钢铁厂10万m3转炉煤气柜技术协议书.docx
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钢铁厂10万m3转炉煤气柜技术协议书
10万m3转炉煤气柜
技术协议
1.工程建设范围
1.1转炉煤气柜区工程包括以下内容：
山东钢铁特钢有限公司2×120t转炉炼钢工程煤气储配站区新建一座80,000m3干式橡胶膜密封型煤气柜，用于储存转炉煤气，气柜设计压力2500／3000Pa。
此项目为交钥匙工程由卖方设计、制造、安装、运输、调试、培训、电控、自动化仪表、安全防护、消防等。
供货范围从煤气进口（含进口控制系统）到加压机出口之内设备及电控留一米接口，包含配套辅助设备，主要供货范围包括以下内容：
（1）新建一座80,000m3干式转炉煤气柜本体；
（2）新建一座转炉煤气加压站；
（3）新建一套转炉煤气湿式静电除尘器；
（4）新建一套煤气柜站区内配套设施；
◆站区工艺管线；
◆站区的供配电、照明及防雷接地；
◆站区的自动化仪表及计算机编程；
◆站区给、排水及消防设施；
◆通风与空调
◆电讯与火灾报警
◆各专业站区管线；
◆一座操作值班楼（两层建筑）；
◆站区道路、围墙及大门；
卖方对整个区域设备、部件等各方面的完整性，先进性、安全性负责，山东冶金设计院负责煤气进口和加压后煤气出口的总管连接，卖方将总管接在围墙外1米处，并提供相应推力荷载及标高等技术条件。
根据工艺流程，气柜站区内的整个土建系统由卖方设计，土建部分交由买方施工。
2.煤气柜建造标准
2.1气柜建造标准及检验
2.1.1工程设计标准
燃气专业
⑴《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005
⑵《工业金属管道施工及验收规范》GB100235-1997
⑶《橡胶膜密封煤气柜制作安装和测定的补充技术要求》
⑷《橡胶膜密封干式煤气柜调试说明书》
⑸《橡胶膜密封干式煤气柜使用说明书》
⑹《橡胶膜密封干式煤气柜运转要领书》
⑺《橡胶膜密封干式煤气柜工程安装要领书》
土建专业
⑴《碳素结构钢》GB/T700-1988
⑵《碳钢焊条》GB/T5117-85
⑶《钢结构用扭剪型高强度连接螺栓附技术条件》GB/T3632-1995、GB/T3633-1995
⑷《钢结构用高强度六角头螺栓》GB/T1228-1991
⑸《钢结构用高强度六角头螺母、垫片》GB/T1231-1991
⑹《钢结构工程施工及验收规程》GB100205-95
⑺《建筑设计防火规范》GBJ16-1987（1997年局部修订）
《构筑物抗震设计规范》（GB100191-93）
暖通专业
⑴《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87
⑵《工业企业设计卫生标准》TJ36-79
⑶《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
⑷《工业炉窑大气污染物排放标准》GB9078-1996
电力专业
⑴《供配电系统设计规范》GB100052-95
⑵《工业企业照明设计标准》GB100034-92
⑶《建筑物防雷设计规范》GBJ100057-94（2000年局部修订）
⑷《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB100058-92
环境保护
⑴《冶金工业环境保护设计规定》YB9066-95
⑵《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456-92
⑶《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90
⑷《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
劳动安全卫生
⑴《冶金企业安全卫生设计规定》冶生[1996]204号
⑵《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》1996年劳动部第3号令
⑶《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-91
⑷《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-85
⑸《工业企业设计卫生标准》TJ36-79
⑹《工业企业煤气安全规程》GB6222-2005
⑺《建筑设计防火规范》GBJ16-871995年版，1997年局部修订
⑻《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB100058-92
⑼《建筑物防雷设计规范》GBJ100057-94（2000年局部修订）；
⑽《安全标志》GB7894-1996
⑾《构筑物抗震设计规范》GB100191-93
⑿《固定式工业栏杆安全技术条件》GB4053.3-93
⒀《固定式工业钢平台》GB4053.4
⒁《固定式钢直梯和斜梯安全技术条件》GB4053.1-4053.2-93
消防
⑴《钢铁企业总图运输设计规范》（试行）YBJ52-88
⑵《火灾自动报警系统设计规范》GB100116-1998（1999年版）
⑶《建筑灭火器配置设计规范》GBJ140-90（1997年版）
⑷《建筑物防雷设计规范》GBJ100057-94（2000年局部修订）
⑸《建筑灭火器配备设计规范及条文说明》GBJ140-1990
2.2气柜制造及安装标准
⑴《工程测量规范》（GB100026--93）
⑵《钢结构工程施工质量验收规范》（GB100205--2001）
⑶《钢结构制作安装施工规程》（YB9254--95）
⑷《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB100203--97）
⑸《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范》（JGJ82--91）
⑹《橡胶膜密封干式储气柜钢结构安装工程质量检验评定标准》
⑺《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB100184-93
⑻《建筑钢结构焊接规程》JGJ81－9
3.10万m3转炉煤气柜
3.180,000m3橡胶膜密封转炉煤气柜工作原理
橡胶膜密封煤气柜柜体为圆柱型，由侧板、柜底、柜顶和活塞组成。
这种型式的煤气柜是不使用液体的全橡胶膜密封煤气柜，在侧板和活塞之间的密封处采用合成橡胶制的薄膜密封。
煤气被储存于由气柜的底板和侧板的下部，密封橡胶膜和活塞所构成的空间中，活塞随着煤气量的增减而升降。
3.280,000m3橡胶膜密封转炉煤气柜主要技术参数
80,000m3橡胶膜煤气柜主要技术参数表表1
序号
名称
技术参数
1
柜型
威金斯
2
公称容积
80000m3
3
型式
橡胶膜密封
4
贮气压力
2.5-3.0kPa
5
贮存介质
转炉煤气
6
贮气温度
最高72℃，最低-15℃
7
侧板直径
58.000m
8
侧板总高
39.07m
9
气柜全高
47.90m
10
活塞行程
31.704m
11
活塞调平组数
6组
12
侧板段数
26段
13
立柱具体尺寸及根数
GBH200*200，30根
14
密封段数
2段
15
安全放散管根数
Ø630×5，4根
16
底面积
2642.08m2
17
橡胶密封膜面积
3000m2
3.3橡胶膜密封转炉煤气柜结构组成
橡胶膜密封转炉煤气柜由立柱、侧板、柜顶、底板、活塞系统、T型挡板、T型台架、密封橡胶膜及调平装置等组成。
其附属部分有：
煤气进出口管、风机入口管、煤气自动放散管、冷凝水收集器、柜位指示器、环形走台及梯子等。
密封橡胶膜厚度3mm，中间夹有加强用的化纤帘子布，与煤气接触一侧为丁腈橡胶，与空气接触一侧为氯丁橡胶，使其具有外侧耐大气老化、内侧耐煤气腐蚀的性能。
密封橡胶膜分内、外两个筒状橡胶膜段，内膜连接在活塞与T型挡板之间；外膜连接在侧板与T型挡板之间，连接处用粘合剂和密封用压板（带螺栓、螺母）压紧，确保不泄漏煤气。
密封橡胶帘是密封机构的关键部件，为了确保气柜运行时不泄漏煤气，密封橡胶帘必须具备如下特性：
•气密性：
能在工作压力下长期使用而不泄漏煤气；
•防腐性：
能耐煤气及大气的长期腐蚀；
•耐温性：
能在-30℃～+70℃工况下长期使用（不开裂、不软化）；
•耐折叠：
按十年使用期计，密封橡胶帘的耐折叠次数必须大于720000次；
•耐磨性：
密封橡胶膜表面必须具有良好的耐磨性；
•强度：
能在3200～4000Pa压力下工作十年而无明显变形。
为了防止橡胶膜在运行中被磨损，在活塞支架外侧及T型挡板外侧设有波纹板，在T型板周围设有上、下两列导向辊（各30套）。
煤气压力，主要靠调整活塞上的配重块实现。
为便于检修，柜体外设置三层环形走道平台，走梯，检修门；柜内的活塞及T型挡板上有环形走道平台。
柜顶中心设置通风帽，周围边缘设置通风孔；在侧板上部开有通风口（非密封煤气部分），保证活塞上部空间通风良好。
3.4橡胶膜密封转炉煤气柜工作原理
10万m3橡胶膜密封煤气柜采用两段式密封结构，在气柜内未储存煤气时，活塞坐落在底板上，T型挡板坐落在台架上，当气柜逐步进气时，且达到一定压力，活塞开始上升，内侧密封膜开始向上卷动，这时，T型挡板及外侧密封膜都不动作，随着气体的不断进入，活塞上升至桁架顶部碰到T型挡板上部桁架顶板时，内侧密封膜被向上拉直，活塞已不能单独上升，Pmin=2.5KPa；
当煤气继续进入，达到第二段压力时，活塞将与T型挡板同时上升，这时外侧密封膜开始向上卷动，最后，活塞与T型挡板同时上升到最高位置，外侧密封膜被向上拉直，此时压力为Pmax=3.0KPa。
气柜便达到最大容积。
当气柜向外送气时，其过程与上述过程相反。
当T型挡板上升至极限位置，顶开气柜自动放散阀，煤气便通过放散管自动进行放散。
煤气柜采用氮气进行置换。
3.580,000m3橡胶膜密封转炉煤气柜附属设施
为了安全生产和检修方便，80,000m3橡胶膜密封转炉煤气柜设有以下附属设施：
80,000m3橡胶膜密封转炉煤气柜的附属设施表2
序号
名称
数量
规格
安装位置
备注
1
转炉煤气进口管
1
Φ2420×8
第1～2段侧板
转炉煤气出口管
1
Φ1420×6
第1～2段侧板
3
煤气放散管
4
Φ630×5
第7段侧板
兼作吹扫气体放散管
4
活塞调平装置
8
柜顶
5
活塞挡轮
60
Φ150
活塞外侧
6
活塞倾斜测定装置
4
活塞外周
7
柜顶风帽
1
Φ2100
柜顶
8
柜顶通风采光孔
30
DN500
柜顶
兼做吊装孔
9
侧板进出门
8
900×500
第12、17、19、22、25、27、30、33段侧板
10
柜外楼梯
1
侧板外壁
从地面到柜顶
11
柜容指示器
1
0～80,000m3
第1层回廊
12
柜壁换气孔
288
200×200
第14、16、18、20、22、24、26、28、30段侧板
13
柜壁排水孔
30
200×200
第12段侧板
14
冷凝水排水口
4
600×400
第1段侧板
15
人孔
2
DN650
第1段侧板
16
鼓风机接口
1
DN500
第1段侧板
17
氮气进口管
1
DN150
第1段侧板
3.680,000m3煤气柜的自动化控制
80,000m3煤气柜设有完善的测控仪表及联动保护措施，可以确保煤气柜安全、连续的运行。
（1）煤气柜的报警和联动保护
为保证煤气柜的安全运行，煤气柜设有如下的报警和联动保护措施：
•储气量高、低位报警和联动保护
•活塞位置高、低位报警和联动保护；
•储气压力高、低位报警和联动保护；
•活塞倾斜量报警和联动保护；
•活塞运行速度报警和联动保护；
•活塞上CO含量报警（在线连续检测）
煤气柜入口氧含量报警（在线连续检测）。
（以上各项高、低位均有两档报警，第一档报警；第二档报警时有联动保护）。
（2）80,000m3煤气柜的自动化水平
·80,000m3煤气柜采用电气、仪表、计算机三电合一的PLC控制系统，气柜运行过程的检测、控制和气柜运行的状态参数，均进入PLC系统。
·PLC控制系统的操作员站设置在操作值班室内。
操作工在操作员站上通过显示屏和键盘,可对整个气柜的运行过程和状态进行监视和控制。
当气柜发生异常和事故时，PLC控制系统会发出声、光报警；到极限状态时，PLC系统会发出联动保护指令，控制气柜运行；必要时也可进行人工干预，通过键盘直接操控伐门，进行事故处理。
·PLC控制系统还能打印报表；显示气柜的历史运行轨迹。
4.电除尘器
电除尘器是一种高效的煤气精洗设备，它的特点是除尘效率高。
目前常用电除尘器种类有管式和板式两种。
根据目前国内实际生产经验来看，板式电除尘器运行更加成熟安全，因此本设计拟采用板式电除尘器。
SDB型板式电除尘器主要技术条件及指标：
转炉煤气处理量～48000m3/h
转炉煤气进口含尘浓度50～150mg/Nm3
转炉煤气出口含尘浓度≤5mg/Nm3
工作压力2.03.0kPa
工作温度0～70℃
连续喷水量～20m3/h.台
间断冲洗水量～13m3/h.台
冲洗水压（喷嘴处）0.4~0.5MPa
电除尘器系统单独设有整流器室，采用可控硅整流器，用计算机进行控制。
电除尘器及配套设备：
（1）电除尘器本体：
包括壳体、进出口喇叭口、集尘极、放电极、绝缘子保温
箱、高压进线端子箱、灰斗、走梯平台、台架、本体保温、自动复位泄爆安全
阀、本体照明等；
（2）湿式电除尘器以及配套水处理系统：
包括电除尘器内部喷淋冲洗管路及喷
嘴、外部管路及电动球阀、压力表、手动阀门、喷洗水泵；
水处理系统：
污水池刮泥设备、加药系统，并提供污泥池结构尺寸、循环水水质指标；
（3）湿式电除尘器配套高、低压电控系统：
包括高压电源（户内型）、PLC低
压控制柜、温度压力监测仪表等；配电箱元器件采用合资ABB\GE\SIEMENS产品。
电除尘器安全运行的安全措施：
1）进电除尘前的煤气管道上设有微氧分析仪，当煤气中的含氧量超过某一极限值时报警，并自动切断电除尘器电源。
2）在电除尘器筒体上安装了自闭式煤气安全泄爆阀，当内部压力大于等于11kPa，自动泄压、泄爆，当内部压力小于11kPa，自动关闭。
爆炸压力越大泄爆阀开启高度越高，即能泄出大量的爆炸气体，采用它作为电除尘器安全运行的重要措施。
3）把电除尘器的排水管插进水池子内形成一个水封。
当有爆炸时水封也是一个泄爆的通路，泄爆后，水封复原以保安全。
5.转炉煤气加压站
5.1转炉煤气加压机
根据转炉煤气用户的需要，转炉气柜内储存的转炉煤气需经加压后供用户使用。
转炉煤气加压机房内设3台转炉煤气风机，正常运行时两开一备。
风机技术参数性能需根据业主方提供的转炉煤气用户详细资料确定。
电机选用佳木斯、湘电品牌，加压机选用湖北风机厂、湖北双剑品牌。
（1）技术参数
⏹加压机工作介质：
含湿量饱和的转炉煤气，转炉煤气含尘浓度最大为100mg/Nm3；
⏹加压机设计风量：
16000Nm3/h；
⏹加压机进气压力：
2～3kPa；
⏹加压机排气压力：
18kPa；
⏹进气温度：
50～70℃；
数量：
3台两用一备
（2）结构型式：
⏹转炉煤气加压机型式：
铸铁机壳，上下剖分，单级叶轮。
⏹加压机旋向：
逆时针（以电机端视之）
⏹加压机进排气方向：
轴向进气，径向上排气
⏹转炉煤气加压机采用变频调速，配套电机采用变频调速电机、防爆型；
⏹转炉煤气加压机采用滑动轴承，集中稀油润滑，润滑油站满足3台加压机的润滑要求；
⏹采用径向迷宫式密封+轴向拉别令密封+氮气密封，并在机壳背面加设防泄漏口等三道密封装置，确保风机在动态条件下的密封；
⏹须提供轴承测温输出信号、轴承震动输出信号；
5.2加压系统
转炉煤气加压站煤气进口总管与转炉煤气柜出口管相连，经各加压机进口管进入煤气加压机，加压后的转炉煤气由加压机出口管汇入加压站煤气出口总管，加压站出口转炉煤气管与储配站外部管道连接,加压站进出口设煤气压力检测，出口管道设电动蝶阀和电动隔断阀一组。
每台加压机进、出口管道上各设有电动蝶阀和电动隔断阀一组，用以风机计划或故障检修切断煤气用；三台加压机均采用变频调速技术。
为了保证厂区管网压力稳定和加压系统的平衡运行，加压站煤气进、出口总管间设回流管，并装设电动调密闭蝶阀一台。
为了保证加压机的可靠运行，加压风机电机供电均采用双回路供电。
5.3转炉煤气加压机房和操作控制值班楼布置
煤气加压机房为单层建筑。
加压风机呈一字型排列，每台加压风机中心距6.0m。
厂房跨距9.0m，设有4个6.0m柱距，其中之一个为检修跨。
为方便安装检修，在站房内设一台5t单梁手动起重机，起重机轨面标高5.2m。
加压机房内加压设备、管道附件难免存在泄漏，为防煤气中毒事件、煤气爆炸的发生，改善操作工人生产检修环境，机房侧墙上安装正常工作通风轴流风机，满足机房最小正常换气次数8次/h的规定，保证室内流动空气新鲜；同时设事故轴流通风机，满足机房最小事故换气次数12次/h的规定。
加压机房内分区域分点布置CO浓度检测装置，当CO浓度超过正常值时声光报警，同时启动事故通风机强制换气。
操作控制值班楼与煤气加压机房毗邻布置。
为减少占地面积，采用单层布置，设操操作值班室和配电室和其他生产管理用房间。
加压机房与操作值班室之间设一双层玻璃隔音观察窗，以便操作值班人员可以随时观察煤气风机的运行情况。
5.4操作控制值班楼布置
卖方在设计时将已建的高炉煤气柜和将要建设的转炉煤气柜和转炉煤气加压站集中控制，控制楼同时要满足煤气防护人员值班、充气、车库要求。
卖方负责将控制柜布置于已建的高炉煤气柜控制室内。
6.土建设施
6.1土建设施主要包括以下内容：
80,000m3转炉煤气柜基础；
转炉煤气加压机房及操作控制值班楼；
电除尘器基础、水池；
站区管道支架及基础；
道路、围墙、电缆沟
消防水池、隔油池和化粪池等
附属设备基础。
6.2厂区自然条件
（1）基础资料
1）环境气象情况
1.1.1大气温度
年平均:
14.3℃
夏季平均:
27.8℃
冬季平均:
-5.3℃
1.1.2大气压力
年平均:
101.58kPa
夏季平均:
99.85kPa
冬季平均:
102.2kPa
1.1.3相对湿度%
年平均：
66%
夏季平均最高值:
73%
冬季平均最高值:
54%
1.2使用条件：
室外安装使用。
其他公用条件：
电源
低压电源380±5%V一路三相50±1%Hz
220±5%V单相50±5%Hz
（2）海拔高度：
15.5~17.0米
（3）地震烈度：
7度
6.3建筑设计
转炉煤气加压机房和操作控制值班楼
转炉煤气加压机房为单层钢筋砼框架结构，长度24m，跨度9m。
操作控制值班楼为砖混结构，总长度25.2，跨度9m。
6.4装修
转炉煤气加压机房及操作控制楼外墙为240厚普通机制粘土砖。
转炉煤气加压机房为混合砂浆粉刷后刷涂料，地面为水泥砂浆地面。
操作控制值班楼外墙贴面砖，内墙混合砂浆粉刷后刷涂料，楼地面为防滑地砖地面（局部抗静电活动地板）。
转炉煤气加压机房及操作控制值班楼均采用塑钢门窗；局部采用隔声门窗。
转炉煤气加压机房为0.8厚彩色压型钢板，做有组织排水，坡度1/15；
操作控制值班楼为现浇钢筋混凝土屋面板，倒置式防水屋面并做有组织排水，坡度3%。
采光通风：
以自然采光为主，辅以人工照明；通风以自然通风为主。
6.5结构设计
所有基础均采用天然地基。
转炉煤气加压机房采用钢筋砼框架结构；
操作控制值班楼采用砖混结构；
管道支架基础为钢筋砼条基，支架为纲结构；
气柜基础为环形钢筋砼基础。
7.自动化检测与控制
7.1装备水平
本系统检测控制采用三电一体化的计算机系统。
该系统按基础自动化级配置。
柜区主要的检测控制系统均送入计算机。
显示、制表、控制、报警等均由基础自动化完成。
80,000m3转炉煤气柜与煤气加压站设置一套HMI操作站。
实现上述自动化设计后，可使生产工艺过程的各个环节达到以下的控制水平：
由值班人员实现对工艺生产过程的正常运行操作，实现工艺过程正常运行时的工况监视、顺控、逻辑控制和自动调节控制，当工艺过程出现故障时通过保护，联锁和人工干预方案进行报警和事故紧急处理，确保设备和人身安全，CRT显示、报表制作、打印记录等功能。
7.2主要检测和控制项目
（1）80,000m3转炉煤气柜检测和控制项目
煤气柜容、柜位、活塞运行速度测量
煤气柜活塞高度测量
煤气柜活塞上部CO浓度测量
煤气柜储气压力测量
煤气柜储气温度测量
转炉煤气进口管压力测量
转炉煤气进口管温度测量
活塞倾斜度测量
煤气进、出口管蝶阀开度控制
煤气放散管蝶阀开度控制
煤气入口氧气浓度测量
（2）转炉煤气加压站检测和控制项目
转炉煤气出口总管流量测量
加压机进口煤气总管压力测量
加压机进、出口管压力测量
加压机进、出口管煤气温度测量
加压机出口总管压力测量与控制
加压机房CO浓度测量
加压机润滑油温、油压测量
7.380,000m3转炉煤气柜联动和报警项目
气柜储气量的报警与阀门联动保护
柜内储气量
声光报警
联动保护
备注
76000m3
第二次报警
关闭进口蝶阀
四个煤气放散管蝶阀同时打开
72000m3
第一次报警
四个煤气放散管蝶阀同时打开
8000m3
第一次低位报警
四个煤气放散管蝶阀关闭状态
4000m3
第二次低位报警
关闭出口蝶阀
四个煤气放散管蝶阀关闭状态
柜内压力的报警与阀门联动保护
柜内气体压力
声光报警
联动保护
≤2000Pa
低压报警
关闭出口蝶阀
≥3500Pa
高压报警
关闭进口蝶阀
活塞上部CO含量的报警
活塞上部CO含量
声光报警
备注
≥30mg/m3
CO含量高
第一次报警
≥50mg/m3
CO含量过高
第二次报警
加压机进口总管压力与加压机联锁
加压机进口总管压力
声光报警
联动保护
≤700Pa
低压报警
≤500Pa
加压机停止运转
•储气量高、低位报警和联动保护
•储气压力高、低位报警和联动保护；
•活塞运行速度报警和联动保护；
•活塞上CO含量报警（在线连续检测）
煤气柜入口氧含量报警（在线连续检测）。
（以上各项高、低位均有两档报警，第一档报警；第二档报警时有联动保护）。
加压机进口总管压力与加压机联锁
湿式静电除尘器入口氧气含量报警与联锁
7.4选型要求
7.4.1设计规范和标准如下：
（1）仪表自动化
《钢铁企业过程检测和控制自动化设计手册》
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92
《冶金工业自动化仪表与控制装置安装通用图册》
（2）电信
《冶金企业火灾自动报警系统设计》YB/T4125-2005
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-1998
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-2009
《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007
《工业电视系统工程设计规范》（GB50115-2009）
7.4.2仪表设计及自动化
（1）设备选型以安全可靠、实用、先进、经济相结合为原则，充分考虑对现场环境的适应性
1）当地自然环境条件作为设计的基本依据，考虑其对设备和施工的影响。
2）所有现场仪表防护等级不低于IP65，煤气区域采取防爆措施。
（2）压力/差压变送器
差压变送器应配3阀组或5阀组，并设置氮气吹扫管线和阀门。
考虑当地环境温度的
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