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摘要：本文针对橡胶膜密封气柜的低压改高压形式的调平装置的调平锤的进行了计算，用2种方法进行计算，提出调平锤重量的合理参数，为高压布帘气柜的安全运行提供建议和指导。
关键词：橡胶膜密封气柜；高压；调平重锤
中图分类号：TQ547.9+1文献标识码：A文章编号：
引言：
橡胶膜密封煤气柜过去主要用来储存转炉煤气，储气压力低，橡胶膜密封煤气柜储存高炉煤气的工程实例越来越多，这时储气压力向高压化发展，此时高压橡胶膜煤气柜的调平锤是不是要增大，一直无法定论[1,2,3,4,5,6]，为了确保高压气柜的安全，保证在后面的调试和使用过程中不出现问题，对此也进行了初步计算，以供参考。
为方便参数对比，本文以2座5万m3煤气柜进行计算分析，一座高压橡胶膜煤气柜（9KPa），一座低压橡胶膜煤气柜（3KPa）。
1．算法1
算法1是根据力学原理计算活塞的偏心矩，然后用调平锤平衡这个偏心矩，从而确定平衡锤的重量。
图1 吊点位置示意图
图2 活塞受力示意图
如图1所示，对活塞来说，当其产生倾斜时，共有一半的吊点产生作用，其至活塞中心轴的距离如图所示，计算活塞的偏心矩，其中心轴为活塞中心线，其原理是活塞底部气压的合力点和活塞重力的中心线不一致，有一偏心距e，如图2所示，这样就产生了偏心力矩，而这部分力矩就需平衡锤来补充，具体计算过程如下：
偏心矩： /2 （I）
调平锤重：（II）
式中M——活塞在偏心荷载作用下的偏心矩；
P—— 气柜设计压力；
A——活塞顶升时的底面积；
e——合力作用偏心距；
R——活塞半径
t ——平衡锤设计重量。
对高压柜来说，在活塞一级顶升阶段，根据活塞和T围栏架台的尺寸，二者间距375mm，则偏心距离为375mm，对二级顶升阶段来说，T围栏与气柜侧板的间距为360mm，偏心距离考虑360mm；活塞顶升时的底面积，对第一阶段来说为1515m2，对第二阶段来说为1704m2；以上取值对高压和低压气柜均相同，则活塞偏心矩和调平锤的计算如下表所示：
表1 算法1计算表
2．算法2
图3 气柜压力分布图
算法2主要是根据力学平衡理论来计算，当活塞往一边偏移时，气压对活塞的作用会出现一个偏心作用，如上图阴影部分所示，对平衡锤来说，其主要作用是平衡阴影部分对活塞中心轴的弯矩作用，计算公式如下：
/2（III）
/2 （IV）
（V）
（VI）
式中 P——气柜计算阶段内的作用气压；
M1——下半部分阴影面积压力合力对活塞中心的弯矩；
M2——上半部分阴影面积压力合力对`活塞中心的弯矩；
A1——下半部分阴影面积；
A2——上半部分阴影面积；
y1——下半部分阴影部分形心至活塞中心轴的距离；
y2——上半部分阴影部分形心至活塞中心轴的距离；
t——平衡锤计算重量；
R——活塞半径。
表1算法2计算表
注：阴影部分的形心距根据autocad相关功能计算所得。
3．结论
上述计算方法1和计算方法2的计算结果基本一致，由上计算结果可知，在荷载标准值下，气柜调平锤能起到有效调平，同样5万m3橡膠膜煤气柜随着储气压力增加，在调平装置组数不变的情况下须增加调平锤的重量。
参考文献：
[1] 杨永. 国内大型橡胶膜密封气柜的开发与应用. 2007中国钢铁年会论文集, 2007.
[2] 周保山. 橡胶膜密封储气柜施工及运行中应注意的问题. 山西建筑, 2010(10).
[3] 姜德进; 李伟. 干式煤气柜若干问题的探讨. 冶金动力,2008(2).
[4] 李伟; 王文军. 高炉煤气橡胶膜密封干式储气罐的技术分析. 煤气与热力, 2003(6).
[5] 陈祥勇，姜德进等.ANSYS在橡胶膜密封气柜结构设计中的应用.设计技术,2008(3).
[6] 王象富.浅谈干式煤气柜制作安装技术. 山西建筑.2004,30(13):124.
关键词：橡胶膜密封气柜；高压；调平重锤
中图分类号：TQ547.9+1文献标识码：A文章编号：
引言：
橡胶膜密封煤气柜过去主要用来储存转炉煤气，储气压力低，橡胶膜密封煤气柜储存高炉煤气的工程实例越来越多，这时储气压力向高压化发展，此时高压橡胶膜煤气柜的调平锤是不是要增大，一直无法定论[1,2,3,4,5,6]，为了确保高压气柜的安全，保证在后面的调试和使用过程中不出现问题，对此也进行了初步计算，以供参考。
为方便参数对比，本文以2座5万m3煤气柜进行计算分析，一座高压橡胶膜煤气柜（9KPa），一座低压橡胶膜煤气柜（3KPa）。
1．算法1
算法1是根据力学原理计算活塞的偏心矩，然后用调平锤平衡这个偏心矩，从而确定平衡锤的重量。
图1 吊点位置示意图
图2 活塞受力示意图
如图1所示，对活塞来说，当其产生倾斜时，共有一半的吊点产生作用，其至活塞中心轴的距离如图所示，计算活塞的偏心矩，其中心轴为活塞中心线，其原理是活塞底部气压的合力点和活塞重力的中心线不一致，有一偏心距e，如图2所示，这样就产生了偏心力矩，而这部分力矩就需平衡锤来补充，具体计算过程如下：
偏心矩： /2 （I）
调平锤重：（II）
式中M——活塞在偏心荷载作用下的偏心矩；
P—— 气柜设计压力；
A——活塞顶升时的底面积；
e——合力作用偏心距；
R——活塞半径
t ——平衡锤设计重量。
对高压柜来说，在活塞一级顶升阶段，根据活塞和T围栏架台的尺寸，二者间距375mm，则偏心距离为375mm，对二级顶升阶段来说，T围栏与气柜侧板的间距为360mm，偏心距离考虑360mm；活塞顶升时的底面积，对第一阶段来说为1515m2，对第二阶段来说为1704m2；以上取值对高压和低压气柜均相同，则活塞偏心矩和调平锤的计算如下表所示：
表1 算法1计算表
2．算法2
图3 气柜压力分布图
算法2主要是根据力学平衡理论来计算，当活塞往一边偏移时，气压对活塞的作用会出现一个偏心作用，如上图阴影部分所示，对平衡锤来说，其主要作用是平衡阴影部分对活塞中心轴的弯矩作用，计算公式如下：
/2（III）
/2 （IV）
（V）
（VI）
式中 P——气柜计算阶段内的作用气压；
M1——下半部分阴影面积压力合力对活塞中心的弯矩；
M2——上半部分阴影面积压力合力对`活塞中心的弯矩；
A1——下半部分阴影面积；
A2——上半部分阴影面积；
y1——下半部分阴影部分形心至活塞中心轴的距离；
y2——上半部分阴影部分形心至活塞中心轴的距离；
t——平衡锤计算重量；
R——活塞半径。
表1算法2计算表
注：阴影部分的形心距根据autocad相关功能计算所得。
3．结论
上述计算方法1和计算方法2的计算结果基本一致，由上计算结果可知，在荷载标准值下，气柜调平锤能起到有效调平，同样5万m3橡膠膜煤气柜随着储气压力增加，在调平装置组数不变的情况下须增加调平锤的重量。
参考文献：
[1] 杨永. 国内大型橡胶膜密封气柜的开发与应用. 2007中国钢铁年会论文集, 2007.
[2] 周保山. 橡胶膜密封储气柜施工及运行中应注意的问题. 山西建筑, 2010(10).
[3] 姜德进; 李伟. 干式煤气柜若干问题的探讨. 冶金动力,2008(2).
[4] 李伟; 王文军. 高炉煤气橡胶膜密封干式储气罐的技术分析. 煤气与热力, 2003(6).
[5] 陈祥勇，姜德进等.ANSYS在橡胶膜密封气柜结构设计中的应用.设计技术,2008(3).
[6] 王象富.浅谈干式煤气柜制作安装技术. 山西建筑.2004,30(13):124.