湿式气柜的有限元结构分析
2万立方米湿式气柜
第一章
1.1
工程名称：山西梗阳焦化厂新建2万立方米湿式气柜工程。
建设地点：山西梗阳焦化厂院内。
该工程为低压湿式螺旋 气柜制作安装。几何容积为24000m3，有效容积为22000m3,气柜由水槽、一塔、二塔及钟罩组成。它的水槽直径为39m，钟罩顶的升起高度为32.17m，总耗钢量为395t。
d.对甲供材料的管理和控制应与自采或调拔的物资相同。
a.对产品标识按QG/JA31.06《产品标识和可追溯性控制》。
b.物资的标识通过标牌、 材质单、验收单、台帐、合格证和记号等实现。 对过程产品通过各种记录、验评、试验报告、标牌（标记） 、钢印等来实现。对于物资的试验状态的标识通过红、黄、白、绿及绿底加黄横线等五种标识牌来实现。
e.组织进行工程试运及交付工作，确保工程质量符合设计规定和合同要求。
a.负责项目施工技术工作，对施工质量负技术责任。
b.组织编制项目质量计划／施工组织设计，并对其实施效果负责。
c.组织编制并审核交工技术资料，对其真实性、完整性、及时性负责。
d.组织技术攻关，处理重大技术问题。
e.具有质量否决权。
a.负责施工管理，合理组织施工。对施工全过程进行有效控制。
b.协助项目经理调配人、财、物等资源，解决施工生产中存在的问题，满足施工生产需要。
c.组织进行工程试运转及交付工作，确保工程质量符合设计规定和合同要求。
d.与工程技术员一起做好工程的决算工作。
负责熟悉图纸，提出材料计划。根据工程总进度计划。编制出网络计划，编制相关的安全、技术交底及特殊工程施工方案，并负责向班组交底，组织班组验评，收集整理质量记录，收集设计变更资料，做好工程结算工作。
低压湿式气柜作业指导书
低压湿式气柜作业指导书一、前言低压湿式气柜是一种常见的储存气体的设备，广泛应用于化工、石油、燃气等行业。
为了确保气柜的安全运行和操作人员的人身安全，特制定本作业指导书。
二、气柜的结构和工作原理低压湿式气柜通常由水槽、钟罩、塔节、导轨、导轮、进出口管道、阀门等部件组成。
其工作原理是利用钟罩和塔节在水槽中的升降来储存和释放气体，通过气体的压力变化实现气柜的充放气过程。
三、作业前的准备1、操作人员必须经过专业培训，熟悉气柜的结构、性能和操作流程，具备相应的操作资格证书。
2、检查气柜的设备、管道、阀门等是否完好，有无泄漏现象。
3、检查水槽内的水位是否正常，水质是否清洁。
4、准备好必要的工具和防护用品，如扳手、螺丝刀、安全带、防毒面具等。
四、气柜的进气操作1、缓慢打开进气阀门，控制进气速度，避免压力急剧上升。
2、观察气柜的液位和压力变化，确保气柜的运行在安全范围内。
3、进气过程中，要定期检查管道、阀门等是否有泄漏现象。
五、气柜的出气操作1、缓慢打开出气阀门，控制出气速度，避免压力急剧下降。
2、观察气柜的液位和压力变化，确保气柜的运行在安全范围内。
3、出气过程中，要定期检查管道、阀门等是否有泄漏现象。
六、气柜的巡检1、定期巡检气柜的设备、管道、阀门等，检查有无泄漏、变形、损坏等情况。
2、检查水槽内的水位和水质，及时补充水和处理水质问题。
3、检查导轮、导轨的运行情况，确保钟罩和塔节的升降顺畅。
4、检查气柜的压力和液位计，确保显示准确。
七、气柜的维护保养1、定期对气柜的设备、管道、阀门等进行维护保养，如加油、紧固、更换密封件等。
2、定期清理水槽内的杂物和污垢，保持水槽清洁。
3、对气柜的防腐层进行检查和维护，及时修补损坏的部位。
八、气柜的故障处理1、如发现气柜有泄漏现象，应立即停止进气或出气，关闭相关阀门，查找泄漏点并进行处理。
2、如气柜的压力或液位异常，应检查进出口阀门的开度、管道是否堵塞等，及时采取措施进行调整。
【精品】3万方低压湿式螺旋气柜方案
1 编制说明和编制依据1.1 编制说明本方案主要作为XXXXX 项目中的两台30000M低压湿式螺旋气柜的制作安装。
气柜的基本参数如下：设计技术参数：1、储存介质：焦炉煤气；2、气柜形式：低压湿式螺旋气柜；3、公称容量：30000m；4、气柜工作压力：2720/3390/4000Pa；5、活动塔节数：3 节；6、工作温度：常温7、设计温度：常温气柜结构与尺寸：、二塔、三塔四部分。
1、30000m气柜为低压湿式螺旋气柜，主要结构包括钢水槽、一塔（钟罩）2、气柜结构尺寸：2.1、气柜全高：34240mm；2.2、水槽内径；Φ42000mm；2.3、三塔内径：Φ41000mm；2.4、二塔内径：Φ40000mm；2.5、一塔（钟罩）内径：Φ39000mm；3、气柜导轮各塔分配数量：3.1、气柜一塔导轮数量：16 组 3.2、气柜二塔导轮数量：16 组3.3、气柜三塔导轮数量：24 组4、气柜重量：总重：782427Kg；主体：570397Kg；铸铁配重：200000Kg；斜梯配重：3156Kg；煤气出入口管道：8874Kg；气柜选材及材料标准：水槽钢板：采用Q235-B；钢材标准；GB3274-2007；柜体钢板：采用Q235-B；钢材标准；GB3274-2007；导轨型钢：采用50SiMnP：钢材标准；YB220-78；煤气进出管：采用Q235-B：钢材标准；GB3274-2007；梯子、平台、栏杆用钢管应符合：GB/T392-2001 的规定；焊条：应按照《碳钢焊条》（GB5117-1995）中的规定执行；1.2 编制依据1、设计院提供的气柜设计蓝图2、HG20517-92《钢制低压湿式气柜》3、HGJ212-83《金属焊接结构湿式气柜施工及验收规范》4、GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》5、GB50205-2008《钢结构工程施工及验收规范》6、HG/T21549-95 《钢制低压湿式气柜系列》7、JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测第二部分：射线检测》8、JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第三部分：超声检测》2 气柜安装的质量要求1、底板的组装: 1.1、水槽壁板组装前必须按照图纸对基础进行验收基础外形尺寸偏差应满足如下规定；（1）基础中心坐标偏差不应大于20 ㎜环形基础标高偏差不应超过±10 ㎜环形基础内基础斜度应符合图纸要求。
10万m 3湿式气柜破封原因分析及处理
在 ４８万 ｍ， ． ． 时 岗位 操 作人 员发 现 气 柜破 封 ．Ｏ ｎ １ ｍｉ 内罐位 降 至 ２万 ｍ ． 上午 ｌ ：０左 右 又重 复 发生 。在 ００
挂 二水 封 高 度最 大 偏差 为 ｌｍ Ｏ ｍ： 四挂 三水 封 高 度
最大 偏 差为 ３ ｒ ０ ｍ。 ａ
上述现 象 ， 柜无 法正 常运行 ． 高煤 气储存 量 仅 为 气 最
行 测量 及调 整 鞍山 金属结 构 有 限公 司在 几天 内对气 柜 进行 了 比较全 面 的检查 和 实测 ．分析 认 为造成破 封 的 主要
１ 破 封 原 因 的初 步 探 讨
经 讨论 ， 初步 分析 造成气 柜破 封 的原 因大概 有 ： （１ １四塔挂 圈 内有杂 物 ， 钟罩倾 斜 而破封 。 使 （ 导轮 与 导轨 偏 差 和钟 罩 本 身倾 斜 ． 倾 斜 状 ２ ） 在 态下 升降 ．使挂 圈不 能挂满 水 而在某 一部 位产 生倾
ｆ１ 启外 导 架旁 的 自吸水 泵 ． 泵入 口管放 入 ４开 将 四塔 水 封 内 ． １ 放入 水 槽 内 ． 出２ Ｉ 抽取 水 封 中 的水 ， 在
抽水 过程 中 ． 三塔上挂 圈 中储 存 的煤气 将外 泻 ， 应注
意安 全 。
水封 水 位进行 测 量 ． 发现 在 四挂 三 时 ． 水槽 每 小 ４塔
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城市燃气 ２ ０ ／ ｖ １ ７） ０ ６ ８（ ｏ． ８ ３
水封 槽沉 入水 池水 中 ） ３月 １ 鞍 山金 属结 构 有 限公 司历 时一 天对 ５１ ４．
垫板 高度 ． 算方 法见 后 ）关 闭 压缩机 循环 阀 ， 持 计 ， 保 罐位 不 变 在 此 状态 下 保持 ２ ｍｎ ０ ｉ．以观测 煤气 压 力、 液位 、 位等 是否 有变化 罐
5万立螺旋湿式气柜分解
宜昌市煤气公司50000m3低压螺旋湿式气柜制作安装施工方案施工单位：中化六建审批：审核：编制：陈昕建设单位：湖北宜昌市煤气公司审批：审核：中国化学工程第六建设公司第五分公司二〇〇四年三月一、前言我公司拟建宜昌市煤气公司煤气扩建工程中50000m3低压湿式螺旋导轨气柜的建设项目，该工程为市煤气扩建的重点工程，也是我厂2004年计划项目重点工程。
我们在认真学习了设计文件（施工说明及验收标准）及相应的施工及验收规范，总结以往施工经验的基础上，特编制50000m3低压湿式螺旋导轨气柜施工方案。
该方案共八个部分（见目录）。
方案编制的中心思想是将大型气柜结构分散成部件预制，单个构件在机械的胎具上成形，组合构件在胎具上组装，安装过程中紧抓控制点，保证各施工环节的质量控制，以保证工程的总体安装质量，也保证了施工进度。
方案编制中由于受各种因素的影响（例如：施工图概算未编制，工程承包合同未签，施工地点，工程概况不详等）加之编制人员施工经验少，能力有限，该方案有许多不足之处，有待今后施工中充实、完善。
主要编制依据：1、中国市政工程华北设计院《50000 m3低压湿气螺旋储气罐》施工图（IW2665）。
2、50000 m3低压湿气螺旋储气罐施工说明及验收标准（IW2672）。
3、HGJ212—83《金属焊接结构施工及验收规范》。
4、《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》（JB1152—81）。
5、《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB3323—87）。
6、《金属容器制作安装预算定额》7、《金属容器制作安装劳动定额》二、工程概述1、50000m3低压湿气螺旋导轨湿式气柜，主要由一个钢水槽，三个中节，一个钟罩，共五大部分组成。
其塔体由钟罩和中节借助安装于水槽中节上的导轨（72套）沿敷设在钏罩和塔节侧壁上的24～12根斜轻轨（与水平成45°）旋转上升或下降，达到贮气、排气的目的。
水槽壁：Φ46000mm×9980mm；一塔：Φ45000mm×9700mm；二塔：Φ44000mm×9700mm；三塔：Φ43000mm×9700mm；种罩：Φ42000mm×13200mm。
湿式气柜工作原理图
湿式气柜工作原理图
很抱歉，我无法提供图像和图形。
但是，我可以为您解释湿式气柜的工作原理。
湿式气柜是一种用于电力系统中的保护装置，用于限制和隔离过电压和过电流。
它由一个封闭的容器组成，内部填充着一种绝缘气体，通常是硫化氢（SF6）。
当受到过电压或过电流的冲击时，湿式气柜会通过自动断路器或隔离开关切断电路，保护其他设备免受损坏。
下面是湿式气柜的工作原理：
1.接通电源：当电力系统连接到湿式气柜时，电流通过主触头
进入器件。
2.电弧形成：当电流超过设定值时，电弧在主触头之间形成。
电弧可以在高电压的情况下维持数毫秒到数十毫秒。
3.电弧运动：电弧开始在一对动触头之间跳动，这会引起电弧
被称为电弧翻瓦或电弧运动的现象。
在电弧翻瓦过程中，电弧会从一个触点跳动到下一个触点，使其剧烈振荡和移动。
4.电弧吹灭：湿式气柜的一个关键特性是通过喷射绝缘气体来
将电弧吹灭。
当电弧运动到某个位置时，它会碰到一个气体流，通常是硫化氢气体。
气体流会迅速冷却和吹灭电弧。
5.断开电流：一旦电弧被吹灭，湿式气柜会断开电流，并通过
自动断路器或隔离开关隔离电源。
总体来说，湿式气柜通过绝缘气体的喷射来吹灭电弧，从而保护电路和设备免受过电压和过电流的影响。
7.5万m 3湿式储气柜故障的实验研究和计算机分析
摘 要 本文采用实验手段和有限来自程序 ， ７ 对 ． Ｉ， ５万 Ｔ 湿式储气柜发生故 障的原 因逐一进行了研究和分析 找 到 了故 Ｉ
．
障发 生 的主 要 原 因 ， 出储 气 柜 维 修 及 施 工 的一 些建 议 。 给
关键词 湿式储气柜
故障
有 限元程序 实验研究
１ 前 言
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根据 《 钢制低压湿式气柜设计技术规定｝ Ｄ ３Ａ — Ｃ １０ ６ ８ ６中第 １． 规 定 水 封 下 挂 囤 下 面 的 托 梁 Ｉ２６ Ｏ１条 １．
这一 加强肋 与水 封下 挂圈共 同承担 下部 结构 重量 及
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城市燃气 ２ ０ ／ ２（ Ｏ． ２ ０ ６ １ ｖ Ｉ８） ３
（ ａ ）腐蚀前
图 １ 钢 材 组 织
（） 腐 蚀后 ｂ
尺 寸 有 限 元 模 型 （ 图． 示 ） 从 水 槽 向 上 取 如 ２所 ， ４５０ ｍ长 的塔壁 （ ０ ｍ 约钟 罩 的一半 ）其 上端 固定 。 ， 材 料采 用 Ｑ ３ ２５钢 ．屈服 强度 Ｏ＝ ３ＭＰ ．抗 拉 强 度 ＇ ２５ ａ ｓ
对 钢板 的焊 接热 影 响 区和未 受影 响 区 的组织 进
行 了实 验分 析 。 发现 各 区组 织 的晶粒 大 小均 匀 ． 未发
现 热影 响 区组 织 晶粒 变大 的现 象 但 在腐 蚀 前 的基 体 中发 现有 弥散 的黑斑 （ 图 １ ） 示 ） 如 ｆ所 ａ 。 按 图纸 要求 ． 壁板 内侧 Ｉ０ ２ ａ立柱 与 下水 槽 托 梁
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城市燃气 ２ ０ １ ＼ １８ ） ０ ６ ／ ． ２ １ ２（ ｏ ３
湿式气柜的有限元结构分析
湿式气柜的有限元结构分析
张艳丽;徐晓丹;景国泉
【期刊名称】《机械设计与制造工程》
【年(卷),期】2004(033)001
【摘要】化工生产中常用湿式气柜作为各种气体的存贮和缓冲设备.正常工作时气柜承受内压,如果由于过度抽气或其他原因,会出现负压而导致气柜压瘪.对此,首先通过理论计算得到其临界失稳外压值,然后对其进行有限元结构分析计算,进一步得到气柜在外压下的变形情况及位移载荷曲线,从而给工厂的安全运行提供技术上的支持.
【总页数】4页(P105-108)
【作者】张艳丽;徐晓丹;景国泉
【作者单位】南京工程学院,机械工程系,江苏,南京,210013;江苏省锅炉压力容器安全检测中心所,江苏,南京,210002;中材国际南京水泥工业设计研究院,江苏,南
京,210029
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
【相关文献】
1.关于干式煤气柜与湿式煤气柜防火间距问题的探讨 [J], 李冉冉;孙伟民
2.湿式直升式半水煤气气柜内部结构对防腐质量的影响 [J], 高士光
3.直升式湿式气柜的大拼板施工方法 [J], 王丽;王怀庆;张来生
4.基于ANSYS的湿室型墩墙式泵房有限元结构分析 [J], 陶家俊;杨会明
5.关于螺旋导轨湿式气柜改型为直立导轨湿式气柜的技术总结 [J], 沈国喜;张民基;等
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湿式气柜水封结构原理
湿式气柜水封结构原理随着城市煤气事业的日趋发展，贮气柜的容积也向大容量发展，在构造形式上，虽然也建造干式贮气柜，但湿式贮气柜仍是目前国内普遍采用的型式。
这是因为湿式贮气柜具有柜体制造和宋装精度要求比干式贮气柜低，施工较容易;运行时较少发生故障，便于管理;配套所需的机电设备较少等优点。
但是，湿式贮气柜水封溢水仍是经常遇到的问题，本文对此从理论和实践两个方面进行分析探讨，并提出处理方法。
1水封结构及原理容积大于5000 m，的湿式螺旋贮气柜，一般由两个或两个以上的多塔节组成。
塔节与塔节之间的气体密封由水封来完成。
水封由上水封(挂圈)与下水封(杯圈)组成，水封结构见图1所示。
在升起时，相邻两个塔节的上水封与下水封挂合在一起，称之为“合封”;在下降时，上、下水封脱开，称之为“脱封”。
在构造上，上、下水封合封后，水封形成A,B,C三个格间。
水封随贮气柜运行时塔节的升降.而作合封与脱封动作，并使A,B,C三个格间内的水与气体发生滋流、胃气现象，为了保证贮气柜的正众运行，在设计与施工中，必须使水封的工作性能满足两个条件:(1)水封内必须保持足够的水柱高度，使其能在最大工作压力下密封焦贮气柜内的煤气;(2)不允许塔节升起后，水封内的水从A格间向塔节外部谧流。
否则，前者会造成失封而使塔节下跌，轻则打坏导轮，重则造成塔体严重变形和损坏;后者滋流的水会吹洒到附近的构筑物和行人身上。
冬季时形成塔节外表面结冰、尤其使导轨面结冰而影响升降。
2水封道水的原因及处理方法由于设计和施工中诸多因素的影响，水封滋水仍是一个必须解决的问题，下面从施工角度上浅析其成因和处理方法。
2. 1水槽内液位偏高由于水槽内液位偏高，使上挂圈封板插人水中的深度加深。
从图2可见，A格间的水位高x将增高。
通过卖际验算，增高量△x的值约等于水槽液位的增高量。
这样造成水封杯圈内水量偏多，尽管在水封合封时，A格间的水溢流后流入水槽内，但由于杯圈内水过量，当挂起下几个塔节时，柜内压力增加使A.B格间的水位差增大，造成水从A格间向外溢流。
气柜种类及结构形式
气柜种类及结构形式
气柜是煤气和混合气的储存设备。
它用来调节煤气高低不均匀的供气负荷。
气柜实际上就是储气柜，按储气压力大小可分为低压储气柜和高压储气柜两种。
低压储气柜按密封方式分类为：湿式和干式两种，湿式有直立式和螺旋式；干式气柜是利用弹性垫片及油封填充方法，保持密封，目前使用很少。
高压气柜通常称为高压储气罐。
有圆筒形（立式或卧式）和球形。
1、低压湿式气柜
低压湿式气柜主要由水槽和钟罩组成，钟罩分为数节（可随煤气输入输出而升降），按升降方式不同，可分为直立式和螺旋式两种。
下面介绍几种常用的低压湿式气柜结构。
（1）直立式低压湿式气柜。
由水槽、钟罩、塔节、水封、顶架、导轨立柱、导轮、配重及防真空装置等组成。
（2）螺旋式低压湿式储气柜。
低压湿式螺旋气柜的结构由水槽、塔节、钟罩、导轨、平台、顶板和顶架、进出气管等部分组成。
气柜本体由钢板拼焊成。
直立式气柜安设有立柱式导轨，每个塔节靠其侧面的斜导轨与相邻塔节上的导轮相互滑动而缓慢旋转上升或下降，如套筒式结构。
螺旋式低压湿式气柜则是沿着螺旋式导轨升降，它和直立式低压湿式气柜相比较，可节约钢材15%-30%，但不能承受强烈风压，故在风速太大的地区不应采用。
（3）低压干式气柜。
低压干式气柜同低压湿式气柜一样，是一种压力基本稳定，储气容积可以在一定限度内变化的低压储气设备。
工作原理：它的工作原理很简单。
钟罩和柜壁之间的缝隙靠水密封，钟罩靠柜内介质有的压力变化上下运动，湿柜内介质的压力靠钟罩上的平衡块数量的多少来调节。
气柜的原理-湿式气柜
气柜的原理1.性能特征该型橡胶膜型干式气柜的外部不动壳体包括侧板、底板、顶板等，内部移动体包括活塞、T挡板及连接侧板与T挡板的外橡胶膜和T挡板与活塞挡板的内橡胶膜构成。
2.气柜的组织结构（1）侧板；（2）立柱；（3）底板；（4）柜顶；（5）活塞；（6）T挡板；（7）T挡板支架；（8）活塞调平装置；（9）燃气自动/手动放散装置；（10）橡胶膜的性能及其密封与导向；（11）容量指示器。
3.橡胶膜运行简介当气柜处于停气状态时，此时的橡胶膜不受压，呈自然下垂状态，当柜内充入瓦斯气，瓦斯气的压力就会施加于橡胶膜上，对于内橡胶膜来说，就会压向活塞挡板的外侧，由于活塞挡板的外径小于内橡胶膜在自然状态下的筒径，橡胶膜必然呈折皱状态。
于是在活塞挡板的外侧贴有波纹板来吸纳。
随着瓦斯气的储容量增加，活塞将上升，贴附于活塞挡板外侧的内橡胶膜会部分地转向T挡板的内侧，由于T挡板的内径大于内橡胶膜在自然状态下的筒径，橡胶膜必然呈拉伸后的平滑状态，于是在T挡板的内侧有光滑的内侧护板来承接。
活塞挡板继续上升到将要顶起T挡板时的状态,此时的T挡板处于着陆状态。
此前的气柜内气体压力维持在下限水平。
此后T挡板与活塞挡板一起上升，随着T挡板上升，柜内气体压力维持在上限水平。
外橡胶膜不断地由T挡板外侧移向侧板内壁，当T挡板升至100%的高位时（活塞挡板的行程亦达100%）。
活塞行程达100%后，若再上升就会触及燃气自动放散装置放散阀的开启顶杆进行柜内气体的自动放散，若活塞回落，则按相反程序运行。
活塞行程的10%以下及90%以上，均属非安全运行区，设计上均有柜位安保联锁措施,操作运行区应避开非安全区运行。
如果在设计时对橡胶膜的高度能设计的准确，即设计的橡胶膜松紧适度，则不会出现类似的情况。
因为橡胶膜的移动间隙上方拱形段每米（圆周方向）的抬升力约为100公斤力，此力促使橡胶膜在高度方向上突出段过渡到平滑段。
橡胶膜的移动和载体间既不发生摩擦也不发生滑动，这是该型气柜的运行特征。
低压湿式气柜检修规程
低压湿式气柜维护检修规程1.总则1.1本规程适用于容积20000m3 -30000m3的低压湿式气柜的维护与检修。
1.2结构简述气柜主要结构是由水槽、中节、钟罩、外导架、导轨、导轮、进气室、岀气室、进气立管、出气立管、最高最低限位装置、配重等部件构成。
中节、钟罩依靠导轨、导轮在水槽中自由升降而改变储气容积。
气柜是储存化学气体的设备，另外的作是均衡、缓冲系统中的负荷，并可进一步分离、净化气体。
2.完好标准2.1零、部件2.1.1各部零部件完整齐全，质量符合要求。
2.1.2最高、最低限们联锁、讯号、自动放空装置齐全、灵敏、准确。
2.1.3管道、管件、阀门、支架等安装合理、牢固、完整，涂色等符合要求。
2.1.4防腐、保温、防冻、避雷、防静电、照明等设施完整有效符合要求。
2.2运行性能2.2.1各塔节升降正常，压力均衡，无脱轨、卡涩等现象。
2.2.2导轮、导轨润滑良好，油质符合要求。
2.2.3无导常震动，塔节间无摩擦，导轮座及导轮连接螺栓无松动。
2.2.4储气量达到设计要求或设计能力。
2.3技术资料2.3. 1设备技术档案齐全、准确。
应具有：A、设备制造合格证；B、安装使用说明书；C、设备履历卡片；D、设备结构及易损件图样；E、设备运行累计时间；F、设备缺陷及事故情况记录；G、设备检修、试验与技术鉴定记录；H、设备润滑记录。
2.3.2操作规程、维护检修规程齐全。
2.4设备及环境2.4.1气柜周围整齐清洁、无杂草、杂物，道路通畅。
2.4.2水槽壁、各塔节壁板、顶棚板无漏水漏气。
2.4.3进气室、出气室的溢流水封溢流正常，无堵塞、漏气，抽水装置齐全，应用可靠、排水阀、上水阀、放空阀等无泄漏。
3.设备的维护3.1日常维护3.1.1气柜在正常运行中严格执行操作规程，控制储存气体的工艺指标，保证安全装置和防雷、防静电装置完好。
3.1.2保持水槽正常液们和溢流，经常给环形水封加补充水，冬季防止结冰。
3.1.3保持导轨与导轮接触良好，导轮转动正常，并加油润滑。
湿式储气柜原理
湿式储气柜原理湿式储气柜是一种用于储存气体的设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
它的工作原理基于物理原理和化学反应，通过将气体与液体接触以实现储存和释放。
湿式储气柜的基本构造包括一个密封的容器和一个液体储存系统。
容器通常由高强度材料制成，以承受高压气体的冲击。
液体储存系统通常由水和其他添加剂组成，以提供合适的环境来储存气体。
湿式储气柜的工作原理可以分为两个阶段：储存阶段和释放阶段。
在储存阶段，气体通过管道进入储气柜，并与液体接触。
液体通常是水，它可以吸收气体并将其溶解在其中。
此过程中，气体与液体之间会发生物理吸附和化学反应，使气体的压力和浓度降低。
在释放阶段，当需要使用储存的气体时，液体储存系统会将气体释放到管道中。
这通常是通过减少液体与气体接触的方式来实现的。
液体储存系统中的阀门会打开，使液体流出，从而降低气体与液体的接触面积，促使气体从液体中解吸出来。
同时，通过调整压力和温度等参数，可以控制气体的释放速度和浓度。
湿式储气柜的原理基于物理和化学的相互作用，通过液体与气体的接触，实现气体的储存和释放。
其优点是可以储存大量的气体，并且可以根据需要进行快速的释放。
此外，湿式储气柜还可以通过添加适当的添加剂来调整气体的溶解度和释放性能，以满足不同的需求。
然而，湿式储气柜也存在一些局限性。
首先，液体储存系统需要定期维护和保养，以保证其正常运行。
其次，湿式储气柜在长时间储存气体时可能会出现气体泄漏或溢出的问题，需要采取相应的安全措施来防止意外事故的发生。
湿式储气柜是一种常用的储气设备，其工作原理基于物理与化学相互作用。
通过液体与气体的接触，实现气体的储存和释放。
湿式储气柜具有储存大量气体和快速释放的优点，但也需要注意维护和安全使用。
湿式煤气柜危险性分析
煤气柜（低压湿式）常见失效分析引言（1）煤气柜是储存气体的设备，主要有于城市煤气的气源产气量与供气量的调节。
低压温式煤气柜是在水槽内置放钟罩，钟罩随煤气的充入或放出而升降，同时利用水槽内的水隔绝钟罩内储存的煤气进入大气或钟罩外的空进入罩内。
湿式煤气柜按构造可分为外导架直升式、螺旋导轨式、无外导架等三种形式。
螺旋导轨式的钟罩及塔节上设有与水平成45°的斜轨，在水槽平台和塔节的封挂圈上设有导轮，钟罩及塔节以斜轨为导向，上升或下降时作螺旋转动，螺旋导轨式构造简单，对柜体制造和安装上的容许偏差要求较干式要低，施工较容易，运行中需用的机电设备较少，在工业生产和民用中得到广泛应用。
但湿式柜体结构由于经常浸入水内容易腐蚀，由于没有刚度较大的外导架等，它的抗侧向能力比较差、导轮易脱轨、塔壁易变形开裂等等，这些都影响到煤气柜的正常运行，严重时，将导致煤气柜失稳破坏。
因此，进行煤气柜失效分析和安全评价，并提出解决方法，是很有必要的。
轮卡脱轨及轮轨磨损分析（2）煤气柜导轨垫板及导轨本身按45°螺旋线安装在湿式煤气柜的塔体上，导轮则安装在与该塔节紧接的下一塔的上挂圈上，在塔节上升、下降时，导轮位置不动，导轨在两个导轮间穿行，升降运行轨由导轨和导轮配合共同制约，在较理想的运行状况下，塔体上升时，上轮受力并转动，下降时，则下轮受力并转动，以减少导轨磨损。
导轮与导轨匹配位置与职向的调整是在静态状态下进行的，而煤气柜在长年运行中，要受到风力、雨、雪、腐蚀性气体等自然环境条件以及升降速度、频度、设备维护等因素影响，使塔体产生变形和倾斜，并且塔体在制造中有尺寸误差（塔体在高度方向及圆周方向上的尺寸误差、两导轨的平行度、导轮与导轨的间距、导轮安装位置及方向），这些因素的相互作用都影响塔体在升降过程中导轮与导轨的相互配合，严重时，就会变流动磨损为滑动磨损，造成导轮导轨磨损严重，甚至导轮卡轨。
一般说来，上下导轮是联为一体的，即上下轮轨间距之和应大体为一定值。
湿式气柜与干式气柜比较修订稿
管理情况
较复杂
方便，稳定
基础
水槽内水量大，在软土地基上建罐需进行基础处理。
自重轻，地基处理简单。
罐体耗钢量
低
高（干/湿=～）
罐体造价
低（600万）
高（干/湿=～）（1200万）
安装精度要求
低（安装不需要高空作业，操作高度为水槽高度）
高
其他
罐内腐蚀较严重，须定期防腐，费用每次在20-30万元
润滑油须定期更换，另加设动力设备
高径比一般为～，活塞落下与底板间距为60毫米左右，储气空间大，占地面积小
使用寿命
一般为≥20年
由于水槽底部细菌繁殖，使水中硫酸盐还原成H2S，煤气中含有H2S，易使罐体内壁腐蚀；
一般为≥50年
由于内壁的表面经常保持一层厚0.5毫米的油膜，保护钢板不产生腐蚀；
抗震等性能
由于水槽上部塔节为浮动结构，在发生强地震和强风易造成塔体倾斜，产生导轮错动、脱轨、卡住等现象；
湿式气柜与干式气柜比较
湿式气柜与干式气柜比较：
项目
湿式气柜
干式气柜
气体压力
煤气压力是波动；
储气压力稳定；
气体湿度
柜内湿度大，出口煤气含水量高；
储存气体干燥；
保温蒸汽用量
寒冷地区冬季需保温，除水槽加保护墙外，所有水封部位加引射器喷射蒸汽保温，蒸汽用量大；
有蒸汽管加热，但耗热量少；
占地
高径比一般小于1，钟罩顶落在水槽上部，空间利用率低，占地面积较大
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湿式气柜的有限元结构分析
由于操作不当,某厂一用于存储聚丙烯气体的低压湿式气柜钟罩顶出现不同程度的坍塌、开裂,致使顶部配重块倾斜,砸向钟罩顶,使得变形加剧,同时也使得钟罩壁严重变形、凹陷甚至开裂,变形区域超过1/3,已经不能正常使用。
本研究首先对事故进行初步分析,找出导致事故发生的真正原因是由于外压的作用,接着对在外压作用下气柜钟罩顶的失稳临界压力进行理论分析计算,得到其理论的临界失稳压力;同时由于在外压的作用下,容器的挠度随着压缩应力的增加趋向急剧增大,为了详细分析气柜钟罩在外压作用下的变形情况,本研究利用目前比较流行的有限元分析软件ANSY肠.0,对外压作用下的钟罩进行了非线性有限元分析计算。
1聚丙烯气柜的主要技术参数
聚丙烯气柜结构如图1所示,为安全起见,钟罩壁、钟罩顶均取测厚仪所测量的最小壁厚进行计算。
主要尺寸(直径x高度火最小壁厚):钟罩壁1440OInnl(内径)又6690~又3~;钟罩顶17280n卫刀(内半径)火1571.5nul〕x4II丁110
操作压力:500rn时飞O(表压)。
操作温度:40℃。
介质:聚丙烯气体。
材料:Q235一A。
气柜由水槽、活动塔节(钟罩)、溢流装置、外部导向装置(外导轨)、内部导向装置(内导轨)、配重块等组成。
水槽固定,内部充满水以封住气体,达到水封,塔节上下活动。
气柜依靠水的浮力、气柜内的气体压力以及配重块之间的平衡来使钟罩上下浮动,其上升高度取决于钟罩内气体的储存量:当向气柜内注入气体,气体储存量增加时,钟罩开始上升,以增加气体存储空间,直至钟罩上升至最高位置;反之当从气柜中抽气,气体储存量减少时,钟罩则下降。
2气柜外压失稳临界压力的理论分析
由于正常工作情况下气柜的工作压力为500nll工11理2O(表压),因此可以不考虑其强度问题,然而由于气柜内的气体可以被抽出,而随着气柜内气体存储量的减少,钟罩随之下降,如果此时由于导轨机械故障使得钟罩下降受阻,或者钟罩已经降到低限位置仍继续抽气,则钟罩内极有可能出现负压,负压到达一定程度,即会导致气柜被抽瘪。
由于该气柜壁很薄,壳体在受力时不会有局部弯曲应力发生,即壳体中的应力沿厚度方向均匀分布,这种应力状态即为“薄膜应力”,可以应用旋转壳的薄膜理论氏2〕来求解。
而对于受到以旋转轴对称的分布压力作用的旋转薄壳,其中的薄膜应力可以通过两个静力平衡条件来求得。
这时可分别求出在经线方向(中方向)和环线方向(夕方向)沿厚度方向的合力,即图2中的蝇和蛛。
由于法向载荷是轴对称的,则在该微元上不存在剪应力,而蝇和练也就成为主应力。
将作用在图2中所示微元上的力综合在一起,且以P表示法向载荷,即有以下的平衡方程
按照旋转壳的薄膜理论,当容器承受外压时,器壁中产生压缩薄膜应力,其大小与受内压时相同。
当压力达到一定的数值时,壳体的径向挠度随着压缩应力的增加急剧增大,直至容器压瘪,此时压缩薄膜应力还未达到材料的屈服点,甚至低很多,这种现象即为外压容器的失稳或屈曲〔3,“〕。
因此,保证容器承受外压时的稳定性是容器正常操作的必要条件。
本研究课题中的气柜在正常工作时处于正压工作状态,但当出现意外情况,如:气柜处于低限位置仍然继续抽气时,气柜钟罩则处于负压工作状态,因此分析时,除了要保证钟罩承受内压时有足够的强度之外,还要考虑其承受外压时可能出
现失稳的情况,即有必要对其进行外压失稳的临界压力计算。
由于钟罩外压失稳时处于低限位置,此时由于负压的存在使得钟罩壁完全浸在水中,因而在这种情况下的钟罩壁不存在外压失稳问题,因此本研究的理论计算部分仅计算钟罩顶的理论临界失稳压力。
已知印35一A材料的机械性能:屈服强度。
、为235MPa:泊松比产为0.3;弹性模量五为2.1火105入IPao设0。
为容器的外直径,Di为容器的内直径,t为罩顶壁厚,h为钟罩顶的高度。
对于本课题研究的钟罩顶,可以将其简化为椭圆形封头,最小临界压力的计算参照半球形封头的计算公式[4j,其中的半径取其当量曲率半径R*=代Di,文献中根据长短轴之比给出了系数K的取值,因此有:为了进一步了解该气柜钟罩承受外压时的具体变形情况,本研究拟采用目前比较流行的应力分析软件—ANsY3i.015〕,通过有限元方法来进一步对承受外压的钟罩进行非线性有限元分析。
3气柜外压作用下的有限元分析
由于本研究的气柜钟罩失效形式属于外压作用下的失稳,即失效时产生了较大的变形,因此此类问题可归结为非线性问题,需采用非线性分析方法来进行。
应该注意:进行非线性有限元分析所采用的应力一应变曲线应该采用材料的真实应力一应变曲线囚。
3.1建立有限元计算模型
由于气柜实际结构的轴对称性,有限元计算模型采用图3所示的轴对称模型。
由于板壳单元无法实现容器器壁的径向分层,因此对压力容器进行有限元分析时,一般采用三维实体单元,本研究采用4节点单元阮hd42,建立轴对称模型。
计算过程中打开自动时间步长和大变形选项。
对本气柜,共划分13936个单元,节点数为17484,在外部施加均布载荷0.O04MP芝,载荷子步为200。
3.2载荷及边界(约束)条件
对于承受外压的压力容器,其边界条件如图3所示,在对称面上限制法线方向的位移自由度。
在ANSYS前处理器中建立其有限元模型,进行网格划分,单元网格划分结果如图4所示。
3.3结果及分析
从有限元分析的结果可以看出,钟罩顶与罩壁结合部位附近的应力、变形均较大(如图5、图6所示),这是由于钟罩顶与钟罩壁的结合处存在结构不连续而导致的,因此该部位属于易发生失效的危险区域。
由于此问题属于非线性问题,因此本文利用ANS、侣的时间历程后处理器R万理6,进一步得到计算模型中指定点的分析结果(如变形)与时间的函数关系:首先根据应力以及变形分析的初步结果,找出钟罩在承受外压时的特征部位,该部位的计算结果应该能反映结构的总体变形特征;然后利用时间历程后处理器,以载荷(或时间)作为纵坐标,以特征部位在载荷作用下的位移为横坐标,得到该部
位的载荷一位移曲线图。
从本研究所涉及的承受外压的钟罩来分析,由于钟罩顶与钟罩壁的结合处存在结构不连续,变形比较明显,如图6所示,因此在钟罩顶边缘附近选取位移最大的节点(节点号:9903),在后处理B泥仓6中作出其载荷一位移曲线,如图7所示。
由图7可以看出,随着载荷的增加,特征部位的位移逐渐增加,当载荷增加到一定程度时,位移增加比较明显,即结构总体的变形加剧,产生失稳屈曲失效:当外压为0.001MPa时,位移较小,约为6.9~;当外压加至0.002NIPa时,位移增加至15.4~;而当外压为理论临界压力0.002gMI〕a时,变形比较明显,位移为25.5~;此时若继续施加压力,则气柜变形加剧,如当外压为O.004MI〕a时,位移增至53.78~,此时钟罩顶的凹陷已经比较明显。
利用回归分析软件对以上结果进行处理,可以得到施加外压和位移的关系曲线,对该关系式进行求导,从导数值的变化情况即可以看出外压与位移变化趋势的关系。
本研究对有限元计算结果(图7所示曲线)进行进一步分析,得到该回归曲线的斜率变化情况(见表1),表1给出了外压值从0.00007NIPa到0.003MI〕a 之间载荷位移曲线的斜率,可以看出:随着外压增加,斜率减小,即同样的外压增量下,变形量增大,并且在
0.0024Nlpa附近,该增大趋势更为明显,即回归曲线斜率变化比较明显时对应的外压值约在0.0024MPa附近。
这表明,在该区域,即使外压增加的幅度不大,仍有可能使气柜钟罩产生较大的变形,这一分析结果与理论计算结果亦比较吻合。