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1、浅谈煤气柜换气的若干技术 问题 张宝云 袁红 ( 酒泉钢铁公司供气厂 气柜换气问题一、概述: 新建成的煤气、天燃气46气、 氮气储罐， 使用前都要将其内部空气转换成所要储存的气体. 其巾换气难度较大较危险的应属煤气、天燃气等可燃性气体， 换气过程中储罐内气体成份不断发生变化:可燃性气体 今 可 . d体合气休一一一今可嫩性气体纯空气-一今 今爆炸性气体 一一一十棍司燃性气 体、 气 体 一土 一 纯 被 储 存 气 、本 换气之初，新IX j ! 成的储罐内充满空气随着换气工作的进行，储罐内的气体会变成混合气体 ( 空气 十可燃性气沐)， 主于可燃性气体的含量/ ?, 4 而未达到爆炸下限，气
2、体继续通入， 在某一时刻达到爆炸一F 限.这时储内形成了瀑炸性气体， 该气体遇到明火逐渐增加， 火花或高-l m 即发牛爆炸此后， 叫棍今爆炸性气体在某一时刻越过上限，X性气体含量 储罐内是大量的要储存气 . 体+少量空气， 最后储罐内的气体变成纯的被储存气体I、 挨气方法按换气介%5 v 可分为间接换气法和直按换气法所谓间接换气法即是:清性气体 奋s F 气 ， ( 或空气) d空气 ( 或煤气)-一一十 煤气 ( 或空气)空气( 煤气)+ 惰性气体 奋，棍合气体-一一，纯可.i8 1 气体 ( 纯空气)几抓阮葱盼朴:曰“猫 先利用惰性气体将储罐内的空气 ( 或煤气)置换出- 4 r , 分
3、，使得惰性气体、 空气 ( 或煤气)混合时所形成的混合气体已不在爆炸范围内，再用煤气 ( 或空气)置换混合气体， 使储罐内得到纯的气体用这种换气方法换气时，整个换气过程中储 罐为始终不出现爆炸性棍一合气体，安全系数人， 控钊操作简便容易，但要有一套专门的惰性气体装置，费用高， 目 前常采用的气休有: C 0 -2 . 、 : 咽道度气等 与间按置换法相对直接换气法不需要借助第三种气体， 直接将被储存气体输人储罐置换空气， 储罐内混合气体必然有爆炸性气体出现，安全系数小，但方法简单，换气费用低可以将该过程表示如下:煤气 斗煤气煤气空气混合气体 -一今 爆 炸 性 气 体 一， 一混 合气 体 一
4、， 一纯 煤 气2、操作控钊方法的选样 :温式气柜的换气操作控制方法有两类: 类是微压换气， 另一类是全压换气 微压换气操作:在整个换气过程中气罐内的气体压力始终 保待在低千塔顶板浮动盯的压巾一般塔顶板开始浮79 3 只需几 荆白 ， 气 罐 内 王 力 低 排 气 这 率( 在 单 位 时 间 内 排仪 大 气 的 气 量 ) 小对环境影e ! 较小，换气时不安全区域小，但换气时间太场长， 操作控制要求高 全压换气操作:在整个换气过程中气罐内气体的压力始终 在人千塔顶板全部浮起时的压力，该操作压力高， 置换量人， 换气时间短，操作探制 , 1易，但排气速率大， 不安全区域扩 大二，以三万立转
5、炉煤气柜为例， 探讨煤气柜换气的若干技术问题: 我厂三万立气柜附近无惰性气休气源，从流程m ( W m一)可以看出，三万立气柜与一万立气柜共用进出站管道， 采用直接置换法方便可行 根据气柜的人员素质，及对周围各厂生产状况的了解， 若是三万立气柜换气，废钢厂必须停产影响公司生产人局、因此，一万立气柜不宣采用微压换气全压换气有两种控制手段: 控制压力 偷定不 变及 控制 柜高衡定不变如 里采用 42 N 压力法，一级塔节升起时，若压力有很微小 变化，则实际柜高的变化很大， 川降不易控制， 故要求达到在挨气过程中塔节变化不大的日的，就必须采用控制柜高的方法，方可满足这一要求 我厂三万立气柜选择控制柜
6、高: 1、气源的选择: 三万立转炉煤气柜是三产飞 Z C 万吨钢生产能力的配套工程，与原有的一万立转炉煤气柜及四台1 . U m ; m i n 气量的离心风机一起为炼钢转炉煤气的回收利用服务出流程图可以看出三万立气柜气源有两种: 一、利用进柜管道.气源直接金转炉回收系统洪绘: 二利用H i 拒管道， 气源由回收到 一 万立行柜的转炉煤气提洪转炉生产的特点是问h i? 式生产，因此，转护煤气的产量，压力也随着发生周期性变化，若采用直接供气， 气量不能稳定，换气操作无法拄 制二C L 7 此，只能采用第二种方法 侧 容 万立 气 柜做一气源，该气源的洪气5力互 州 可 必须进行核: w :r 升
7、塔号一万立气柜各塔工作压力 k p a三万立气柜各塔工作压力 k p a2 . Z Ci 2 7 43 ， 心 51 . 8 3、I一 3 t.:2 . 3 1万立气柜标高1 6 2 9 . 9 m三万立气柜标高1 6 2 5 . 3 m玉 P根据公式:= 6 9 Q0万 . 比1 . 水p。 *2 ( 注 1)d PLQ。dp0 入TT0ZL当L +L管道起终点压羞管道长度( m ) ; a )标r伏态下的流量( m 3 厂 卜 )管道内径( c m )标准状态下煤气密度( k g ; m 3 )摩阻系数煤气绝对Y a 友( R ) 2 7 3( A ) 煤气压f系数 当量长度I V O一一
8、一一一一一-一一已知 :么 P L“3 . 6 0_二3 4 6 b m2 7 4 = 2 . 3 2 6 r 1 0 3 ( p a yd二9 0 c mNo =t . 3 6 3T二2 5 : 一 2T。 二2 了 3 2二 1 L二3 4 8 kg; ti m 3了 3 二 Z C j 8KK将己知数代入得到下式:2 . 3 2 6 * 1 0 6 i 5 . 4) . 不3 = 1 6 . 5 4 3 4 $ 2 9 8水 1 . 3 6 3 未 21 35 4 不 1 0 2 Qv用试差发求出:一* 2 . 三 4 * . 1 ( 石久“G . 0 2 6 6 ，Q= a2 : 8
9、3 * i 0 4 m 3 / h( 注2 )也就是说利用一万立气柜的白然压力可以产生的最人流量是1 . 2 5 * 1 O I N m / h ，: 找 气源无霉外加风机等7 p 压设备、2， 气f ry 供气流量的选择:万立气柜的煤气是转炉炼钢产生的付产品， 炼钢双炉生产时，产量为1 3 0 4 击，回收转炉煤气量3 。一6 o m 3 ! t 钢规水平为Om 3 ! t 钢。换气时，各用户不使用转炉煤气豆气柜能洪给三万立气柜气量- 1 3 0 * 4 0 m , h = 3 2 0 W，其常则一万厂 h ，调整。 9 0 0 阀门，保证一万立气柜的下降速度为5 1 0 0/1 2 . 了
10、 5公 *兀二1 0 . 0 2 m / h = ( ) 一 ? 7 m / m ? n的设计要求)( 符合气柜升降速度小于。 . 3 a m / 。 。 J、气柜洪气流量的控 G J 为了使换气过程稳定，均1 k1 的进行， 三万立气 柜受气量应与排气量祠等柜内压六衡定柜高皮不变， 核算排气量是必要的八P =! _ 2 7 川0 3n 3放散管直径:D 、 二: 5 9 小 6 m m各放故高度h 二2。D 2 二2 主 9水6。 :m气体种类 、 :炉 煤 气 中 一 的百分含a V %动力 枯 度( 61 ) 1 f 犷 3 n 1 1. C一 密 友 t p )一一 k g % m 3
11、运动枯皮( v )1 0 - , FP. 2 / 、c o ,1 2 5 3 0 i . C 1 5 2_!11 . 9 1, 11 1( . 6 8 9 。 。5 吐 . 6 20 . 0 1 7 .61 . 2 5 0 61 3 . 9 9 1 2 一3 2 . 1 7， 0 11 8 1 . 2 5 0 4飞 4 . 2 3 :50 20 6 80 . 0 2 3 21 . 4 2 9 11 4 . 8 3 7转炉煤气的运动粘度 天k气的运动粘度邓 ， 0 一 6，。 2 /、: V 三 , j p 1 l t i二 1 2 4( V 、 /u i )二土2 5 水 l o - M 2
12、/ s夭 =土 k g / m 3 因此可以南天燃气的水力困 ( 附nM一 )查出得: Q。， 二4 * 1 0 3 m 3 /h Q放Y =5 * t O 3 m 3 / h 注3 )最大放散量= 4 8 1 0 3 * 5 ， 6 * i 0 ” 二 2 3 * 1 l 3 :1 m 3 / h i s . 2 * 1 U 2 N IA 3 / h那么，放散开度必须调整适当、 4、估算挨气时间 ( t ): 估计换气所需的时间， 向 t l lk jl 煤气用户及气柜周边 位预报，有利于有关单位安排组织恢复生产: 气体棍合的程度不同，其换气时间不等我们设定两个理想状态，则换气完成时间，在这
13、两个次态所需时问之问、.卜卜比比II .设两种气体完全不混合，含02 量2 的转炉煤气不在空 扣O气之前排出柜体，换时柜高h : 二 U z h = d 2 +T h 2 (.d z / b +h 2 / 6 )则:t 、 二一 。 一 气 柜 一Q h 二 拱顶高度 Q 进柜气体流量将已知数代人得:t : 二0 . ( h d= 1 0 . 5 m h Z 二2 . 6 m Q =a 2 的 m 3 / h二41 . 3 皿i n b . 设两种气体充分混合， 02 含量降至2 %后排出， 叉 :T h i d 2 * 2 i %+ -T h -, 02 / n 十h 2 / ti ) 2
14、1 %二x * 2 % Y换气气量m 那么，Y, =F . 3 h 即 :t : t t 。一4 . 3 m i n t 仍. 3 h 5、做模拟试验: 以上各参数确定后，可以用空气做模拟试验调整各阀门及放散开度，将洪排气量调至所需值工业上常常用测柜体下降速率的方法夹测定排气量，利用风机将气柜一塔升起3 - =1 m 后停机，开柜顶放散阀: 一塔下降速率” = q，、/ 5 式中:Q放散量M 3 / h s截面积m 2 当 : 、 二5 2 0 0 八 9 . 5 “ 二=l ) . - 2 5 m 八 O m i n时，证明放散阀 开度为 所 需F : : . 在此基b 4 上调书 进 气阀
15、， 例 J P :一 万 立气柜巾 9 Q t ) 阀，若柜体高度不发生受化，进气阀开v 不发生变化，进气A c t 开度为所需开度， 模拟试验可以结束以上谈了一些换气工全方面有着严格的规草换气时郡必须严格? 守作中的技术问题。如不女全区范围，当然煤气柜换气安禁火区范围等等，换气工 Y 才能得以保障换气工作结束，煤气柜就可以投人正常运行抢 一 1 ， :参考 t : 气规划设计手册; 中国工业出版社出版注 G注 n:一0_3 化工原理; 天津大学出版 戈 去出版: P 查 必 煤气规划设计手册; 书 ; 国建设出版社出版丈厂成 年 一 嘴 手、 、 夸 少 沉妻海第三节 水力计算4 3 7豆郎1/，关坛介冲、关，沼洲1份暑吐执，叹1，、闷萝死属一竺讯关担弓以袋厂蔑以履巴门9一丝R 9-一一一一一一一 - 、攀钢炼钢转炉煤气回 收系统技术改造韩萍杨世勇张正华攀枝花钢钒股份有限公司提钒炼钢厂
