煤气柜施工方案

一、 方案设计

1．总论 1.1工程概况

由于煤气回收煤气的特殊工况，稀油密封气柜不适合（活塞升降速度慢、满足不了瞬时流量大的要求；对煤气含尘量要求较高）对煤气的回收，国内也没有运用先例，并且容量也偏小，现决定新建的3万立方米气柜选用橡胶膜干式煤气柜。

全部工程包括一座30000m3橡胶膜干式煤气柜及气柜基础、1座煤气加压站和相应的配套设施、煤气回收和输出（用户）管道设施建设以及混合站系统。

1.2设计依据

(1)新冶特钢3万m3煤气储配站工程现场条件和业主要求 ； （2）国家现行的规程、规范及有关标准。 1.3设计原则

(1)严格遵守国家现行的规程、规范及有关标准； (2)充分利用现有设施和场地,尽量节省投资；

(3)设计采用先进、适用、安全、可靠的技术，有利于集中管理、减少定员和提高经济效益；

(4)重视安全、消防和能源计量，提高节能效益，注意环境保护。 1.4工程内容和工程范围 1.4.1工程内容

新冶特钢3万m3煤气储配站工程包括以下内容及相应的设计： （1）新建1座30,000m3橡胶膜密封型煤气柜及其基础；

（2）新建一座煤气加压站（暂定2台煤气加压机，1用、1备）； （3）新建站区内的配套公辅设施：

?站区内的自动化仪表；

?站区内的供配电、照明及防雷接地； ?站区内的给、排水及消防设施； ?站区工艺管线； ?一座综合操作值班室； ?站区内电讯和火灾报警； ?站区围墙、大门及消防通道； （4）站区外进出管道设施； （5）煤气与高炉煤气混合系统。 1.4.2工程范围

本设计方案范围自出口部分的放散烟囱外，至煤气各用户点。含站区管道(煤气、氮气、蒸汽、上、下水)、低压供电电缆及电讯电缆。 2.煤气柜站区的燃气工艺设施设计

根据新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程现场条件和业主要求，新建转气储配站包括：新建1座30000m3煤气柜及气柜基础1座煤气加压站和相应的配套设施。现对上述项目中的燃气工艺设施分述如下：

30000m3干式煤气柜的总图布置（业主提供原始平面图后规划布置） 2.130000m3煤气柜设计 2.1.1煤气柜型式的确定

干式气柜是国内在八十年代消化吸收国外技术而引进的，分为稀油密封干式气柜和橡胶膜密封干式气柜，现在已广泛运用于冶金、市政、石化等行业，在冶金行业，高炉和焦炉煤气的回收均采用稀油密封干式气柜，而对于煤气含尘量大、瞬时流量变化大的煤气则均采用橡胶膜密封干式气柜。

煤气生产和使用具有以下特点：

? 煤气含尘量大：煤气含尘量在100～150mg/m3以上 ；

? 煤气温度高：煤气进气柜温度可高达72℃ ；

? 瞬时流量变化大：本煤气回收最大瞬时流量约96000m3/h； ? 气柜活塞升降速度快：气柜活塞升降速度可达3～4 m/min。

根据以上特点，本设计选用橡胶帘密封型（Wiggins型）干式煤气柜。这也是国内各钢厂普遍采用的型式。 2.1.2煤气柜容量的确定 2.1.2.1煤气回收量的估算

根据新冶特钢炼钢规格和预留情况（暂无），煤气的生产能力按最大出钢量80t考虑、吨钢产气量按70Nm3，冶炼周期按30分钟计算：

80t×90Nm3＝7200 m3/30分钟；

经温度、压力校正：

1.22×7200 m3/30分钟＝8784 m3/30分钟

则煤气每小时产气量为:

8784 m3/30分钟×2＝17568 m3/h

瞬时流量可达:

96000m3/h（按炼钢1600 m3/min风机计算、待核实）

2.1.2.2煤气柜容量的确定

为保证气柜的安全平稳运行，按预留20%的柜容计算，在煤气每小时产气量17568 m3/h的情况下，需采用21960m3/h以上的柜型，推荐采用30000 m3气柜。

气柜煤气循环周期为：

30000m3÷17568 m3/h≈1.7h

单独依靠气柜储存容量充足，停止供气能满足用户1.7小时的使用。 气柜活塞最大运行速度：

96000m3/h÷（172×π）/60＝1.76 m/min

气柜在用户停止用气的情况下活塞最大运行速度1.41 m/min，完全满足运行需要。

总之，选用30000m3气柜可满足使用要求，而且富裕量适宜。 2.1.3 30000 m3干式煤气柜主要技术参数

（1）工艺参数

公称容积：30000 m3 ；

气柜型式： 橡胶膜密封型（Wiggins型）； 储存压力： 2450/2940Pa (250/300mmH2O)； 煤气最高温度：≤72℃；

煤气含尘：100～150mg/m3； 煤气含湿量：饱和

活塞最大升降速度: 3～4m/min （2）结构参数

柜体形状：带拱顶的圆柱型； 柜体外径：34877mm； 柜体全高：46263mm； 侧板高度：41492mm； 侧板段数：28段； 活塞行程：33800mm； 立柱根数：18根；

橡胶密封膜：2段、1861m2； 调平装置：4套；

侧壁板厚：6mm、4.5mm、4mm； 柜顶板厚：4mm； 柜底板厚：6mm、4.5mm； 配重块总重：24000kg(6组)； 柜体总钢耗量：1430000kg； 回廊层数：4层（包括抗风桁架）。

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2.1.4干式煤气柜的工作原理和作用

布帘密封型（Wiggins型）干式柜的柜体为一带有拱顶的圆柱体。它由底板、立柱、侧板、柜顶和回廊组成。在圆柱体内装有一组能上下移动的活塞（包括T-挡板）。

当回收煤气时，大量煤气就进入气柜，推动活塞快速上升，将煤气储存在由底板、侧板和活塞所组成的空间内；当不回收煤气时，由活塞重量将柜内煤气压入出口管道，送入站区煤气管网，随着煤气的送出，活塞逐渐下降。

这样煤气柜就起到了a.储存间歇回收的煤气；b.均衡地送出煤气这两个作用。

为防止活塞（包括T-挡板）在上、下移动时泄漏煤气，在活塞与侧壁之间设有密封装置。从而保证了干式煤气柜能长期、稳定、安全地运行。 2.1.5干式煤气柜的结构简介

30000m3煤气柜的柜体，由立柱、侧板、柜顶、底板、活塞、T型挡板、密封橡胶皮膜和活塞调平装置等组成。 (1) 立柱：

侧板外侧等距离地设置了18根立柱。整个柜体有4层回廊（或挡风桁架）。本设计立柱与侧板、回廊焊成一个整体，立柱通过地脚螺栓与基础连成一体，这种结构型式增强了柜体的刚度和强度，可以减少挡风桁架的数量，节省钢材。 (2)侧板与走梯：

侧板在高度方向上由28段钢板拼焊而成；每段（圈）侧板由19块钢板组成。柜体侧板总高为41.49m，侧板外径为34.877m。每段侧板间采用搭接连结，并设有Ｔ型加强筋加固。

侧板上沿楼梯每层设有门，可以根据不同的活塞高度进入气柜内部进行检查。侧板外侧设有走梯，可以从柜底直达柜顶，并与每个进、出口门的平台连 (3)底板

底板的中央部分是用钢板拼焊成的园拱形，这种形状与活塞形状相同，主要是为了减少“死空间”， 同时也有利于灰尘和煤气冷凝水的排出。底板的外圈为环状平底板，与侧板焊接相连。 (4)柜顶：

本设计的柜顶是由型钢和钢板焊成的网格状拱顶结构，这种结构不仅受力好、钢材省，而且施工方便。柜顶中央设有通风用的大风帽，外围设有18个Φ500的通

统。正常非带电设备金属外壳、构架等均可靠接地，接地电阻不大于4欧姆，管道防静电接地电阻不大于10欧姆。 3.10.3.6防爆措施

（1）气柜本体及外壁和顶部3米以内范围为一区防爆场所，照明均采用防爆灯具；气柜顶部设置防爆型航空障碍灯；检测仪表选用防爆产品；其它有煤气管网地段按二区防爆场所设计，采用安全型灯具。

（2）在易燃易爆场所，如煤气加压机房内设置防爆轴流风机，进行机械排风。现场设备电气管线接头处均采用防爆金属软管连接，现场操作箱、接线箱均采用防爆型。

（3）在气柜活塞上部设有CO分析报警仪，对CO进行连续监控。 3.10.3.7火灾报警设施

根据国家标准《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）的要求，本工程配置火灾自动报警系统1套，本系统保护区域为操作值班室、配电室和变压器室。各保护区域设置感烟探测器、手动报警按钮、警铃等设备。 3.10.3.8消防通讯

设有外线电话、调度电话和对讲电话，一旦发生火灾，能及时报警组织扑救。

3.10.3.9安全标志

在柜区较明显的位置设置严禁烟火标志，对有爆炸危险的场所设“当心火灾、当心爆炸”等消防标志。具体设置均按GB15630-95《消防安全标志设置要求》由业主设置。 3.10.4消防机构

消防工作由厂消防部门统一考虑，或与地方消防部门协商，不另设消防队。设计中考虑配备消防责任人（可兼职），以负责监督管理。 3.10.5预期效果

本工程消防设计，本着“预防为主，防消结合”的方针，依据有关法律、法规和规范，采取了一系列防范措施，在正常情况下，可及时发现、防止并减少火灾的危害。

4.主要设备表 4.1燃气部分

工程名称：新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程

详细重 量 (吨) 设备编号 技术单位 数量 名称 单重 总重 规格 1．30000m3煤气柜区域 30000m3煤气见图1.1 座 1 662 662 柜 纸 见图1.2 密封橡胶膜 m2 1861 纸 防爆电动蝶DN11.3 个 1 阀 000 防爆电动翻DN11.4 个 1 板阀 000 防爆电动蝶DN61.5 个 1 阀 00 防爆电动翻DN61.6 个 1 板阀 00 防爆电动蝶DN21.7 个 4 阀 50 轴向波纹补DN11.8 个 1 偿器 000 轴向波纹补DN61.9 个 1 偿器 00 轴向波纹补DN21.1 个 1 偿器 50 煤气冷凝水1.11 个 1 排出器 2.煤气加压站区域 D1002.1 煤气加压机 台 2 -20 防爆电动蝶DN62.2 个 1 阀 00 防爆电动蝶DN52.3 个 6 阀 00 DN52.4 手动翻板阀 个 6 00 煤气冷凝水两管2.5 台 3 排出器 式 备注 按图制造 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货

4.2电气部分

工程名称：新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程 设备名称：电气部分 编 设备名称及型号 号 1 2 3 详细技术规格 单 位 数 量 备注 单重 总重 重 量（吨） 4 台 个 台 台 台 套 5 10 15 4 2 1 1 6 7 8 供图制造 供图制造 供图制造 供图制造 供图制造 供图制造 1 低压配电屏 2 防爆操作箱 3 防爆检修电源箱 4 防爆照明配电箱 5 防爆自动开关箱 6 防爆航空障碍灯

4.3自动化仪表部分(1)

工程名称：新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程 设备名称：自动化仪表(1). 编号 设备名称及型号 详细技术规格 3 DN600 单位 数量 4 支 支 块 块 台 套 套 套 台 台 个 5 3 3 1 4 5 6 1 4 8 3 1 重量（吨） 单重 总重 6 7 备注 8 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 1 2 1．煤气柜本体 1 双金属温度仪 2 隔爆铂热电阻 3 仪表盘 4 压力表 5 压力变送器 6 CO传感器 7 柜容仪 2．煤气加压站 1 CO传感器 2 压力变送器 3 差压力变送器 4 防爆电动调节阀

4.4自动化仪表部分(2)

工程名称：新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程 设备名称：自动化仪表( 2 )

重量（吨） 详细技单编号 设备名称及型号 数量 术规格 位 单重 总重 1 计算机工作台 张 1 PLC 包括：工控机、21″显示器、打印机、连接电缆、模拟量输入、输出、出模板、开关量输入、输出 模板、CPU、接口模板、网卡、通讯模板、机架；编程器、编程软件、编程资料等。 备注 2 套 1 可根据标书 要求采购 3 4 5 6

4.5水道部分

工程名称：新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程 设备名称：水道部分 编 设 备 名 称 及 型 号 号 1 2 3 Q=25m3/h, 1 50QW25-22-4型潜污泵 H=30m Q=32m3/h, 2 离心式供水泵 H=50m 3 4 5 6 7 8 9 10 台 2 订货 台 2 订货 详细技术规格 单 位 数 量 单总重 重 备注 重 量（吨） 4 5 6 7 8

4.6电讯部分

工程名称：新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程 设备名称：电讯部分

编 设 备 名 称 及 型 号 号 1 1 2 自动电话机 防爆型手持式无线电对2 讲机 3 4 5 6 电话分线箱 智能型火灾报警控制器 感烟探测器 (含底座) 手动报警按钮 声光报警器（含控制模7 块） 8 智能型缆式感温探测器 智能型缆式感温探测器9 微机调制器 10对 小点数 3 规格 单 详细技术 位 数 量 单总重 重 重 量（吨） 备注 4 台 台 只 台 只 只 只 米 套 5 6 4 1 1 4 4 1 6 7 8 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 订货 200 1

4.7通风部分

工程名称：新冶特钢炼钢3万m3煤气储配站工程 设备名称：通风部分 编 号 1 1 2 煤气柜站区 台 7 订货 3 单 设 备 名 称 及 型 号 详细技术 规格 位 数 量 备注 单重 总重 重 量（吨） 4 5 6 7 8 1.1 轴流通风机(防爆) T35-11型 制冷（热）风冷分离立柜式空1.2 调机 （6.42）kW， 量：6.00台 1 订货 二、 投资概算及经济分析

1．投资概算（另见） 2．经济分析与评价 2.1.项目投资

从投资概算可知：项目总投资为1600万元，其中固定投资为1500万元。 2.1.项目总收益

产量：产气量为17568 m3/h，按80%、300天/年计 年产量：17568 m3/h×80%×24×300＝1.01×108 (m3) 煤气按0.2元/ m3计，年总收益约为： 1.01×108×0.2元/ m3＝2023.8万元 2.2.运营成本及费用

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电耗 水耗 工资及附加 折旧 修理 管理费用 财务费用 其它 合计 成本项目 金额（万元） 65 0.7 72 92 41.4 45 20 336 备注 电耗65万度、电价1元/度 水耗10t/天、水价2元/ t 定员18人、4万/人 折旧年限15年计 按固定资产3%计 另计 2.3.投资回收

纵上所述，该项目投资可在一年内收回投资。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ur15.html