威金斯型80000m干式煤气柜
安装调试
机电安装分公司
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1 前言
随着市场经济的发展以及国家对节能减排不断提出新的要求，全国各钢铁企业都在不断加大煤气回收利用设施的投入，威金斯干式布帘煤气柜是从国外引进的新型煤气回收设备，具有施工周期短，投资低，设备使用检修率低等特点，目前，威金斯干式布帘煤气柜在全国范围内不断的得到推广及应用。
2 工法特点
2.1工序优化，缩短工期。本工法根据煤气柜构造的特点，采用柜顶组装和柜侧板同时施工，缩短施工工期。
2.2安装工艺标准化，降低成本。本工法采用地面整体组装柜顶，用手拉葫芦进行整体吊装的柜顶吊装方法，减少了大型施工机械的使用，从而降低了成本。同时本工法适用与任何布帘煤气柜的施工，其他曼式柜等煤气柜的施工也可作为参考。
2.3工艺技术先进，确保施工安全及质量。本工法全部采用地面组装，予拼装，然后整体吊装的办法，从而保证较好的焊接环境及构件的几何尺寸，同时避开了垂直交叉作业，减少高空作业，因此保证了施工安全。
3 适用范围
本工法适用与威金斯干式煤气柜的施工及调试。
4 工艺原理
该工艺采用安装煤气柜侧板的同时，在煤气柜活塞板上搭设工装，组装柜顶结构；气柜侧板安装完成后，在煤气柜钢柱上方设手拉葫芦将煤气柜柜顶整体吊装就位。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工工艺流程见图5.1-1。
测量定位 安装底板 底板真空试验 安装活塞板 活塞板真空试验
侧板附件、柜顶附件、气体放散管组装 第一节立柱抗风架组装 活塞托座组装 浇注混凝土 柜顶组装台架设置 地脚螺栓位置确定 柜顶梁安装 地脚螺栓灌浆 铺设柜顶板 第一节立柱及抗风架安装 侧板1～4带安装 侧板1～4带焊接 安装第一节以上立柱、5～26带侧板、环形走道、抗风圈侧板爬梯等 柜顶提升工具设置 柜顶梁及板涂装 柜顶吊装和固定 底板焊接防变形措施
过桥设置 柜内材料运入 T档板台架安装
T档板安装 T档板涂装 活塞支架安装 活塞支架涂装 波形板安装 波型板镀锌 密封膜及紧固件搬入 波型板加工 过桥拆除 调节装置安装 作业进出口封闭 调节配重块安装 安装密封膜 密封膜起重装置及吊具设置 鼓风机设置 内部附件安装 电气仪表装置安装 鼓风管安装 活塞上升检修临时支柱安装 现场容量指示器安装 活塞板内部补强焊 活塞板及底板接触煤气部位涂装 侧板内部及非接触煤气部位涂装 调试及试运转 气密检查和保证项目试验 投运 图5.1-1 施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1柜底板及活塞板的安装
1. 基础测量
在结构安装前，应结合土建施工单位提交的基础交工资料进行基础的复测，根据结构安装需要进行结构安装基线的投设工作，以保证结构安装时有必要的施工及复测基线。
基线包括：00、900、1800、2700、中心标高、外环基础标高、底板圆拱测量及各立柱轴线，并相应确定出结构安装的控制基准点。
2. 底板、活塞板的敷设（包括活塞托座）
根据复测后的基础基线敷设底板中心定位板，然后根据排版图尺寸敷设00～1800、900～2700十字中心定位板，然后分四个区敷设底板。
3. 底板的焊接工作分为定位焊与正式焊两个阶段，定位焊的焊接顺序应与正式焊一致，由于底板面积较大，板较薄，焊接时易产生焊接失稳导致底板产生超差变形，在施焊时应保证固定的焊接程序，并严格执行。同时在焊接前严格检查底板的搭接长度，保证底板焊接搭接长度不少于图纸要求的搭接长度。
4. 底板焊接后按照图纸要求对焊缝进行100%抽真空试验，全面检测底板焊缝的焊接质量，以无泄漏为标准。检测后将活塞支柱的补强板根据施工图要求的位置安装在底板上，记录各补强板的偏差值，以备活塞支柱开孔时使用。
5. 活塞板的安装同底板安装。 5.2.2活塞托座（混凝土挡墙）施工
1. 活塞托座施工顺序：托座结构组装；密封槽钢组装；混凝土浇注
2. 托座本体组装；先进行活塞支柱部位开孔，然后进行框板和补强件组装，焊接时采取措施防止活塞环状板变形。以上工作完成后进行配重混凝土浇注。混凝土浇注前进行隐蔽施工部位检查，设置支柱套管盲板，浇注混凝土时要充分捣实，撒落到活塞板上其他地方的混凝土要迅速清除干净。
5.2.3立柱及侧板的安装
立柱由H型钢制作，由于煤气柜立柱的垂直度安装精度较高，立柱垂直度安装偏差过大会影响侧板的安装质量，因此煤气柜立柱一般不采用工厂制作，现场整体安装的方法，而是分段进行现场安装的办法进行，以利于控制安装，方便调整。
由于壁板焊接采用搭接焊接，规格较薄，如果采用开平板施工，为了防止焊接变形，消除钢板两端的应力，在安装前应用卷板机对钢板两端500mm范围进行卷制。
为了防止焊接变形，壁板外侧环形加强角钢不应距离搭接焊缝太大，一般控制在100mm以内。
5.2.4 T形挡架安装
首先进行封盖板组装，组装前应将底板上的基准线移到T型板台架上，检查椭圆度后可配置封盖板，焊接时要对称分段进行；在盖板上安装密封槽钢和角钢时要考虑收缩余量，焊接完成后在密封膜安装的一侧用砂轮机磨光。
在封盖板上组装支柱安装座，全周安装定位后，进行正式焊接固定。
T挡板分上、下两部分制作，先装配下部T挡板。把组装完成的下部T挡板和梁，以斜梯部为起始点，用柜内汽车吊吊装。
安装上部T挡板时一定要特别注意上部接触活塞的悬臂朝向柜中心。 5.2.5柜顶安装 1. 柜顶组装
活塞托座组装及混凝土浇灌后，根据柜顶板的结构型式搭设柜顶拼装支架，拼装支架应与底板保持一定的空间距离，保证有一定的操作空间。拼装支架用型钢搭设，根据柜顶不同高度分级搭设，设中心支架，以此为圆心，成射线状向四周架设支架，柜顶骨架分上下两层角钢组成，先安装下层，全部安装完成后，再组装上层，顺序由向两侧对称作业。柜顶骨架拼装拱度预抬高40mm。
柜顶桁架成为具有一定刚度的结构稳固体系后，进行柜顶板的敷设工作。柜顶板最外侧的环板待柜顶吊装就位固定后再安装，铺设程序，以柜顶球面部位的关键板为准，向外辐射调整铺设，柜顶板焊接按工艺指导书进行，焊接时在弧形空间段加设垫块等填充物以控制变形。
2. 柜顶吊装
柜顶采用提升法整体进行吊装；基本工作程序是柜顶构件在柜内组装焊接好，各种辅件安装完毕，利用架设在柜立柱顶上的吊装杆，使用30台手拉葫芦进行吊装。
在柜顶吊装前应按实际计算柜顶的结构重量，计算柜顶吊装所用的起吊用具的参数，起吊参数包括设备的起重能力、各部位的吊索直径及长度等，将起吊工作准备好后，在最上段立柱安装侧板全部焊接后，安装起吊装置，起吊装置的高度不应低于立柱上端2米，以保证有足够的吊装空间。具体吊装方案如下：
柜顶吊装采用30台（20t/台）手动葫芦整体垂直吊装就位。在第7节立柱上端续接30根T型吊装短柱（L=2200mm），悬挂主吊绳和安全保险绳。在柜顶梁外周环板上设置30个吊耳（吊耳安装方式见图5.2.5-1）。或直接用钢绳锁住角钢起吊。钢绳直径选用φ20。
δ30
图5.2.5-1 吊耳安装方式图
因手拉葫芦的最大起吊高度为12米，所以吊装过程中柜顶需在空中停留三次，依靠安全保险绳临时悬吊整个柜顶，进行葫芦链条倒换，调整吊绳长度。整个吊装过程预计需用4天时间，每天工作完成后用20根安全保险绳加30根主吊绳将柜顶悬空吊挂固定。吊装示意图5.2.5-2。
角钢75×6钢柱侧板－
图5.2.5-2 吊装示意图
吊装主要注意检查点：首先检查柜顶提升装置是否设置好，主要包括位置是否正确，高差是否一致，焊接是否符合要求，绳索是否符合质量要求、设置是否合理，滑轮组设置是否
合理以及运行路线有无障碍物等。
5.2.6密封膜安装
1. 密封膜开箱。各种附件全部安装结束后，柜内杂物应全部搬出，清扫干净，将捆包完整的密封膜、密封件、配重块等柜内需要的物品全部搬入，拆去进出口道路焊接封闭出入口。在安装之前才能开箱（密封膜易燃忌火），开箱时注意绝对不能损伤密封膜；密封膜展开方法见下图。先把A辊展开，然后一面使吊环向上部叠起，展开按顺序编号连接起吊钢丝绳。密封膜展见图5.2.6-1。
ABBAB图5.2.6-1 密封膜展图 2. 起吊密封膜。在顶部人孔上设置手动卷扬机，把钢绳放到活塞板上与密封膜吊环相
连。起吊用的卷扬机要按柜内指挥者的信号进行操作，卷扬机同时操作的台数不得少于6台。起吊开始后，应先把展开的密封膜慢慢吊起，使全部的密封膜呈圆筒状，待高度调整基本一致后再继续起吊。起吊到规定高度后，内部密封膜要在T挡板和活塞支架间放下，外部密封膜要在T挡板和侧板间放下。密封膜到达位置后，从上部先开始安装，然后再安装下部，由于安装作业人员较多，事先必须检查密封膜安装孔和安装金属件的位置。当全部螺栓穿完并经检查无误后再紧固，最后检查密封膜有无折皱和异常。密封膜安装完成后，不得在T挡板及活塞支架上放置杂物，密封膜间隙部不得掉入杂物，发现有杂物必须立即除去。
5.2.7煤气柜的调试
1. 煤气柜是用煤气柜底板、11层以下壁板，活塞底板和和橡胶密封膜构成密封体来容纳煤气。煤气柜底板和活塞板为圆拱形结构，其中底板座在铺有50mm厚沥青砂浆防潮层的基础上面，活塞当柜内未存储煤气时，活塞坐落在底板上，T形挡板坐落在T形挡板台架上，柜内逐渐进气达到一段压力时，活塞开始上升，下段密封膜开始向上卷动，这时，T形挡板及上段密封膜在原位置不动，随着气体的进入，活塞不断上升，当活塞上桁架碰到T形挡板上部桁架顶板时，活塞不能上升，煤气达到第二段压力时，活塞将与T形挡板同时上升，上段密封膜开始向上卷动，直到T形挡板上升到最高位置，气柜达到最大储气量。
气柜向外送气时，其过程与进气的运行过程相反。 2. 气柜运行调试的主要内容及调试顺序主要有： 密封部位泄漏检查。 调平装置调整。
密封间隙测量，水平度调整。 放散装置调整。
活塞撞块调整。 工作压力的确定。
复测一次水平，如有变化时还需作微调。 气密性试验。 升降试验
3. 煤气柜的调试措施 1）密封部位泄漏试验
启动风机送入空气，使活塞缓慢上升3米左右高度，开始气柜密封部位进行全面检验，检验标准：在密封部位涂肥皂水检查不泄漏为合格。具体检查部位如下：
密封膜安装部位，通过紧固密封膜安装螺栓来保证密封膜的密封。 紧急放散阀密封部位严密不漏。
活塞撑管法兰密封，通过紧固螺栓和更换密封垫来保证其密封性。 煤气柜活塞、壁板（11层以下）放散管道连接焊缝检查。 柜底排污装置密封焊缝及法兰结合面密封检查 2）调平装置调整
检查混凝土块配置均匀性，活塞和T围栏的水平度超出标准时，调整混凝土块的配置，使活塞和T围栏的水平在标准范围之内。
活塞上浮过程中，进行水平测定，在允许范围内，活塞上升到最大限度地伸长密封膜，然后活塞下降，每2m测量一次水平。作出测量记录。
在活塞上升过程中如出现倾斜，停止送气，调整混凝土块的位置，再充气，如此反复，直到调至水平。
在活塞挡板上部放置粘土球或橡胶泥球，在活塞上升到顶部T挡板前，测量粘土球的高度差，然后用垫片调整高度。
活塞水平允许误差：±30mm。
活塞升降至少2次，直至调试合格为止。
检查配重运行是否灵活，各滑轮工作状态是否正常。
活塞着床后应作一次全升降。 3）密封间隙测量
活塞及T挡架上升到最上端后，用吊线坠检查上端点是否在在相应起点（提前标出初始点）的垂直线上，下降到起点位置时是否回到原位，作好记录，上下扭转偏差不应大于100mm。
在活塞上浮过程中，每2米进行一次密封间隙测定，在允许范围内，活塞上升到最大限度地伸长密封膜，然后活塞下降，再每2m测量一次水平。
密封间隙允许偏差： 内密封 250～490mm
外密封 225～515mm 4）放散装置调试
让活塞上升和上层T挡架上升到煤气柜最大容量，检查紧急放散阀是否动作，如果不动作，调整顶杆使其动作。
保证放散装置动作圆滑，各顶杆同时动作，放散有效，回原位后，密封不漏。 5）活塞撞块调整
送入空气使活塞上升，内膜全部展开，活塞支柱与上层T挡架接触，检查各个橡胶撞块是否与活塞支柱完全接触，如果没有完全接触，在撞块上部加装垫片使其完全接触。
6）工作压力确定
充入空气在起升前测定空气压力，通过增减平衡活塞用的混凝土块调整其压力达到2.5kPa到3.0kPa之间。继续充入空气使上层T挡架和活塞一起起升，然后测定柜内空气压力，如果空气压力高于3.0kPa，则减少混凝土配重块，将其压力控制在3.0 kPa以内。
7）气密性试验 试验前准备作业为：
各密封部位检漏工作已经完成，并且完全不泄漏。 排污装置密封良好。
在活塞人孔及侧板人孔上各安装1个U型气压计用来测量压力，同时在活塞人孔上安装两各温度计测量温度。
在侧板上安装钢卷尺一把，作为容量变动的测量用。 试验过程：
用鼓风机送入空气，容量鼓到活塞超过密封角钢2米时停止送风，关闭鼓风机配管处蝶阀。卸下鼓风机出口法兰螺栓，安装堵板，在堵板部位用肥皂水确认不泄漏。
在活塞稳定后确认其容量（此时的测定值始终作为参考）
从充入空气的第二天开始正式测定，测定时间在气温最稳定的日出前的同一时刻进行。 空气容量的测量是把T围栏顶梁的位置标记在侧板内侧，把第一次（充入空气后第二天的位置）作为基准米记录每天的容量变化。计算方法为：
2DHA=4。A为容量变化量 D为内径，H为T围栏升程。
容量的测量位置在柜体检查门和与此对称的位置两处进行，并取其平均值。
气柜泄漏量先在3天内测量计算，如泄漏不超过2%时，经业主、监理和施工三方同意，可不继续作泄漏试验，如泄漏超过2%时，应找出原因，并继续试验，以在7天内不超过最初柜容的2%即为合格。计算方法为：
98.1气压计读数最初容积98.1气压计读数测量时容积
273最初气体温度273测量时温度
测量时容积=
98.1气压计读数最初容积273测量时温度
273最初气体温度98.1气压计读数温度变化造成的容积差=测量时容积-最初容积 泄漏量=A-温度变化容积差
泄漏量100%泄漏比= 最初容积
8）升降速度试验
快速下降试验，充气后同时4个打开放气阀，测量能否以3.5m/min的速度下降，检查放散能力，以保证用户能在最大负荷下运行。本试验因临时风机出力达不到提升速度3.5m/min的要求，可在煤气风机运行时补做。
6 材料及设备
煤气柜安装及调试需要一系列施工专用工机具，量具，清单见表6.1-1。
表6.1-1 主要施工机具一览表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
名 称 塔式起重机 卷板机 电焊机 半自动切割机 磁力钻 摇臂钻床 砂轮机 磨光机 汽车吊 汽车吊 卷扬机 手动卷扬机 倒链 倒链 气割设备 经纬仪 水准仪 干燥箱 千斤顶 千斤顶 空压机 真空泵 漆膜测厚仪 卷板机 规 格 型 号 2000×20 BX1--500 Ф23 Ф32 Ф150 25 t 16 t 5t 3t 3-5t 1-2t J2 S3 20t 10t S=6m 3数 量 备 注
7 质量控制
7.1本工法执行主要规范
7.1.1《钢结构工程施工及验收规范》 （GB50205-2001） 7.1.2《金属焊接结构湿式气柜施工及验收规范》 （HGJ212-83） 7.1.3《冶金机械液压、润滑和气动设备工程安装验收规范》（GB50387-2006） 7.1.4《工业金属管道工程施工及验收规范》 (GB50235-1997) 7.1.5《机械设备安装工程施工及验收通用规范》 （GB50231-1998） 7.1.6《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 （GB50236-1998） 7.2质量保证措施
7.2.1施工过程中，严格执行国家规范、规程、质量检验评定标准及公司质量管理程序文件，以保证每道工序均处于受控状态。
7.2.2严格技术交底，每一个分项开工之前，工长必须以书面形式对作业班组进行技术交底，明确施工方法及质量目标，交接记录双方均要签字。
7.2.3施工过程中严格执行工程质量奖惩制度、奖优罚劣。
7.2.4各级管理人员均要持证上岗，特殊工种要有相应的上岗操作证。
7.2.5严格执行“三检制”和“三工序”制度，项目质量员跟踪检查，掌握质量动态，加强工序质量控制，以工序保分项，以分项保单位工程质量目标实现。
8 安全措施
8.1进行安全评价，用安全检查表、故障类型及形象分析、事故树法、故障树法，进行现场的安全分析，采取可靠的安全技术措施。
8.2坚持安全活动网点四大员值日制度，班前讲安全，班中查安全，班后总结安全。对全体人员进行安全教育和安全技术交底，传达有关安全生产文件，坚持每周一的集体安全活动日。
8.3各工种必须按其不同岗位和工作环境正确使用劳保用品，严格执行高空作业安全技术规程。各种施工机械设备的电气部分有可靠的绝缘设施和熔断装置，并设专人负责。
8.4现场设备、材料库房必须采取可靠防火措施，现场已敷设电缆旁如要动火，必须采取可靠的防火隔离措施，作好成品保护，严格防火灾事故。
8.5高空作业脚手架搭设牢固，凡4m以上高空应按规定敷设安全网，严防高空坠落。 8.6指挥吊车者必须是持有“操作证”的起重工。5级以上大风禁止高空吊装作业、8级以上大风必须将吊车主臂放下，严防吊车倾翻事故。
8.7定期检查吊具、索具如破损必须立即修复或更换，安全系数必须大于5（f＞5），严禁违章使用。吊车作业点必须推平、压实，铺300mm碎石或碎钢渣，大型吊车必须设置路
基箱以扩大接地面积。
8.8保证吊车在平坦坚硬的地面作业，防止吊车因地面塌陷倒而倾
9 环保措施
9.1严格执行国家及相应施工项目所在地方对施工环境保护措施的规定。 9.2建立环境保护，文明施工管理实施体系，落实责任制。 9.3编制项目施工环境保护，文明施工专项方案，并严格执行。
9.4施工现场文明施工管理，班组成员实行责任分工制，负责施工点的文明施工。 9.5准备足够的容器、棉纱、锯末等物品，对泄漏的油液进行收集，污染的场地及时进行清洁处理。废弃物品集中存放，按规定处理。
9.6运到现场的设备、构件一定要堆放整齐，做好有关标识。 9.7施工余废料及时清理回库，让现场保持干净。
9.8爱护现场已安和未安的所有设备、构件不受损，并坚决抵制不文明的行为。 9.9材料计划力求准确，供应及时，工程完后及时退场。
9.10施工人员进入施工现场，必须做好标准化作业施工，正确使用安全帽、工作服等劳动防护用品。
9.11大宗材料、成品、半成品、机具设备等按工程进度的需要进场，按指定地点有序堆放，不随意侵占场内道路和增设道口。
9.12施工现场用水、用电设施的安装和使用符合安装规范和安全操作规程，并按施工组织设计进行接（架）设，临时接用要提出申请，按批复实施，严禁随意接水、接电。
9.13保持工地环境卫生，工地上不准随地大小便，必须做到令行禁止，发现随地大小便者处以重罚。
9.14施工现场必须做到工完料清，及时清理现场。
10 效益分析
运用本工法指导施工，施工组织合理，施工工序和施工方案优化，能节省大型吊装机械的使用费用，且提高了工作效率，经济效益显著，亦保证了施工质量。
11 应用实例
某钢800003干式煤气柜工程。本工艺是根据某钢800003干式煤气柜的实际安装经验编制的，在施工过程中，使用本工艺获得经济效益一百多万元，工程质量达到国家验收标准。
