橡胶膜密封储气柜施工及运行中应注意的问题

周保山

目前国内使用的低压煤气干式储气柜主要有稀油密封气柜(即曼型干式气柜)和橡胶膜密封气柜(威金斯干式气柜),尤其是橡胶膜密封气柜,因其重量轻,运行管理简单,维护费用低,抗风抗震性能好,防腐性能好,可储存多种气体,使用寿命长,因此得到了广泛应用,但气柜在施工及运行中存在一定问题,需引起广大施工及运行维护人员的注意。

1 气柜基础的处理

干式储气柜的基础是一环形基础,除活塞和T围栏外,气柜约70%的重量即放在环形基础上,因此,环形基础的处理就显得尤为重要。首先,要做好环形基础,必须对环形基础下的地质情况作一详细的了解。因此,在勘察阶段,沿环形基础要尽可能的多布钻探点,切实拿到第一手、详实的资料。其次,要确保环形基础下的持力层均为同一土层或岩层,这样才能有效防止气柜的不均匀沉降。不均匀沉降带来的后果是严重的,灾难性的,它可以导致储气柜本体倾斜,活塞及T围栏与壁板相撞,最终使得导向板变形,把橡胶膜挂破,如果发现不及时,就有可能导致活塞及T围栏掉下来,整个气柜损坏。

如果不能保证环形基础下的持力层为同一土层或岩层,一定要进行相应的地基处理。首先要将环梁下的杂填土全部清除至原土层或岩层,超挖部分用毛石混凝土砌筑;另外环梁下要做不小于600mm碎石垫层,碎石粒径20mm～70mm,分两层碾压夯实,压实系数不小于0.96,以保证环梁基础下有一定的弹性。

2 立柱的垂直度

立柱是整个气柜的骨架,它一般是由HW200×200×8×12的热轧H型钢组成,立柱的垂直度直接关系到气柜的垂直度,如果气柜的垂直度超标,活塞及T围栏在运行过程中就会与气柜壁板相撞,发生事故,因此气柜立柱的垂直度显得尤为重要。

立柱的垂直度应符合以下标准:第一节:圆周方向(L或 R)5,半径方向+7,-3;其他节:圆周方向(L或 R)20,半径方向±20。

立柱垂直度的测定一般用铅垂线测定,在壁板安装之前应对立柱的垂直度有一测定,在壁板安装之后应对立柱的垂直度重新测定。因为在壁板的焊接过程中,钢材的热胀冷缩会对立柱的垂直度产生一定的影响,因此在壁板安装之后必须对立柱的垂直度重新测定,如发现超标应马上采取其他应对措施。

3 调平装置

调平装置是为了保持活塞在上升及下降过程中的水平度而设置的。该装置共设六组,并且在活塞的颊上等间隔设置,各用两根钢丝绳将活塞径向对称点经过顶板上部的滑轮与壳体外部的调平配重相连接。调平配重的轨道设置在壳体外部,上下垂直,随着活塞的上下运动,该调平配重沿着轨道上下运动。当活塞水平时,两根钢绳调整到均等分担配重的重量;活塞倾斜时,活塞的一方上升,这一方的钢绳就松弛,配重的重量就加大到另一方的钢绳上,活塞的另一方就产生向上抬的作用,这样就起到了自动调平的作用,确保活塞在运行过程中的水平性。

总之,调平装置的12根钢丝绳引领着活塞在上下运行过程中的垂直度和水平度。因此,钢丝绳的垂直度就显得很重要,钢丝绳上下两点在气柜顶上的固定点与活塞上的点一定要在一条垂直线上,如果不在一条垂线上,钢丝绳在引导活塞及T围栏上下运动过程中,就会使活塞及T围栏逐渐旋转及偏移,这样就使橡胶内膜或外膜发生扭曲拉扯等现象,同时会使活塞与T围栏碰撞或使T围栏与壁板相碰撞,从而引起事故的发生。

另外,调平装置中配重轨道的垂直度也应符合一定的要求,配重轨道一般由角钢或槽钢制成,其连接焊缝应该是对接焊缝并打磨光滑。配重轨道不垂直或有异物,可能会使配重在运行过程中受到卡制,从而影响活塞的水平度,因此应经常检查并清理滑道上的异物。

在气柜运行过程中,要经常给滑轮、配重滑轮的轮轴上油,使它们运转正常,同时要经常使钢绳处于润湿状态,检查钢丝绳有无跳丝,连接部分连接是否牢固,确保活塞的水平度不受影响。

4 活塞重量平衡

活塞重量平衡是保证气柜运行的关键环节,如果活塞重量不平衡,活塞运行过程中就处于倾斜状态,活塞就不能均匀地顶起T围栏,长此以往,就会造成T围栏的偏移。

活塞的重量平衡是在活塞上下运动调试中完成的,它是靠搬动活塞的配重来完成的,为了有效的调试活塞的重量平衡,需借助活塞水平装置,使活塞的水平度处于正常的范围内。

活塞的水平度调完以后,活塞上的配重块就不能随意搬动,如果需要,由专业人员重新做活塞的调试工作。

5 气柜放散装置

气柜设有安全报警连锁系统,当气柜活塞的高度高于上限或低于下限时,电脑控制系统就会自动报警,以引起值班人员的注意并采取相应的措施。如果没有引起值班人员的注意,那么超过第二警戒线时,电脑控制系统就会自动关闭进气阀或出气阀,以保证气柜的安全,但如果出现雷击,仪表故障或停电等意外情况,安全报警连锁系统可能会失灵。因此,在气柜上还设置了最后一道防线——放散装置,以保证气柜的安全运行。

放散装置是由设置在柜顶的直径800mm的4组放散阀及其附属设施组成的,它的作用是在气柜内部空气置换时或紧急放散时使用。它的开启方式有两种:手动卷扬开启或活塞自动顶开开启,当活塞达到气柜的极限时,活塞继续上升就会与放散阀的轴相碰撞,由此轴通过钢绳往下拉放散阀杆,阀即被开启。

如果气柜的放散阀发生故障,不能有效地将柜内气体施散,活塞就会冲顶,造成顶架损坏,地脚螺栓拉起,活塞倾斜和橡胶膜拉坏等情况。因此,设计时必须保证机械式紧急放散装置的放散能力大于储气柜的最大进气量。另外,如果不能保证每组放散阀同时有效(例如已有一组放散阀通过手动卷扬装置打开,已升到顶部,而其他放散阀未打开),在活塞圆周范围内受力不均,就会造成活塞倾斜,因此气柜运行过程中,必须保证各组放散阀全部有效的工作,要保证四组放散阀工作的同时性,确保活塞的平衡。

6 气体置换中需注意的问题

在气体置换过程中,有的单位和个人为了省时,省钱,往往把活塞降到最低,这样的做法是不可取的。因为当活塞降到最低时,气柜内的压力和大气持平,橡胶膜就不再处于绷紧的状态,就耷拉了下来,这样当橡胶膜再次绷紧时,T挡板与活塞挡板之间、T围栏与壁板之间的橡胶环就不再是均匀的,这样就会造成活塞及T围栏的偏移、旋转、倾斜,最终发生事故。

7 结语

本文主要针对橡胶膜密封储气柜在施工、运行中需注意的问题进行了简单分析。操作人员必须熟悉并掌握储气罐的工作原理,严格按操作规程操作,严格执行日检、周检、月检、年检中规定的检查内容,发现问题及时处理,否则就会把简单问题复杂化,造成不必要的损失,由于本人水平有限,欢迎广大读者批评指正。

[1]姜正侯.燃气工程技术手册[M].上海:同济大学出版社,1997.