阿曼阿恩型儲(chǔ)氣罐與POC型儲(chǔ)氣罐的比較

摘 要

摘要：介紹了POC型儲(chǔ)氣罐在國內(nèi)的應(yīng)用概況，比較了阿曼阿恩型儲(chǔ)氣罐與POC型儲(chǔ)氣罐在罐體結(jié)構(gòu)、受力特性、活塞密封機(jī)構(gòu)、活塞運(yùn)行速度、儲(chǔ)氣壓力、運(yùn)行維護(hù)等方面的特點(diǎn)。POC型
摘要：介紹了POC型儲(chǔ)氣罐在國內(nèi)的應(yīng)用概況，比較了阿曼阿恩型儲(chǔ)氣罐與POC型儲(chǔ)氣罐在罐體結(jié)構(gòu)、受力特性、活塞密封機(jī)構(gòu)、活塞運(yùn)行速度、儲(chǔ)氣壓力、運(yùn)行維護(hù)等方面的特點(diǎn)。POC型罐具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
關(guān)鍵詞：干式儲(chǔ)氣罐；阿曼阿恩型儲(chǔ)氣罐；POC型儲(chǔ)氣罐；稀油密封
Comparison between M.A.N.Gasholder and POC Gasholder
GAO Haiping
Abstract：The general application situation of POC gasholder in China is introduced.M.A.N. gasholder and POC gasholder are compared in terms of gasholder structure，force-bearing characteristic，piston sealing mechanism，piston motion speed，gas storage pressure，operation and maintenance.POC gasholder has obvious advantages.
Key words：piston-type gasholder；M.A.N.gasholder；POC gasholder；thin oil seal
1 概述
    阿曼阿恩型儲(chǔ)氣罐(以下簡稱曼型罐)采用多邊形的筒體和以鋼制滑板為密封件的稀油密封結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)已為業(yè)內(nèi)所共知，已有不少運(yùn)行管理和維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)[1～3]。POC型儲(chǔ)氣罐(以下簡稱POC型罐)采用圓筒形的簡體和以橡膠帶為密封件的稀油密封結(jié)構(gòu)，近10年來在國內(nèi)迅速發(fā)展。曼型罐與POC型罐同屬于稀油密封型干式儲(chǔ)氣罐，均具有利用礦物油液位密封燃?xì)?、安全可靠的?yōu)點(diǎn)。POC型罐是集曼型罐稀油密封性能好和可隆型罐受力特性好、利于提高儲(chǔ)氣壓力的優(yōu)越性于一身的新型儲(chǔ)氣罐。1999年4月，國內(nèi)首座自行建設(shè)的POC型罐在廣東韶關(guān)鋼鐵公司投產(chǎn)；2007年2月投產(chǎn)的國內(nèi)自行建設(shè)的寶山鋼鐵股份有限公司2號(hào)焦?fàn)t煤氣儲(chǔ)氣罐，容積為30×104m3，標(biāo)志著國內(nèi)POC型罐技術(shù)水平已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。截至2008年底，國內(nèi)已投產(chǎn)或正在施工中的POC型罐已超過30座，這些POC型罐容積范圍為(2～30)×104m3，儲(chǔ)氣壓力范圍為3～15kPa，幾乎全部集中在冶金行業(yè)。國內(nèi)已投產(chǎn)的部分POC型罐見表1。
表1 國內(nèi)已投產(chǎn)的部分POC型罐
序號(hào)
用戶
罐容/m3
儲(chǔ)氣壓力/kPa
儲(chǔ)存介質(zhì)
投產(chǎn)時(shí)間
1
韶關(guān)鋼鐵公司
10×104
8.5
高爐煤氣(BFG)
1999年4月
2
韶關(guān)鋼鐵公司
2×104
5.0
焦?fàn)t煤氣(COG)
1999年4月
3
韶鋼松山股份有限公司
10×104
9.0
高爐煤氣(BFG)
2003年7月
4
水城鋼鐵公司
15×104
9.5
高爐煤氣(BFG)
2003年6月
5
武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
15×104
10.0
高爐煤氣(BFG)
2004年10月
6
武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
15×104
10.0
高爐煤氣(BFG)
2006年4月
7
酒泉鋼鐵集團(tuán)公司
16.5×104
10.0
高爐煤氣(BFG)
2005年3月
8
鞍山鋼鐵集團(tuán)公司
30×104
10.0
高爐煤氣(BFG)
2005年12月
9
鞍山鋼鐵集團(tuán)公司
30×104
10.0
高爐煤氣(BFG)
2006年8月
1O
太鋼不銹鋼股份有限公司
30×104
10.0
高爐煤氣(BFG)
2005年12月
11
寶山鋼鐵股份有限公司
30×104
8.0
焦?fàn)t煤氣(COG)
2007年2月
12
攀枝花新鋼釩股份有限公司
15×104
6.3
焦?fàn)t煤氣(COG)
2006年10月
13
南京鋼鐵股份有限公司
20×104
12.5
混合煤氣(MIXG)
2007年9月
14
寶鋼股份中厚板分公司
30×104
10.0
COREX煤氣(COREX G)
2007年10月
15
寶鋼集團(tuán)八一鋼鐵公司
10×104
11.0
高爐煤氣(BFG)
2008年2月
16
寶鋼集團(tuán)八一鋼鐵公司
10×104
8.0
焦?fàn)t煤氣(COG)
2008年2月
17
鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司
30×104
10.0
高爐煤氣(BFG)
2008年8月
18
寶鋼股份中厚板分公司
30×104
15.0
COREX煤氣(COREX G)
2009年8月
   由于POC型罐的優(yōu)越性還不為冶金行業(yè)以外的用戶所熟知，因此，本文就這2種稀油封型干式儲(chǔ)氣罐的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行介紹，以供用戶選用時(shí)參考。
2 罐體結(jié)構(gòu)及受力特性比較
   曼型罐簡體采用正多邊形，簡體側(cè)板采用冷彎成型帶卷邊的薄鋼板構(gòu)件，其標(biāo)準(zhǔn)長度為5.900m、7.000m、8.824m，板厚為4～6mm；活塞采用由中間環(huán)、放射式梯形桁架和周邊桁架組成的空間受力結(jié)構(gòu)，活塞底部為一平面，用厚度為4～6mm的鋼板與活塞桁架下弦桿的下翼緣板相焊接[4]。常規(guī)的曼型罐的儲(chǔ)氣壓力不超過8kPa，在罐內(nèi)儲(chǔ)氣壓力加大的情況下，由于筒體側(cè)板厚度受鋼板冷彎性能限制，只能采取增加卷邊加肋數(shù)量來抵抗儲(chǔ)氣罐內(nèi)部氣壓，此時(shí)簡體側(cè)板的使用壽命尚有待實(shí)踐檢驗(yàn)。
   POC型罐外形來源于可隆型干式罐，只是將潤滑脂潤滑密封改為曼型罐的稀油潤滑密封，且活塞導(dǎo)輪和防回轉(zhuǎn)裝置采用與曼型罐一樣的型式，即導(dǎo)輪力作用在立柱處且限制活塞的水平旋轉(zhuǎn)。POC型罐單塊側(cè)板為弧形瓦塊板[5]，簡體環(huán)向采用立柱、T型鋼和回廊加固的圓柱狀結(jié)構(gòu)，有利于承受較大的儲(chǔ)氣壓力；POC型罐活塞為穹形拱狀[5]，也有利于承受較大的儲(chǔ)氣壓力。活塞周邊穹底設(shè)有箱形環(huán)梁，內(nèi)裝混凝土，重心低于形心，活塞運(yùn)行傾斜時(shí)具有自動(dòng)復(fù)位功能。在儲(chǔ)氣壓力加大的情況下，POC型罐可以加厚側(cè)板以保證筒體的形狀和使用壽命，故其儲(chǔ)氣壓力預(yù)計(jì)可達(dá)到20kPa。寶鋼股份中厚板分公司于2009年8月投產(chǎn)的30×104m3的儲(chǔ)存COREX煤氣的POC型罐的設(shè)計(jì)儲(chǔ)氣壓力高達(dá)15kPa，設(shè)計(jì)壽命為30年。
3 活塞密封機(jī)構(gòu)比較
    曼型罐活塞密封機(jī)構(gòu)為彈簧壓緊式，密封件為鋼制滑板，滑板有3種，即直邊滑板、角部滑板和堰部分隔滑板。直邊滑板由吊掛零件懸掛并固定在活塞油溝內(nèi)，用裝在套筒內(nèi)的壓緊彈簧壓緊在側(cè)板內(nèi)壁。角部滑板比較厚，也叫滑塊，設(shè)于立柱上，由上下2層彈簧壓緊[4]。由于雜質(zhì)進(jìn)入彈簧套筒內(nèi)或結(jié)冰的影響，彈簧可能脫落[3]。由于彈簧脫落后落在密封油液面以下的低處，難以維護(hù)，限制了曼型罐活塞速度的提高，一般活塞速度不超過1.2m/min。滑板的壽命一般為4～6年。油泵站的啟動(dòng)次數(shù)一般為35次/(臺(tái)·d)。
    POC型罐活塞密封機(jī)構(gòu)為杠桿重錘壓緊式，密封件為補(bǔ)強(qiáng)的耐油橡膠帶，靠橡膠帶在杠桿重錘作用下的彎曲變形保持與圓柱形筒體的貼合，以減少密封油的泄漏量。對(duì)橡膠帶的作用力可以根據(jù)側(cè)板的變形情況在密封油液面上部進(jìn)行調(diào)整，調(diào)試和維護(hù)方便。POC型罐活塞速度已達(dá)到2.5m/min，這在要求活塞速度大的場(chǎng)所(如冶金行業(yè)的高爐煤氣儲(chǔ)氣罐)特別受歡迎。橡膠帶的壽命超過15年。油泵站啟動(dòng)次數(shù)一般可控制在20次/(臺(tái)·d)以內(nèi)。
    2006年10月投產(chǎn)的攀枝花新鋼釩股份有限公司15×104m3的POC型罐(儲(chǔ)存焦?fàn)t煤氣)和2007年2月投產(chǎn)的寶山鋼鐵股份有限公司30×104m3的POC型罐(儲(chǔ)存焦?fàn)t煤氣)已將POC型罐應(yīng)用到冶金行業(yè)的焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)上，至今運(yùn)行正常。
4 其他
    在曼型罐簡體內(nèi)側(cè)，側(cè)板與側(cè)板間的燃?xì)馔庖缫鸹钊闲孤┑娜細(xì)饬枯^多[6]，在活塞快速下降時(shí)情況更為嚴(yán)重。而POC型罐內(nèi)側(cè)的側(cè)板與側(cè)板間接縫處為打磨光滑的對(duì)接焊縫，沒有這個(gè)問題。
    曼型罐筒體密封只有1道焊縫，而POC型罐側(cè)板與立柱有2道焊縫[7]，筒體密封性能更好。
    曼型罐進(jìn)出口管一般設(shè)地下閥門井室，POC型罐一般在地面上從側(cè)板上水平進(jìn)出氣，檢修維護(hù)方便。曼型罐進(jìn)出口管一般從罐邊進(jìn)出氣，POC型罐一般從罐中心進(jìn)出氣，在吞吐量大的場(chǎng)所，POC型罐對(duì)減小進(jìn)出氣時(shí)活塞的傾斜有利。2005年12月投產(chǎn)的鞍山鋼鐵集團(tuán)公司30×104m3的POC型罐活塞傾斜度只有30mm[8]。
    曼型罐一般不設(shè)罐體側(cè)板上人孔和檢查孔的操作平臺(tái)，且活塞油溝內(nèi)的密封油全部泄入底部油溝后人員進(jìn)入活塞下部不方便。POC型罐一般設(shè)有罐體側(cè)板上人孔和檢查孔的操作平臺(tái)，且活塞油溝的密封油全部泄入底部油溝后人員可以從側(cè)板人孔直接進(jìn)入活塞下部進(jìn)行維護(hù)。因此，POC型罐在需要調(diào)整儲(chǔ)氣壓力或檢修活塞下部區(qū)域時(shí)十分方便。
    曼型罐底部油溝寬度一般約1.1m；POC型罐底部油溝寬度一般超過1.8m，收集飛濺密封油的面積較大，因此，對(duì)于相同容積的儲(chǔ)氣罐，POC型罐密封油損耗量較小。
    曼型罐一般1帶側(cè)板高為810mm，儲(chǔ)氣壓力增大則卷邊加肋加密；POC型罐一般1帶側(cè)板高為1450～2000mm，每1帶側(cè)板用T型鋼加肋一次。曼型罐活塞和罐頂采用空間桁架結(jié)構(gòu)，而POC型罐采用穹形拱頂結(jié)構(gòu)。因此，同容積的曼型罐防腐費(fèi)用一般比POC型罐高。
5 結(jié)論
    POC型罐在受力特性、活塞速度、密封性能等方面優(yōu)于曼型罐，使其更適合提高儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣壓力、提高活塞運(yùn)行速度、減少油泵耗電量；在操作和維護(hù)方面POC型罐也比曼型罐具有明顯的優(yōu)勢(shì)。因此，POC型罐近10年來在國內(nèi)冶金行業(yè)得到迅速推廣。
    目前，在活塞速度低于1.2m/min的情況下，相同容積和儲(chǔ)氣壓力的POC型罐比曼型罐造價(jià)稍高。但對(duì)要求儲(chǔ)氣壓力較高、活塞速度較快、密封性能更好或檢修維護(hù)更方便的用戶，POE型罐將是更好的詵擇。
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(本文作者：高海平 中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司 重慶 400013)