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燃?xì)獾蛪簝?chǔ)氣罐儲(chǔ)氣壓力及罐位的控制

文檔作者：李偉陳娟劉蘭慧王衛(wèi)琳文檔來(lái)源：中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年01月08日
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144· 煤氣與熱力 第22卷第2期
文章編號(hào)：1000—4416(2002)02—0144—03
燃?xì)獾蛪簝?chǔ)氣罐儲(chǔ)氣壓力及罐位的控制
李偉。陳娟。劉蘭慧，王衛(wèi)琳
(中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院，天津3(~074)
摘要：介紹了低壓濕式儲(chǔ)氣罐、曼型稀油密封干式儲(chǔ)氣罐、威金斯型柔膜密封干式儲(chǔ)氣罐
的儲(chǔ)氣壓力的控制方法及罐位的控制。
關(guān)鍵詞：低壓儲(chǔ)氣罐；壓 控制；限位
中圖分類(lèi)號(hào)：TU996 7 J；TQ547 91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：13
1 前 言
目前我國(guó)常用的燃?xì)獾蛪簝?chǔ)氣罐有t種類(lèi)型：
濕式儲(chǔ)氣罐、曼型稀油密封干式儲(chǔ)氣罐、威金斯型柔
膜密封干式儲(chǔ)氣罐，它們被廣泛應(yīng)用于城市煤氣、鋼
鐵、化工等行業(yè)天然氣、煤制氣、高爐煤氣、沼氣、氫
氣等可燃?xì)怏w的儲(chǔ)存。
三種儲(chǔ)氣罐盡管密封形式不同，但都存在著可
能因超壓或負(fù)壓而發(fā)生的結(jié)構(gòu)破壞或運(yùn)行事故的町
能，因此設(shè)置壓力控制、罐位報(bào)警及緊急放散等安全
保護(hù)系統(tǒng)是十分是重要的。本文論述了三種類(lèi)型儲(chǔ)
氣罐在超壓或負(fù)壓狀態(tài)下可能產(chǎn)牛的結(jié)構(gòu)破壞或運(yùn)
行事故，以及對(duì)儲(chǔ)罐壓力與罐位的控制方法。
2 低壓濕式儲(chǔ)氣罐
j
常用的5 ooo～20×lo4 m3低壓濕式儲(chǔ)氣罐，一
般均按4 kPa壓力和7，8度抗震設(shè)防進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此
在運(yùn)行中要求儲(chǔ)氣壓力小于4 kPa，如儲(chǔ)存籃力大丁
該壓力，應(yīng)重新進(jìn)行罐體鋼結(jié)構(gòu)的沒(méi)計(jì)。
2．1 超壓破壞
低壓濕式儲(chǔ)氣罐的發(fā)生超壓的情況有3種
(1)地基沉降不均勻時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生卡軌情況，這
時(shí)儲(chǔ)氣壓力超過(guò)設(shè)計(jì)壓力，造成水封不能封住氣體，
發(fā)生跑氣現(xiàn)象。
解決方法：控制地基不均勻沉降量，要求沉降差
不大十0．0O2倍儲(chǔ)罐直徑。超過(guò)這一數(shù)值時(shí)，用千
斤頂將水槽頂起，充砂，調(diào)平，直到沉降差滿(mǎn)足要求。
(2)大風(fēng)時(shí)，由于構(gòu)件本身制作的誤差與肌荷
載作用下導(dǎo)軌受力不均等原因，可能造成卡軌或跑
氣等情況，卡軌嚴(yán)重會(huì)造成罐體局部受力過(guò)大而破
壞，跑氣則致使罐體升不到位，影響使用。
解決的方法：施工驗(yàn)收嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對(duì)制造
精度小高的儲(chǔ)氣罐，大風(fēng)時(shí)宜降下高度，以免局部受
力過(guò)大及發(fā)生跑氣事故
(3)寒冷地區(qū)對(duì)水槽進(jìn)行加熱時(shí)，如加熱管或
供電設(shè)備發(fā)生故障，則造成水槽內(nèi)水結(jié)冰，這時(shí)罐體
運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)儲(chǔ)氣罐壓力增加而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞
解決方法：應(yīng)有專(zhuān)職的人員對(duì)儲(chǔ)氣罐的運(yùn)行進(jìn)
行檢查
除采用上述相應(yīng)的解決方法外，還町以設(shè)置儀
表來(lái)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣罐的儲(chǔ)氣壓力，當(dāng)有異常時(shí)，應(yīng)上罐檢
查，找出原因，及時(shí)處理，以保證儲(chǔ)氣罐正常運(yùn)行。
2．2 負(fù)壓破壞
低壓濕式罐在負(fù)壓時(shí)的結(jié)構(gòu)破壞是工程中出現(xiàn)
造成嚴(yán)重?fù)p失及影響的重要問(wèn)題 負(fù)壓破壞是指罐
體全部落下繼續(xù)向外抽氣或罐體落下后夜間氣溫降
低造成的罐內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力的情況，這時(shí)
結(jié)構(gòu)破壞形式多表現(xiàn)為罐頂頂梁或頂架鋼構(gòu)件結(jié)構(gòu)
失穩(wěn)而產(chǎn)生塌頂跑氣，不僅影響正常供氣，給附近環(huán)
境帶來(lái)污染及不安全因素，同時(shí)也造成經(jīng)濟(jì)損失
目前在濕式儲(chǔ)氣罐設(shè)計(jì)中，解決負(fù)壓破壞的方
莩 羿 掣∞-偉O(31—96。2 )，女．黑龍江哈爾濱人．高級(jí)上程師，學(xué)上．從事燃?xì)鈨?chǔ)罐的設(shè)汁與研究工作。
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2002年4月 李偉等：燃?xì)獾蛪簝?chǔ)氣罐儲(chǔ)氣壓力及罐位的控制 ·145
法主要是采用罐位上下限聯(lián)鎖報(bào)警方法。當(dāng)罐位達(dá)
到上限時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)VI電動(dòng)閥，停止向罐內(nèi)充氣：
當(dāng)罐位達(dá)到下限時(shí)自動(dòng)關(guān)閉出口電動(dòng)閥，同時(shí)關(guān)閉
壓縮機(jī)，停止向外抽氣。罐頂架、頂粱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)
注意控制負(fù)壓時(shí)壓桿的長(zhǎng)細(xì)比，提高桿件的穩(wěn)定性．
并增加支撐的密度。
2．3 罐位上下限的控制
低壓濕式螺旋導(dǎo)軌儲(chǔ)氣罐應(yīng)設(shè)置罐位上下限報(bào)
警裝置。設(shè)置下限報(bào)警主要是為了提醒值班人員儲(chǔ)
氣罐已接近下限，有可能罐體產(chǎn)生負(fù)壓，注意負(fù)壓破
壞的可能性，同時(shí)應(yīng)注意罐內(nèi)儲(chǔ)氣已不多，不要繼續(xù)
向外抽氣，報(bào)警的同時(shí)自動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)電動(dòng)閥 設(shè)置
上限報(bào)警則是警告罐充氣已滿(mǎn)，應(yīng)停J 向罐內(nèi)送氣。
但這時(shí)即使繼續(xù)充氣，也不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞，凼為一
塔水封沒(méi)有掛圈，繼續(xù)充氣僅使水封不能封住氣體．
造成跑氣而使塔節(jié)下降，達(dá)到保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的目的一
但跑氣會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染．所以必須設(shè)置卜限
報(bào)警， 避免這種情況的發(fā)生。
罐位上下限數(shù)值的設(shè)定，從理論上講，要使儲(chǔ)氣
罐達(dá)到最大的利用率，同時(shí)又要能夠保證儲(chǔ)氣罐的
安全運(yùn)行。儲(chǔ)罐上限聯(lián)鎖點(diǎn)的設(shè)置：儲(chǔ)罐若繼續(xù)向
上運(yùn)行至最高點(diǎn)所需的時(shí)間等于燃?xì)膺M(jìn)口電動(dòng)閥的
關(guān)閉時(shí)間，須注意電動(dòng)閥關(guān)閉時(shí)間除與其本身特性
有關(guān)外，還與進(jìn)罐煤氣流量有關(guān) 儲(chǔ)罐下限聯(lián)鎖點(diǎn)
設(shè)置：儲(chǔ)罐若繼續(xù)向下運(yùn)行至最低點(diǎn)(最低點(diǎn)即為塔
節(jié)全部浸入水槽中的位置)所需的時(shí)間等燃?xì)庥诔?
VI電動(dòng)閥的關(guān)閉時(shí)間。同樣電動(dòng)閥的關(guān)閉時(shí)間也與
本身特性和出口煤氣流量有關(guān) 雖然這樣的兩個(gè)點(diǎn)
是最為理想的，但找到這兩個(gè)點(diǎn)也是困難的，實(shí)際應(yīng)
用中都是根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，上限為儲(chǔ)罐容積的
85％ ～90％ ，下限為儲(chǔ)罐容積的15％ ～10％ ，以
此值做為聯(lián)鎖報(bào)警點(diǎn)，或者是先報(bào)警，后聯(lián)鎖。
3 曼型稀油密封干式儲(chǔ)氣罐
3．1 超壓破壞
曼型稀油密封干式儲(chǔ)氣罐內(nèi)部設(shè)有活塞．活塞
在罐內(nèi)升降，儲(chǔ)氣容積改變但儲(chǔ)氣壓力不變?；钊?
在運(yùn)行中當(dāng)傾斜量過(guò)大時(shí)，會(huì)造成卡軌，這時(shí)儲(chǔ)氣壓
力增加，活塞發(fā)出較大的聲音，如繼續(xù)充氣則可能造
成結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞，這時(shí)應(yīng)停止供氣。傾斜量過(guò)大
造成卡軌的原因一方面可能是制造精度低，另一方
面可能是構(gòu)件運(yùn)行一段時(shí)間后產(chǎn)生變形。調(diào)試中導(dǎo)
輪壓在導(dǎo)輥上的力過(guò)大也會(huì)產(chǎn)生壓力的升高
在工程設(shè)計(jì)中要采用在活塞上進(jìn)行油槽油位測(cè)
量及活塞傾斜量測(cè)量。當(dāng)活塞傾斜量及壓力超過(guò)允
許值時(shí)，停止罐體運(yùn)行，檢查原因，進(jìn)行調(diào)整或維修。
另外也可 在活塞或罐壁上設(shè)置壓力安全閥，當(dāng)儲(chǔ)
氣壓力超過(guò)設(shè)計(jì)壓力一定程度時(shí)，壓力安全閥開(kāi)啟．
保護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。
3 2 負(fù)壓破壞
曼型稀油密封干式儲(chǔ)氣罐在負(fù)壓作用下的破壞
可能有二種形式： ·為活塞的破壞。由于活塞剛度
較大，因此這種形式的破壞不易發(fā)生，只有在負(fù)壓較
大的情況下才有可能；二為罐底板的破壞，由于罐底
板面積大、板薄，因此極易變形，在負(fù)壓作用下，底板
將可能向上拉起，造成焊縫的破壞，底板漏氣。
防止負(fù)壓破壞的措施為：設(shè)置罐位下限報(bào)警、聯(lián)
鎖裝置 當(dāng)活塞接近下限時(shí)，先報(bào)警，提醒操作人員
注意．到達(dá)下限時(shí)．同時(shí)關(guān)閉出口電動(dòng)閥和壓縮機(jī)。
3 3 罐位上下限的控制
為了防II一產(chǎn)生負(fù)壓應(yīng)設(shè)置罐位下限報(bào)警聯(lián)鎖。
活塞在上升到頂部時(shí)將碰到頂架，繼續(xù)上升則儲(chǔ)氣
壓力增高直到結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞，因此必須設(shè)置上
限報(bào)警和聯(lián)鎖，防止這種情況的發(fā)生。
曼型稀油密封儲(chǔ)氣罐罐位上下限的報(bào)警聯(lián)鎖與
濕式儲(chǔ)氣罐不同，對(duì)下限的要求更為嚴(yán)格，因?yàn)樨?fù)壓
破壞造成的損失將是很?chē)?yán)重的。增加安全系數(shù)的辦
法之一就是增加安全保護(hù)手段 在罐位下限設(shè)置的
報(bào)警、聯(lián)鎖措施的“軟聯(lián)鎖”，是通過(guò)在二次表或PLC
上輸出接點(diǎn)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)的前提條件
是儀表必須正常工作，且有所需要的精度。還有一
種為“硬聯(lián)鎖”，它是在活塞與罐壁接觸的某一點(diǎn)或
兩氨上及罐壁上安裝隔爆型接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)活塞向下
運(yùn)行至罐位聯(lián)鎖點(diǎn)時(shí)，接近開(kāi)關(guān)閉合，輸出一開(kāi)關(guān)信
號(hào)與出口電動(dòng)閥及壓縮機(jī)聯(lián)鎖，及時(shí)關(guān)閉出口電動(dòng)
閻，同時(shí)壓縮機(jī)停止工作。
4 威金斯型柔膜密封儲(chǔ)氣罐
4．1 超壓破壞及罐位上限控制
威金斯型柔膜密封儲(chǔ)氣罐內(nèi)部設(shè)有活塞，活塞
在罐內(nèi)上、下升降，運(yùn)行中壓力不變，由于橡膠膜為
柔性，所以在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)活塞卡住、壓力增
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146 煤氣與熱力
加的情況，只有在活塞升至頂部且繼續(xù)充氣時(shí)．才有
可能活塞頂住頂架造成壓力增加直至罐體破壞。其
可能的破壞形式一是罐頂架破壞、橡膠膜拉K．二是
立柱柱腳拔起，橡膠膜拉長(zhǎng)，這時(shí)的橡膠膜拉伸率超
過(guò)允許值，部分不能回彈：工程中常采用以下措施：
(1)設(shè)置上部自動(dòng)放散系統(tǒng)(見(jiàn)圖1) 活塞
升至最高位時(shí)，活塞頂開(kāi)該系統(tǒng)的閥門(mén)，氣體自動(dòng)放
散。放散后，氣體壓力下降，活塞下落，下落后自動(dòng)
放散裝置靠自重落下并關(guān)閉閥門(mén)。
罔t 鬟急放散裝置圈
(2)設(shè)置罐位上限報(bào)警及聯(lián)鎖裝置 在自動(dòng)放
散裝置啟動(dòng)前罐位上限報(bào)警聯(lián)鎖裝置動(dòng)作， j活塞
上升至報(bào)警聯(lián)鎖位置時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)氣閥門(mén)，停止繼
續(xù)向罐內(nèi)充氣。自動(dòng)放散裝置做為儲(chǔ)罐運(yùn)行的第一
道保險(xiǎn)。
第22卷第2期
(3)設(shè)置壓力安全閥 對(duì)于較重要的儲(chǔ)氣罐還
設(shè)置壓力安全閥，當(dāng)活塞運(yùn)行中出現(xiàn)特殊情況，壓
力升高到 定值時(shí)，壓力安全閥開(kāi)啟，保護(hù)罐體結(jié)構(gòu)
的安全。
4 2 負(fù)壓破壞及罐位下限控制
威金斯橡膠柔膜密封儲(chǔ)氣罐沒(méi)有發(fā)生負(fù)壓破壞
的可能性，這也是該種罐型的優(yōu)點(diǎn)之 。一般進(jìn)出
氣管設(shè)在罐壁， 產(chǎn)生負(fù)壓時(shí)，柔膜貼向罐壁，蓋住
m氣管，即不再阿外抽氣 這時(shí)如果出氣管管徑較
大．應(yīng)注意在出氣管管口設(shè)置網(wǎng)片，以防橡膠柔膜的
破壞。為了掌握活塞運(yùn)行及罐容情況，應(yīng)設(shè)置罐位
下限限位報(bào)警裝置，及時(shí)告之操作人員引起注意
5 結(jié) 論
低壓濕式儲(chǔ)氣罐、曼型稀油密封干式儲(chǔ)氣罐及
威金斯型柔膜密封儲(chǔ)氣罐．均應(yīng)設(shè)置儲(chǔ)罐罐位上下
限報(bào)警及聯(lián)鎖裝置以保證罐的運(yùn)行安全，并視情況
沒(méi)置安全閩給罐運(yùn)行增加保險(xiǎn)系數(shù) 濕式罐運(yùn)行應(yīng)
注意由不均勻沉降、大風(fēng)、制造等因素帶來(lái)的卡軌、
壓力 高、跑氣情況．還應(yīng)注意負(fù)壓的產(chǎn)生對(duì)罐頂架
的破壞 曼型稀油密封干式儲(chǔ)氣罐應(yīng)特別注意活塞
傾斜、加工制造精度低及變形帶來(lái)的卡軌 壓力升高
而可能導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，設(shè)置壓力表進(jìn)行定量
觀測(cè) 威金斯橡膠膜密封儲(chǔ)氣罐必須設(shè)置上限自動(dòng)
放散裝置，以保證罐的運(yùn)行安全 工程實(shí)踐證明，設(shè)
置多道安全保護(hù)系統(tǒng)是必要的
Method of Limit and Pressure Control for Gasholder
U 1，CHEN Juan．IJU Ima—hui，WANG Wei—lin
tA~rth ChinaM pn!E~ rteezingD igR＆ResenrJ~lr~titute，T 哥 300074，Ch／na)
Abstract：The paper introducre the method of controlling the limit and pressure for three of types gasholdsers- low pres—
sure gasholder sealed with water．MAN gasholder：-eelod with oil，Wiggis gasholder sealed with rubber．
Key"WOldS：low pressure；gasholder；pressure control；limit
維普資訊 http://www.cqvip.com

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