本发明属于煤气柜领域，具体涉及一种单段式橡胶膜密封干式煤气柜柜体参数确定方法。
背景技术：
煤气柜广泛运用于工业及民用煤气的储存，目前我国主流的煤气柜有多边形稀油密封干式煤气柜、圆形稀油密封干式煤气柜和橡胶膜密封干式煤气柜，较少使用的还有圆形干油密封干式煤气柜和湿式煤气柜。橡胶膜密封干式煤气柜还可以细分为单段式和双段式，由于单段式橡胶膜密封干式煤气柜具有建设费用较低、制造安装方便、操作维护简单、工艺成熟、运行成本低以及适用于多种煤气介质的特点，在我国的冶金、化工、城市燃气等行业得到了愈来愈多的应用。
单段式橡胶膜密封干式煤气柜，尤其是大容积的单段式橡胶膜密封干式煤气柜在我国可供参考的建设案例还不多，在出现新建工程的时候，柜体参数如何确定这个议题往往会让煤气柜设计方很为难，因为在实际工程的建设之初，单段柜的使用单位往往只指定煤气柜的容积，或者给出工厂煤气发生和使用的工况以及场地条件以确定煤气柜容积，而不会指定煤气柜的具体参数，这样就导致煤气柜的设计方往往面对许多种柜体参数方案，没有一个统一的标准可言，容易引起较大的争议，绝大多数工程公司会简单的按照经验或固定的高径比选定一个柜体方案，但是这种方案是否真的最优，优在何处，也是众说纷纭，争议多多。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种单段式橡胶膜密封干式煤气柜柜体参数确定方法，该方法在已确定柜体容积的基础上，明确了以柜体建设主要成本最低为目标来确定单段式橡胶膜密封干式煤气柜的柜体参数，在保证煤气柜全部功能和质量的前提下，节省了成本，可以广泛应用在单段式橡胶膜密封干式煤气柜工程中。
本发明所采用的技术方案是：
一种单段式橡胶膜密封干式煤气柜柜体参数确定方法，包括步骤：
1)设活塞支架的高度为未知数x，根据已知的柜体容积和柜体参数之间的固有规律，将其它柜体参数用含x的代数式表示；
2)根据各柜体参数代数式和单位体积的钢结构重量，将橡胶膜面积、主要钢结构重量用含x的代数式表示；
3)分别将主要钢结构重量乘以单位重量的钢结构制安价格、橡胶膜面积乘以单位面积的橡胶膜价格，两者相加得到含x的柜体建设主要成本表达式；
4)求出柜体建设主要成本最小时的x值；
5)带入求得的x值得到各柜体参数的具体值，得到柜体参数方案。
进一步地，得到柜体参数方案后，需要判断各柜体参数是否符合限制条件，不符合限制条件时，需要在符合限制条件的前提下使柜体建设主要成本最小。
进一步地，得到柜体参数方案后，对各柜体参数进行圆整。
进一步地，其它柜体参数包括侧板全高h、侧板内径d、活塞支架高度h、活塞行程hx、橡胶膜高度hi和橡胶膜直径di。
进一步地，主要钢结构为侧板、柜底板、活塞板和柜顶板。
本发明的有益效果是：
对于单段式橡胶膜密封干式煤气柜来说，柜体建设成本包括柜体结构成本和柜体设备成本，柜体结构成本主要是主要钢结构的制安成本，柜体设备成本主要是橡胶膜的价格，这两部分的成本占据了柜体建设成本的大部分，而单位重量的钢结构制安价格和单位面积的橡胶膜价格是相对固定的，知道橡胶膜面积和主要钢结构重量即可得到柜体建设主要成本，而橡胶膜面积和主要钢结构重量可以简单直观的通过柜体参数表达出来，也就是说，柜体建设主要成本随着柜体参数的变化而变化，那么必然存在这一个使得柜体建设主要成本最低的柜体参数，本发明以柜体建设主要成本最低作为目标，就可以找到最为优化的柜体参数方案。本发明在已确定柜体容积的基础上，明确了以柜体建设主要成本最低为目标来确定单段式橡胶膜密封干式煤气柜的柜体参数，在保证煤气柜全部功能和质量的前提下，节省了成本，可以广泛应用在单段式橡胶膜密封干式煤气柜工程中。
附图说明
图1是单段式橡胶膜密封干式煤气柜的总装图。
图中：1-调平支架；2-柜门；3-通风气楼；4-柜顶板；5-调平装置；6-放散管；7-侧板通风孔；8-斜梯；9-柜容指示计；10-立柱；11-调平配重导轨；12-回廊；13-调平配重；14-煤气进出口管；15-基础；16-柜底板；17-侧板；18-密封角钢；19-橡胶膜；20-活塞。
具体实施方式
对于单段式橡胶膜密封干式煤气柜来说，柜体建设成本包括柜体结构成本和柜体设备成本，柜体结构成本主要是主要钢结构的制安成本，柜体设备成本主要是橡胶膜19的价格，这两部分的成本占据了柜体建设成本的大部分，而单位重量的钢结构制安价格和单位面积的橡胶膜19价格是相对固定的，知道橡胶膜19面积和主要钢结构重量即可得到柜体建设主要成本，而橡胶膜19面积和主要钢结构重量可以简单直观的通过柜体参数表达出来，也就是说，柜体建设主要成本随着柜体参数的变化而变化，那么必然存在这一个使得柜体建设主要成本最低的柜体参数，本发明以柜体建设主要成本最低作为目标，就可以找到最为优化的柜体参数方案。下面结合常见的10万立方米的单段式橡胶膜密封干式煤气柜，具体比较一下传统的柜体参数确定方法和本发明提供的柜体参数确定方法——已知待建的单段式橡胶膜密封干式煤气柜的柜体容积v为100000m3，需要确定柜体参数，其中：
1)h-侧板17全高，m
2)d-侧板17内径，m
3)h-活塞支架高度，m
4)hx-活塞20行程，m
5)hi-橡胶膜19高度，m
6)di-橡胶膜19直径，m
7)j1-钢材制安价格，暂取9000元/吨
8)j2-橡胶膜19制安价格，暂取500元/平米
9)m-钢材总重量，t
10)m1-侧板17重量，t
11)m2-活塞板重量，t
12)m3-柜底板重量，t
13)m4-柜顶板4重量，t
14)a-橡胶膜19面积，m2
15)s1-主要钢结构成本，元
16)s2-橡胶膜19成本，元
17)s-可控成本，元
方法一、传统的柜体参数确定方法。
①选取合适的高径比。例如根据《新型干式煤气柜》第13、14页所述，以柜体表面积最小为标准，选取的高径比为1.558，即h÷d＝1.558(i)；
②根据煤气柜容积计算公式，列出方程式：π×(d/2)2×【(h-1.15)/3】×2＝100000(ii)；
③联立方程式(i)、(ii)，解得h＝77.79，d＝49.93；
④得到最终的柜体方案。
方法二、本发明提供的柜体参数确定方法。
①将活塞支架的高度设为未知数x；
②根据煤气柜参数之间的固有规律，列出其它柜体参数的表达式，即：
h＝x
h＝3x+1.15
hx＝2x
d＝(200000÷π÷x)0.5
hi＝x-0.1
di＝(200000÷π÷x)0.5-0.47
③将橡胶膜19面积、主要钢结构重量用含有x的代数式表达出来，即：
a＝π×【(200000÷π÷x)0.5-0.47】×(x-0.1)
m1＝【π×(200000÷π÷x)0.5×7×6×10-3+π×(200000÷π÷x)0.5×(3x-5.85)×4.5×10-3】×7.85×103
m2＝【π×(200000÷π÷x)/4×1.04×4.5×10-3】×7.85×103
m3＝【π×(200000÷π÷x)/4×1.04×4.5×10-3】×7.85×103
m4＝【π×(200000÷π÷x)/4×1.04×4×10-3】×7.85×103
m＝m1+m2+m3+m4
④得到柜体可控成本的表达式，即：
j＝j1+j2＝m×9000+a×500
⑤通过求导法求出柜体可控成本的代数式的极小值，得到使得柜体可控成本最小的x的值，令dj/dx＝0(对x求导令之为零)，解得x＝19.57；
⑥将解出的x的值带入柜体重要参数的表达式，得到柜体各种工艺结构参数：
h＝59.87，d＝57.4，等等；
⑦参数方案的修正。在具体工程中，如果有各种限制条件，如橡胶膜19高度的限制，占地方面的限制等，以及为便于设计、施工对参数进行圆整等，本例中不存在上述限制，暂未考虑。
方法一和方法二两者相比，方法一的成本为793.96万，而方法二仅为779.04万，仅此一项两者就相差了近15万元，也就是说，本发明在已确定柜体容积的基础上，明确了以柜体建设主要成本最低为目标来确定单段式橡胶膜密封干式煤气柜的柜体参数，在保证煤气柜全部功能和质量的前提下，节省了成本，可以广泛应用在单段式橡胶膜密封干式煤气柜工程中。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。