本文所指
转炉煤
气柜是以橡胶膜为密封材料的干式煤气储存柜，亦称威
金斯煤气柜，是钢铁厂转炉煤气回收系统的主要关键设备。其安全性要求高，储存煤气量大，施工质量要求严格。由于外型庞大、结构复杂，决定了转炉煤气柜必须在施工现场
安装。现以 80000 m3转炉
干式煤气柜为例浅谈转炉煤气柜的安装及调试技术要点。
1 转炉煤气柜简介
1. 1 转炉煤气柜的结构
转炉煤气柜以钢结构为主体见( 图 1) ，主要有: ①气柜底板; ②侧板、立柱、抗风桁架等组成的柜体系统; ③柜顶拱梁、顶板、通风帽等组成的柜顶系统; ④活塞板、砼坝、活塞围栏、T 围栏、密封橡胶膜及其密封组件等组成的活塞系统; ⑤调平系统;⑥放散系统; ⑦机械柜位仪、柜底排水器等附属装置; ⑧电气、自动控制仪表系统等。80000m3橡胶膜密封型干式煤气柜钢结构用钢量约 1400t。
1. 2 转炉煤气柜工作原理
80000m3橡胶膜密封型干式煤气柜活塞系统为两段密封结构，第一段为活塞板及活塞围栏系统，第二段为 T 围栏系统，
当气柜未储存煤气时，活塞板及活塞围栏坐落在气柜底板上，T 围栏坐落在架台上。气柜进气后随着煤气压力的升高推动活塞板及活塞围栏系统缓缓上升，此时第一段活塞系统与第二段活塞系统连接的密封橡胶膜开始向上卷升。当活塞围栏上升触及到 T 围栏受力挡板时，随着煤气压力进一步升高将 T围栏系统整体浮升，此时第一段活塞系统与第二段活塞系统连为一体，第二段活塞系统与侧板连接的橡胶膜向上翻卷，当
储气量趋于高位时橡胶膜向上翻卷趋于拉直状态，当活塞到达储气上限位时柜体自动放散装置自动保护，此时仪表自动控制连锁动作停止回收煤气。
当气柜向外送气时，活塞的运动过程与上述过程呈相反状态向下降落，储气量降低到柜容量的 40% 以下时，第二段 T 围栏回落到台架上，第二段密封橡胶膜回落，第一段活塞系统与第二段活塞系统脱开，继续向外送气，第一段活塞系统和橡胶膜逐渐向下回落，当活塞到达储气下限位时仪表自动控制加压机停止向外输送煤气。当进气与出气达到平衡时活塞为相对稳定状态，当不平衡时活塞随之上升或下降。
活塞运动时活塞调平系统随之运动，对气柜起到平衡稳定的作用。
2 转炉煤气柜工程施工特点及组织管理
2. 1 转炉煤气柜施工特点
煤气柜的结构及其特点，决定了煤气柜不同于一般钢结构工程，是一个现场制作安装的整体设备，柜体钢材用量大、品种多，结构复杂。既有大型型钢桁架结构、又有大型圆筒型贮罐结构，还有附属设备及设施。柜本体钢结构连接方式以焊接为主，安装施工在高空进行，施工精度要求高，技术难度较高，施工风险较大。若安装质量达不到要求，则会造成煤气柜安全运行的隐患，甚至出现气柜无法使用而报废。
煤气柜制作安装主要施工步骤，有构件制作，气柜底板安装，柜顶系统安装，柜体系统安装，气柜活塞系统安装，密封系统安装，调平系统安装，柜体附属系统及设备安装。
气柜安装完成后先进行气柜单体运行试验，再进行系统负荷联动试运行。
煤气柜结构的复杂性决定了构件多样性，表现为使用材料种类及型号复杂，包括各种规格的钢板、角钢、槽钢、工字钢、热轧 H 型钢、焊接钢管、无缝钢管、圆钢、扁钢、方钢等材料。构件的形状有矩形、圆形、环形、弓形、扇形、三角形、梯形、多边形，柜本体零部件数量达六万余件。构件制作中弓形零部件的制作，种类多，数量大。
2. 2 项目施工组织与管理
工程开工前根据合同和施工图纸合理安排施工组织计划，主要是确定施工现场总平面布置图，确定项目组织机构和管理人员，编制进度计划、劳动力计划、材料及设备采购计划、施工机械及施工机具使用计划，确定施工生产程序，制定工程项目质量管理措施、安全管理和文明施工措施、冬雨季施工措施等。
气柜施工的组织，根据气柜结构特点突出气柜施工工序关键节点，主要节点有气柜基础施工、气柜底板安装、立柱及壁板安装、柜顶安装及吊装就位、活塞系统安装、密封装置安装、调平系统安装、气柜单体调试等。合理配置组织人力、机械、材料资源，确定阶段性完成目标，利用滚动计划法，根据施工实际情况，对原进度计划进行分析、修正。通过计划往复运行与修正，使滚动计划能更好符合现场施工情况。项目部及时做好施工组织协调工作，及时协调处理出现的问题。有效地将施工中不利因素的影响降到最低，保证施工节点目标的实现。
利用适合于单件小批量制作加工的“成组技术”，将构成煤气柜的零、部件根据其所在系统进行分类确定其制作加工顺序，再根据组成构件的材料与加工工艺进行分类成组，据此配置施工人员、施工场地以及施工机械，通过成组技术对同种类构件进行集中下料、组对、焊接、防腐、堆放等，有效地提高材料利用率与施工人员的工作效率，减少差错。并使气柜构件的制作形成能有效管控的流水作业，同时可根据滚动计划的要求，调配人员与机械形成平行作业，对整个工程的进度控制，人员、机械使用都带来良好的效果。
3 气柜本体安装技术要点
3. 1 弓形构件的制作
气柜的弓形构件是关键零件，型号多数量大，弓形构件的弯制和制孔质量对保证
气柜安装质量和施工效率十分重要。弓形构件主要有侧板角钢、抗风架角钢、柜顶上下弦角钢、柜顶环形梁、砼坝环形角钢、活塞系统密封角钢和密封槽钢、活塞围栏及 T 围栏水平支撑角钢等。传统的火烤弯制法或卷扬机弯制法施工人员劳动强度大，弯制成本高、构件成形后翘曲变形大。为保证弓构件弯制精度，弯制时宜选用型钢弯制机械进行加工，在制作过程中应加强检查，特别是密封弓形构件制作必须严格要求。
3. 2 施工测量与定位
气柜由于其外形直径大、高度高，气柜安装精度是影响煤气柜施工质量主要因素之一。使用全站仪侧距的办法( 以往传统施工中使用皮尺测距配以钢丝或制作大型划规划线) ，气柜安装时使用全站仪从气柜基础拱顶中心点测距定位，保证底板中环和外环弧线、砼坝定位弧线、地脚螺栓和立柱定位尺寸、气柜半径和侧板圆度尺寸等，使气柜的半径、柜体构件间相互间距尺寸精度大大提高。
使用水平仪和经纬仪对立柱、活塞围栏、T 围栏架台等标高和分度进行测量定位，做好定位标记，保证其定位尺寸符合要求，提高其水平度和垂直度。
活塞与侧板的间隙尺寸，对于活塞系统运行的安全和提高密封橡胶膜的使用寿命十分重要。气柜 T 围栏安装定位，由于其高空吊装及构件外形尺寸大不容易把握定位精度，需要采取一定措施。首先应使用经纬仪测量在安装位置做好 T 围栏定位标记，并在 T 围栏制作构件上设定安装用定位杆后再进行吊装，利用定位杆调整 T 围栏与气柜侧板的间隙尺寸。
3. 3 气柜底板和活塞板的焊接顺序
气柜底板和活塞板大多为 4. 5 ～ 6mm 薄钢板，整体面积2600 余平方米、钢板薄、焊缝多、焊缝长，焊接时收缩量大，极易产生焊接起拱变形。气柜底板和活塞板应采用对称分片焊接办法，焊接时应确定焊接顺序和焊接人员布置，先进行局部分片焊接，再进行各大片之间的连接焊接，使焊接应力在分片焊接时先得到有效释放，能有效的控制焊接变形。
气柜底板焊接时应在中心板、中幅板、边幅板焊接完成后再进行连接处的焊接。气柜活塞板焊接时应分别先完成焊接中心板、中幅板和边幅板焊接，在活塞板上方的砼坝钢构件全部完成焊接并浇筑混凝土后再进行中心环板和中幅板的连接焊接，活塞边幅板外端的密封槽钢应在边幅板焊接前进行定位焊接。
3. 4 立柱、抗风架、侧板安装
基柱安装定位必须严格测量和校核半径、分度、水平度、垂直度尺寸，保证尺寸精度误差符合要求。
立柱制作安装的改进。80000 m3煤气柜立柱采用 H 型钢，总长 39076mm，设计共分为 7 节，第 1 节长 6756mm，第 2 ～6 节长为 5920mm，第 7 节长 2720mm。市场供应的 H 型钢长
12m，直线度良好，施工中对立柱分段尺寸进行改进，第 2 ～ 5节改为两节并一节的长柱，第 6、7 节也将 2 节并为一节进行制作安装。这样更改后的立柱为 4 节，有助于立柱安装垂直度的
精度提高，同时节约立柱安装的对接材料和制作安装工时，降低成本。
上部立柱垂直度的调整定位办法和安装顺序。长柱安装后，使用经纬仪测量调整，在立柱上部三分之一处左、右、外侧用缆风钢绳加花兰螺栓调整，调整定位后上紧立柱连接螺栓并进行连接板焊接，焊接完成后再使用全站仪复测半径，使用经纬仪测量调整垂直度。立柱焊接调整后先安装中部抗风架，再安装下部四带侧板，然后再安装上部抗风架和上部四带侧板。本方法有三个效果: 一是提高立柱及侧板垂直度和安装精度;二是柜体安装效率高，节约工时和施工成本; 三是减轻了安装人员高空作业负荷，提高了作业的安全性。
3. 5 气柜吊装工艺
气柜在现场制作安装，具有构件多、吊装量大的特点，施工时在气柜基础侧直径方向对称布置两台塔式起重机完成构件吊装作业。
使用电动提升设备进行气柜升顶吊装。80000m3转炉煤气柜的柜顶系统直径 57. 5m，高8. 24m，整体重量约 200T，安装高度 39m。由于气柜结构决定了无法采用倒装法或浮顶法施工，应在地面整体制作后一次提升吊装就位。电动提升装置包括电动绞车、柜顶滑轮组、钢绳、电动控制箱等，提升时在电动机驱动下通过各滑轮组将柜顶提升至气柜顶部。使用电动提升设备吊装只需 35 人，仅 4 至 5h 就能提升吊装到位，与传统手动绞车提升吊装办法( 人工手摇动力提升，需要组织 160 余人经过 3d 时间才能提升到位) 相比，具有安全可靠，减少劳动强度，大大提高了施工效率等优点。
使用电动提升装置升顶应注意以下几方面: 滑轮组和钢绳要根据提升重量进行校核计算; 提升前电机设备和控制柜必须经电气专业人员检查并进行 4 小时以上空负荷试运转、检查钢丝绳及绞车机械完好状况; 提升操作要缓慢进行，先缓缓提升200mm 后静置 20min 左右，观察设备、滑轮组、钢绳状态，无异常再继续缓慢提升; 提升时要统一指挥，每一台提升小车处应有一名操作员，在柜顶和中间平台派人巡视，发现问题立即报告，若有提升不平衡现象要进行单台调整; 提升暂停时和提升到位后要及时插入安全插销，防止绞车反转; 提升到位后立即组织焊工对称焊接固定，以防意外。
气柜封顶后柜内活塞围栏、T 围栏和波形板等构件吊装，采用柜内卷扬机及滑轮组吊装，将定滑轮固定在柜顶梁和活塞板上，比传统的柜内扒杆吊装法，既提高吊装灵活性，也节约了成本。
3. 6 气柜橡胶膜安装
橡胶膜安装前，应确认气柜需要动火的项目全部完成。橡胶膜开箱后，应检查核对尺寸和外观，橡胶膜展开时要避免造成刮伤和破损。橡胶膜分外膜和内膜两段，采用柜顶提升装置吊装，根据橡胶膜标示方向按吊耳序号依次缓慢起吊直至橡胶膜全部展开吊起，吊装中应防止与气柜内部钢构件的刮擦，橡胶膜整体起吊至安装位置，将皮膜下端缓缓放下，橡胶膜上端与密封角钢齐平。
橡胶膜安装时先安装上端，同时在下端做垂直标记，避免安装错孔。粘接密封胶时应均匀，围绕固定螺栓孔周围做“8”字形缠绕，并距密封角钢外沿 6mm 左右。按顺序依次将螺栓插入橡胶膜安装孔内，细心操作，保证密封胶均匀有效。依次将密封压条和“C”形扣压在橡胶膜外侧，再分次紧固螺母。橡胶膜下端安装在密封槽钢上，其方法与上端相同。
3. 7 气柜调平设备安装
气柜调平系统包括调平导轮、钢绳和配重。调平导轮座安装时要进行定位放线，确保钢绳下的导轮在一条直线上。调整导轮高度，使导轮钢绳在一个水平面上以减少钢绳运行中产生的过大摩擦力而损伤。配重块安装时配重导轮应顺利嵌入导轨，吊装时应注意安全，钢绳卡扣螺栓应一次上紧，防止配重块高空坠落。调平系统安装完毕后，应及时给导轮和钢绳加注润滑脂。
4 气柜单体调试
气柜安装及防腐完成后应对气柜单体进行调整试运行，调试时一般从气柜进风口使用鼓风机向气柜排入压缩空气。
4. 1 活塞的水平调整
活塞水平度参数是转炉煤气柜施工质量的一个重要指标，对煤气柜的运行十分重要。活塞水平度调整分三步进行:
( 1) 活塞浮升后调整活塞砼坝上配重块的布置，调整第一段活塞运行区间的水平度。
(2) 活塞浮升即将触及 T 围栏前停止加入压缩空气，使活塞处于静止状态，测量活塞围栏和 T 围栏的接触点间距并做好记录，根据记录调整橡胶垫片下面的垫铁块，调整完毕继续打气使活塞上升到第二段运行区间，观察运行是否平稳，并做好记录。
( 3) 活塞通过数次升降反复运行后，再重新测量和调整水平度。
4. 2 活塞升降试运行
柜体电气、仪表安装完毕，应对气柜侧板、活塞系统进行全面检查，活塞行程范围内不得有阻碍物及焊疤毛刺，清除气柜内、橡胶膜内、活塞系统上的所有杂物。一切准备就绪后进行活塞升降试运行。试运行主要检测以下内容:
( 1) T 围栏与侧板的间距、活塞围栏与 T 围栏的间距尺寸是否符合要求。
( 2) 观察橡胶膜在气柜升降运动中是否舒展，是否存在褶皱和扭转现象。
( 3) 活塞水平度是否符合要求，活塞上升和下降过程是否平稳，是否有异响发生。
( 4) 自动放散系统顶杆与 T 围栏接触是否平稳，各顶杆接触点与 T 围栏间距是否一致，自动放散系统和手动放散系统运行是否顺畅，放散阀回坐和密封是否良好。
( 5) 柜顶调平系统运行是否良好，检查柜内钢绳是否偏移，钢绳和导轮是否有严重摩擦现象，配重块是有在导轨上顺畅滑移。
( 6) 机械柜容指示器和自动柜位仪显示刻度是否与真实柜容一致。
( 7) 活塞升降各项检测符合要求后，进行快升及快降运行。快升及快降运行时应统一指挥，各操作人员应严肃认真，快速反应，切不可麻痹大意。
4. 3 气柜密封检查和气柜气密性试验
气柜气密性检查主要包括以下几个方面:
( 1) 气柜调试前应对气柜底板进行清洗，在气柜内进行灌水试漏，灌水高度 200mm 左右，观察底板和侧板连接处、柜底排水连接处是否有渗漏，若有渗漏及时进行处理。
( 2) 放散给排水系统和气柜柜底排水器系统进行通水试验，检查其严密性。检查无渗漏后应及时排干气柜内的存水。
(3) 气柜充气静止状态下，在气柜内外反复巡视和倾听声音，使用肥皂水检查气柜侧板、活塞板、气柜橡胶膜和橡胶膜密封处等是否有漏气现象。如发现漏气按操作程序处理，处理时要确保操作安全。
气柜气密性检查后，进行气柜气密性试验。试验前气柜进出气管道水封和气柜放散管水封内注满水，关闭气柜放散阀，关闭气柜所有给排水阀门，向气柜内加入柜容 70% 的压缩空气，于次日凌晨日出前在气柜侧板上标注柜位刻度，记录气柜内外温度、压力、大气压和空气湿度，填写气密性试验表格，计算标准柜容，连续 7 天在同一时间进行观察和记录，泄漏率小于 1. 5%为气密性试验合格.
煤气柜施工需要严密细致的工作，主要管理人员应熟悉煤气柜设备结构和工作原理，熟悉煤气回收工艺和煤气操作的基本常识，笔者多年从事转炉煤气回收系统工程的建造工作，完成了多个交钥匙工程，积累了一些经验，现整理出来供有关人员交流参考。由于水平有限，错误之处在所难免，敬请批评指正。
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