曼型干式煤气柜

在干式气柜当中，与同样柜容的威金斯气柜、可隆气柜和新型气柜相比，曼型干式煤气柜的耗钢量最低，其综合造价也是最低的。虽然曼型干式煤气柜施工技术较为复杂，但其以良好的气密性、稳定的压力、密封机构能较好的抵制焦炉煤气中含有的焦油雾、萘、硫化氢等物质的反应等优点在我国储气柜中占有一席之地。据不完全统计，国内各钢铁厂已经建成不同容积的曼型干式煤气柜超过200座。经过多年的发展，曼型干式煤气柜的形式、容积已形成系列化。

由于设备制造、施工安装要求较高，干式煤气柜在我国的发展是缓慢的，在20世纪80年代前建的煤气柜均为湿式煤气柜。宝钢1980年4月与日本三菱重工签订合同引进了国内第一座曼型干式煤气柜，为国内建设大容量的干式气柜做了一个有利的参照。在此基础上，国内消化引进技术并开始设计、研制建设国产曼型干式煤气柜。1988年，在攀钢投产建成的12万m³曼型煤气柜是国内首台全部国产化、储气压力最高的大型稀油密封干式煤气柜。1999年，国内第二座曼型干式煤气在韶钢投产建成;2005年12月，国内容积最大、压力最大、柜型最新的30万m³新型煤气柜在鞍钢建成投产，这是我国第一座具有自主知识产权的大型曼型干式煤气柜，结束了国内无大型高压煤气柜的历史。

曼型干式煤气柜又称稀油密封型煤气柜，1915年由德国曼阿恩(M·A·N)厂创造。外形为正多边形(图1所示)，外部是由立柱、L型钢侧板组成的正多边形棱柱体加劲壳体结构，内部由柜体、柜顶及内部活塞结构三大部分组成，另外还有一些附属设施，如外部电梯、外部楼梯、各种煤气放散管等（图2所示）。在活塞周围的油沟内设置密封机构并注入一定深度的密封稀油充满活塞与侧板之间，以达到密封作用。曼型干式煤气柜在合理利用钢铁厂本身副产的二次能源(副产煤气)解决动力资源和降低钢铁厂能源消耗方面起着积极的作用，随着工业生产的发展，将在钢铁企业中得到更加广泛的应用，目前该柜形广泛用于存储高炉煤气与焦炉煤气。

在干式气柜当中，与同样柜容的威金斯气柜、可隆气柜和新型气柜相比，曼型干式煤气柜的耗钢量最低，其综合造价也是最低的。虽然曼型干式煤气柜施工技术较为复杂，但其以良好的气密性、稳定的压力、密封机构能较好的抵制焦炉煤气中含有的焦油雾、萘、硫化氢等物质的反应等优点在我国储气柜中占有一席之地。据不完全统计，国内各钢铁厂已经建成不同容积的曼型干式煤气柜超过200座。经过多年的发展，曼型干式煤气柜的形式、容积已形成系列化。

曼型干式煤气柜是一种储存可燃气体、节约能源和保护环境的大型、重要构筑物，广泛用于冶金、石化、市政等行业。本项目以大型曼型干式煤气柜结构的抗风设计理论为主要研究目标，主要研究内容包括曼型干式煤气柜结构考虑内部活塞运动的结构动力特性及其在静风和动力风荷载下的屈曲失稳问题、煤气柜薄壁结构体型系数及等效风荷载、煤气柜薄壁结构气动弹性模型设计方法、适用于工程设计的大型煤气柜简化抗风计算方法等。本项目拟依托于现有大型煤气柜工程建设，综合运用理论分析、试验研究、数值模拟等各方面手段，率先开展针对大型曼型干式煤气柜结构的风振响应研究工作，为煤气柜结构的抗风计算提供可靠、有效的理论依据。因此，本项目具有十分重要的理论意义、应用价值和社会经济效益。

曼型干式煤气柜属于大型空间薄壁组合壳体结构，其动力特性并不确定，对风荷载比较敏感，且其屈曲和稳定特性比较显著。本项目围绕大型曼型干式煤气柜结构的抗风设计理论展开研究，主要研究了考虑活塞处于不同高度位置的结构动力特性及其在静风作用下的屈曲和稳定问题、煤气柜表面风荷载体型系数的计算方法、高雷诺数下粗糙度对圆柱绕流特性的影响、煤气柜刚性测压试验、煤气柜结构在各典型工况下的风振响应、线性滤波自回归模型法对风荷载模拟的改进方法、煤气柜结构气动弹性模型设计方法、曼型干式煤气柜结构的风振系数计算方法；煤气柜内压作用下的弯曲变形，柜体、柜顶和活塞结构的线性屈曲和非线性屈曲与稳定的缩尺模型。本项目依托东南沿海现有大型煤气柜实际工程，采用理论分析、试验研究和数值模拟相结合的方法，对大型曼型干式煤气柜结构的风振响应、屈曲与稳定进行了系统的研究，所获得结论和提出的方法，为煤气柜结构的抗风设计和规程编制提供了有益的参考。 2100433B