曼型干式煤氣柜

在干式氣柜當中，與同樣柜容的威金斯氣柜、可隆氣柜和新型氣柜相比，曼型干式煤氣柜的耗鋼量最低，其綜合造價也是最低的。雖然曼型干式煤氣柜施工技術(shù)較為復(fù)雜，但其以良好的氣密性、穩(wěn)定的壓力、密封機構(gòu)能較好的抵制焦爐煤氣中含有的焦油霧、萘、硫化氫等物質(zhì)的反應(yīng)等優(yōu)點在我國儲氣柜中占有一席之地。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)各鋼鐵廠已經(jīng)建成不同容積的曼型干式煤氣柜超過200座。經(jīng)過多年的發(fā)展，曼型干式煤氣柜的形式、容積已形成系列化。

由于設(shè)備制造、施工安裝要求較高，干式煤氣柜在我國的發(fā)展是緩慢的，在20世紀80年代前建的煤氣柜均為濕式煤氣柜。寶鋼1980年4月與日本三菱重工簽訂合同引進了國內(nèi)第一座曼型干式煤氣柜，為國內(nèi)建設(shè)大容量的干式氣柜做了一個有利的參照。在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)消化引進技術(shù)并開始設(shè)計、研制建設(shè)國產(chǎn)曼型干式煤氣柜。1988年，在攀鋼投產(chǎn)建成的12萬m3曼型煤氣柜是國內(nèi)首臺全部國產(chǎn)化、儲氣壓力最高的大型稀油密封干式煤氣柜。1999年，國內(nèi)第二座曼型干式煤氣在韶鋼投產(chǎn)建成;2005年12月，國內(nèi)容積最大、壓力最大、柜型最新的30萬m3新型煤氣柜在鞍鋼建成投產(chǎn)，這是我國第一座具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型曼型干式煤氣柜，結(jié)束了國內(nèi)無大型高壓煤氣柜的歷史。

曼型干式煤氣柜又稱稀油密封型煤氣柜，1915年由德國曼阿恩(M·A·N)廠創(chuàng)造。外形為正多邊形(圖1所示)，外部是由立柱、L型鋼側(cè)板組成的正多邊形棱柱體加勁殼體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部由柜體、柜頂及內(nèi)部活塞結(jié)構(gòu)三大部分組成，另外還有一些附屬設(shè)施，如外部電梯、外部樓梯、各種煤氣放散管等（圖2所示）。在活塞周圍的油溝內(nèi)設(shè)置密封機構(gòu)并注入一定深度的密封稀油充滿活塞與側(cè)板之間，以達到密封作用。曼型干式煤氣柜在合理利用鋼鐵廠本身副產(chǎn)的二次能源(副產(chǎn)煤氣)解決動力資源和降低鋼鐵廠能源消耗方面起著積極的作用，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，將在鋼鐵企業(yè)中得到更加廣泛的應(yīng)用，目前該柜形廣泛用于存儲高爐煤氣與焦爐煤氣。

在干式氣柜當中，與同樣柜容的威金斯氣柜、可隆氣柜和新型氣柜相比，曼型干式煤氣柜的耗鋼量最低，其綜合造價也是最低的。雖然曼型干式煤氣柜施工技術(shù)較為復(fù)雜，但其以良好的氣密性、穩(wěn)定的壓力、密封機構(gòu)能較好的抵制焦爐煤氣中含有的焦油霧、萘、硫化氫等物質(zhì)的反應(yīng)等優(yōu)點在我國儲氣柜中占有一席之地。據(jù)不完全統(tǒng)計，國內(nèi)各鋼鐵廠已經(jīng)建成不同容積的曼型干式煤氣柜超過200座。經(jīng)過多年的發(fā)展，曼型干式煤氣柜的形式、容積已形成系列化。

曼型干式煤氣柜是一種儲存可燃氣體、節(jié)約能源和保護環(huán)境的大型、重要構(gòu)筑物，廣泛用于冶金、石化、市政等行業(yè)。本項目以大型曼型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)的抗風設(shè)計理論為主要研究目標，主要研究內(nèi)容包括曼型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)考慮內(nèi)部活塞運動的結(jié)構(gòu)動力特性及其在靜風和動力風荷載下的屈曲失穩(wěn)問題、煤氣柜薄壁結(jié)構(gòu)體型系數(shù)及等效風荷載、煤氣柜薄壁結(jié)構(gòu)氣動彈性模型設(shè)計方法、適用于工程設(shè)計的大型煤氣柜簡化抗風計算方法等。本項目擬依托于現(xiàn)有大型煤氣柜工程建設(shè)，綜合運用理論分析、試驗研究、數(shù)值模擬等各方面手段，率先開展針對大型曼型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)的風振響應(yīng)研究工作，為煤氣柜結(jié)構(gòu)的抗風計算提供可靠、有效的理論依據(jù)。因此，本項目具有十分重要的理論意義、應(yīng)用價值和社會經(jīng)濟效益。

曼型干式煤氣柜屬于大型空間薄壁組合殼體結(jié)構(gòu)，其動力特性并不確定，對風荷載比較敏感，且其屈曲和穩(wěn)定特性比較顯著。本項目圍繞大型曼型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)的抗風設(shè)計理論展開研究，主要研究了考慮活塞處于不同高度位置的結(jié)構(gòu)動力特性及其在靜風作用下的屈曲和穩(wěn)定問題、煤氣柜表面風荷載體型系數(shù)的計算方法、高雷諾數(shù)下粗糙度對圓柱繞流特性的影響、煤氣柜剛性測壓試驗、煤氣柜結(jié)構(gòu)在各典型工況下的風振響應(yīng)、線性濾波自回歸模型法對風荷載模擬的改進方法、煤氣柜結(jié)構(gòu)氣動彈性模型設(shè)計方法、曼型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)的風振系數(shù)計算方法；煤氣柜內(nèi)壓作用下的彎曲變形，柜體、柜頂和活塞結(jié)構(gòu)的線性屈曲和非線性屈曲與穩(wěn)定的縮尺模型。本項目依托東南沿?，F(xiàn)有大型煤氣柜實際工程，采用理論分析、試驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對大型曼型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)的風振響應(yīng)、屈曲與穩(wěn)定進行了系統(tǒng)的研究，所獲得結(jié)論和提出的方法，為煤氣柜結(jié)構(gòu)的抗風設(shè)計和規(guī)程編制提供了有益的參考。 2100433B