20 比重（15/4） 0.890.93 闪点（开口） 180以上 （闭口） 180以上 灰份（） 0.01 以下 腐蚀（100，3h 铜片、钢 合格 片） 全酸值 0

23、.5mgKOH/g 以下 粘温指数不小于 100 油水分离性 按 M、A、N 公司标准，见注 氧化安定性（氧化后酸值 1000 2.0mgKOH/g）不小于 水份（）不大于 痕迹 抗乳化性（min）（54） 不大于 30 注：油水分离性（M、A、N 公司标准）要求如下： 3 3 采用 70cm 密封油试样，再取冷凝水 50 cm ，共同放入容量为 3200 cm 计量瓶中，经 2 分钟手提计量瓶使之充分混合。静置 1 小时 3后，能分离出水45cm 为合格。附件四 煤气柜自控系统技术协议 为380 立方米高炉煤气配置的五万立方米煤气柜，是由煤气柜本体及其相关电控、仪控设备构成。控制方式为 PL

24、C 控制，电气室 CRT 显示所有参数（推荐北京自动化院软件编程及成套）。一、低压系统 气柜区布置祥见总图及区域布置；柜区动力用电力 AC380V，采用两路供电，柜区不设变压器，低压采用 AC380/220 供电系统。 气柜柜顶设避雷针，柜体接地，柜顶设航空障碍灯。 1、低压配电柜要求选用 GLL-04 型，其柜子颜色由甲方提供色标； 2、低压配电柜内部元件（常熟开关厂产品）： -塑壳断路器：CM1 系列； -接触器：施耐德产品； -智能空气开关：CW1 系列； -中间继电器：欧姆龙 3、煤气柜设有生产照明、检修照明、事故照明、楼梯及过道照明，灯具 需适应现场条件防爆、防水、防尘；二、自控系统

25、1、控制检测系统主要包括： 1.1 煤气柜稀油密封循环油泵房控制系统； -油泵站、油水分离监测系统 -根据油位自动起泵联锁 -工作泵与备用泵自动切换系统 -2 台泵同时工作报警系统 -油泵故障报警 1.2 煤气柜容积上、下限报警； 1.3 煤气柜检测系统； -柜内压力检测系统 -柜底油槽油温检测系统 -柜底油槽热水压力检测 -气柜活塞油槽油位检测 -油泵开停记录 -气柜活塞倾斜度检测 -气柜柜位检测、报警、联锁 -活塞顶部可燃气体检测、报警 1.4 逻辑控制系统 1.5PLC 控制柜放在煤气柜控制室，控制柜主要放 PLC、DC24V 电源、继电 器等； 1.6 控制柜选用前后单开门，大小尽量与

26、低压配电柜统一，颜色由 提供色标； 1. 7 现场操作箱按钮和指示灯、电磁阀、限位开关、接近开关等电气元件 均要求 DC24V； 1. 8 现场操作箱上的按钮、指示灯都要求进 PLC； 1.9 所有现场操作箱的防护等级不小于 IP54，且要适应现场条件防爆、防 水、防尘；2、控制系统配置及说明 PLC 系统选用施耐德的 QUANTUM 系列，机组控制系统完成数据采集、存储、过程调节、逻辑控制保护及自诊断等功能； 系统包括一个操作站（中文平台、21“CRT），配置一台控制柜、一台打印机（佳能 LBP-810）以及一套桌椅等； PLC 控制系统留有与工业以态网的通讯接口。 工控机选用 DELL 公

27、司产品，CPU 为奔 1G 以上，画面组态软件用INTOUCH 最新开发版本（正版）；提供编程器笔记本一台，要求 CPU 为奔 1G 以上，并提供正版编程软件（CONCEPT）一套； 要求为 PLC 配置一套 UPS 不间断电源系统，以保证 PLC、计算机以及现场阀的电源，要求三进单出，要求用梅兰日兰产品，容量根据设计院设计来定；操作站 CRT 上显示以下主要画面： 1）总貌画面 2）流程图画面 3）运行操作参数监视 4）运行报警画面 5）运行参数趋势画面 6）历史参数存储及显示 7）报表及报表输出3、仪表及调节阀门的选型（现场所以信号均要进 PLC） 3.1 防爆区检测控制仪表要求选用防爆型仪表 3.2 测温元件选用 PT100 铂热电阻及双金属温度计； 3.3 静压式液位变送器 EH； 3.4 压力变送器（带现场指示）、差压变送器选用 EH 智能.