低压湿式螺旋气柜的调试

日期:10-08  点击:662  属于:最新动态
        低压湿式螺旋升降式气柜的导轮、导轨,不仅是相邻塔节(包括底塔与槽体)的连接构件,更主要的,它还是各塔升降时的定位、导向机构。据考察:国内低压湿式螺旋升降式气柜,有相当部分在一导轮、导轨的配合上达不到验收规范要求,个别的甚至需要配备专门钳工来处理柜体在运行中产生的故障。
        气柜运行实践说明,导轮、导轨的调试是必须的。一般情况下可通过导轮、导轨的调试来弥补制作过程中对柜体运行工况带来的影响。
二、柜体调试的必要性
        正常情况下,柜体的升起完全依靠柜内气体的压力。换言之,当柜体匀速升起时,气体受压力影响自身产生的力应等于顶起塔体的总荷载。(忽略塔板升降液面间及柜内气体与空气容重差产生的浮力。)
        化工部在《金属焊接结构湿式气柜及验收规范》中明确指出:“导轮安装时,轮缘凹槽和导轨的接触面应保持3 -5 m二间隙。导轮的径向应满足导轨升降时,任何一点均能顺利通过导轮,而导轮的轮槽中心线则应偏离切线方向3^-5mm,以利于导轨上升。”
         为了保证柜体运行的正常工况,石油部七四年颁布了《金属焊接结构湿式气柜施工及验收技术规范》(试行),七七年国家建委又委托黑龙江建委制定了《建筑安装工程质量检验评定标准》(Td306-77)。上述《规范”、“标准》明确规完贮气罐制作、安装过程中各道工序的允许偏差、检验方法。
         应该说按上述《规范》对气柜进行施工、验收,柜体升降时,同一塔位的压力值应基本恒定,且调试问题也将变得简单。一个3万m“气柜,内塔直径39m,如果当气体压力3 kPa才能升起时,则塔体(包括配重)的总重应为358吨。尽管在制作,放置配重块的过程中,确实考虑了质量的对称性,但对于柜体这种庞然大物”,质心总有分毫的偏差,如上下挂圈的椭圆度、挂圈与菱形板、菱形板拼接、菱形板与导机垫板,导轨与垫板的焊接变形,导轨垠制的弧度误差,导轮、导轨的定位误差、胎具本身的误差,运输、吊装过程中的变形等往往还会超出上述验收规范,对导轮、导轨配合上的要求。
         即使验收时,柜体运行工况良好,经过一段时间后,塔体的各种应力变化将表现出来,此时便应对柜体进行初步调试,否则工况将愈来愈差。
         湿式气柜的荷重,不可避免地会产生基础沉降。基础不均衡沉降会导致气柜底板,垫梁的变形。而垫梁的扭曲,又会使塔体形变,改变导轮、导轨的配合。
        对于1万m“气柜,若塔底直径为25.5m,底塔压力波动lOF'a,意味着导轮座在垂直方向上受到0.5吨的合力。

1万m3气柜时间一压力曲线

铁厂1万m3气柜运行4年后,A塔(底塔)的P-t图。
        该气柜验收后在运行过程中,一直未经调试,因此导轮座受力严重,有三分之一的导轮外沿卡至导轨的立筋上。从塔体升降时的P-t图可看出导轮、导轨的配合状况,从而确定调试周期。
三、导轮、导轨配合状况的度量
         正常情况下,湿式气柜升降时,塔位的压力值基本上为一定值。图3是上述3万m3气柜调式后的P-t图,图4是上述一万m“气柜初步调试后A塔的P-t图。
         从图3,4可知,同一塔位的压力波动值已很小,柜体通过调试,基本达到理想状态。实际上,气柜运行一段时间后,导轮与导轨总会产生不合理接触而使部分导轮受力过大,使塔位压力产生波动,如图1, 2。若
不正常情况下的P-t图
柜体上升时,P-t图出现波峰(如图5) ,在a‘时刻(此柜位)导轮座受力并开始变大。换言之,导轮束缚气柜的上升,而使柜内气体压力骤然增大,到c’时刻,达到最大值。一般只要P-t曲线不呈狭锯齿状,同一塔位的压力最小值往往反映该塔位的真实压力,从图5看出,Pb是该塔位的真实压力。在a’时刻,导轮已经受力。
        柜体下降时,P-t图也出现图5的波峰,则在a'时刻前,导轮就承受柜体的部分重力,当降至a'时刻时,这部分承受力由于导轮间隙的扩大,而得以解脱,致使塔内压力骤增。
         柜体运行的实践说明:塔位压力的波动值小于60Pa,柜体产生的振动是轻微的,压力波动值大于200Pa,站在柜下,可听到仿佛气柜基础也在振动的声音,显然,这是柜体工况不许可的,应及时处理调整。
1 m3气柜A塔下降时P-t图(初步调试)
柜体工况不许可的,应及时处理调整‘
        柜体升降时的压力—时间曲线反映了导轮、导轨座在t时刻的受力情况,而受力情况又与导轮、导轨的配合,密切相关。因此P-t曲线是导轮、导轨配合情况最直接的度量。护,非事故工况下,柜体的调试周期可在一年以上。
        柜体验收时的快降速度也是导轮、导轨配合状况的度量。从某种意义说,气柜制成后,快降试验的速率是柜体制作水平的综合度量。快降试验的速度值m/min左右,柜体的运行工况可得以保证。表1是x x钢铁J} 3万m“气柜快降速度与柜体运行工况。
        导轮、导轨的不正常配合,往往使塔体在局部产生斜度,而这斜度会改变塔间水封水面的深度、表2是x x钢板厂1万m“气柜运行4年后二塔塔间水封的液面深度。
        从表2得知最大液位差达5  cm,柜体需考虑基础沉降情况来选择调试。表3为该气柜的基础沉降情况。
        沉降的最大差异值为2.002cm,显然在26.4m周径的圆周上,对2cm差异沉降量不会是引起上述塔间水封5cm液面差的原因。表4是该1万In 3气柜调试后,二塔塔间水封
之钢铁厂3万m3气柜,快降速度与运行工况汇总表
的液面深度。
        从表4反映,对于基础不均衡沉降较小,柜体验收时、各类参数符合规范的气柜,其塔间水封的深度差往往能反映出导轮,导轨的配合情况、其液面差越大,导轮、导轨的配合状况越差。
四、柜体的升降调试
         柜体升降时,柜体的运动可看作垂直方向与水平方向运动的合成,当导轮、导轨径向接触受力时,导轮的阻力可分解为正压力与水平方向力,前者依靠导轮、轴、座负荷,后者将改变柜体的升降速度。导轮、导轨径向接触受力将改变塔内气体的压力。 (参看图s>气柜运行的实践说明,导轮、导轨的径向受力十分巨大,甚至高达几十吨,则更急需解决。为此,气柜调试时,升降气柜时要注意上下导轮的接触受力。导轮在水平方向位移的距离较大。(参看图7)一般情况下,只要较好的润滑与维护是完全能满足柜体升降要求的。然而,个别柜体椭圆超度、有些制造厂过分节省材质,导致导轨端头过直,这些原因均使导轨压迫导轮,导轮挤压导轮座接触受力。尽管力的方向与柜体运动方向垂直,但却是不能忽视的。
         影响导轮、导轨受力情况的因素很多,如基础沉降、柜体应力、制作误差、甚至风
轮导轨径向间隙示意图

导轮、导轮座水平间隙示意图

力等因素。经过认真的测试,细致的分析,在繁杂的影响因子中删繁就简,找出主要矛盾,进行适当的调试,就可能使导轮、导轨的受力状态处于最低态,从而达到调试目的。
        柜体升降时的P-t图,反映了柜体升降时垂直方向“力”的情况。在t时刻,该柜体的实际压力值与柜位的理想压力值之差,乘以塔体的横截面积,其积的大小,应近似等于该时刻(柜位)导轮(座)承受的垂直方向的“力”。塔体要达到理想升降状态,必须使导轮垂直方向的受力处于最小。而要实现此点,必须使导轮、导轨的不合理接触态得以改善与解脱,一般我们对每一塔体,测试3一5个静止平面,测试其导轮、导轨的径向间隙,导轮与座的水平间隙。根据导轮、导轨、导轮座的接触受力情况作出力点图。图8是x x钢铁厂1万m“气柜A塔 (底塔)4个静止平面的力点图。
        把图8与图2进行比较,可以看到产生压力波动的主要因素是A},匕导轮、A。上导轮、A,下导轮、A3上导轮与导轨或导轮座接触受力。我们对A,  A6,  A:的上导轮,A,的下导轮进行初步调试,得到图4升降曲线,基本上达到了调试目的。
        测试时,风向,气柜供气工况会影响导轮的受力情况。同一气柜在边供边进或单供不进等情况下,其P-t曲线也是不一致的。因此,调试数据的测试,尽可能在微风或无风天气且在气供气方式单一,稳定变化情况下进行为好。
         塔体运行时,某一导轨与其导轮的相对位置(间隙)在不同升降高度也是变化的。导轨相对于导轮的运动轨迹大致有以下儿种情况:
(1)导轨在升降过程中与_L、下导轮的间隙大致不变;
(2)导轨在塔体下部与上导轮(或下导轮)接触,在塔体上部又再次接触;
(3)导轨仅在中部(或某一部位)与_L导轮(或下导轮)接触;
(4)导轨在塔体下部与上导轮(或下导轮)接触,在塔体上部与下导轮(或上导轮)接触。
         我们调试径向间隙时,必须从塔体升降的全过程进行考虑。气柜导轮、导轨径向间隙过大,达不到定位与导向作用,间隙过小,将接触生力。
 

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