摘要：城市煤气、农村沼气和生物质燃气等集中供气系统，目前大多都是采用湿式钟罩储气柜，靠钟罩本身重量形成的压力并通过地下管网向用户供气。
关键词：自动稳压供气；固定容积储气装置；煤气柜运行
研制了一种简易实用新型燃气自动稳压供气装置，它与干式储气罐结合，对比湿式储气柜，其优点为：投资减少约二分之一；减掉了储气罐部分的土建工程；储气罐冬季不需采暖；基本上不需维修；没有水污染问题。
一、储气罐的功能
在气路应用中，储气罐的作用是缓冲、降温、除水和储能。储气罐作为空气压缩机的一个后配置，可使活塞式空气压缩机排出的气流脉动弱化，确保输出气流连续，压力平稳。依靠绝热膨胀及自然冷却对气体降温，进一步分离去压缩空气中的杂质（比如灰尘、油分、水分等），保证连续供给足够的气量。从空压机输出的压缩空气，含有大量的水分、油分和粉尘等污染物。变质油分形成焦油状物质，导致橡胶及塑料材质变质和老化；水分对气动元件影响较大，会引起管道金属生锈，水结成冰，使润滑油变质及冲洗掉润滑脂；锈屑及粉尘会使相对运动件磨损，加速密封件损伤，导致漏气；液态油及粉尘从排气口排出，会污染环境、影响产品质量。因此，在压缩空气系统中采用多级分离过滤装置或将压缩空气预处理成具有一定相对湿度的干燥气是很必要的。
1.储气罐的工作原理。空压机气体出来后进入储气罐，经由过滤器到干燥机。空压机压缩空气从储气罐通过时，气流高速撞击罐壁使之出现汇流，罐内温度急剧下降，水蒸气液化，水份、油份被大量去除，冷干机运行负荷大大减少。压缩空气从储气罐通过时，一部分空气被存储在储气罐内，储气罐输出压力较为平稳，从过滤器通过的气流平稳，过滤机能大大提高，这有助于延长过滤器的服务年限。在精密过滤器后的储气罐不仅能缓冲，而且具有储能功效，过滤器堵塞后有助于维持气压平稳，从而使进入车间的空气稳固平稳。储气罐须参考用气要求选定。按照常规，后置储气罐是前置储气罐的2倍，鉴于此，必须按此顺序配置管路：空压机→储气罐→初级过滤器→冷干机→精密过滤器→储气罐→用户车间。基于以上储气罐在气路中的应用，制造储气罐也有配置要求：筒体材质塑韧性要好，受力均匀，应力分布合理，筒体上需开设有安全信号孔，确保安全；内筒采用耐腐蚀性好的材料，且进行消除应力热处理，无硫化氢应力腐蚀；要采用有限元分析法进行疲劳分析设计，确保设备抗疲劳性
2.储气罐的存放与保养。储气罐存在一定的危险性，需要平时去保养，这样就能更好的提高使用效率，延长使用寿命，保证运行安全。保持储气罐完好的防腐层，工作介质对容器本体材料有腐蚀性，可采用涂漆、喷镀、电镀和衬里等措施防止介质对容器的腐蚀。要尽力消除在某种特定条件下会对储气罐本体材料产生化学腐蚀的因素。实践证明，许多储气罐事故恰恰是忽略在停止运行期间的维护而造成的。从某种意义上讲，一台停用期间保养不善的储气罐甚至比正常使用的容器损坏更快，这是因为停用压力容器不仅受到未清除干净的容器内残余介质的腐蚀，也受到大气的腐蚀作用。因此要注意维护停用期间的储气罐。
二、积储气装置的煤气柜运行
1.原有工艺介绍。如本钢原有1座8万m3威金斯转炉煤气柜，与当时本钢3座转炉的钢产量较匹配，可以满足煤气回收需要。但由于炼钢在实际生产中吹炼节奏的不确定性，经常出现多座转炉同时吹炼或同时不吹炼，导致转炉煤气柜柜满拒收或柜容空闲，或者由于煤气柜检修，不能回收煤气，浪费了大量能源。后来，随着炼钢厂扩容改造，新建了3座转炉，同时又新建了1座8万m3威金斯煤气柜，与原有的煤气柜通过煤气柜入口的连通管形成并列运行，相互配合回收煤气；同时又能够互为备用，为另一座煤气柜检修创造条件，不至于造成大量煤气放散，具体工艺见图1。
2.实际运行所产生的问题。在两座煤气柜并网运行一段时间后我们发现，煤气回收量比以前确有提高，但是由于两座煤气柜不是同时建造，原有的1#煤气柜运行年限较长，压力等级较低，而新建的2#煤气柜在设计参数上与其有差别；另外炼钢厂新建的转炉工艺也有改变，经常造成两座煤气柜在同时回收煤气时一座煤气柜柜位较高，接近柜位上限，而另一座煤气柜的柜容却较为充裕，这就给煤气柜的运行控制和安全保证带来一定的困难。
3.工艺系统改造。通过借鉴国内外经验，与本钢的实际生产工艺相结合，本钢决定将两座煤气柜入口的连通管关闭，采用各自单独运行方式，同时也对工艺系统进行了如下改造：（1）对原有的1#煤气柜活塞增加配重，与新建的2#煤气柜压力等级匹配。在两套鼓风机系统的总出口增加回流管至煤气柜，并采用调节阀控制。（3）在两座煤气柜的出口管各增加一台调节阀系统，控制煤气柜出口流量。（4）在两套鼓风机系统的入口总管增设连通管，鼓风机系统可以互为备用。
4.改造后煤气柜的运行方式。经过改造后的两套回收系统运行方式有三种，分别是（改造后的工艺见图2）：1#煤气柜与2#煤气柜单独运行（日常生产时采用）、只运行其中一座煤气柜（一座煤气柜检修时采用）、1#煤气柜与2#煤气柜并列运行（改造前的运行方式）。（1）1#柜与2#柜单独运行此方式为系统改造后主要采用的运行方式，需将两座煤气柜入口连通管的盲板阀关闭。通过将原有1#煤气柜的活塞增加配重，使两座煤气柜的压力等级相同。在炼钢厂正常生产及用户正常使用煤气的情况下，1#煤气柜与2#煤气柜单独使用，可以满足回收需要。但当炼钢转炉吹炼节奏不确定，或后部用户用气量不稳定时，就会造成两座煤气柜柜位偏差较大，此时可以将柜位较高的煤气柜出口的调节阀开大，或将鼓风机系统回流调节阀关小，使用户所用的煤气主要由柜位高的煤气柜供出，而柜位低的煤气柜只需将出口调节阀关小或回流调节阀开大即可。鼓风机系统采用回流调节技术，还可以很好地缓解鼓风机喘震现象。（2）只运行一座煤气柜。根据煤气柜的实际情况和生产需要，选择一座煤气柜运行，另一座煤气柜停运（包括检查、检修、备用等），可将需停运的煤气柜入口、出口盲板阀关闭，打开两座煤气柜入口连通阀门，用一座煤气柜回收所有转炉煤气，操作人员要密切关注运行煤气柜的柜位，当达到柜位的上限值时，要拒收煤气进行放散，保证煤气柜运行安全，同时也需要作为缓冲用户的发电厂增大煤气用量，避免导致过多的煤气进行放散。（3）1#、2#煤气柜并列运行。此方式为原有的运行方式进行改造。在采用煤气柜双柜运行前，需将两座煤气柜入口管道的连通阀门打开。双柜并列运行的难点在于，转炉煤气回收时，两座煤气柜的柜位可能不一致，内部的压力也会不同给控制带来困难，如不采取措施则很难将两座气柜的活塞升降控制一致。为保证两柜的柜位在并列运行时柜位一致，可利用两座煤气柜的出口调节阀1A和2A，为使气柜柜位不超过安全上限，利用进口管道上原有的电动蝶阀为切断阀1B、2B，正常生产时1B、2B为全开，若1#柜柜位比2#柜柜位高时，1A调节阀开大，2A调节阀关小，当两柜柜位相同或接近时，1A、2A两调节阀开关角度相同，从而实现了煤气柜双柜并列自动运行。此种运行方式由于调节频繁、对阀门的灵敏度和稳定性要求高，加之1#柜运行年限较长，每隔一段时间就要检修一次，故我们很少采用。
提高了煤气柜的容积利用率，增加了转炉煤气回收量，为公司的节能减排、环保创造了条件，同时也为我们在今后的工作中处理类似问题，更加合理完善管网运行提供了宝贵经验。
参考文献：
[1]李丽.压缩空气储气罐问题分析[J].劳动保护，2014（08）.
[2]吴倩.自动稳压供气装置与干式固定容积储气罐结合在燃气供气系统中的应用.2014
论文作者:栾超伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/30
标签：煤气论文; 储气罐论文; 转炉论文; 两座论文; 调节阀论文; 压缩空气论文; 连通管论文; 《基层建设》2019年第6期论文;