144· 煤气与热力 第22卷第2期 文章编号：1000—4416(2002)02—0144—03 燃气低压储气罐储气压力及罐位的控制 李伟。陈娟。刘兰慧，王卫琳 (中国市政工程华北设计研究院，天津3(~074) 摘要：介绍了低压湿式储气罐、曼型稀油密封干式储气罐、威金斯型柔膜密封干式储气罐 的储气压力的控制方法及罐位的控制。 关键词：低压储气罐；压 控制；限位 中图分类号：TU996 7 J；TQ547 91 文献标识码：13 1 前 言 目前我国常用的燃气低压储气罐有t种类型： 湿式储气罐、曼型稀油密封干式储气罐、威金斯型柔 膜密封干式储气罐，它们被广泛应用于城市煤气、钢 铁、化工等行业天然气、煤制气、高炉煤气、沼气、氢 气等可燃气体的储存。 三种储气罐尽管密封形式不同，但都存在着可 能因超压或负压而发生的结构破坏或运行事故的町 能，因此设置压力控制、罐位报警及紧急放散等安全 ?；は低呈鞘质侵匾?。本文论述了三种类型储 气罐在超压或负压状态下可能产牛的结构破坏或运 行事故，以及对储罐压力与罐位的控制方法。 2 低压湿式储气罐 j 常用的5 ooo～20×lo4 m3低压湿式储气罐，一 般均按4 kPa压力和7，8度抗震设防进行设计，因此 在运行中要求储气压力小于4 kPa，如储存篮力大丁 该压力，应重新进行罐体钢结构的没计。 2．1 超压破坏 低压湿式储气罐的发生超压的情况有3种 (1)地基沉降不均匀时，将会产生卡轨情况，这 时储气压力超过设计压力，造成水封不能封住气体， 发生跑气现象。 解决方法：控制地基不均匀沉降量，要求沉降差 不大十0．0O2倍储罐直径。超过这一数值时，用千 斤顶将水槽顶起，充砂，调平，直到沉降差满足要求。 (2)大风时，由于构件本身制作的误差与肌荷 载作用下导轨受力不均等原因，可能造成卡轨或跑 气等情况，卡轨严重会造成罐体局部受力过大而破 坏，跑气则致使罐体升不到位，影响使用。 解决的方法：施工验收严格按标准执行，对制造 精度小高的储气罐，大风时宜降下高度，以免局部受 力过大及发生跑气事故 (3)寒冷地区对水槽进行加热时，如加热管或 供电设备发生故障，则造成水槽内水结冰，这时罐体 运行会出现储气罐压力增加而导致结构构件破坏 解决方法：应有专职的人员对储气罐的运行进 行检查 除采用上述相应的解决方法外，还町以设置仪 表来监测储气罐的储气压力，当有异常时，应上罐检 查，找出原因，及时处理，以保证储气罐正常运行。 2．2 负压破坏 低压湿式罐在负压时的结构破坏是工程中出现 造成严重损失及影响的重要问题 负压破坏是指罐 体全部落下继续向外抽气或罐体落下后夜间气温降 低造成的罐内气体压力小于大气压力的情况，这时 结构破坏形式多表现为罐顶顶梁或顶架钢构件结构 失稳而产生塌顶跑气，不仅影响正常供气，给附近环 境带来污染及不安全因素，同时也造成经济损失 目前在湿式储气罐设计中，解决负压破坏的方 莩 羿 掣∞-伟O(31—96。2 )，女．黑龙江哈尔滨人．高级上程师，学上．从事燃气储罐的设汁与研究工作。 维普资讯 http://www.cqvip.com 2002年4月 李伟等：燃气低压储气罐储气压力及罐位的控制 ·145 法主要是采用罐位上下限联锁报警方法。当罐位达 到上限时，自动关闭进VI电动阀，停止向罐内充气： 当罐位达到下限时自动关闭出口电动阀，同时关闭 压缩机，停止向外抽气。罐顶架、顶粱结构设计时应 注意控制负压时压杆的长细比，提高杆件的稳定性． 并增加支撑的密度。 2．3 罐位上下限的控制 低压湿式螺旋导轨储气罐应设置罐位上下限报 警装置。设置下限报警主要是为了提醒值班人员储 气罐已接近下限，有可能罐体产生负压，注意负压破 坏的可能性，同时应注意罐内储气已不多，不要继续 向外抽气，报警的同时自动关闭相应电动阀 设置 上限报警则是警告罐充气已满，应停J 向罐内送气。 但这时即使继续充气，也不会发生结构破坏，凼为一 塔水封没有挂圈，继续充气仅使水封不能封住气体． 造成跑气而使塔节下降，达到?；そ峁构辜哪康囊?但跑气会对周围环境造成污染．所以必须设置卜限 报警， 避免这种情况的发生。 罐位上下限数值的设定，从理论上讲，要使储气 罐达到最大的利用率，同时又要能够保证储气罐的 安全运行。储罐上限联锁点的设置：储罐若继续向 上运行至最高点所需的时间等于燃气进口电动阀的 关闭时间，须注意电动阀关闭时间除与其本身特性 有关外，还与进罐煤气流量有关 储罐下限联锁点 设置：储罐若继续向下运行至最低点(最低点即为塔 节全部浸入水槽中的位置)所需的时间等燃气于出 VI电动阀的关闭时间。同样电动阀的关闭时间也与 本身特性和出口煤气流量有关 虽然这样的两个点 是最为理想的，但找到这两个点也是困难的，实际应 用中都是根据运行经验，上限为储罐容积的 85％ ～90％ ，下限为储罐容积的15％ ～10％ ，以 此值做为联锁报警点，或者是先报警，后联锁。 3 曼型稀油密封干式储气罐 3．1 超压破坏 曼型稀油密封干式储气罐内部设有活塞．活塞 在罐内升降，储气容积改变但储气压力不变?；钊?在运行中当倾斜量过大时，会造成卡轨，这时储气压 力增加，活塞发出较大的声音，如继续充气则可能造 成结构构件的破坏，这时应停止供气。倾斜量过大 造成卡轨的原因一方面可能是制造精度低，另一方 面可能是构件运行一段时间后产生变形。调试中导 轮压在导辊上的力过大也会产生压力的升高 在工程设计中要采用在活塞上进行油槽油位测 量及活塞倾斜量测量。当活塞倾斜量及压力超过允 许值时，停止罐体运行，检查原因，进行调整或维修。 另外也可 在活塞或罐壁上设置压力安全阀，当储 气压力超过设计压力一定程度时，压力安全阀开启． ?；そ峁沟陌踩?。 3 2 负压破坏 曼型稀油密封干式储气罐在负压作用下的破坏 可能有二种形式： ·为活塞的破坏。由于活塞刚度 较大，因此这种形式的破坏不易发生，只有在负压较 大的情况下才有可能；二为罐底板的破坏，由于罐底 板面积大、板薄，因此极易变形，在负压作用下，底板 将可能向上拉起，造成焊缝的破坏，底板漏气。 防止负压破坏的措施为：设置罐位下限报警、联 锁装置 当活塞接近下限时，先报警，提醒操作人员 注意．到达下限时．同时关闭出口电动阀和压缩机。 3 3 罐位上下限的控制 为了防II一产生负压应设置罐位下限报警联锁。 活塞在上升到顶部时将碰到顶架，继续上升则储气 压力增高直到结构构件发生破坏，因此必须设置上 限报警和联锁，防止这种情况的发生。 曼型稀油密封储气罐罐位上下限的报警联锁与 湿式储气罐不同，对下限的要求更为严格，因为负压 破坏造成的损失将是很严重的。增加安全系数的办 法之一就是增加安全?；な侄?在罐位下限设置的 报警、联锁措施的“软联锁”，是通过在二次表或PLC 上输出接点信号来实现的，其联锁实现的前提条件 是仪表必须正常工作，且有所需要的精度?；褂幸?种为“硬联锁”，它是在活塞与罐壁接触的某一点或 两氨上及罐壁上安装隔爆型接近开关，当活塞向下 运行至罐位联锁点时，接近开关闭合，输出一开关信 号与出口电动阀及压缩机联锁，及时关闭出口电动 阎，同时压缩机停止工作。 4 威金斯型柔膜密封储气罐 4．1 超压破坏及罐位上限控制 威金斯型柔膜密封储气罐内部设有活塞，活塞 在罐内上、下升降，运行中压力不变，由于橡胶膜为 柔性，所以在运行过程中不会出现活塞卡住、压力增 维普资讯 http://www.cqvip.com 146 煤气与热力 加的情况，只有在活塞升至顶部且继续充气时．才有 可能活塞顶住顶架造成压力增加直至罐体破坏。其 可能的破坏形式一是罐顶架破坏、橡胶膜拉K．二是 立柱柱脚拔起，橡胶膜拉长，这时的橡胶膜拉伸率超 过允许值，部分不能回弹：工程中常采用以下措施： (1)设置上部自动放散系统(见图1) 活塞 升至最高位时，活塞顶开该系统的阀门，气体自动放 散。放散后，气体压力下降，活塞下落，下落后自动 放散装置靠自重落下并关闭阀门。 罔t 鬟急放散装置圈 (2)设置罐位上限报警及联锁装置 在自动放 散装置启动前罐位上限报警联锁装置动作， j活塞 上升至报警联锁位置时，自动关闭进气阀门，停止继 续向罐内充气。自动放散装置做为储罐运行的第一 道保险。 第22卷第2期 (3)设置压力安全阀 对于较重要的储气罐还 设置压力安全阀，当活塞运行中出现特殊情况，压 力升高到 定值时，压力安全阀开启，?；す尢褰峁?的安全。 4 2 负压破坏及罐位下限控制 威金斯橡胶柔膜密封储气罐没有发生负压破坏 的可能性，这也是该种罐型的优点之 。一般进出 气管设在罐壁， 产生负压时，柔膜贴向罐壁，盖住 m气管，即不再阿外抽气 这时如果出气管管径较 大．应注意在出气管管口设置网片，以防橡胶柔膜的 破坏。为了掌握活塞运行及罐容情况，应设置罐位 下限限位报警装置，及时告之操作人员引起注意 5 结 论 低压湿式储气罐、曼型稀油密封干式储气罐及 威金斯型柔膜密封储气罐．均应设置储罐罐位上下 限报警及联锁装置以保证罐的运行安全，并视情况 没置安全闽给罐运行增加保险系数 湿式罐运行应 注意由不均匀沉降、大风、制造等因素带来的卡轨、 压力 高、跑气情况．还应注意负压的产生对罐顶架 的破坏 曼型稀油密封干式储气罐应特别注意活塞 倾斜、加工制造精度低及变形带来的卡轨 压力升高 而可能导致的结构构件破坏，设置压力表进行定量 观测 威金斯橡胶膜密封储气罐必须设置上限自动 放散装置，以保证罐的运行安全 工程实践证明，设 置多道安全?；は低呈潜匾?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 维普资讯 http://www.cqvip.com