郭凌  王河  李军红

（鞍钢股份有限公司能源管控中心燃气分厂鞍山114021）

【摘要】通过对转炉煤气柜橡胶膜密封槽钢结构的改进，解决了呑吐煤气过程中橡胶膜破损泄漏煤气的问题。

【关键词】煤气柜；橡胶膜；密封槽钢；改进

1  概述 

转炉负能炼钢是先进炼钢技术的重要标志之一。二次能源的利用与开发是钢铁企业降低成本，挖掘潜力的关键。转炉煤气的回收既补充了焦炉煤气的不足,节约了能源,又对环境保护具有重要的作用。转炉煤气回收采用的是卷帘型橡胶密封干式煤气柜（威金斯式），能源管控中心共有5座不同容积的转炉煤气柜。煤气柜是由柜底板、立柱、侧板和柜顶板构组的圆柱形几何体外壳。其内部有可移动的活塞、侧板与T挡板,活塞之间采用柔性合成橡胶膜连接成圆筒形密封体。并借助于柔性合成橡胶膜与可以上下移动的T型挡板和活塞相连接。为降低煤气柜高度，橡胶膜分为两段，通过3000个螺栓紧固在密封槽钢上,并通过密封槽钢将两段橡胶膜联接在一起。橡胶膜作为煤气柜的关键部件,不但起着存储煤气的作用而且还起到活塞及柜底板的联接及密封作用。

2  存在问题

新建煤气柜投产以后，煤气柜橡胶膜与密封槽钢接触的部位在运行一年左右便发现橡胶膜出现磨损，产生煤气泄漏，泄漏的煤气进入活塞顶部与空气形成混合气体易爆炸，是重大安全隐患。这将直接影响煤气柜的安全运行和转炉煤气回收。煤气泄漏后煤气柜必须停止回收，这时转炉煤气直接放散，即污染环境又浪费能源。如橡胶膜磨损严重，需将橡胶膜整体更换，浪费大量资金。

3  原因分析

观察发现煤气柜侧板上分布金属波纹板，当橡胶膜充气时紧贴在波纹板上，由波纹板承担煤气的压力，煤气柜未储气时,活塞落在煤气柜底板上,T型挡板在T型挡板支撑台上。当气柜逐步进气达到一定的压力时，活塞上升，内侧橡胶密封膜开始向上卷动。这时T型挡板及外侧橡胶密封膜都不动作，此时柜内的煤气压力低于2.5 kPa,当气体不断的进入气柜内,气柜压力不断上升达到2.5 kPa时活塞带动内侧橡胶膜开始上升，当上升到桁架顶部碰到T型挡板上部桁架顶板时，内部橡胶密封膜由卷曲变成向上拉直。随着煤气的继续进入，活塞与T型挡板将同时上升柜内煤气压力也由2.5kPa增至3.0kPa。这时，外侧橡胶密封膜开始向上卷动。最后，活塞及T型挡板上升到最高位置,外侧橡胶密封膜也被向上拉直,气柜这时达到最大储气量。当气柜向外送气时，活塞运行过程与上述过程相反。

在生产实际中由于煤气柜设计时密封槽钢和波纹板之间存在50mm的间隙，而橡胶膜的材质为柔性合成橡胶，具有一定的弹性。在煤气压力的作用下占总长3%的橡胶膜挤入波纹板与密封槽钢的缝隙中，脱离了波纹板的支撑,这部分挤入波纹板与密封槽钢的橡胶膜单独承受煤气的压力，当煤气柜吞吐煤气过程中活塞上下运动，橡胶膜不断处于卷曲和舒展相交替的状态，橡胶膜运动过程中与波纹板转角边缘处于相对运动状态。橡胶膜挤压并摩擦波纹板转角边缘使橡胶膜发生磨损。磨损情况如图1所示。

4 改进措施

通过分析，认为波纹板和密封槽钢存在间隙和橡胶膜弹性伸长是导致橡胶膜与波纹板产生磨损的主要原因。从安全上考虑（防止拉伸时如过紧将会使橡胶膜扯坏）,橡胶膜预留长度及弹性伸长无法根本避免，另外，波纹板与密封槽钢为型材其尺寸已形成系列化、标准化，改造难度大且不经济。因此，解决波纹板和密封槽钢存在间隙成为解决问题的有效途径。经过分析和查找原因，结合现场实际制作密封挡板（如图2 。密封挡板由50号镀锌角钢制成，由于煤气柜为圆形，需将角钢切割成长100cm条状,打磨后在一侧上钻孔，孔的直径和中心距与密封槽钢的紧固螺栓一致，共用密封槽钢上的螺栓进行安装。利用密封挡板的结构特点填补波纹板和密封槽钢之间存在的间隙。安装后橡胶膜在煤气压力作用下紧贴在改造安装的密封挡板侧平面上，因此，无法进入波纹板和密封槽钢间隙中，从根本上解决了橡胶膜回收及输送煤气时连续卷动与波纹板发生摩擦导致泄漏的问题。密封挡板加工后利用煤气柜年修时在直径58m的圆形密封槽钢上共安装1500个。密封挡板如图3所示。

5  改进效果

能源管控中心2号8万m，转炉煤气柜于2014年10月大修中对密封槽钢进行了改进。安装至今煤气柜运行良好，没有出现橡胶膜挤入波纹板与密封槽钢之间的现象，橡胶膜无磨损，煤气无泄漏。

避免煤气柜橡胶膜磨损节约备件修复费用83 776元，避免处理橡胶膜漏煤气煤气柜停止回收而创造的效益155 210元，共计238 986元。

6  结语

实践证明对转炉煤气柜密封槽钢改进是成功的，解决了煤气柜橡胶膜与波纹板转角边缘相对摩擦而导致橡胶膜过早磨损失效的问题。今后将利用大修机会对其他4座转炉煤气柜进行同样改进，并可在其他企业同类煤气柜上推广。