橡膠膜密封儲氣柜施工及運行中應注意的問題

周保山

目前國內使用的低壓煤氣干式儲氣柜主要有稀油密封氣柜(即曼型干式氣柜)和橡膠膜密封氣柜(威金斯干式氣柜),尤其是橡膠膜密封氣柜,因其重量輕,運行管理簡單,維護費用低,抗風抗震性能好,防腐性能好,可儲存多種氣體,使用壽命長,因此得到了廣泛應用,但氣柜在施工及運行中存在一定問題,需引起廣大施工及運行維護人員的注意。

1 氣柜基礎的處理

干式儲氣柜的基礎是一環形基礎,除活塞和T圍欄外,氣柜約70%的重量即放在環形基礎上,因此,環形基礎的處理就顯得尤為重要。首先,要做好環形基礎,必須對環形基礎下的地質情況作一詳細的了解。因此,在勘察階段,沿環形基礎要盡可能的多布鉆探點,切實拿到第一手、詳實的資料。其次,要確保環形基礎下的持力層均為同一土層或巖層,這樣才能有效防止氣柜的不均勻沉降。不均勻沉降帶來的后果是嚴重的,災難性的,它可以導致儲氣柜本體傾斜,活塞及T圍欄與壁板相撞,最終使得導向板變形,把橡膠膜掛破,如果發現不及時,就有可能導致活塞及T圍欄掉下來,整個氣柜損壞。

如果不能保證環形基礎下的持力層為同一土層或巖層,一定要進行相應的地基處理。首先要將環梁下的雜填土全部清除至原土層或巖層,超挖部分用毛石混凝土砌筑;另外環梁下要做不小于600mm碎石墊層,碎石粒徑20mm～70mm,分兩層碾壓夯實,壓實系數不小于0.96,以保證環梁基礎下有一定的彈性。

2 立柱的垂直度

立柱是整個氣柜的骨架,它一般是由HW200×200×8×12的熱軋H型鋼組成,立柱的垂直度直接關系到氣柜的垂直度,如果氣柜的垂直度超標,活塞及T圍欄在運行過程中就會與氣柜壁板相撞,發生事故,因此氣柜立柱的垂直度顯得尤為重要。

立柱的垂直度應符合以下標準:第一節:圓周方向(L或 R)5,半徑方向+7,-3;其他節:圓周方向(L或 R)20,半徑方向±20。

立柱垂直度的測定一般用鉛垂線測定,在壁板安裝之前應對立柱的垂直度有一測定,在壁板安裝之后應對立柱的垂直度重新測定。因為在壁板的焊接過程中,鋼材的熱脹冷縮會對立柱的垂直度產生一定的影響,因此在壁板安裝之后必須對立柱的垂直度重新測定,如發現超標應馬上采取其他應對措施。

3 調平裝置

調平裝置是為了保持活塞在上升及下降過程中的水平度而設置的。該裝置共設六組,并且在活塞的頰上等間隔設置,各用兩根鋼絲繩將活塞徑向對稱點經過頂板上部的滑輪與殼體外部的調平配重相連接。調平配重的軌道設置在殼體外部,上下垂直,隨著活塞的上下運動,該調平配重沿著軌道上下運動。當活塞水平時,兩根鋼繩調整到均等分擔配重的重量;活塞傾斜時,活塞的一方上升,這一方的鋼繩就松弛,配重的重量就加大到另一方的鋼繩上,活塞的另一方就產生向上抬的作用,這樣就起到了自動調平的作用,確保活塞在運行過程中的水平性。

總之,調平裝置的12根鋼絲繩引領著活塞在上下運行過程中的垂直度和水平度。因此,鋼絲繩的垂直度就顯得很重要,鋼絲繩上下兩點在氣柜頂上的固定點與活塞上的點一定要在一條垂直線上,如果不在一條垂線上,鋼絲繩在引導活塞及T圍欄上下運動過程中,就會使活塞及T圍欄逐漸旋轉及偏移,這樣就使橡膠內膜或外膜發生扭曲拉扯等現象,同時會使活塞與T圍欄碰撞或使T圍欄與壁板相碰撞,從而引起事故的發生。

另外,調平裝置中配重軌道的垂直度也應符合一定的要求,配重軌道一般由角鋼或槽鋼制成,其連接焊縫應該是對接焊縫并打磨光滑。配重軌道不垂直或有異物,可能會使配重在運行過程中受到卡制,從而影響活塞的水平度,因此應經常檢查并清理滑道上的異物。

在氣柜運行過程中,要經常給滑輪、配重滑輪的輪軸上油,使它們運轉正常,同時要經常使鋼繩處于潤濕狀態,檢查鋼絲繩有無跳絲,連接部分連接是否牢固,確保活塞的水平度不受影響。

4 活塞重量平衡

活塞重量平衡是保證氣柜運行的關鍵環節,如果活塞重量不平衡,活塞運行過程中就處于傾斜狀態,活塞就不能均勻地頂起T圍欄,長此以往,就會造成T圍欄的偏移。

活塞的重量平衡是在活塞上下運動調試中完成的,它是靠搬動活塞的配重來完成的,為了有效的調試活塞的重量平衡,需借助活塞水平裝置,使活塞的水平度處于正常的范圍內。

活塞的水平度調完以后,活塞上的配重塊就不能隨意搬動,如果需要,由專業人員重新做活塞的調試工作。

5 氣柜放散裝置

氣柜設有安全報警連鎖系統,當氣柜活塞的高度高于上限或低于下限時,電腦控制系統就會自動報警,以引起值班人員的注意并采取相應的措施。如果沒有引起值班人員的注意,那么超過第二警戒線時,電腦控制系統就會自動關閉進氣閥或出氣閥,以保證氣柜的安全,但如果出現雷擊,儀表故障或停電等意外情況,安全報警連鎖系統可能會失靈。因此,在氣柜上還設置了最后一道防線——放散裝置,以保證氣柜的安全運行。

放散裝置是由設置在柜頂的直徑800mm的4組放散閥及其附屬設施組成的,它的作用是在氣柜內部空氣置換時或緊急放散時使用。它的開啟方式有兩種:手動卷揚開啟或活塞自動頂開開啟,當活塞達到氣柜的極限時,活塞繼續上升就會與放散閥的軸相碰撞,由此軸通過鋼繩往下拉放散閥桿,閥即被開啟。

如果氣柜的放散閥發生故障,不能有效地將柜內氣體施散,活塞就會沖頂,造成頂架損壞,地腳螺栓拉起,活塞傾斜和橡膠膜拉壞等情況。因此,設計時必須保證機械式緊急放散裝置的放散能力大于儲氣柜的最大進氣量。另外,如果不能保證每組放散閥同時有效(例如已有一組放散閥通過手動卷揚裝置打開,已升到頂部,而其他放散閥未打開),在活塞圓周范圍內受力不均,就會造成活塞傾斜,因此氣柜運行過程中,必須保證各組放散閥全部有效的工作,要保證四組放散閥工作的同時性,確保活塞的平衡。

6 氣體置換中需注意的問題

在氣體置換過程中,有的單位和個人為了省時,省錢,往往把活塞降到最低,這樣的做法是不可取的。因為當活塞降到最低時,氣柜內的壓力和大氣持平,橡膠膜就不再處于繃緊的狀態,就耷拉了下來,這樣當橡膠膜再次繃緊時,T擋板與活塞擋板之間、T圍欄與壁板之間的橡膠環就不再是均勻的,這樣就會造成活塞及T圍欄的偏移、旋轉、傾斜,最終發生事故。

7 結語

本文主要針對橡膠膜密封儲氣柜在施工、運行中需注意的問題進行了簡單分析。操作人員必須熟悉并掌握儲氣罐的工作原理,嚴格按操作規程操作,嚴格執行日檢、周檢、月檢、年檢中規定的檢查內容,發現問題及時處理,否則就會把簡單問題復雜化,造成不必要的損失,由于本人水平有限,歡迎廣大讀者批評指正。

[1]姜正侯.燃氣工程技術手冊[M].上海:同濟大學出版社,1997.