郭凌  王河  李軍紅

（鞍鋼股份有限公司能源管控中心燃氣分廠鞍山114021）

【摘要】通過對轉爐煤氣柜橡膠膜密封槽鋼結構的改進，解決了呑吐煤氣過程中橡膠膜破損泄漏煤氣的問題。

【關鍵詞】煤氣柜；橡膠膜；密封槽鋼；改進

1  概述 

轉爐負能煉鋼是先進煉鋼技術的重要標志之一。二次能源的利用與開發是鋼鐵企業降低成本，挖掘潛力的關鍵。轉爐煤氣的回收既補充了焦爐煤氣的不足,節約了能源,又對環境保護具有重要的作用。轉爐煤氣回收采用的是卷簾型橡膠密封干式煤氣柜（威金斯式），能源管控中心共有5座不同容積的轉爐煤氣柜。煤氣柜是由柜底板、立柱、側板和柜頂板構組的圓柱形幾何體外殼。其內部有可移動的活塞、側板與T擋板,活塞之間采用柔性合成橡膠膜連接成圓筒形密封體。并借助于柔性合成橡膠膜與可以上下移動的T型擋板和活塞相連接。為降低煤氣柜高度，橡膠膜分為兩段，通過3000個螺栓緊固在密封槽鋼上,并通過密封槽鋼將兩段橡膠膜聯接在一起。橡膠膜作為煤氣柜的關鍵部件,不但起著存儲煤氣的作用而且還起到活塞及柜底板的聯接及密封作用。

2  存在問題

新建煤氣柜投產以后，煤氣柜橡膠膜與密封槽鋼接觸的部位在運行一年左右便發現橡膠膜出現磨損，產生煤氣泄漏，泄漏的煤氣進入活塞頂部與空氣形成混合氣體易爆炸，是重大安全隱患。這將直接影響煤氣柜的安全運行和轉爐煤氣回收。煤氣泄漏后煤氣柜必須停止回收，這時轉爐煤氣直接放散，即污染環境又浪費能源。如橡膠膜磨損嚴重，需將橡膠膜整體更換，浪費大量資金。

3  原因分析

觀察發現煤氣柜側板上分布金屬波紋板，當橡膠膜充氣時緊貼在波紋板上，由波紋板承擔煤氣的壓力，煤氣柜未儲氣時,活塞落在煤氣柜底板上,T型擋板在T型擋板支撐臺上。當氣柜逐步進氣達到一定的壓力時，活塞上升，內側橡膠密封膜開始向上卷動。這時T型擋板及外側橡膠密封膜都不動作，此時柜內的煤氣壓力低于2.5 kPa,當氣體不斷的進入氣柜內,氣柜壓力不斷上升達到2.5 kPa時活塞帶動內側橡膠膜開始上升，當上升到桁架頂部碰到T型擋板上部桁架頂板時，內部橡膠密封膜由卷曲變成向上拉直。隨著煤氣的繼續進入，活塞與T型擋板將同時上升柜內煤氣壓力也由2.5kPa增至3.0kPa。這時，外側橡膠密封膜開始向上卷動。最后，活塞及T型擋板上升到最高位置,外側橡膠密封膜也被向上拉直,氣柜這時達到最大儲氣量。當氣柜向外送氣時，活塞運行過程與上述過程相反。

在生產實際中由于煤氣柜設計時密封槽鋼和波紋板之間存在50mm的間隙，而橡膠膜的材質為柔性合成橡膠，具有一定的彈性。在煤氣壓力的作用下占總長3%的橡膠膜擠入波紋板與密封槽鋼的縫隙中，脫離了波紋板的支撐,這部分擠入波紋板與密封槽鋼的橡膠膜單獨承受煤氣的壓力，當煤氣柜吞吐煤氣過程中活塞上下運動，橡膠膜不斷處于卷曲和舒展相交替的狀態，橡膠膜運動過程中與波紋板轉角邊緣處于相對運動狀態。橡膠膜擠壓并摩擦波紋板轉角邊緣使橡膠膜發生磨損。磨損情況如圖1所示。

4 改進措施

通過分析，認為波紋板和密封槽鋼存在間隙和橡膠膜彈性伸長是導致橡膠膜與波紋板產生磨損的主要原因。從安全上考慮（防止拉伸時如過緊將會使橡膠膜扯壞）,橡膠膜預留長度及彈性伸長無法根本避免，另外，波紋板與密封槽鋼為型材其尺寸已形成系列化、標準化，改造難度大且不經濟。因此，解決波紋板和密封槽鋼存在間隙成為解決問題的有效途徑。經過分析和查找原因，結合現場實際制作密封擋板（如圖2 。密封擋板由50號鍍鋅角鋼制成，由于煤氣柜為圓形，需將角鋼切割成長100cm條狀,打磨后在一側上鉆孔，孔的直徑和中心距與密封槽鋼的緊固螺栓一致，共用密封槽鋼上的螺栓進行安裝。利用密封擋板的結構特點填補波紋板和密封槽鋼之間存在的間隙。安裝后橡膠膜在煤氣壓力作用下緊貼在改造安裝的密封擋板側平面上，因此，無法進入波紋板和密封槽鋼間隙中，從根本上解決了橡膠膜回收及輸送煤氣時連續卷動與波紋板發生摩擦導致泄漏的問題。密封擋板加工后利用煤氣柜年修時在直徑58m的圓形密封槽鋼上共安裝1500個。密封擋板如圖3所示。

5  改進效果

能源管控中心2號8萬m，轉爐煤氣柜于2014年10月大修中對密封槽鋼進行了改進。安裝至今煤氣柜運行良好，沒有出現橡膠膜擠入波紋板與密封槽鋼之間的現象，橡膠膜無磨損，煤氣無泄漏。

避免煤氣柜橡膠膜磨損節約備件修復費用83 776元，避免處理橡膠膜漏煤氣煤氣柜停止回收而創造的效益155 210元，共計238 986元。

6  結語

實踐證明對轉爐煤氣柜密封槽鋼改進是成功的，解決了煤氣柜橡膠膜與波紋板轉角邊緣相對摩擦而導致橡膠膜過早磨損失效的問題。今后將利用大修機會對其他4座轉爐煤氣柜進行同樣改進，并可在其他企業同類煤氣柜上推廣。