CN110410659A - 一种防冻的膜密封煤气柜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防冻的膜密封煤气柜，属于煤气储存工程技术领域，包括柜体和设置在柜体内上下运动的活塞，柜体包括侧板和设置在其上的密封固定结构，位于活塞运行频繁区和密封固定结构之间的侧板上设有侧板电伴热保温组件；活塞包括活塞挡板，活塞挡板朝向柜体的一侧设有活塞挡板电伴热保温组件。本发明通过在活塞运行频繁区和密封固定结构之间的侧板和活塞挡板上设置电伴热保温组件，解决了寒冷地区的一段式膜密封煤气柜在煤气含湿且煤气输入热量小于散热状况下的安全稳定运行的问题。

Description

一种防冻的膜密封煤气柜

技术领域

本发明属于煤气储存工程技术领域，涉及一种防冻的膜密封煤气柜。

背景技术

膜密封型煤气柜，俗称PRC型干式煤气柜、威金斯柜或皮膜柜，是煤气柜中下部采用侧板密封煤气，上部采用固定于侧板和活塞间的橡胶膜密封煤气的一种干式煤气柜，按照活塞密封膜的段数可将其活塞分为一段式和二段式活塞。工作状态下，活塞的平衡均通过调平装置配合橡胶膜沿圆周方向均匀贴压在活塞挡架上实现。一段式膜密封型煤气柜具有储气压力波动小、活塞密封装置简单、活塞运行速度快、相比稀油密封型煤气柜少了密封油循环供油系统和含油废水等优点，近年来正在钢铁联合企业高炉煤气储存中推广使用。

煤气柜活塞的频繁运行区在活塞行程的中上部，一般活塞处在其行程的10％～90％之外就要报警，并采取调度措施使活塞回到其行程的中部，以保护煤气柜自身安全。煤气柜内煤气含有大量水份，在温度较低的柜壁和活塞挡架的波纹板上会逐渐冷凝成水，在冬季就会在柜体侧壁上和活塞挡架的波纹板上的密封橡胶煤气侧结霜，如果橡胶膜长期不动，霜变为冰会越积越厚，将会对密封橡胶膜的卷曲造成阻碍。

在寒冷地区，如果采用一段式膜密封煤气柜储存高炉煤气，由于高炉输入煤气热量不大而且煤气含湿，加上煤气柜柜体的散热又快，煤气中的水份在冬季就会在柜体的侧壁上和活塞挡架的波纹板上结霜，造成侧板密封角钢部位上和活塞挡架下部经常不动的密封橡胶膜煤气侧的冰越积越厚，当出现气源厂供气吃紧或活塞离开频繁运行区降到较低位置情况下，容易遇到因厚冰层导致的密封橡胶膜伸长或损坏、活塞偏心乃至倾斜运行；即使煤气柜活塞定期上下运行也不能缓解这个问题，因为一般柜容到低于活塞5％行程的低柜位时，则煤气进出口阀自动关闭，而活塞在此位置时侧板密封角钢部位上方贴紧侧板的橡胶膜仍然还有数米长，且煤气侧结有厚冰层，冬天这种活塞突然降到较低位置或煤气柜停气检修将会导致密封橡胶膜负重加大伸长，其冰层厚位置的橡胶膜因卷曲拉伸，长度也会偏离设计工况；同时沿圆周方向冰层厚度的不均匀也导致橡胶膜伸长不均匀，严重影响重新投运后的活塞平衡，使橡胶膜寿命缩短，煤气柜运行工况恶化；类似的，在冬天出现活塞冲顶放散的意外情况下，在活塞挡板下部的密封橡胶膜煤气侧的冰层同样对密封橡胶膜的寿命和煤气柜的运行工况产生严重的不利影响。前述这二种冬天活塞离开频繁运行区的情况往往造成冬天停柜现象，此时气候寒冷，检修困难；没有煤气柜，煤气的放散率加大；冬季煤气气源调度本身又十分紧张，严重影响煤气系统正常生产运行。因此，在寒冷地区采用一段式膜密封煤气柜储存类似高炉煤气等输入热量不大且含湿的煤气，存在潜在的严重的安全风险。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种防冻的膜密封煤气柜，本申请通过在活塞运行频繁区和密封固定结构之间的侧板和活塞挡板上设置电伴热保温组件，解决了寒冷地区的一段式膜密封煤气柜在煤气含湿且煤气输入热量小于散热状况下的安全稳定运行的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种防冻的膜密封煤气柜，包括柜体和设置在柜体内上下运动的活塞，所述柜体包括侧板和设置在其上的密封固定结构，位于所述活塞运行频繁区和所述密封固定结构之间的侧板上设有侧板电伴热保温组件；所述活塞包括活塞挡板，所述活塞挡板朝向柜体的一侧设有活塞挡板电伴热保温组件。

可选地，位于所述活塞运行频繁区和所述密封固定结构之间的加劲角钢上设有凸起部位用电伴热保温组件。

可选地，所述凸起部位用电伴热保温组件的加热功率大于所述侧板电伴热保温组件的加热功率。

可选地，侧板上的通风孔设在所述侧板电伴热保温组件的上方。

可选地，位于所述活塞运行频繁区和所述密封固定结构之间的侧板门上设有具有自启动功能的自限温防爆电伴热带。

可选地，设有所述密封固定结构的侧板外侧设有保温组件检测回廊，所述保温组件检测回廊处设有凸起部位用电伴热保温组件。

可选地，所述活塞挡板电伴热保温组件的下部设有活塞挡板远传温度计，所述活塞挡板远传温度计位于所述活塞挡板上；设有所述侧板电伴热保温组件的侧板上设有侧板远传温度计。

可选地，所述活塞挡板远传温度计和所述侧板远传温度计均至少为2个，且分别均布在以所述柜体的轴线为中心的圆周上。

可选地，所述侧板电伴热保温组件和所述活塞挡板电伴热保温组件的冬季加热频率为每小时加热一次，且在被加热件的的温度达到40℃时停止加热。

可选地，所述活塞挡板电伴热保温组件设置在所述活塞挡板朝向柜体一侧的下半部。

本发明的有益效果在于：

1.本发明通过在活塞挡板电伴热保温组件的下部设置活塞挡板远传温度计，在设有侧板电伴热保温组件的侧板上设置侧板远传温度计，可以根据温度计的测定值控制电伴热保温组件的启闭，利于加热温度的远程控制。

2.本发明中通过在位于设有侧板电伴热保温组件部位的侧板门上设置具有自启动功能的自限温防爆电伴热带，可以防止加热温度过高引起密封橡胶膜老化的问题。

3.本发明中通过在位于活塞运行频繁区和密封固定结构之间的加劲角钢和回廊上设有凸起部位用电伴热保温组件，可以减少侧板凸起部位的散热量，使煤气区的温度保持在比较稳定的温度变化范围内，提高了煤气柜运行的平稳性。

4.本发明通过仅在影响活塞运动且易于结冰的柜体部位设置电伴热保温组件，不仅解决了寒冷地区的膜密封煤气柜在煤气输入热量小于散热的状况下安全稳定运行的问题，而且成本低。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明一种防冻的膜密封煤气柜的结构示意图。

附图标记：底板排水器1、加劲角钢2、无加劲角钢的侧板301、密封固定结构302、侧板通风孔4、侧板人孔5、外部斜梯6、柜体回廊7、调平装置8、调平配重801、配重导轨802、调平支架803、钢丝绳804、导轮805、紧急放散管9、通风气楼10、密封橡胶膜11、活塞12、活塞板1201、橡胶膜在活塞上的固定装置1202、活塞挡板1203、活塞爬梯1204、第一固定式CO检测仪1301、第二固定式CO检测仪1302、配电装置1401、一般部位电伴热带1402、特殊部位电伴热带1403、侧板保温层1404、保温组件检测回廊15、侧板远传温度计16、活塞挡板远传温度计17、挡板保温层1801、防爆电伴热带1802、配电装置1803。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例：请参阅图1，一种防冻的膜密封煤气柜，包括柜体和设置在柜体内上下运动的活塞12，柜体包括侧板和设置在其上的密封固定结构302，活塞12包括活塞挡板1203，位于活塞运行频繁区和密封固定结构302之间的侧板上设有侧板电伴热带保温组件，活塞挡板1203的下部设有活塞挡板电伴热保温组件。

本实施例中，侧板包括无加劲角钢的侧板301和有加劲角钢的侧板，回廊包括柜体回廊7和保温组件检测回廊15，活塞频繁运行区指活塞行程的20％～80％的区域。

为了方便检修侧板电伴热组件，本发明在设有密封固定结构302的侧板的外侧设有保温组件检测回廊15，保温组件检测回廊15上设有凸起部位用电伴热保温组件。

为了减少柜体凸起部位的散热量，本发明在位于活塞运行频繁区和密封固定结构302之间的加劲角钢2上设有凸起部位用电伴热保温组件。

为了平衡凸起部位用电伴热保温组件和侧板电伴热组件18的加热时间，本发明在凸起部位用电伴热保温组件的加热功率大于侧板电伴热保温组件18的加热功率，也可以采用使凸起部位用电伴热保温组件的设置密度大于侧板电伴热保温组件18的设置密度的措施来达到平衡加热时间的目的。

为了方便布置电伴热组件，本发明中侧板上的通风孔设在侧板电伴热组件18的上方。

为了方便布置和控制电伴热组件，本发明在位于设有侧板电伴热保温组件部位的侧板的门上设有具有自启动功能的自限温防爆电伴热带。

为了方便控制侧板电伴热带保温组件和活塞挡板电伴热保温组件，本发明在活塞挡板电伴热保温组件的下部设有活塞挡板远传温度计17，活塞挡板远传温度计17位于活塞挡板1203上；设有侧板电伴热保温组件的侧板上设有侧板远传温度计16。

为了更好地检测被保温件的温度，本发明中活塞挡板远传温度计17和侧板远传温度计16均至少为2个，且分别均布在以柜体的轴线为中心的圆周上。

为了更经济地利用电伴热保温组件，本发明中侧板电伴热带保温组件和活塞挡板电伴热保温组件的冬季加热频率为每小时加热一次，且在被加热件的温度达到40℃时停止加热。

为了提高电伴热保温组件的保温性能，设在相应的被保温件外侧面的保温材料，采用具有重量轻且绝热性能优异的不燃材料。

在图1中，D1为煤气柜侧板内壁直径；D2为活塞挡板的外径；W为活塞挡板外侧与侧板的距离；H为活塞行程；a为空气区；g为煤气区。

膜密封煤气柜圆柱形柜体底部设有多个底板排水器1，通过水封自动排除柜底板上煤气冷凝水。气柜柜体由加劲角钢2、侧板和回廊7等组成。活塞12包括活塞板1201、橡胶膜在活塞上的固定装置1202、活塞挡板1203和活塞爬梯1204。固定在侧板的密封固定结构302、橡胶膜在活塞上的固定装置1202间的密封橡胶膜11和活塞12将柜体内空间分为煤气区g和空气区a，在活塞上下运动时，密封橡胶膜11卷曲且不同部位分别压在侧板上和活塞挡板1203上，以此实现煤气区容积的变化，从而实现煤气的储存和吞吐，侧板的密封固定结构302下方的侧板与煤气直接接触，其上方的侧板与空气接触，密封橡胶膜11的厚度3mm。为加强活塞上部的空间空气流通，在柜体空气区每隔一定高度，侧板的空气区上设有通风孔4，为人员从侧板进出活塞方便，空气区无加劲角钢的侧板301上每隔一定高度设有侧板人孔5，从柜底到柜顶设有柜外外部斜梯6，便于巡检人员通过不同高度的侧板人孔5在对应的活塞高度进入活塞12的上部巡检。柜体回廊7用于活塞落地时的调平装置8的调平配重801的安装和调整等。煤气柜设多组活塞调平装置8，以保证活塞垂直运动时的同心度和水平度在许可范围内，其中，调平装置8包括调平配重801、配重导轨802、调平支架803、钢丝绳804和导轮805，当活塞12上升时，调平配重801下降，反之亦反。密封橡胶膜11在煤气柜沿圆周方向各部位在高度方向上的长度应基本相同，以保证密封橡胶膜11压在活塞挡板1203上的高度基本相同，否则由于对活塞的压力不均匀将导致活塞12偏心运行乃至倾斜加大，煤气柜运行工况恶化。紧急放散管9用于活塞过行程放散煤气或吹扫置换，柜顶设通风气楼10便于通风换气，固定式CO检测装置由底板排水器附近的第一固定式CO检测仪1301和活塞上的第二固定式CO检测仪1302组成。

在寒冷地区，对储存类似高炉煤气一样的输入热量不大又含湿的煤气的一段式膜密封型煤气柜，对于冬季活塞运行频繁区的密封橡胶膜11内侧的结霜，是通过橡胶膜的往复卷曲实现自然脱落，待落到煤气柜底部通过排水器11排出柜外。

当活塞12上升到20％的柜位时，调平装置8的调平配重801沿配重导轨802下降20％的行程高度；活塞上升到20％的柜位时，密封橡胶膜11贴紧在密封固定结构302上方的空气区的侧板上，如果没有采取加热保温措施，这些贴在空气区侧板上的密封橡胶膜11内侧的冰层容易越积越厚，当出现煤气系统气源吃紧，活塞下降，离开冬季频繁运行区导致这些部位的橡胶膜卷曲时，由于阴阳面变化和风向的影响，在煤气柜沿圆周方向的各个部位的冰层厚薄不均，冰层厚的地方密封橡胶膜11卷曲困难，冰层薄的地方密封橡胶膜11卷曲容易，导致不仅冰层厚的地方的密封橡胶膜11容易被戳破或伸长，而且活塞12容易倾斜，此种运行方式势必大幅缩短密封橡胶膜11的使用寿命，容易导致活塞偏心和倾斜运行。而本申请在活塞运行频繁区和密封固定结构之间的侧板上设置侧板电伴热保温组件，可以有效地解决上述问题。

在冬季，当活塞在90％H高度时，由于活塞上方的煤气柜柜体为钢结构，散热良好，活塞上部的空气和柜外温度相差不大，贴在活塞挡板1203上的密封橡胶膜11长期不动，如果不采取加热保温措施，此时将会遇到活塞挡板1203上的密封橡胶膜11煤气侧积有较厚的冰层，由于阴阳面变化和风向的影响，在煤气柜圆周方向各个部位的冰层厚薄不均，冰层厚的地方密封橡胶膜11卷曲困难，冰层薄的地方密封橡胶膜11卷曲容易，导致不仅冰层厚的地方密封橡胶膜11容易戳破或伸长，而且活塞12容易倾斜，此种运行方式同样大幅缩短密封橡胶膜11的使用寿命，容易导致活塞偏心和倾斜运行，存在严重的安全风险。为此，本申请在活塞挡板的下半部设有活塞挡板电伴热保温组件，可以有效地解决这一问题。

冬季活塞运行频繁区的下部位置到密封固定结构302的柜体外侧的无加劲角钢的侧板301的外侧布置侧板电伴热带保温组件，侧板电伴热带保温组件包括配电装置1401、一般部位电伴热带1402、特殊部位电伴热带1403和侧板保温层1404，侧板保温层1404设置在侧板的外侧，在无加劲角钢的侧板301的上布置一般部位电伴热带1402，在有加劲角钢的侧板上布置凸起部位用电伴热带1403，其中有加劲角钢的侧板指布置有侧板加劲或回廊的侧板，目的是为了防止这些部位散热过大结冰。配电装置1401布置在检修用的保温组件检测回廊15上，保温组件检测回廊15方便了巡检人员巡检侧板电伴热带保温组件。侧板电伴热带保温组件在冬季开启，侧板上的电伴热带推荐采用设远传温度计，且采用1h加热1次的自动控制加热的方式以利于节能，以减少侧板电加热耗电量；且侧板远传温度计16至少设置2个，侧板远传温度计16均不在以柜体的轴线为中心的圆周上，侧板远传温度计16可以检测设有密封固定结构的侧板与密封角钢302之间的间隙内空气温度，也可以检测设有密封固定结构的侧板的温度，将2个温度计中较低的温度控制在30℃；侧板门采用自限温防爆电伴热带自动启停的加热方式，采用现有最高加热温度65℃的防爆电伴热带，这种加热温度不会引起密封橡胶膜11的老化，防止从冬季活塞运行频繁区下部位置到密封固定结构302之间的密封橡胶膜11内侧结冰，其中密封固定结构302为密封角钢。与此相对应，将原需要布置在这些需要电伴热保温部位的侧板通风孔4挪到电加热部位的上边布置，即侧板通风孔4位于活塞挡板电伴热保温组件上方的无加劲角钢的侧板301上；侧板人孔5处设有侧板检修门，对此前布置在这些需要电伴热保温部位的侧板人孔5处的侧板检修门的门框和门扇也采取电伴热保温措施；密封固定结构302以下的柜体外侧的侧板、加劲角钢和立柱维持现状。

为防止活塞12冲顶时，活塞挡板1203上的密封橡胶膜11内侧的冰层对煤气柜运行造成损坏，在经常不动的密封橡胶膜11贴住的活塞挡板区域沿煤气柜环向设置活塞挡板电伴热保温组件，活塞挡板电伴热保温组件由挡板保温层1801、防爆电伴热带1802和配电装置1803组成，其中保挡板温层1801和防爆电伴热带1802设置在活塞挡板1203的外侧，配电装置1803设置在保温组件检测回廊15上。由于越向上温度越低，故在采取电伴热措施的区域的上部设置活塞挡板远传温度计17，活塞挡板远传温度计17至少设置2个，且在以柜体的轴向线为中心的圆周上，采用1h加热1次的方式将2个温度计中的最低温度自动控制在30℃，然后停止加热。

电伴热带还可以全部采用自控温防爆电伴热带，但是由于煤气柜柜体散热快，这样设置会加大电伴热设施的耗电量。

对于膜密封型煤气柜，只要采取在冬季活塞运行频繁区下部位置和侧板密封角钢302之间的柜体外侧的侧板及与其相连的钢结构件上设置有保温层或采用电伴热保温，都落入本发明的保护范围。

对于将侧板通风孔4全部调整到柜体的上部布置，对活塞频繁运行区下部的侧板全部进行电伴热保温，使煤气柜内煤气温度经常保持在0℃以上，也落入本发明的保护范围。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：包括柜体和设置在柜体内上下运动的活塞，所述柜体包括侧板和设置在其上的密封固定结构，位于所述活塞运行频繁区和所述密封固定结构之间的侧板上设有侧板电伴热保温组件；所述活塞包括活塞挡板，所述活塞挡板朝向柜体的一侧设有活塞挡板电伴热保温组件。

2.根据权利要求1所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：位于所述活塞运行频繁区和所述密封固定结构之间的加劲角钢上设有凸起部位用电伴热保温组件。

3.根据权利要求2所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：所述凸起部位用电伴热保温组件的加热功率大于所述侧板电伴热保温组件的加热功率。

4.根据权利要求1所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：侧板上的通风孔设在所述侧板电伴热保温组件的上方。

5.根据权利要求1所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：位于所述活塞运行频繁区和所述密封固定结构之间的侧板门上设有具有自启动功能的自限温防爆电伴热带。

6.根据权利要求1所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：设有所述密封固定结构的侧板外侧设有保温组件检测回廊，所述保温组件检测回廊处设有凸起部位用电伴热保温组件。

7.根据权利要求1所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：所述活塞挡板电伴热保温组件的下部设有活塞挡板远传温度计，所述活塞挡板远传温度计位于所述活塞挡板上；设有所述侧板电伴热保温组件的侧板上设有侧板远传温度计。

8.根据权利要求7所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：所述活塞挡板远传温度计和所述侧板远传温度计均至少为2个，且分别均布在以所述柜体的轴线为中心的圆周上。

9.根据权利要求8所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：所述侧板电伴热保温组件和所述活塞挡板电伴热保温组件的冬季加热频率为每小时加热一次，且在被加热件的的温度达到40℃时停止加热。

10.根据权利要求1～9任一所述的一种防冻的膜密封煤气柜，其特征在于：所述活塞挡板电伴热保温组件设置在所述活塞挡板朝向柜体一侧的下半部。