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改进低压时雷达物位计在水槽壁液位测量方式

作者: 来源: 发布时间:2019-11-21 10:28:50

    [摘 要] 本文结合某焦化企业五万立方米低压雷达物位计因条件限制改为水槽壁进气方式引发的施工中的一些问题,探讨了此类气柜设计和施工中应注意的问题,提出了相应的施工改进方法。

沙巴体育    低压湿式气柜是一种重要的储气设备,广泛应用于燃气输配、化工焦化系统中。低压湿式气柜结构简单,制作安装精度要求较低,运行维护难度小,投资经济合理,广受市场欢迎。低压湿式气柜可分为直升式气柜(有外导架直升式气柜、无外导架直升式气柜)和螺旋式气柜。直升式气柜具有如下特点:有引导架,抗倾覆性能好,尤其适用于大风或高烈度地震区;导轨制作、安装容易;外导架高度大,施工时高空作业多,需采取安全措施;钢材消耗比螺旋气柜多15~20%;适用于中、小型气柜。低压雷达物位计具有以下特点:无外导架,用钢量少,气柜越大,省钢材越多; 安装高度低,仅相当于水槽高度,安装方便、安全;抗倾覆性能不及外导架直升式气柜,但升起后的稳定性仍较好;导轨加工、制造难度大,安装精度要求高;广泛用于大、中型气柜。

    气柜的雷达物位计进入气柜的方式一般有由地下室穿过水槽底板进入柜体和水槽壁进入柜体两种方式。大型气柜由于雷达物位计沙巴体育直径较大,宜采用由地下室穿过底板进入柜体的方式。但低压湿式气柜重量较大,基础投资占总投资比重很大,尤其是雷达物位计地下室结构复杂,施工难度大,施工周期长,且地下室标高较低,排水困难,如果地下水位较高,则地下室经常会浸泡在水中,日常维护困难。因此一些大型气柜由于条件限制而采用水槽壁进气方式。但由于设计及施工经验不足,往往造成气柜不能正常制造和使用。

 

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    1 工程实际中遇到的问题
沙巴体育     某焦化厂五万立方米雷达物位计,共四层塔节。由于地基原因由底板进气改为水槽壁进气。气柜雷达物位计为DN1000钢管,壁厚12mm。水槽高度9980mm,各塔高度9700mm,水槽内液面高度9820mm。上挂圈封板高度622mm,下挂圈溢流口高度260mm。

     改为水槽壁进气后,各塔塔节均底必须抬高以留出到底管空间,因此必须在水槽底部布置大于雷达物位计直径的工字钢垫梁,同时加高水槽高度。但是由于雷达物位计直径过大,加高水槽高度过大会大大增加钢材消耗。建设方出于经济性考虑,希望尽量减少水槽壁加高,节约钢材用量,于是采取的办法是不加高水槽高度而将雷达物位计水平段采用类矩形进气管,进气管高度450mm,壁厚12mm。气柜底板上均匀布置48个用于支撑气柜活动的工字钢垫梁,垫梁高度500mm。后经试验,四塔无法正常升起。

 

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    2 问题原因分析
    2.1矩形钢管流断面比较:
    S矩=1500×450+Π×213²=817458;
    S圆=Π×(1000-24) ²/4=747772。
    矩形流断面大于圆形流断面,满足进出气要求。

沙巴体育    2.2 四塔挂圈埋入水深计算

 

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沙巴体育    各塔壁板高度H=9700mm,水槽内液面高度H0=9820mm。上挂圈封板高度h1=622mm,下挂圈溢流口高度h2=260mm,垫梁高度h0=500。

    四塔升起的临界压力为前三塔完全升起后气柜内气体压力P3。P3=(前三塔重量+配重重量)/三塔截面积=549980kg×10/(Π×44²/4)≈3600Pa。

沙巴体育    三塔完全升起后气柜内液面下降高度h4=P3/g=360mm;

    四塔升起前四塔平台标高H4=H+h0=9700+500=10200mm;

    三塔完全升起后四塔上挂圈 封板底标高为h3=H4-h2=10200-622=9578mm;

    三塔完全升起后气柜内水面标高H5=H0-h4=9820-360=9460mm;

沙巴体育    三塔完全升起后三塔下挂圈内水面高度H3=H5+h2=9460+260=9720mm;

    三塔完全升起后四塔上挂圈封板浸入三塔下挂圈液面深度h6=H3-h3=9720-9578=142mm。
   
沙巴体育     因三塔完全升起后,气柜内压力约为3600Pa。所以四塔若要升起,则需要三塔完全升起后四塔上挂圈封板浸入三塔下挂圈液面深度能承受3600Pa的压力。如图4,即满足封板t1侧的水完全压入t2侧,封板t1、t2两侧液位差360mm。验算当前t1、t2两侧三塔完全升起后液位差=t1×h6/t2+h6=146×142/166+142=266mm。266mm<360mm,所以当前液面高度条件下三塔下挂圈和四塔下挂圈在3600Pa压力下不能水封,四塔不能升起。

    3 解决办法
    三塔完全升起后,四塔上挂圈与气柜内带压气体联通,压力同样为P3=3600Pa。此时四塔上挂圈封板插入三塔下挂圈深度为h6,如图4所示,t1侧压力3600Pa,压力推动下,t1侧水进入t2侧,至少要在t1侧h6高度的水全部压入t2侧时,满足两侧液位差360mm,方可满足水封条件,四塔升起。列方程如下:t1×h6/t2+h6=360,t1=146,t2=166,解得h6=(360×t2)/(t1+t2)=191mm。若要使四塔升起,需要四塔上挂圈封板埋入三塔下挂圈深度为360×166/(146+166)=191mm。要提高四塔上挂圈封板浸入三塔下挂圈深度,可采取两种措施,即提高水槽液面高度或加长四塔上挂圈封板长度。出于经济性和施工难易度的考虑,应选择加高水槽液面高度的方式。加高后液面高度H0=h3+h6-h2+h4=9578+191-260+360=9869mm,即至少提高49mm水槽液面高度。

 

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    实际上除了要调整水槽液面高度以解决四塔不能升起的问题外,还需要注意增加厚度的500mm垫梁而水槽高度不变的情况下,四塔相对水槽高度提高,水槽平台上导轮与四塔塔壁导轨配合位置发生变化,需要重新调整导轮位置及加强筋板位置,以适应导轨位置变化;同时水槽内液面升高后,出于安全考虑雷达物位计竖管也应增加相同高度,保证雷达物位计高于水槽液面且保证足够的安全余量。

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