三、煤氣儲(chǔ)存站
(一) 站址的確定
當(dāng)城市采用低壓氣源，而且供氣規(guī)模又不特別大時(shí)，燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)通常采用低壓儲(chǔ)氣，與其相適應(yīng)需建設(shè)低壓儲(chǔ)配站。低壓儲(chǔ)配站的作用是在低峰時(shí)將多余的燃?xì)鈨?chǔ)存起來(lái)，在高峰時(shí)通過(guò)儲(chǔ)配站的壓縮機(jī)將燃?xì)鈴牡蛪簝?chǔ)罐中抽出壓送到中壓管網(wǎng)中，保證正常供氣。
城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)中設(shè)置儲(chǔ)配站的數(shù)量及其位置的選擇，需要根據(jù)供氣規(guī)模、城市特點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。
當(dāng)城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)中只設(shè)一個(gè)儲(chǔ)配站時(shí)，該儲(chǔ)配站應(yīng)設(shè)在氣源廠附近，稱為集中設(shè)置。當(dāng)設(shè)置兩個(gè)儲(chǔ)配站時(shí)，一個(gè)設(shè)在氣源廠，另一個(gè)設(shè)置在管網(wǎng)系統(tǒng)的末端，稱為對(duì)置設(shè)置。根據(jù)需要，城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)可能有幾個(gè)儲(chǔ)配站，除有一個(gè)儲(chǔ)配站設(shè)在氣源廠附近外，其余均分散設(shè)置在城市其他合適的位置，稱為分散設(shè)置。
儲(chǔ)配站的集中設(shè)置可以減少占地面積，節(jié)省儲(chǔ)配站投資和運(yùn)行費(fèi)用，便于管理，分散布置可以節(jié)省管網(wǎng)投資，增加系統(tǒng)的可靠性，但由于部分氣體需要二次加壓，多消耗一些電能。
儲(chǔ)配站通常由低壓儲(chǔ)氣罐、壓送機(jī)室、輔助室(變電室、配電室、控制室。水泵房、鍋爐房)、消防水池、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)、及生活間(值班室、辦公室、宿舍、食堂和浴室等)所組成。
儲(chǔ)配站儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)在站區(qū)年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，兩個(gè)儲(chǔ)罐的間距等于相鄰最大罐的半徑；儲(chǔ)罐周圍應(yīng)有環(huán)形消防車道；要求有兩個(gè)通向市區(qū)的通道。鍋爐房、食堂和辦公室等有火源的建(構(gòu))筑物宜布置在站區(qū)的上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。站區(qū)各建(構(gòu))筑物之間的距離應(yīng)滿足建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范的要求。
(二) 儲(chǔ)氣設(shè)施
煤氣柜，也稱煤氣罐，可有效回收剩余煤氣，穩(wěn)定煤氣管網(wǎng)壓力，提高煤氣利用率。
1. 煤氣柜分類及布置原則
(1) 煤氣柜分類?工廠煤氣柜一般是低壓儲(chǔ)氣罐，按其密封方式分為濕氣煤氣柜和干式煤氣柜兩類。
濕氣柜分為鐘罩和塔節(jié)，鐘罩和塔節(jié)隨煤氣的進(jìn)出而升降。濕氣煤氣柜按其結(jié)構(gòu)形式分為直立導(dǎo)軌式和螺旋式兩種。濕氣柜靠水密封，密封性好，易于制造、安裝，操作維護(hù)簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，但基礎(chǔ)荷載大，地基條件要求高，基礎(chǔ)工程費(fèi)用大，寒冷地區(qū)需考慮水槽防凍問題，且受塔體結(jié)構(gòu)限制，儲(chǔ)存煤氣壓力低，不同塔節(jié)浮起時(shí)，壓力變化大，對(duì)穩(wěn)定煤氣管網(wǎng)壓力效果較差。
螺旋式濕氣柜不能承受強(qiáng)烈的風(fēng)壓，風(fēng)速較高的地區(qū)不宜設(shè)置?，F(xiàn)已經(jīng)運(yùn)行的螺旋賽以下部分，隨活塞上下運(yùn)動(dòng)而增減其儲(chǔ)氣量。按其結(jié)構(gòu)形式可分為曼型(MAN型)、可隆型(KLONNE型)和威金斯型(WIGGINS型)。干式煤氣安裝精度要求高，制造和施工較難，但占地面積小，金屬耗量少，投資小，其最大優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)存煤氣壓力較高，運(yùn)行中煤氣壓力穩(wěn)定。
干式煤氣柜特征見表3-7。
表3-7 干式煤氣柜特征
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類型名稱 | 曼型 | 可隆型 | 威金斯型 |
結(jié)構(gòu)型式 | 油環(huán)式 | 干油環(huán)式 | 布簾式 |
外形 | 正多邊形 | 正圓形 | 正圓形 |
密封方式 | 稀油密封 | 干油密封 | 橡膠夾布簾密封 |
活塞型式 | 平板桁架 | 拱頂 | T型擋板 |
儲(chǔ)氣壓/mmH2O | 600～800 | 600～850 | 250～600 |
??? 注：1mmH2O=9.80665Pa。
(2) 布置原則?新建濕式煤氣柜不得建設(shè)在居民稠密區(qū)，必須遠(yuǎn)離大型建筑、倉(cāng)庫(kù)、通信和交通樞紐等重要設(shè)施，并應(yīng)布置在通風(fēng)良好的地方。
煤氣柜周圍應(yīng)設(shè)有圍墻、消防車道和消防設(shè)施。
煤氣柜的防火要求以及建筑物、場(chǎng)所的防火間距應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定。一般煤氣柜之間的防火間距應(yīng)不小于相鄰的兩座煤氣柜中較大煤氣柜的半徑；干式煤氣柜防火間距應(yīng)較濕式煤氣柜與建筑物、場(chǎng)所防火間距規(guī)定要求增加25%。濕式煤氣柜與建筑物之間的防火間距，濕式煤氣柜與建筑物、場(chǎng)所防火間距見表3-8、表3-9。
表3-8 濕式煤氣柜與建筑物之間的防火間距??? 單位：m
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廠外鐵路(中心線) | 廠內(nèi)鐵路(中心線) | 廠外道路(路邊) | 廠內(nèi)道路 | 架空輸電線 |
主要 | 次要 |
25 | 20 | 15 | 10 | 5 | 不小于1.5倍桿高 |
表3-9 濕式煤氣柜與建筑物、場(chǎng)所防火間距??? 單位：m
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建筑物名稱 | 煤氣柜容積/m3 |
≤5000 | 5000～10000 | ＞10000 |
明火或散發(fā)火花地點(diǎn)，民用建筑，易燃、可燃液體儲(chǔ)罐和易燃材料場(chǎng)所，甲類物品倉(cāng)庫(kù) | 25 | 30 | 40 |
不同耐火等級(jí)的其他建筑物 | 一、二級(jí) | 12 | 15 | 20 |
三級(jí) | 15 | 20 | 25 |
四級(jí) | 20 | 25 | 30 |
注：干式煤氣柜防火間距應(yīng)按上表規(guī)定增加25%。
2. 煤氣柜容量的確定
焦?fàn)t煤氣柜的容量，應(yīng)包括以下幾個(gè)部分。
(1) 焦?fàn)t煤氣壓送機(jī)突然故障的安全容量?當(dāng)焦?fàn)t煤氣壓送機(jī)突然發(fā)生故障，煤氣供應(yīng)量突然減少，用戶更換燃料或停用煤氣處理過(guò)程中，需由煤氣柜繼續(xù)供給焦?fàn)t煤氣。這部分煤氣容量，稱為焦?fàn)t煤氣壓送機(jī)突然故障的安全容量。
(2) 波動(dòng)調(diào)節(jié)容量?煤氣的發(fā)生和使用不斷變化，常造成煤氣供應(yīng)的不平衡。這部分氣柜容量主要用來(lái)調(diào)節(jié)焦?fàn)t煤氣發(fā)生和使用不平衡造成的煤氣量的波動(dòng)。
(3) 突然發(fā)生的過(guò)剩煤氣安全容量?當(dāng)廠內(nèi)最大的一臺(tái)焦?fàn)t煤氣加壓機(jī)突然發(fā)生故障，焦?fàn)t煤氣出現(xiàn)過(guò)剩，在打開放散滯后時(shí)間內(nèi)，過(guò)剩的煤氣需進(jìn)入氣柜。煤氣柜應(yīng)經(jīng)常保留過(guò)剩煤氣安全容量。
(4) 煤氣柜安全容量?為使煤氣柜在生產(chǎn)中安全運(yùn)行，不允許升到最高點(diǎn)，或降至最低點(diǎn)，以免因碰撞而損壞，為此應(yīng)留有上、下限安全容量。干式煤氣柜取總柜容的10%，濕式煤氣柜為柜容的15%～20%。
以上四部分容量之和，即為焦?fàn)t煤氣柜的容量。
3. 煤氣柜安全要求
(1) 煤氣置換?煤氣或空氣的置換是煤氣柜安全管理的重要環(huán)節(jié)。煤氣柜在投產(chǎn)啟用前或檢修前均需進(jìn)行氣體置換，以避免煤氣與空氣在柜內(nèi)形成爆炸性混合物。置換方法主要有間接置換和直徑置換兩類。
煤氣柜使用惰性氣體進(jìn)行間接置換，不會(huì)產(chǎn)生爆炸和污染，是安全可靠的方法。置換介質(zhì)可選用氮?dú)?、二氧化碳、惰性氣體發(fā)生器產(chǎn)生的煙氣或煤氣燃燒器在控制空氣比例下完全燃燒所產(chǎn)生的煙氣，以及水煤氣制氣裝置產(chǎn)生的吹掃氣。
① 間接置換?煤氣柜啟用前使用惰性氣體置換空氣時(shí)，應(yīng)將排氣口打開，塔節(jié)或活塞處于最低安全位置，通過(guò)進(jìn)口或出口排放惰性氣體。應(yīng)注意吹掃的對(duì)象還包括煤氣柜的進(jìn)口管道和出口管道。關(guān)掉惰性氣體，接通煤氣管道，在盡可能地置換惰性氣體。在整個(gè)置換過(guò)程中，應(yīng)始終保持柜內(nèi)正壓，一般約1500Pa，最低不小于500Pa。對(duì)煤氣柜內(nèi)的混合氣體取樣分析，合格后可投入正常使用。
在煤氣柜進(jìn)行檢修和停止使用需要吹掃煤氣時(shí)，同樣，氣柜應(yīng)排空到最低安全點(diǎn)，關(guān)閉進(jìn)口與出口閥門，使氣柜完全隔離；應(yīng)保持氣柜適當(dāng)?shù)恼龎毫?；所選用的惰性氣體介質(zhì)不應(yīng)含有大于1%的氧或大于1%的CO，使用氮?dú)獯祾邥r(shí)，所使用的氮?dú)饬勘仨毚笥跉夤袢莘e的2.5倍；惰性氣體源應(yīng)連接到能使煤氣低速流動(dòng)的氣柜最低點(diǎn)或最遠(yuǎn)點(diǎn)位置上，正常情況下應(yīng)連接在氣柜進(jìn)口或出口管路上；頂部排氣口打開，以使吹掃期間氣柜保持一定壓力；吹掃要持續(xù)到排出氣體成為非易燃?xì)怏w，使人員和設(shè)備不會(huì)受到著火、爆炸和中毒的危害，可用氣體檢測(cè)儀對(duì)氣柜內(nèi)的氣體進(jìn)行檢測(cè)；用惰性氣體吹掃完畢，應(yīng)將惰性氣體從氣源斷開。然后向氣柜內(nèi)鼓入空氣，用空氣吹掃應(yīng)持續(xù)到氣柜逸出氣體中CO含量小于0.01%，氧的濃度不少于18%(體積百分?jǐn)?shù))，還應(yīng)監(jiān)測(cè)苯、烴類等含量，達(dá)到無(wú)毒、無(wú)害狀態(tài)(無(wú)著火、爆炸危險(xiǎn)，人員可不戴呼吸器進(jìn)入氣柜內(nèi)工作)；氣柜吹掃符合規(guī)定要求，并經(jīng)指定人員檢查確認(rèn)和規(guī)定人員批準(zhǔn)后，且經(jīng)檢查現(xiàn)場(chǎng)沒有可燃性氣體或沉積物時(shí)，方可進(jìn)行焊接、氣割或火焰清理等動(dòng)火作業(yè)以及其他檢修作業(yè)。
② 直接置換?煤氣柜用煤氣直接置換的方法，危險(xiǎn)性較大。因?yàn)樵谟妹簹庵苯又脫Q過(guò)程中，煤氣與空氣的混合氣體必定經(jīng)過(guò)從達(dá)到爆炸下限至超過(guò)爆炸上限的過(guò)程，存在著著火、爆炸的危險(xiǎn)，此外，用煤氣直接置換必將向大氣中放散大量煤氣，對(duì)周圍環(huán)境造成污染，所以一般不宜使用此方法。限于條件或其他原因而采用煤氣直接置換方法時(shí)，必須采取嚴(yán)格的特殊防范措施，如煤氣柜周圍100m內(nèi)應(yīng)設(shè)警戒線，進(jìn)入煤氣流經(jīng)管道的速度不得大于10m/s，整個(gè)煤氣柜應(yīng)有良好的接地(任何部位接地電阻均應(yīng)小于4Ω)等。
(2) 煤氣柜安全管理?煤氣柜周圍應(yīng)設(shè)有防止任何未經(jīng)批準(zhǔn)的人接近煤氣柜的圍墻等設(shè)施，柜梯或臺(tái)階應(yīng)裝有帶鎖的門；四周6m之內(nèi)不應(yīng)有障礙物、易燃物和腐蝕性物質(zhì)；煤氣柜所有工作處，均應(yīng)有安全通道和安全作業(yè)區(qū)，在高出地面2m的氣柜上任何部位工作應(yīng)有合適的工作臺(tái)，備有安全帶和面具；出口和入口的連接件應(yīng)與氣柜完全隔開；氣柜的固定地點(diǎn)或入口處應(yīng)備有相應(yīng)的警戒標(biāo)志、呼吸裝置、滅火裝置和其他急救設(shè)備；放起點(diǎn)周圍15m要清除火源；在氣柜外殼或進(jìn)入氣柜工作必須經(jīng)特殊批準(zhǔn)，進(jìn)入氣柜應(yīng)至少2人，要有專人監(jiān)護(hù)，并有氣柜內(nèi)發(fā)生意外事件的報(bào)警或無(wú)線電通訊裝置，不得穿戴易產(chǎn)生火花的衣服、鞋帽，并備有呼吸器等急救設(shè)備。
濕式柜每級(jí)塔節(jié)水封的有效高度不小于最大工作壓力的1.5倍；應(yīng)設(shè)有容積指示裝置，充氣達(dá)到上限時(shí)自動(dòng)放散和手控放散裝置，氣柜容積降到下限自動(dòng)停止向外輸出煤氣或自動(dòng)充壓裝置；操作室應(yīng)設(shè)有壓力計(jì)、流量計(jì)、高度指示計(jì)和容積上下限聲光信號(hào)。
干式柜應(yīng)設(shè)有連續(xù)監(jiān)測(cè)活塞上方大氣和異常報(bào)警裝置、油泵供電失靈報(bào)警裝置，氣柜內(nèi)部發(fā)生意外事件時(shí)能從氣柜頂部傳到地面的報(bào)警裝置；控制室應(yīng)設(shè)活塞升降速度、煤氣出入口閥開度、煤氣放散閥和調(diào)整閥開度以及放散管流量等測(cè)定和顯示裝置，以及各種閥的開關(guān)和故障信號(hào)裝置；大型煤氣柜應(yīng)設(shè)外部和內(nèi)部電梯，電梯應(yīng)有極限開關(guān)和防止超載、超速裝置和救護(hù)提升裝置。
(3) 煤氣柜安全檢查
① 濕式柜安全檢查重點(diǎn)?氣柜水分析，導(dǎo)軌垂直度，氣柜墊塊，上下掛圈水位，導(dǎo)軌框架結(jié)合點(diǎn)、鉚接縫的搭接邊緣、螺旋導(dǎo)軌的板面和柱子的腐蝕狀況，梯子和扶手狀況，埋地柜體外殼各部位狀況，防爆裝置和防凍設(shè)施狀況等。
??? ② 干式柜安全檢查重點(diǎn)?氣柜所有活動(dòng)部件和氣柜壁的腐蝕、泄漏情況，密封和密封介質(zhì)分析以及導(dǎo)軌構(gòu)件所有活動(dòng)部分、活塞和套筒傾斜度(不允許超過(guò)活塞直徑的1/500)，導(dǎo)軌和套筒的磨損，油井和油槽，梯子和內(nèi)部提升機(jī)，頂蓋和天窗，進(jìn)出氣口和煤氣容量安全閥及排污閥，檢測(cè)儀和遙控指示儀以及電器設(shè)備等。
煤氣柜安全檢查，包括每天例行檢查、月檢查、季檢查和年檢查，這是煤氣柜安全的基礎(chǔ)工作。
4. 輔助設(shè)施
儲(chǔ)配站通常由低壓儲(chǔ)氣罐、壓送機(jī)室、輔助室、消防水池、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及生活間組成。上面對(duì)低壓儲(chǔ)氣罐進(jìn)行了介紹，對(duì)輔助設(shè)施主要介紹煤氣壓送機(jī)。
在煤氣輸配系統(tǒng)中，壓縮機(jī)是用來(lái)壓縮煤氣，提高煤氣壓力或輸送煤氣。煤氣壓送機(jī)種類很多，按其工作原理可分為兩大類：容積型壓縮機(jī)、速度型壓縮機(jī)。在容積型壓縮機(jī)中，氣體壓力的提高是由于壓縮機(jī)中氣體的體積被縮小，使單位體積內(nèi)氣體分子的密度增加而形成。在速度型壓縮機(jī)中，氣壓的提高是由于氣體分子的運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)化的結(jié)果，即先使氣體的分子得到一個(gè)很高的速度，然后又使速度降下來(lái)，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能。
在燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中容積型壓縮機(jī)主要有活塞式、轉(zhuǎn)子式、螺桿式和滑片式壓縮機(jī)。速度型壓縮機(jī)主要有離心式壓縮機(jī)。活塞式壓縮機(jī)按照結(jié)構(gòu)形式可分為立式、臥式、角度式(有可分為L(zhǎng)形、V形、W形和扇形等)和對(duì)置型壓縮機(jī)。
(1) 對(duì)壓縮機(jī)室布置的要求?壓縮機(jī)在室內(nèi)宜單排布置。當(dāng)壓縮機(jī)臺(tái)數(shù)較多，單排布置使壓縮機(jī)室過(guò)長(zhǎng)時(shí)，可雙排布置，但兩排之間凈距應(yīng)不小于2m。室內(nèi)的主要通道，應(yīng)根據(jù)壓縮機(jī)最大部件的尺寸確定，一般應(yīng)不小于1.5m。
壓縮機(jī)室內(nèi)應(yīng)留有適當(dāng)?shù)?、不影響設(shè)備操作和運(yùn)行的檢修場(chǎng)地。
布置壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮觀察和操作方便，同時(shí)考慮到管道的合理布置。
??? 壓縮機(jī)室宜設(shè)置起重設(shè)備，其起重能力應(yīng)按照壓縮機(jī)組的最重部件確定。檢修時(shí)需要吊裝的設(shè)備，應(yīng)布置在起重設(shè)備的工作范圍內(nèi)。
對(duì)于帶有臥式氣缸的壓縮機(jī)，應(yīng)考慮抽出活塞和活塞桿需要的水平距離。設(shè)置臥式列管式冷卻器時(shí)，應(yīng)考慮在水平方向抽出其中管束所需要的空間。立式列管式冷卻器的管束可垂直吊出，也可臥倒放置抽出。
輔助設(shè)備的位置應(yīng)便于操作，不妨礙門、窗的開啟和不影響自然采光和通風(fēng)。
壓縮機(jī)之間的凈距及壓縮機(jī)和墻之間的距離不應(yīng)小于1.5m，同時(shí)要防止壓縮機(jī)的振動(dòng)影響建筑物的基礎(chǔ)。
壓縮機(jī)室的高度：當(dāng)不設(shè)置吊車時(shí)，為臨時(shí)起重和自然通風(fēng)的需要，一般屋架下弦高度不低于4m，對(duì)于機(jī)身較小的壓縮機(jī)可適當(dāng)縮??；當(dāng)設(shè)置吊車時(shí)，吊車軌頂高度可參照下列參數(shù)確定，吊鉤自身的長(zhǎng)度、吊鉤上限位置與軌頂間的最小允許距離及設(shè)備需要起吊的高度。
壓縮機(jī)排氣量和設(shè)備較大時(shí)，為了方便操作、節(jié)省占地面積和合理布置管道，壓縮機(jī)室可雙層布置壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)及變速器設(shè)在操作層(二層)，中間冷卻器及潤(rùn)滑油系統(tǒng)均放在底層。
壓縮機(jī)機(jī)體一般情況下不裝隔聲及消音裝置，而經(jīng)常是對(duì)壓縮機(jī)室、壓縮機(jī)與管道連接部分以及在進(jìn)出氣口等處采取隔聲措施。
(2) 壓縮機(jī)的安全檢查?壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)按時(shí)檢查壓縮機(jī)各機(jī)械摩擦部位的注油潤(rùn)滑情況，注意注油量的調(diào)整，檢查系統(tǒng)有無(wú)雜聲和不正常的摩擦聲。必須設(shè)置溫度計(jì)以測(cè)量軸承及轉(zhuǎn)動(dòng)部分外殼的溫度，如溫度超出正常溫度或發(fā)生異常聲響時(shí)必須立即停車。如發(fā)生冷卻水源中斷供應(yīng)、氣缸密封箱及管道接頭嚴(yán)重漏氣等情況也應(yīng)該停止運(yùn)行，檢查故障原因，并及時(shí)排除。冷卻水的出口溫度一般不得超過(guò)35～40℃，如超過(guò)此溫度時(shí)應(yīng)增加冷卻水量，以防止機(jī)件過(guò)熱。
