湿式气柜的设计

日期：10-08 点击：512 属于：最新动态

随着我国冶金、石油、化工、建设事业飞速发展,生产装置中的湿式气柜亦相应增多。气柜用于储存生产装置的原料气体或成品、半成品气体。目前气柜的容积趋向大型化,最大容积150000m3,因而它成为冶金、石油、化工生产装置中最大的生产设备,由于它直径大、高度高、耗钢大、故受设计人员所关注。在设计中不仅应满足结构强度、稳定要求,而且应具有一定的防腐蚀能力和耐久性。如气柜中储存可燃、助燃气体时,还须考虑防火间距,以确保生产能持续、正常运行。

1 气柜的类型

气柜的类型可分湿式螺旋气柜和湿式直升气柜两种,见图1、2。这两种气柜都带有水槽,当气柜进入气体时,钟罩呈螺旋式上升的为湿式螺旋气柜;钟罩呈直升式上升的为湿式直升气柜。湿式直升气柜有环形外导轨支架,耗钢量较湿式螺旋气柜要多,直升气柜容积比螺旋气柜要小,其容积一般为1000~22000m3,适用于石油、化工生产装置中。湿式螺旋气柜导轨设置在钟罩的内、外壁上,目前气柜最大容积为150000m3,中节可带四节,总高达68m,直径为67m,一般用于煤气厂和冶金厂。

2 气柜的组成

以下介绍容积为2400m3湿式直升气柜,简称气柜。气柜是由水槽、钟罩、中节、内、外导轨、操作平台及楼梯间和基础所组成的特种构筑物。在北方地域,为防止水槽中的水不被冻,在水槽外侧增加围护砖墙,砖墙砌至水槽顶,砖墙至水槽壁之间距离一般大于800mm,构成操作人员检修通道。环形砖墙上在水槽检修孔处开门,以便检修,墙上开小窗,以增加室内采光。水槽内增设蒸汽喷射泵,以保证水温在5度以上。

2.1 水槽

水槽是存放水的圆柱形容器,高度一般在10m左右,直径为18. 836m,水槽底板的板厚除外边缘为8mm,其余均为6mm,无论长边和短边均采用搭接,底板的边缘板与水槽壁板相连接采用对接,底板是在已建好基础上进行现场拼装。水槽壁的躯体是由7条水平板带所组成,每条板带的壁厚依水槽高度不同而有所变化。即第1板带为10mm,第2、3板带为8mm,第4、7板带为6mm,第5、6板带为5mm。水槽壁板宽度为1600, 1500和1400mm,长度为6000, 4200mm,这是根据钢板出厂规格来确定。水槽壁的躯体钢板之间的连接,规定为厚10, 8mm的钢板垂直焊缝为对接,水平焊缝为搭接,其余钢板无论垂直或水平的焊缝均为搭接。在水槽壁的躯体内侧上固定滚轮的内导轨。

2.2 钟罩

钟罩是一个可以升降的圆筒形无底容器,直径为18. 136m,钟罩的体积便是该气柜的最大储气量。其顶部有20个径向球状人字架,钟罩内壁固定20根直径194mm@5mm的钢管,钢管下端有下滚轮,钢管顶部与20个径向球状人字架相连接。钟罩的圆筒部分由10条水平板带所组成,第1和第10板带厚度为6mm,其垂直焊缝为搭接,其它板带厚度均为3mm,其连接焊缝均为搭接。钟罩顶盖为球冠状,顶盖中间高度为1170mm,为跨度的1/15。圆顶的铺板厚度除边缘为6mm外,其余均为3mm,所有板间连接焊缝均为搭接。顶板与人字架的连接,除边缘厚度6mm的钢板与人字架用电焊固定外,其余均自由地放在人字架上,不予固定。

2.3 中节

容积[2400m3的气柜无中节,当容积大于2400m3时才设置中节,中节是无底、无顶的圆柱体容器,中节的数量是根据气柜储存气体的容积来确定。

2.4 内、外导轨

为避免钟罩歪斜,设有上、下滚轮,滚轮沿着固定在气柜水槽壁内、外导轨上下移动。外导轨有10个,导轨间用垂直支撑相连,彼此连接成环形空间桁架结构。它承受所有作用于钟罩上的外荷载,传递给水槽壁上,再传至基础。外导轨的截面为工30A及)240@10,它设置在水槽壁的外侧,高度为20. 613m,是钟罩的最高位置所确定的。内导轨的截面为[14A,数量为20根,它设置在水槽的内侧。

2.5 操作平台及楼梯间

操作平台安装在水槽壁顶部,宽度为984mm的环形操作平台,用厚度5mm花纹钢板满铺,平台外侧设置栏杆,并设有供操作人员上下通行的楼梯间。

2.6 基础

基础为钢筋砼箱型基础,当气柜建于北方寒冷地区,水槽壁板应压在箱基的内肋上,围护砖墙可压在箱基外肋上。当气柜建于南方地区,则水槽壁板应压在箱基中心。箱基的底面积是按气柜自重和压在箱基上的水重和操作压力等荷载来确定的。气柜应设置在土质均匀密实的地基上,当设置在软弱地基时,应采用打桩或其他人工地基处理。环形箱基内亦是水槽底板下的地基,此部分地基是直接承受水槽内的水重和操作压力,地基处理见图3,地基处理要十分重视。干铺黄砂是防止水槽底板焊接施工时,沥青砂防潮层不被破坏,黄砂严禁用海砂,防止砂中含盐份腐蚀底板。沥青砂防潮层的配方及施工要点见文献。钢筋砼球形板中心高,球面坡度一般为1/100,以免底板变形后呈锅底状。当地基土质软弱,要将软弱土质清除干净,用好土进行置换,分层碾压密实,并进行测试,合格后方可做下一道施工工序.

3 可燃、助燃气体湿式气柜的防火距离

可燃、助燃气体湿式气柜与建筑、储罐、堆场的防火距离,不应小于表1的规定。