BR112021012459A2

BR112021012459A2 - Distribuição de âncora e reparo para túnel de planta de coque

Info

Publication number: BR112021012459A2
Application number: BR112021012459-4A
Authority: BR
Inventors: John Francis Quanci; Gary Dean West; Daniel C. CHARLES; Ryan L. YATES
Original assignee: Suncoke Technology And Development Llc
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-09-08
Also published as: CA3124563A1; US20200208061A1; US11597881B2; BR112021012725B1; US20210371752A1; US12060525B2; WO2020140083A3; WO2020140091A1; CA3125187A1; CA3125187C; BR112021012598B1; US20200208063A1; US11193069B2; CA3124960A1; CA3124960C; US20200208060A1; WO2020140087A1; US20220325183A1; WO2020140081A1; CA3124563C

Abstract

distribuição de âncora e reparo para túnel de planta de coque. uma planta de coque inclui múltiplos fornos de coque onde cada forno de coque é adaptado para produzir gases de descarga, um túnel comum conectado fluidamente à pluralidade de fornos de coque e configurada para receber os gases de descarga a partir de cada dos fornos de coque, múltiplos geradores de vapor de recuperação de calor padrão conectados fluidamente ao túnel comum onde a razão de fornos de coque para geradores de vapor de recuperação de calor padrão é pelo menos 20:1, e um gerador de vapor de recuperação de calor redundante conectado fluidamente ao túnel comum onde qualquer um da pluralidade de geradores de vapor de recuperação de calor padrão e o gerador de vapor de recuperação de calor redundante é adaptado para receber os gases de descarga a partir da pluralidade de fornos e extrair calor a partir dos gases de descarga e onde os geradores de vapor de recuperação de calor padrão e o gerador de vapor de recuperação de calor redundante são todos conectados em paralelo entre si.

Description

“DISTRIBUIÇÃO DE ÂNCORA E REPARO PARA TÚNEL DE PLANTA DE COQUE” REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] A presente invenção O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido provisório U.S. No. 62/786, 194, depositado em 28 de dezembro de 2018, ao pedido provisório U.S. No. 62/786, 157, depositado em 28 de dezembro de 2018, ao pedido provisório U.S. No. 62/786,096, depositado em 28 de dezembro de 2018, e ao pedido provisório U.S. No. 62/785,728, depositado em 28 de dezembro de 2018, cujas revelações são incorporadas na presente invenção por referência na íntegra e tornadas parte da presente revelação.

CAMPO TÉCNICO

[002] A presente revelação refere-se a métodos e instalações para fabricação de coque.

ANTECEDENTES

[003] Coque é uma matéria prima importante utilizada para fabricação de aço. Coque é produzido por expulsar a fração volátil de carvão, que é tipicamente cerca de 25% da massa. Gases de descarga quentes gerados pelo processo de fabricação de coque são idealmente recapturados e utilizados para gerar eletricidade. Um estilo de forno de coque que é adequado para recuperar esses gases de descarga quentes são fornos de Recuperação de Calor Horizontal (HHR) que têm uma vantagem ambiental exclusiva em relação a fornos de subproduto químico com base nas condições de pressão atmosférica operacionais relativas no interior do forno. Fornos HHR operam sob pressão negativa ao passo que fornos de subproduto químico operam em uma pressão atmosférica levemente positiva. Os dois tipos de forno são tipicamente construídos de tijolos refratários e outros materiais nos quais a criação de um ambiente substancialmente hermético a ar pode ser um desafio porque pequenas rachaduras podem se formar nessas estruturas durante operação diária. Fornos de subprodutos químicos são mantidos em uma pressão positiva para evitar oxidar produtos recuperáveis e superaquecer os fornos. Inversamente, os fornos HHR são mantidos em uma pressão negativa, aspirando ar a partir do exterior do forno para oxidar os voláteis de carvão, e liberar o calor de combustão no forno. Essas condições de pressão operacional opostas e sistemas de combustão são diferenças de design importantes entre fornos HHR e fornos de subproduto químico. É importante minimizar a perda de gases voláteis para o meio ambiente de modo que a combinação de condições atmosféricas positivas e pequenas aberturas ou rachaduras em fornos de subproduto químico permitem que gás de forno de coque bruto (“COG”) e poluentes perigosos vazem para a atmosfera. Inversamente, as condições atmosféricas negativas e pequenas aberturas ou rachaduras nos fornos HHR ou locais em outra parte na planta de coque permitem simplesmente que ar seja aspirado para dentro do forno ou outros locais na planta de coque de modo que as condições atmosféricas negativas resistam à perda de COG para a atmosfera.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[004] A figura 1 é um desenho esquemático de uma planta de coque para recuperação de calor horizontal (HHR), mostrada de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[005] A figura 2 é uma vista em perspectiva de porção da planta de coque HHR da figura 1, com várias seções mostradas em corte.

[006] A figura 3 é um desenho esquemático de uma planta de coque HHR, mostrada de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[007] A figura 4 é um desenho esquemático de uma planta de coque HHR, mostrada de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[008] A figura 5 é um desenho esquemático de uma planta de coque HHR, mostrada de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[009] A figura 6 é um desenho esquemático de uma planta de coque HHR, mostrada de acordo com uma modalidade exemplificadora.

[010] A figura 7 é uma vista esquemática de uma porção da planta de coque da figura 1.

[011] A figura 8 é uma vista plana de topo de um diagrama esquemático de uma planta de coque.

[012] A figura 9 é uma vista plana de topo e lateral de uma porção de um túnel comum da planta da figura 8.

[013] A figura 9A é uma vista em seção transversal de um túnel comum tendo um formato em seção transversal circular como visto ao longo do plano de corte 9A-9A da figura 9.

[014] A figura 9B é uma vista em seção transversal de um túnel comum tendo um formato em seção transversal oblongo, como visto ao longo do plano de corte 9A-9A da figura 9.

[015] A figura 9C é uma vista em seção transversal de um túnel comum tendo um formato em seção transversal no formato de pão de forma, como visto ao longo do plano de corte 9A-9A da figura 9.

[016] A figura 10 é uma vista plana lateral e de topo de outra porção de um túnel comum da planta da figura 8.

[017] A figura 11 é uma vista em perspectiva de um aparelho para reparo de conduto.

[018] A figura 12 é uma vista em perspectiva de uma porção de parede de substituição.

[019] A figura 13 é uma vista esquemática em seção transversal de uma porção de parede de substituição tendo um primeiro tipo de âncora.

[020] A figura 14 é uma vista esquemática em seção transversal de uma porção de parede de substituição tendo um segundo tipo de âncora.

[021] A figura 15 é uma vista em perspectiva de uma superfície interior de uma seção de túnel antes de atirar ou aplicar concreto projetado de material refratário.

[022] A figura 16 é um diagrama ilustrando uma distribuição de calor de exemplo em uma parede de túnel.

[023] A figura 17 é uma seção transversal de uma âncora tendo uma porção de cerâmica.

[024] A figura 18 é uma vista plana de topo de uma seção desenrolada de túnel ilustrando um padrão de distribuição de âncora exemplificador.

[025] A figura 19 é uma vista esquemática de um interior de uma parede de túnel ilustrando um padrão de distribuição de âncora de exemplo.

[026] A figura 20 é um fluxograma ilustrando uma modalidade de um método de reparar uma porção danificada de um túnel ou duto.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[027] Com referência à figura 1, uma planta de coque HHR 100 é ilustrada que produz coque a partir de carvão em um ambiente de redução. Em geral, a planta de coque HHR 100 compreende pelo menos um forno 105, junto com geradores de vapor para recuperação de calor (HRSGs) 120 e um sistema de controle de qualidade de ar 130 (por exemplo, um sistema de dessulfurização de gás de combustão (FGD) ou descarga)) os quais são ambos posicionados fluidamente a jusante a partir dos fornos e os quais são ambos fluidamente conectados aos fornos por dutos adequados. A planta de coque HHR 100 inclui de preferência uma pluralidade de fornos 105 e um túnel comum 110 conectando fluidamente cada dos fornos 105 a uma pluralidade de HRSGs 120. Um ou mais dutos de cruzamento 115 conecta fluidamente o túnel comum 110 aos HRSGs 120. Um duto de gás resfriado 125 transporta o gás resfriado a partir do HRSG para o sistema de dessulfurização de gás de combustão (FGD) 130. Conectados fluidamente e adicionalmente a jusante estão um baghouse 135 para coletar particulados, pelo menos um ventilador de tiragem 140 para controlar pressão de ar no sistema e uma chaminé de gás principal 145 para esgotar a descarga tratada, resfriada para o meio ambiente. Linhas de vapor 150 interconectam o HRSG e uma planta de cogeração 155 de modo que o calor recuperado possa ser utilizado. Como ilustrado na figura 1, cada “forno” mostrado representa dez fornos reais.

[028] Detalhe mais estrutural de cada forno 105 é mostrado na figura 2 em que várias porções de quatro fornos de coque 105 são ilustradas com seções mostradas em corte para clareza. Cada forno 105 compreende uma cavidade aberta de preferência definida por um piso 160, uma porta frontal 165 formando substancialmente a totalidade de um lado do forno, uma porta traseira 170 de preferência oposta à porta frontal 165 formando substancialmente a totalidade do lado do forno oposto à porta frontal, duas paredes laterais 175 que se estendem para cima a partir do piso 160 intermediário às portas frontal 165 e posterior 170, e uma coroa 180 que forma a superfície superior da cavidade aberta de uma câmara de forno 185. O controle de fluxo de ar e pressão dentro da câmara de forno 185 pode ser crítico para a operação eficiente do ciclo de coqueificação e, portanto, a porta frontal 165 inclui uma ou mais entradas de ar primárias 190 que permitem ar de combustão primária para dentro da câmara de forno 185. Cada entrada de ar primária 190 inclui um amortecedor de ar primário 195 que pode ser posicionado em qualquer de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar primário para dentro da câmara de forno 185. Alternativamente, a uma ou mais entradas de ar primárias 190 são formadas através da coroa 180. Em operação, gases voláteis emitidos a partir do carvão posicionado no interior da câmara de forno 185 coletam na coroa e são aspirados a jusante no sistema geral para dentro de canais de tubo vertical 200 formados em uma ou ambas as paredes laterais 175. Os canais de tubo vertical conectam fluidamente a câmara de forno 185 com um cano único 205 posicionado embaixo do piso do forno

160. O cano único 205 forma um caminho em circuito embaixo do piso do forno 160. Gases voláteis emitidos a partir do carvão podem ser queimados no cano único 205 gerando desse modo, calor para suportar a redução de carvão em coque. Os canais de tubo vertical 200 são conectados fluidamente a canais de absorção 210 formados em uma ou ambas as paredes laterais 175. Uma entrada de ar secundária 215 é provida entre o cano único 205 e a atmosfera e a entrada de ar secundária 215 inclui um amortecedor de ar secundário 220 que pode ser posicionado em qualquer de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar secundário para dentro do cano único 205. Os canais de absorção 210 são fluidamente conectados ao túnel comum 110 por um ou mais dutos de absorção 225. Uma entrada de ar terciária 227 é provida entre o duto de absorção 225 e atmosfera. A entrada de ar terciária 227 inclui um amortecedor de ar terciário 229 que pode ser posicionado em qualquer de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de fluxo de ar terciário para dentro do duto de absorção 225.

[029] A fim de prover a capacidade de controlar fluxo de ar através dos dutos de absorção 225 e dentro dos fornos 105, cada duto de absorção 225 também inclui um amortecedor de absorção 230. O amortecedor de absorção 230 pode ser posicionado em um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de tiragem de forno no forno 105. Como utilizado na presente invenção, “tiragem” inclui uma pressão negativa relativa à atmosfera. por exemplo, uma tiragem de 0.1 polegada de água indica uma pressão 0.1 polegada de água abaixo da pressão atmosférica. Polegadas de água é uma unidade não-SI para pressão e é convencionalmente utilizada para descrever a tiragem em vários locais em uma planta de coque. Se uma tiragem for aumentada ou de outro modo tornado maior, a pressão se move adicionalmente abaixo da pressão atmosférica. Se uma tiragem for diminuída, cai, ou é de outro modo tornado menor ou inferior, a pressão se move em direção à pressão atmosférica. Por controlar a tiragem de forno com o amortecedor de absorção 230, o fluxo de ar para dentro do forno a partir das entradas de ar 190, 215, 227 bem como vazamentos de ar para dentro do forno 105, podem ser controlados. Tipicamente, um forno 105 inclui dois dutos de absorção 225 e dois amortecedores de absorção 230, porém o uso de dois dutos de absorção e dois amortecedores de absorção não é necessário, um sistema pode ser projetado para utilizar apenas um ou mais de dois dutos de absorção e dois amortecedores de absorção.

[030] Em operação, coque é produzido nos fornos 105 por primeiramente carregar carvão para dentro da câmara de forno 185, aquecer o carvão em um ambiente sem oxigênio, expulsar a fração volátil de carvão e então oxidar os voláteis dentro do forno 105 para capturar e utilizar o calor desprendido. Os voláteis de carvão são oxidados dentro dos fornos durante um ciclo de coqueificação de 48 horas, e liberam calor para impulsionar regenerativamente a carbonização do carvão em coque. O ciclo de coqueificação começa quando a porta frontal 165 é aberta e carvão é carregado sobre o piso do forno 160. O carvão no piso do forno 160 é conhecido como o leito de carvão. Calor a partir do forno (devido ao ciclo de coqueificação anterior) começa o ciclo de carbonização. De preferência, nenhum combustível adicional diferente daquele produzido pelo processo de coqueificação é utilizado. Aproximadamente metade da transferência total de calor para o leito de carvão é radiada para baixo sobre a superfície de topo do leito de carvão a partir da chama luminosa e coroa de forno radiante 180. A metade restante do calor é transferida para o leito de carvão por condução a partir do piso de forno 160 que é aquecido de modo convectivo a partir da volatilização de gases no cano único 205. Desse modo, uma “onda” de processo de carbonização de fluxo de plástico das partículas de carvão e formação de coque coesivo de resistência alta prossegue a partir dos limites tanto de topo como da parte inferior do leito de carvão na mesma taxa, de preferência se encontrando no centro do leito de carvão após cerca de 45- 48 horas.

[031] O controle preciso da pressão de sistema, pressão de forno, fluxo de ar para dentro dos fornos, fluxo de ar para dentro do sistema e fluxo de gases dentro do sistema é importante por uma ampla gama de motivos incluindo assegurar que o carvão é totalmente coqueificado, extrair eficazmente todo calor de combustão a partir dos gases voláteis, controlar eficazmente o nível de oxigênio dentro da câmara do forno 185 e em outro lugar na planta de coque 100, controlar os particulados e outros poluentes em potencial e converter o calor latente nos gases de descarga em vapor que deve ser aproveitado para geração de vapor e/ou eletricidade. De preferência, cada forno 105 é operado em pressão negativa de modo que ar seja aspirado para dentro do forno durante o processo de redução devido ao diferencial de pressão entre o forno 105 e atmosfera. Ar primário para combustão é adicionado à câmara de forno 185 para oxidar parcialmente os voláteis de carvão, porém a quantidade desse ar primário é controlada, de preferência de modo que apenas uma porção dos voláteis liberados a partir do carvão seja queimada na câmara de forno 185 desse modo liberando apenas uma fração de sua entalpia de combustão na câmara de forno 185. O ar primário é introduzido na câmara de forno 185 acima do leito de carvão através das entradas de ar primário 190 com a quantidade de ar primário controlada pelos amortecedores de ar primário 195. Os amortecedores de ar primário 195 podem ser utilizados para manter a temperatura de operação desejada no interior da câmara de forno 185. Os gases parcialmente queimados passam a partir da câmara de forno 185 através dos canais de tubo vertical 200 para dentro do cano único 205 onde ar secundário é adicionado aos gases parcialmente queimados. O ar secundário é introduzido através da entrada de ar secundário 215 com a quantidade de ar secundário controlada pelo amortecedor de ar secundário

220. Quando o ar secundário é introduzido, os gases parcialmente queimados são mais completamente queimados no cano único 205 extraindo a entalpia restante de combustão que é transferida através do piso de forno 160 para acrescentar calor à câmara de forno 185. Os gases de descarga quase totalmente queimados saem do cano único 205 através dos canais de absorção 210 e então fluem para dentro do duto de absorção 225. Ar terciário é adicionado aos gases de descarga através da entrada de ar terciário 227 com a quantidade de ar terciário controlada pelo amortecedor de ar terciário 229 de modo que qualquer fração restante de gases não queimados nos gases de descarga é oxidada a jusante da entrada de ar terciário

227.

[032] No final do ciclo de coqueificação, o carvão carbonizou para produzir coque. O coque é removido, de preferência do forno 105 através da porta posterior 170 utilizando um sistema de extração mecânica. Finalmente, o coque é resfriado bruscamente (por exemplo, resfriado bruscamente a seco ou úmido) e dimensionado antes da entrega para um usuário.

[033] Como mostrado na figura 1, uma planta de coque HHR de amostra 100 inclui um número de fornos 105 que são agrupados em blocos de forno 235. A planta de coque HHR ilustrada 100 inclui cinco blocos de forno 235 de vinte fornos cada, para um total de cem fornos. Todos os fornos 105 são conectados fluidamente por pelo menos um duto de absorção 225 ao túnel comum 110 que, por sua vez, é conectado fluidamente a cada HRSG 120 por um duto de cruzamento 115. Cada bloco de forno 235 é associado a um duto de cruzamento específico 115. Sob condições de operação normais, os gases de descarga de cada forno 105 em um bloco de forno 235 fluem através do túnel comum 110 até o duto de cruzamento 115 associado a cada bloco de forno respectivo 235. Metade dos fornos em um bloco de fornos 235 está situada em um lado de uma interseção 245 do túnel comum 110 e um duto de cruzamento 115 e a outra metade dos fornos no bloco de fornos 235 está situada no outro lado da interseção 245. Sob condições de operação normais haverá pouco ou nenhum fluxo líquido ao longo do comprimento do túnel comum 110; ao invés, os gases de descarga de cada bloco de fornos 235 fluirão tipicamente através do duto de cruzamento 115 associado àquele bloco de fornos 235 ao HRSG relacionado 120.

[034] No HRSG 120, o calor latente a partir dos gases de descarga expelidos a partir dos fornos 105 é recapturado e de preferência utilizado para gerar vapor. O vapor produzido nos HRSGs 120 é encaminhado através de linhas de vapor 150 para a planta de cogeração 155, onde o vapor é utilizado para gerar eletricidade. Após o calor latente a partir dos gases de descarga ter sido extraído e coletado, os gases de descarga resfriados saem do HRSG 120 e entram no duto de gás resfriado 125. Todos os HRSGs 120 são fluidamente conectados ao duto de gás resfriado 125. Com essa estrutura, todos os componentes entre os fornos 105 e o duto de gás resfriado 125 incluindo os dutos de absorção 225, o túnel comum 110, o duto de cruzamento 115s e os HRSGs 120 a partir do sistema de descarga quente. Os gases de descarga resfriados combinados a partir de todos os HRSGs 120 fluem para o sistema FGD 130, onde óxidos de enxofre (Sox)x) são removidos a partir dos gases de descarga resfriados. Os gases de descarga dessulfurizados, resfriados fluem a partir do sistema FGD 130 para o baghouse 135, onde particulados são removidos, resultando em gases de descarga limpos. Os gases de descarga limpos saem do baghouse 135 através do ventilador de tiragem 140 e são dispersos na atmosfera através da chaminé de gás principal 145. O ventilador de tiragem 140 cria a tiragem necessária para fazer com que o fluxo descrito de gases de descarga e dependendo do tamanho e operação do sistema, um ou mais ventiladores de tiragem 140 podem ser utilizados. De preferência, o ventilador de tiragem 140 é um ventilador de tiragem induzido. O ventilador de tiragem 140 pode ser controlado para variar a tiragem através da planta de coque 100.

Alternativamente, nenhum ventilador de tiragem 140 é incluído e a tiragem necessária é produzida devido ao tamanho da chaminé de gás principal 145.

[035] Sob condições de operação normais, o sistema inteiro a montante do ventilador de tiragem 140 é mantido em uma tiragem. Portanto, durante operação, há uma leve propensão de fluxo de ar a partir dos fornos 105 através do sistema inteiro até o ventilador de tiragem 140. Para situações de emergência, uma chaminé de descarga de desvio 240 é provida para cada bloco de fornos 235. Cada chaminé de descarga de desvio 240 está localizada em uma interseção 245 entre o túnel comum 110 e um duto de cruzamento 115. Sob situações de emergência, os gases de descarga quentes que emanam a partir do bloco de fornos 235 associado a um duto de crossover 115 podem ser sangrados para a atmosfera através da chaminé de descarga de desvio relacionada 240. A liberação de gás de descarga quente através da chaminé de descarga de desvio 240 é indesejável por muitos motivos incluindo preocupações ambientais e consumo de energia. Adicionalmente, a saída da planta de regeneração 155 é reduzida porque o HRSG offline 120 não está produzindo vapor.

[036] Em uma planta de coque HHR convencional quando um HRSG está offline devido à manutenção programada, uma emergência inesperada, ou outro motivo, os gases de descarga a partir do bloco de fornos associado podem ser sangrados para a atmosfera através da chaminé de descarga de desvio associada porque não há outro lugar para os gases de descarga irem devido às limitações de fluxo de gás impostas pela tiragem e design de túnel comum. Se os gases de descarga não forem sangrados para a atmosfera através da chaminé de descarga de desvio, eles causariam resultados indesejáveis (por exemplo, pressão positiva em relação à atmosfera em um forno ou fornos, dano ao HRSG offline) em outros locais na planta de coque.

[037] Na planta de coque HHR 100 descrita na presente invenção, é possível evitar a perda indesejável de gases de descarga não tratados para o meio ambiente por orientar os gases de descarga quentes que fluiriam normalmente até um HRSG offline para um ou mais dos HRSGs online, 120. Em outras palavras, é possível compartilhar a descarga ou gases de combustão de cada bloco de fornos 235 ao longo do túnel comum 110 e entre múltiplos HRSGs 120 ao invés de uma planta de coque convencional onde a grande maioria de gases de descarga a partir de um bloco de fornos flui para o HRSG único associado àquele bloco de fornos.

Embora alguma quantidade de gases de descarga possam fluir ao longo do túnel comum de uma planta de coque convencional (por exemplo, a partir de um primeiro bloco de fornos para o HRSG associado ao bloco de fornos adjacente), uma planta de coque convencional não pode ser operada para transferir todos os gases de descarga a partir de um bloco de fornos associado a um HRSG offline para um ou mais HRSGs online.

Em outras palavras, não é possível em uma planta de coque convencional que todos os gases de descarga que fluiriam tipicamente para um primeiro HRSG offline sejam transferidos ou compartilhado em gás ao longo do túnel comum para um ou mais HRSGs online diferentes. “Compartilhamento de gás” é possível por implementar uma área de fluxo efetiva aumentada do túnel comum 110, uma tiragem aumentada no túnel comum 110, a adição de pelo menos um HRSG redundante 120R, em comparação com uma planta de coque HHR convencional, e por conectar todos os HRSGs 120 (padrão e redundante) em paralelo entre si.

Com compartilhamento de gás, é possível eliminar a expulsão indesejável de gases quentes através das chaminés de descarga de desvio 240. Em um exemplo de uma planta de coque HHR convencional, um bloco de fornos de vinte fornos de coque e um único HRSG são fluidamente conectados através de um primeiro túnel comum, dois blocos de fornos totalizando quarenta fornos de coque e dois HRSGs são conectados por um segundo túnel comum, e dois blocos de fornos totalizando quarenta fornos de coque e dois HRSGs são conectados por um terceiro túnel comum, porém o compartilhamento de gás de todos os gases de descarga ao longo do segundo túnel comum e ao longo do terceiro túnel comum a partir de um bloco de fornos associado a um HRSG offline até o HRSG online restante não é possível.

[038] Manter tiragens tendo certos níveis mínimos ou alvos com o sistema de compartilhamento de gás de descarga quente é necessário para compartilhamento eficaz de gás sem impactar adversamente o desempenho dos fornos 105. Os valores citados para vários alvos de tiragem são medidos sob condições de operação de estado constante normais e não incluem flutuações momentâneas, intermitentes ou transientes na tiragem no local especificado. Cada forno 105 deve manter uma tiragem (“tiragem de forno”), isto é, uma pressão negativa relativa à atmosfera. Tipicamente, a tiragem de forno almejada é pelo menos 0.1 polegada de água. Em algumas modalidades, a tiragem de forno é medida na câmara de forno 185. Durante compartilhamento de gás ao longo do túnel comum 110, a “tiragem de interseção” em uma ou mais das interseções 245 entre o túnel comum 110 e os dutos de cruzamento 115 e/ou a “tiragem de túnel comum” em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 deve estar acima de uma tiragem alvo (por exemplo, pelo menos 0.7 poleada de água) para assegurar operação apropriada do sistema. A tiragem de túnel comum é medida a montante da tiragem de interseção (isto é, entre uma interseção 245 e os fornos de coque 105) e, portanto, é tipicamente mais baixo do que a tiragem de interseção. Em algumas modalidades, a tiragem de interseção alvo e/ou a tiragem de túnel comum alvo durante compartilhamento de gás pode ser pelo menos 1.0 polegada de água e em outras modalidades a tiragem de interseção alvo e/ou a tiragem de túnel comum alvo durante compartilhamento de gás pode ser pelo menos 2.0 polegada de água. O compartilhamento de gás de descarga quente elimina a descarga de gases de descarga quente para a atmosfera e aumenta a eficiência da planta de cogeração

155. É importante observar que uma planta de coque HHR de compartilhamento de gás de descarga quente 100 como descrito na presente invenção pode ser recentemente construída ou uma planta de coque HHR convencional, existente pode ser reequipada de acordo com as inovações descritas na presente invenção.

[039] Em um sistema de compartilhamento de gás de descarga no qual um ou mais HRSG 120 é offline, os gases de descarga quente enviados comumente para o HRSGs offline 120 não são sangrados para a atmosfera através da chaminé de descarga de desvio relacionada 240, porém são ao invés encaminhados através do túnel comum 110 para um ou mais HRSGs diferentes 120. Para acomodar o volume aumentado de fluxo de gás através do túnel comum 110 durante compartilhamento de gás, a área de fluxo efetiva do túnel comum 110 é maior do que aquela do túnel comum em uma planta de coque HHR convencional. Essa área de fluxo efetiva aumentada pode ser obtida por aumentar o diâmetro interno do túnel comum 110 ou por adicionar um ou mais túneis comuns adicionais 110 para o sistema de descarga quente em paralelo com o túnel comum existente 110 (como mostrado na figura 3). Em uma modalidade, o túnel comum único 110 tem um diâmetro interno de fluxo efetivo de nove pés. Em outra modalidade, o túnel comum único 110 tem um diâmetro interno de fluxo efetivo de onze pés. Alternativamente, uma configuração de túnel comum duplo, uma configuração de túnel comum múltiplo, ou uma configuração de túnel múltiplo/duplo híbrido pode ser utilizada. Em uma configuração de túnel comum duplo, os gases de descarga quentes a partir de todos os fornos são diretamente distribuídos para dois túneis comuns paralelos, ou quase paralelos, que podem ser fluidamente conectados entre si em pontos diferentes ao longo do comprimento dos túneis. Em uma configuração de túnel comum múltiplo, os gases de descarga quentes a partir de todos os fornos são diretamente distribuídos para dois ou mais túneis quentes comuns paralelos, ou quase paralelos, que podem ser fluidamente conectados entre si em pontos diferentes ao longo do comprimento dos túneis. Em um túnel comum múltiplo/duplo híbrido, os gases de descarga quentes a partir de todos os fornos são diretamente distribuídos para dois ou mais túneis quentes paralelos, ou quase paralelos, que podem ser fluidamente conectados entre si em pontos diferentes ao longo do comprimento dos túneis. Entretanto, um, dois ou mais dos túneis quentes podem não ser um túnel comum verdadeiro. Por exemplo, um ou ambos dos túneis quentes podem ter divisões ou ser separados ao longo do comprimento de seu curso.

[040] O compartilhamento de gás de descarga quente requer também que durante compartilhamento de gás o túnel comum 110 seja mantido em uma tiragem mais alta do que o túnel comum de uma planta de coque HHR convencional. Em uma planta de coque HHR convencional, a tiragem de interseção e a tiragem de túnel comum estão abaixo de 0.7 polegada de água sob condições de operação de estado constante normais. Uma planta de coque HHR convencional nunca foi operada de modo que o túnel comum opera em uma tiragem de interseção alto ou uma tiragem de túnel comum alto (em ou acima de 0.7 polegada de água) devido a preocupações de que a tiragem de interseção alto e a tiragem de túnel comum alto resultaria em ar em excesso nas câmaras do forno. Para permitir o compartilhamento de gás ao longo do túnel comum 110, a tiragem de interseção de uma ou mais interseções 245 deve ser mantida pelo menos em 0.7polegada de água. Em algumas modalidades, a tiragem de interseção em uma ou mais interseções 245 é mantida pelo menos em 1.0 polegada de água ou pelo menos em

2.0 polegada de água. Alternativa ou adicionalmente, para permitir compartilhamento de gás ao longo do túnel comum 110, a tiragem de túnel comum em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 deve ser mantida pelo menos em 0.7 polegada de água. Em algumas modalidades, a tiragem de túnel comum em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 é mantida pelo menos em 1.0 polegada de água ou pelo menos em 2.0 polegada de água. Manter tal tiragem alta em uma ou mais interseções 245 ou em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 assegura que a tiragem de forno em todos os fornos 105 será pelo menos 0.1 polegada de água quando um único HSRG 120 está offline e provê tiragem suficiente para os gases de descarga a partir do bloco de fornos 235 associado ao HRSG offline 120 para fluir para um HSRG online 120. Embora no modo de operação de compartilhamento de gás (isto é, quando pelo menos um HRSG 120 está offline), a tiragem ao longo do túnel comum 110 e nas interseções diferentes 245 variará. Por exemplo, se o HRSG 120 mais próximo a uma extremidade do túnel comum 110 estiver offline, a tiragem de túnel comum na extremidade proximal do túnel comum 110 estará em torno de 0.1 polegada de água e a tiragem de túnel comum na extremidade distal, oposta do túnel comum 110 estará em torno de 1.0 polegada de água. Similarmente, a tiragem de interseção na interseção 245 mais distante do HRSG offline 120 estará relativamente alta (isto é, pelo menos 0.7 polegada de água) e a tiragem de interseção na interseção 245 associada ao HRSG offline 120 será relativamente baixa (isto é, mais baixa que a tiragem de interseção na interseção anteriormente mencionada 245 e tipicamente abaixo de 0.7 polegada de água).

[041] Alternativamente, a planta de coque HHR 100 pode ser o perada em dois modos operacionais: um modo de operação normal para quando todos os HRSGs 120 estão online e um modo de operação de compartilhamento de gás para quando pelo menos um dos HRSGs 120 está offline. No modo de operação normal, o túnel comum 110 é mantido em uma tiragem de túnel comum e tiragens de interseção similares àquelas de uma planta de coque HHR convencional (tipicamente, a tiragem de interseção está entre 0.5 e 0.6 polegada de água e a tiragem de túnel comum em um local perto da interseção está entre 0.4 e 0.5 polegada de água). A tiragem de túnel comum e a tiragem de interseção podem variar durante o modo de operação normal e durante o modo de compartilhamento de gás. Na maioria das situações, quando um HRSG 120 fica offline, o modo de compartilhamento de gás começa e a tiragem de interseção em uma ou mais interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 é elevado. Em algumas situações, por exemplo, quando o HRSG 120 mais distante a partir do HRSG redundante 120R está offline, o modo de compartilhamento de gás começará e exigirá uma tiragem de interseção e/ou uma tiragem de túnel comum de pelo menos 0.7 polegada de água (em algumas modalidades, entre 1.2 e 1.3 polegada de água) para permitir compartilhamento de gás ao longo do túnel comum 110. Em outras situações, por exemplo, quando um HRSG 120 posicionado ao lado do HRSG redundante 120R que está offline, o modo de compartilhamento de gás pode não ser necessário, isto é, o compartilhamento de gás pode ser possível no modo de operação normal com as mesmas condições operacionais antes do HRSG 120 ficar offline, ou o modo de compartilhamento de gás começará e exigirá apenas um leve aumento na tiragem de interseção e/ou uma tiragem de túnel comum. Em geral, a necessidade de ir para uma tiragem mais alta no modo de compartilhamento de gás dependerá de onde o HRSG redundante 120R está localizado em relação ao HRSG offline 120. Quanto mais distante o HRSG redundante 120R estiver fluidamente a partir do HRSG ativado 120, mais alta a probabilidade de que uma tiragem mais alta será necessário no modo de compartilhamento de gás.

[042] O aumento da área de fluxo efetiva e a tiragem de interseção e/ou a tiragem de túnel comum para os níveis descritos acima também permite que mais fornos 105 sejam acrescentados a um bloco de fornos 235. Em algumas modalidades, até cem fornos formam um bloco de fornos (isto é, são associados a um duto de cruzamento).

[043] Os HRSGs 120 encontrados em uma planta de coque HHR convencional em uma razão de vinte fornos para um HRSG são mencionados como os “HRSGs padrão.” O acréscimo de um ou mais HRSGs redundantes 120R resulta em uma razão de forno para HRSG total menor que 20. 1. Sob condições operacionais normais, os HRSGs padrão 120 e o HRSG redundante 120R estão todos em operação. É impraticável colocar o HRSG redundante 120R online e offline conforme necessário porque o tempo de partida para um HRSG resultaria no HRSG redundante 120R somente estar disponível em uma base programada e não para fins de emergência. Uma alternativa para instalar um ou mais HRSGs redundantes seria aumentar a capacidade dos HRSGs padrão para acomodar o fluxo de gás de descarga aumentado durante compartilhamento de gás. Sob condições operacionais normais com todos os HRSGs de capacidade alta online, os gases de descarga a partir de cada bloco de fornos são transportados para os HRSGs de alta capacidade associados. No evento de que um dos HRSGs de capacidade alta fique offline, os outros HRSGs de capacidade alta seriam capazes de acomodar o fluxo aumentado de gases de descarga.

[044] Em um sistema de compartilhamento de gás como descrito na presente invenção, quando um dos HRSGs 120 estiver offline os gases de descarga que emanam a partir dos vários fornos 105 são compartilhados e distribuídos entre os HRSGs online restantes 120 de modo que uma porção do total de gases de descarga é encaminhada através do túnel comum 110 para cada um dos HRSGs online 120 e nenhum gás de descarga é sangrado para a atmosfera. Os gases de descarga são encaminhados entre os vários HRSGs 120 por ajustar uma válvula de HRSG 250 associada a cada HRSG 120 (mostrado na figura 1). A válvula de HRSG 250 pode ser posicionada a montante ou no lado quente do HRSG 120, porém é preferivelmente posicionada a jusante ou no lado frio do HRSG 120. As válvulas de HRSG 250 são variáveis para um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada e o fluxo de gases de descarga através dos HRSGs 120 é controlado por ajustar a posição relativa das válvulas HRSG 250. Quando gás é compartilhado, alguns ou todos os HRSGs operacionais 120 receberão cargas adicionais. Como as distribuições de fluxo diferentes resultantes quando um HRSG 120 está offline, a tiragem de túnel comum ao longo do túnel comum 110 mudará. O túnel comum 110 ajuda a distribuir melhor o fluxo entre os HRSGs 120 para minimizar as diferenças de pressão em todo o túnel comum 110. O túnel comum 110 é dimensionado para ajudar a minimizar velocidades de fluxo de pico (por exemplo, abaixo de 120 pés/s) e reduzir preocupações acústicas e erosão em potencial (por exemplo, níveis de ruído abaixo de 85 dB em 3 pés). Quando um HRSG 120 está offline, pode haver taxas de fluxo de massa de pico mais altas do que normal, no túnel comum, dependendo de qual HRSG 120 está offline. Durante tais períodos de compartilhamento de gás, a tiragem de túnel comum pode precisar ser aumentado para manter as tiragens de forno alvo, tiragens de interseção e tiragem de túnel comum.

[045] Em geral, um túnel comum maior 110 pode correlacionar com taxas de fluxo de massa maiores permissíveis relativas a um túnel comum convencional para a mesma diferença de pressão desejada dada ao longo do comprimento do túnel comum 110. O inverso também é verdadeiro, o túnel comum maior 110 pode correlacionar com diferenças de pressão menores em relação a um túnel comum convencional para a mesma taxa de fluxo de massa desejada dada ao longo do comprimento do túnel comum 110. Maior significa área de fluxo efetiva maior e não necessariamente área em seção transversal geométrica maior. Tiragens de túnel comum mais altas podem acomodar taxas de fluxo de massa maiores através do túnel comum 110. em geral, as temperaturas mais altas podem correlacionar com taxas de fluxo de massa mais baixas permissíveis para a mesma diferença de pressão desejada dada ao longo do comprimento do túnel. Temperaturas de gás de descarga mais altas devem resultar em expansão volumétrica dos gases. Uma vez que o total de perdas de pressão pode ser aproximadamente proporcional à densidade e proporcional ao quadrado da velocidade, o total de perdas de pressão pode ser mais alto para expansão volumétrica devido a temperaturas mais altas. Por exemplo, um aumento em temperatura pode resultar em uma diminuição proporcional em densidade. Entretanto, um aumento em temperatura pode resultar em um aumento proporcional associado em velocidade que afeta o total de perdas de pressão mais severamente do que a diminuição em densidade. Uma vez que o efeito de velocidade sobre pressão total pode ser mais um efeito quadrado enquanto o efeito de densidade pode ser um linear, deve haver perdas em pressão total associadas a um aumento em temperatura para o fluxo no túnel comum 110. Múltiplos túneis comuns fluidamente conectados, paralelos (configurações dupla, múltipla ou dupla/múltipla híbrida) podem ser preferidos para reequipar plantas de coque HHR convencionais existentes nas plantas de coque HHR de compartilhamento de gás descritas na presente invenção.

[046] Embora a planta de coque HHR de compartilhamento de gás de amostra 100 ilustrada na figura 1 inclua cem fornos e seis HRSGs (cinco HRSGs padrão e um HRSG redundante), outras configurações de plantas de coque HHR de compartilhamento de gás 100 são possíveis. Por exemplo, uma planta de coque HHR de compartilhamento de gás similar à ilustrada na figura 1 pode incluir cem fornos, e sete HRSGs (cinco HRSG padrão dimensionados para tratar dos gases de descarga de até vinte fornos e dois HRSGs redundantes dimensionados para tratar dos gases de descarga de até dez fornos (isto é, capacidade menor do que o HRSG redundante único utilizado na planta de coque 100 ilustrada na figura 1)).

[047] Como mostrado na figura 3, na planta de coque HHR 255, uma planta de coque HHR convencional existente foi reequipada em uma planta de coque de compartilhamento de gás. Túneis comuns parciais existentes 110A, 110B e 110C conectam, cada, um grupo de quarenta fornos 105. Um túnel comum adicional 260 fluidamente conectado a todos os fornos 105 foi adicionado aos túneis comuns parciais existentes 110A 110B e 110C. O túnel comum adicional 260 é conectado a cada dos dutos de cruzamento 115 se estendendo entre os túneis comuns parciais existentes 110A, 100B e 110C e os HRSGs padrão 120. O HRSG redundante 120R é conectado ao túnel comum adicional 260 por um duto de cruzamento 265 se estendendo até o túnel comum adicional 260. para permitir compartilhamento de gás, a tiragem de interseção em uma ou mais interseções 245 entre os túneis comuns parciais existentes 110A, 110B, 110C e os dutos de cruzamento 115 e/ou a tiragem de túnel comum em um ou mais local ao longo de cada dos túneis comuns parciais 110A, 110B, 110C deve ser mantido pelo menos em 0.7 polegada de água. A tiragem em uma ou mais das interseções 270 entre o túnel comum adicional 260 e os dutos de cruzamento 115 e 265 será mais alto que 0.7 polegada de água (por exemplo, 1.5 polegada de água). Em algumas modalidades, o diâmetro de fluxo efetivo interno do túnel comum adicional 260 pode ser tão pequeno quanto oito pés ou tão grande quanto onze pés. Em uma modalidade, o diâmetro de fluxo efetivo interno do túnel comum adicional 260 é nove pés. Alternativamente, como adaptação adicional, os túneis comuns parciais 110A, 110B e 110C são fluidamente conectados entre si, criando efetivamente dois túneis comuns (isto é, a combinação de túneis comuns 110A, 110B e 110C, e o túnel comum adicional 260).

[048] Como mostrado na figura 4, na planta de coque HHR 275, um único duto de cruzamento 115 conecta fluidamente três HRSGs de capacidade alta 120 a dois túneis comuns parciais 110A e 110B. O único duto de cruzamento 115 funciona essencialmente como um header para os HRSGs 120. O primeiro túnel comum parcial 110A atende um bloco de fornos de sessenta fornos 105 com trinta fornos 105 em um lado da interseção 245 entre o túnel comum parcial 110A e o duto de cruzamento 115 e trinta fornos 105 no lado oposto da interseção 245. Os fornos 105 atendidos pelo segundo túnel comum parcial 110B são similarmente dispostos. Os três HRSGs de capacidade alta são dimensionados de modo que apenas dois

HRSGs são necessários para tratar dos gases de descarga a partir de cento e vinte fornos 105, permitindo que um HRSG fique offline sem ter de sangrar gases de descarga através de uma chaminé de descarga de desvio 240. A planta de coque HHR 275 pode ser vista como tendo cento e vinte fornos e três HRSGs (dois HRSGs padrão e um HRSG redundante) para um forno para razão de HRSG padrão de 60:

1. Alternativamente, como mostrado na figura 5, na planta de coque HHR 280, um HRSG redundante 120R é adicionado a seis HRSGs padrão 120 ao invés de utilizar três HRSGs de capacidade alta 120 mostrados na figura 4. A planta de coque HHR 280 pode ser vista como tendo cento e vinte fornos e sete HRSGs (seis HRSGs padrão e um HRSG redundante) para um forno para razão de HRSG padrão de 20: 1). Em algumas modalidades, plantas de coque 275 e 280 são operadas pelo menos durante períodos de taxas de fluxo de massa máximas através da interseção 245 para manter uma tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou uma tiragem de túnel comum alvo em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B de pelo menos 0.7 polegada de água. Em uma modalidade, a tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum alvo em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B é 0.8 polegada de água. Em outra modalidade, a tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B é 1.0 polegada de água. Em outras modalidades, a tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum alvo em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B é maior que 1.0 polegada de água e pode ser 2.0 polegada de água ou mais alta.

[049] Como mostrado na figura 6, na planta de coque HHR 285, um primeiro duto de cruzamento 290 conecta um primeiro túnel comum parcial 110A a três HRSGs de capacidade alta 120 dispostos em paralelo e um segundo duto de cruzamento 295 conecta um segundo túnel comum parcial 110B aos três HRSGs de capacidade alta 120. O primeiro túnel comum parcial 110A atende a um bloco de fornos de sessenta fornos 105 com trinta fornos 105 em um lado da interseção 245 entre o primeiro túnel comum parcial 110A e o primeiro duto de cruzamento 290 e trinta fornos 105 no lado oposto da interseção 245. o segundo túnel comum parcial 110B atende a um bloco de fornos de sessenta fornos 105 com trinta fornos 105 em um lado da interseção 245 entre o segundo túnel comum 110B e o segundo duto de cruzamento 295 e trinta fornos 105 no lado oposto da interseção 245. Os três HRSGs de capacidade alta são dimensionados de modo que apenas dois HRSGs são necessários para tratar dos gases de descarga a partir de cento e vinte fornos 105, permitindo que um HRSG fique offline sem ter de sangrar gases de descarga através de uma chaminé de descarga de desvio 240. A planta de coque HHR 285 pode ser vista como tendo cento e vinte fornos e três HRSGs (dois HRSGs padrão e um HRSG redundante) para um forno para razão de HRSG padrão de 60: 1. Em algumas modalidades, a planta de coque 285 é operada pelo menos durante períodos de taxas de fluxo de massa máximas através das interseções 245 para manter uma tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou uma tiragem de túnel comum alvo em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B de pelo menos 0.7 polegada de água.

Em uma modalidade, a tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum alvo em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B é 0.8 polegada de água.

Em outra modalidade, a tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B é 1.0 polegada de água.

Em outras modalidades, a tiragem de interseção alvo em uma ou mais das interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum alvo em um ou mais locais ao longo de cada dos túneis comuns 110A e 110B é maior que 1.0 polegada de água e pode ser 2.0 polegada de água ou mais alta.

[050] A figura 7 ilustra uma porção da planta de coque 100 incluindo um sistema de controle de tiragem automático 300. O sistema de controle de tiragem automático 300 inclui um amortecedor de absorção automático 305 que pode ser posicionado em qualquer uma de um número de posições entre totalmente aberta e totalmente fechada para variar a quantidade de tiragem de forno no forno 105. O amortecedor de absorção automática 305 é controlado em resposta a condições operacionais (por exemplo, pressão ou tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, taxa de fluxo de gás) detectadas por pelo menos um sensor. O sistema de controle automático 300 pode incluir um ou mais dos sensores discutidos abaixo ou outros sensores configurados para detectar condições operacionais relevantes para a operação da planta de coque 100.

[051] Um sensor de tiragem de forno ou sensor de pressão de forno 310 detecta uma pressão que é indicativa da tiragem de forno e o sensor de tiragem de forno 310 pode estar localizado na coroa do forno 180 ou em outro lugar na câmara de forno 185. Alternativamente, o sensor de tiragem de forno 310 pode estar localizado em qualquer um dos amortecedores de absorção automática 305, no cano único 205, em qualquer porta de forno 165 ou 170, ou no túnel comum 110 perto acima do forno de coque 105. Em uma modalidade, o sensor de tiragem de forno 310 está localizado no topo da coroa de forno 180. O sensor de tiragem de forno 310 pode estar localizado nivelado com o revestimento de tijolo refratário da coroa de forno 180 ou pode estender para dentro da câmara de forno 185 a partir da coroa de forno 180. Um sensor de tiragem da chaminé de descarga de desvio, 315, detecta uma pressão que é indicativa da tiragem na chaminé de descarga de desvio 240 (por exemplo, na base da chaminé de descarga de desvio 240). Em algumas modalidades, o sensor de tiragem da chaminé de descarga de desvio 315 está localizado na interseção 245. Sensores de tiragem adicionais podem ser posicionados em outros locais na planta de coque 100. Por exemplo, um sensor de tiragem no túnel comum pode ser utilizado para detectar uma tiragem de túnel comum indicativa da tiragem de forno em múltiplos fornos próximos ao sensor de tiragem. Um sensor de tiragem de interseção 317 detecta uma pressão que é indicativa da tiragem em uma das interseções 245.

[052] Um sensor de temperatura de forno 320 detecta a temperatura de forno e pode estar localizada na coroa de forno 180 ou em outro lugar na câmara de forno 185. Um sensor de temperatura do cano único 325 detecta a temperatura de cano único e está localizado no cano único 205. Em algumas modalidades, o cano único 205 é dividido em labirintos 205A e 205B com cada labirinto em comunicação de fluido com um dos dois dutos de absorção do forno 225. Um sensor de temperatura de cano 325 está localizado em cada dos labirintos de cano único de modo que a temperatura do cano único possa ser detectada em cada labirinto. Um sensor de temperatura do duto de absorção 330 detecta a temperatura de duto de absorção e é localizado no duto de absorção 225. Um sensor de temperatura de túnel comum 335 detecta a temperatura de túnel comum e está localizado no túnel comum 110. Um sensor de temperatura de entrada de HRSG 340 detecta a temperatura de entrada de HRSG e está localizado em ou perto da entrada do HRSG 120. Sensores de temperatura adicionais podem ser posicionados em outros locais na planta de coque 100.

[053] Um sensor de oxigênio de duto de absorção 345 é posicionado para detectar a concentração de oxigênio dos gases de descarga no duto de absorção

225. Um sensor de oxigênio de entrada de HRSG 350 é posicionado para detectar a concentração de oxigênio dos gases de descarga na entrada do HRSG 120. Um sensor de oxigênio na chaminé principal 360 é posicionado para detectar a concentração de oxigênio dos gases de descarga na chaminé principal 145 e sensores de oxigênio adicionais podem ser posicionados em outros locais na planta de coque 100 para prover informações na concentração de oxigênio relativa em vários locais no sistema.

[054] Um sensor de fluxo detecta a taxa de fluxo de gás dos gases de descarga. por exemplo, um sensor de fluxo pode estar localizado a jusante de cada dos HRSGs 120 para detectar a taxa de fluxo dos gases de descarga que saem de cada HRSG 120. Essas informações podem ser utilizadas para equilibrar o fluxo de gases de descarga através de cada HRSG 120 por ajustar os amortecedores de HRSG 250 e desse modo otimizar compartilhamento de gás entre os HRSGs 120. Sensores de fluxo adicionais podem ser posicionados em outros locais na planta de coque 100 para fornecer informações sobre a taxa de fluxo de gás em vários locais no sistema.

[055] Adicionalmente, um ou mais sensores de pressão ou tiragem, sensores de temperatura, sensores de oxigênio, sensores de fluxo, e/ou outros sensores podem ser utilizados no sistema de controle de qualidade de ar 130 ou outros locais a jusante dos HRSGs 120.

[056] Pode ser importante manter os sensores limpos. Um método de manter um sensor limpo é periodicamente remover o sensor e limpar o mesmo manualmente. Alternativamente, o sensor pode ser periodicamente submetido a uma rajada, sopro, ou fluxo de um gás em alta pressão para remover acúmulo no sensor. Como uma alternativa adicional, um pequeno fluxo de gás contínuo pode ser provido para limpar continuamente o sensor.

[057] O amortecedor de absorção automático 305 inclui o amortecedor de absorção 230 e um atuador 365 configurado para abrir e fechar o amortecedor de absorção 230. Por exemplo, o atuador 365 pode ser um atuador linear ou um atuador rotacional. O atuador 365 permite que o amortecedor de absorção 230 seja infinitamente controlado entre as posições totalmente aberta e totalmente fechada. O atuador 365 move o amortecedor de absorção 230 entre essas posições em resposta à condição de operação ou condições de operação detectadas pelo sensor ou sensores incluídos no sistema de controle de tiragem automático 300. Isso provê controle muito maior do que um amortecedor de absorção convencional. Um amortecedor de absorção convencional tem um número limitado de posições fixas entre totalmente aberta e totalmente fechada e deve ser manualmente ajustado entre essas posições por um operador.

[058] Os amortecedores de absorção 230 são periodicamente ajustados para manter a tiragem de forno apropriado (por exemplo, pelo menos 0.1 polegada de água) que muda em resposta a muitos fatores diferentes nos fornos do sistema de descarga quente. Quando o túnel comum 110 tem um tiragem de túnel comum relativamente baixa (isto é, mais próximo à pressão atmosférica do que uma tiragem relativamente alta), o amortecedor de absorção 230 pode ser aberto para aumentar a tiragem de forno para assegurar que a tiragem de forno permanece em ou acima de 0.1 polegada de água. Quando o túnel comum 110 tem uma tiragem de túnel comum relativamente alta, o amortecedor de absorção 230 pode ser fechado para diminuir a tiragem de forno, reduzindo, desse modo a quantidade de ar aspirado para dentro da câmara de forno 185.

[059] Com amortecedores de absorção convencionais, os amortecedores de absorção são manualmente ajustados e portanto a otimização da tiragem de forno é parte arte e parte ciência, um produto de experiência e conscientização do operador. O sistema de controle de tiragem automático 300 descrito na presente invenção automatiza o controle dos amortecedores de absorção 230 e permite a otimização contínua da posição dos amortecedores de absorção 230 desse modo substituindo pelo menos um pouco da experiência e conscientização necessárias do operador. O sistema de controle de tiragem automático 300 pode ser utilizado para manter uma tiragem de forno em uma tiragem de forno alvo (por exemplo, pelo menos 0.1 polegada de água), controlar a quantidade de ar em excesso no forno 105, ou obter outros efeitos desejáveis por ajustar automaticamente a posição do amortecedor de absorção 230. O sistema de controle de tiragem automático 300 torna mais fácil obter o compartilhamento de gás descrito acima por permitir uma tiragem de interseção alta em uma ou mais das interseções 245 e/ou uma tiragem de túnel comum alta em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 enquanto mantém tiragens de forno baixo o suficiente para evitar vazamentos de ar em excesso para dentro dos fornos 105. Sem controle automático, seria difícil se não impossível ajustar manualmente os amortecedores de absorção 230 tão frequentemente quando seria necessário para manter a tiragem de forno de pelo menos 0.1 polegada de água sem permitir que a pressão no forno derive para positivo. Tipicamente, com controle manual, a tiragem de forno alvo é maior que 0.1 polegada de água, que leva a mais vazamento de ar para dentro do forno de coque 105. Para um amortecedor de absorção convencional, um operador monitora várias temperaturas de forno e observa visualmente o processo de coqueificação no forno de coque para determinar quando e quanto ajustar o amortecedor de absorção. O operador não tem informações específicas sobre a tiragem (pressão) no forno de coque.

[060] O atuador 365 posiciona o amortecedor de absorção 230 com base em instruções de posição recebidas a partir de um controlador 370. As instruções de posição podem ser geradas em resposta à tiragem, temperatura, concentração de oxigênio, ou taxa de fluxo de gás detectada por um ou mais dos sensores discutidos acima, algoritmos de controle que incluem uma ou mais entradas de sensor ou outros algoritmos de controle. O controlador 370 pode ser um controlador discreto associado a um amortecedor de absorção automático único 305 ou múltiplos amortecedores de absorção automáticos 305, um controlador centralizado (por exemplo, um sistema de controle distribuído ou um sistema de controle lógico programável) ou uma combinação dos dois. Em algumas modalidades, o controlador 370 utiliza controle de derivado-integral-proporcional (“PID”).

[061] O sistema de controle de tiragem automático 300 pode, por exemplo, controlar o amortecedor de absorção automático 305 de um forno 105 em resposta à tiragem de forno detectado pelo sensor de tiragem de forno 310. O sensor de tiragem de forno 310 detecta a tiragem de forno e transmite um sinal indicativo da tiragem de forno para o controlador 370. O controlador 370 gera uma instrução de posição em resposta à entrada desse sensor e o atuador 365 move o amortecedor de absorção 230 para a posição exigida pela instrução de posição. Desse modo, o sistema de controle automático 300 pode ser utilizado para manter uma tiragem de forno alvo (por exemplo, pelo menos 0.1 polegada de água). Similarmente, o sistema de controle de tiragem automático 300 pode controlar os amortecedores de absorção automáticos 305, os amortecedores HRSG 250, e o ventilador de tiragem 140, conforme necessário, para manter as tiragens direcionadas em outros locais na planta de coque 100 (por exemplo, uma tiragem de interseção alvo ou uma tiragem de túnel comum alvo). Por exemplo, para compartilhamento de gás como descrito acima, a tiragem de interseção em uma ou mais interseções 245 e/ou a tiragem de túnel comum em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 necessita ser mantido pelo menos em 0.7 polegada de água. O sistema de controle de tiragem automático 300 pode ser colocado em um modo manual para permitir ajuste manual dos amortecedores de absorção automáticos 305, os amortecedores HRSG e/ou o ventilador de tiragem 140, como necessário. De preferência, o sistema de controle de tiragem automático 300 inclui um temporizador de modo manual e após término do temporizador de modo manual, o sistema de controle de tiragem automático 300 retorna ao modo automático.

[062] Em algumas modalidades, o sinal gerado pelo sensor de tiragem de forno 310 que é indicativo da pressão ou tiragem detectada é em tempo médio para obter um controle estável de pressão no forno de coque 105. A média de tempo do sinal pode ser realizada pelo controlador 370. A média de tempo do sinal de pressão ajuda a filtrar flutuações normais no sinal de pressão e filtrar ruído. Tipicamente, o sinal pode ser tirado em média durante 30 segundos, 1 minuto, 5 minutos ou durante pelo menos 10 minutos. Em uma modalidade, uma média de tempo de rolagem do sinal de pressão é gerado por fazer 200 varreduras da pressão detectada em 50 milissegundos por varredura. Quanto maior a diferença no sinal de pressão de tempo médio e a tiragem de forno alvo, o sistema de controle de tiragem automático 300 adota uma mudança maior na posição de amortecedor para obter a tiragem alvo desejada. Em algumas modalidades, as instruções de posição fornecidas pelo controlador 370 para o amortecedor de absorção automático 305 são linearmente proporcionais à diferença no sinal de pressão de tempo médio e na tiragem de forno alvo. Em outras modalidades, as instruções de posição fornecidas pelo controlador 370 para o amortecedor de absorção automático 305 são não linearmente proporcionais à diferença no sinal de pressão de tempo médio e tiragem de forno alvo. Os outros sensores anteriormente discutidos podem ter similarmente sinais de tempo médio.

[063] O sistema de controle de tiragem automático 300 pode ser operado para manter uma tiragem de forno de tempo médio constante em uma tolerância específica da tiragem de forno alvo durante todo o ciclo de coqueificação. Essa tolerância pode ser, por exemplo, +/-0.05 polegadas de água, +/-0.02 polegadas de água, ou +/-0.01 polegadas de água.

[064] O sistema de controle de tiragem automático 300 pode ser também operado para criar uma tiragem variável no forno de coque por ajustar a tiragem de forno alvo durante o curso do ciclo de coqueificação. A tiragem de forno alvo pode ser reduzida em etapas como uma função do tempo decorrido do ciclo de coqueificação. desse modo, utilizando um ciclo de coqueificação de 48 horas como exemplo, a tiragem alvo começa relativamente alta (por exemplo, 0.2 polegada de água) e é reduzido a cada 12 horas por 0.05 polegada de água de modo que a tiragem de forno alvo seja 0.2 polegada de água por horas 1 - 12 do ciclo de coqueificação, 0.15 polegada de água para as horas 12-24 do ciclo de coqueificação, 0.01 polegada de água para as horas 24-36 do ciclo de coqueificação, e 0.05 polegada de água para as horas 36-48 do ciclo de coqueificação. Alternativamente, a tiragem alvo pode ser linearmente diminuído durante todo o ciclo de coqueificação para um valor novo, menor proporcional ao tempo decorrido do ciclo de coqueificação.

[065] Como exemplo, se a tiragem de forno de um forno 105 cair abaixo da tiragem de forno alvo (por exemplo, 0.1 polegada de água) e o amortecedor de absorção 230 for totalmente aberto, o sistema de controle de tiragem automático 300 aumentaria a tiragem por abrir pelo menos um amortecedor HRSG 250 para aumentar a tiragem de forno. Como esse aumento em tiragem a jusante do forno 105 afeta mais de um forno 105, alguns fornos 105 poderiam precisar ter seus amortecedores de absorção 230 ajustados (por exemplo, movidos em direção à posição totalmente fechada) para manter a tiragem de forno direcionado (isto é, regular a tiragem de forno para evitar que o mesmo se torne demasiadamente alto). Se o amortecedor HRSG 250 já estiver totalmente aberto, o sistema de controle de amortecedor automático 300 precisaria que o ventilador de tiragem 140 fornecesse uma tiragem maior. Essa tiragem aumentada a jusante de todos os HRSGs 120 afetaria todo HRSG 120 e poderia exigir ajuste dos amortecedores de HRSG 250 e dos amortecedores de absorção 230 para manter tiragens alvo por toda a planta de coque 100.

[066] Como outro exemplo, a tiragem de túnel comum pode ser minimizada por exigir que pelo menos um amortecedor de absorção 230 seja totalmente aberto e que todos os fornos 105 estejam pelo menos na tiragem de forno direcionada (por exemplo, 0.1 polegada de água) com os amortecedores HRSG 250 e/ou o ventilador de tiragem 140 ajustados conforme necessário para manter essas exigências operacionais.

[067] Como outro exemplo, a planta de coque 100 pode ser operada em tiragem variável para a tiragem de interseção e/ou a tiragem de túnel comum para estabilizar a taxa de vazamento de ar, o fluxo de massa, e a temperatura e composição dos gases de descarga (por exemplo, níveis de oxigênio), entre outros benefícios desejáveis. Isso é realizado por variar a tiragem de interseção e/ou a tiragem de túnel comum a partir de uma tiragem relativamente alta (por exemplo, 0.8 polegada de água) quando os fornos de coque 105 são empurrados e reduzindo gradualmente até uma tiragem relativamente baixa (por exemplo, 0.4 polegada de água), isto é, operando em tiragem relativamente alta na parte inicial do ciclo de coqueificação e em tiragem relativamente baixa na parte posterior do ciclo de coqueificação. A tiragem pode ser variada continuamente ou em um modo em etapas.

[068] Como outro exemplo, se a tiragem de túnel comum diminuir em demasia, o amortecedor HRSG 250 abriria para elevar a tiragem de túnel comum para encontrar a tiragem de túnel comum alvo em um ou mais locais ao longo do túnel comum 110 (por exemplo, 0.7 polegada de água) para permitir compartilhamento de gás. Após aumentar a tiragem de túnel comum por ajustar o amortecedor HRSG 250, os amortecedores de absorção 230 nos fornos afetados 105 poderiam ser ajustados (por exemplo, movidos em direção à posição totalmente fechada) para manter a tiragem de forno direcionada nos fornos afetados 105 (isto é, regular a tiragem de forno para evitar que o mesmo se torne demasiadamente alto).

[069] Como outro exemplo, o sistema de controle de tiragem automático 300 pode controlar o amortecedor de absorção automático 305 de um forno 105 em resposta à temperatura de forno detectada pelo sensor de temperatura de forno 320 e/ou a temperatura de cano único detectada pelo sensor ou sensores de temperatura de cano único 325. O ajuste do amortecedor de absorção automático 305 em resposta à temperatura de forno e ou a temperatura de cano único pode otimizar a produção de coque ou outros resultados desejáveis com base em temperaturas especificadas do forno. Quando o cano único 205 inclui dois labirintos 205A e 205B, o equilíbrio de temperatura entre os dois labirintos 205A e 205B pode ser controlado pelo sistema de controle de tiragem automático 300. O amortecedor de absorção automático 305 para cada dos dois dutos 225 de absorção do forno é controlado em resposta à temperatura de cano único detectada pelo sensor de temperatura de cano único 325 localizado no labirinto 205A ou 205B associado aquele duto de absorção 225. O controlador 370 compara a temperatura de cano único detectada em cada dos labirintos 205A e 205B e gera instruções posicionais para cada dos dois amortecedores de absorção automáticos 305 de modo que a temperatura de cano único em cada dos labirintos 205A e 205B permaneça em uma faixa de temperatura especificada.

[070] Em algumas modalidades, os dois amortecedores de absorção automáticos 305 são movidos juntos para as mesmas posições ou sincronizados. O amortecedor de absorção automático 305 mais próximo à porta frontal 165 é conhecido como o amortecedor de “lado de empurrar” e o amortecedor de absorção automático mais próximo à porta posterior 170 é conhecido como o amortecedor do “lado de coque”. Desse modo, um sensor de pressão de tiragem de forno único 310 provê sinais e é utilizado para ajustar os amortecedores de absorção automáticos tanto do lado de empurrar como do lado de coque 305, de modo idêntico. por exemplo, se a instrução de posição a partir do controlador para os amortecedores de absorção automáticos 305 estiver 60% aberta, ambos os amortecedores da absorção automático do lado de empurrar e do lado de coque 305 são posicionados 60% abertos. Se a instrução de posição a partir do controlador para os amortecedores de absorção automáticos 305 estiver 8 polegadas aberto, ambos os amortecedores de absorção automáticos do lado de empurrar e do lado de coque 305 estão 8 polegadas abertos.

Alternativamente, os dois amortecedores de absorção automáticos 305 são movidos para posições diferentes para criar uma propensão.

Por exemplo, para uma propensão de 1 polegada, se a instrução de posição para amortecedores de absorção automáticos sincronizados 305 fosse 8 polegadas abertos, para os amortecedores de absorção automáticos propendidos 305, um dos amortecedores de absorção automáticos 305 seria 9 polegadas aberto e o outro amortecedor de absorção automático 305 seria 7 polegadas aberto.

A área aberta total e queda de pressão através dos amortecedores de absorção automáticos propendidos 305 permanece constante quando comparada com os amortecedores de absorção automáticos sincronizados 305. Os amortecedores de absorção automáticos 305 podem ser operados em modos sincronizados ou propendidos conforme necessário.

A propensão pode ser utilizada para tentar manter temperaturas iguais no lado de empurrar e no lado de coque do forno de coque 105. por exemplo, as temperaturas de cano único medidas em cada dos labirintos de cano único 205A e 205B (um do lado de coque e o outro no lado de empurrar) podem ser medidas e então o amortecedor de absorção automático correspondente 305 pode ser ajustado para obter a tiragem de forno alvo, enquanto utiliza simultaneamente a diferença nas temperaturas de cano único do lado de coque e do lado de empurrar para introduzir uma propensão proporcional à diferença em temperaturas de cano único entre as temperaturas do cano único do lado de coque e do cano único do lado de empurrar.

Desse modo, as temperaturas de cano único do lado de empurrar e do lado de coque podem ser feitas iguais em certa tolerância.

A tolerância (diferença entre temperaturas de cano único do lado de coque e do lado de empurrar) pode ser 250º Fahrenheit, 100º Fahrenheit, 500 Fahrenheit, ou, de preferência 250 Fahrenheit ou menor.

Utilizando técnicas e metodologias de controle do estado da técnica, as temperaturas do cano único do lado de empurrar e do cano único do lado de coque podem ser colocadas no valor de tolerância uma da outra durante o curso de uma ou mais horas (por exemplo, 1 - 3 horas) enquanto controla simultaneamente a tiragem de forno para a tiragem de forno alvo em uma tolerância especificada (por exemplo, +/- 0.01 polegada de água). A propensão dos amortecedores de absorção automáticos 305 com base nas temperaturas de cano único medidas em cada dos labirintos de cano único 205A e 205B, permite que calor seja transferido entre o lado de empurrar e o lado de coque do forno de coque 105. Tipicamente, como o lado de empurrar e o lado de coque do coque do leito de coque em taxas diferentes, há necessidade de mover calor a partir do lado de empurrar para o lado de coque. Também, a propensão dos amortecedores de absorção automáticos 305 com base nas temperaturas de cano único medidas em cada dos labirintos de cano único 205A e 205B ajuda a manter o piso do forno em uma temperatura relativamente uniforme através do piso inteiro.

[071] O sensor de temperatura de forno 320, o sensor de temperatura de cano único 325, o sensor de temperatura de duto de absorção 330, o sensor de temperatura de túnel comum 335 e o sensor de temperatura de entrada HRSG 340 podem ser utilizados para detectar condições de overhead em cada de seus respectivos locais. Essas temperaturas detectadas podem gerar instruções de posição para permitir ar em excesso para dentro de um ou mais fornos 105 por abrir um ou mais amortecedores de absorção automáticos 305. Ar em excesso (isto é, onde o oxigênio presente está acima da razão estequiométrica para combustão) resulta em oxigênio não queimado e nitrogênio não queimado no forno 105 e nos gases de descarga. O ar em excesso tem uma temperatura mais baixa do que os outros gases de descarga e provê um efeito de resfriamento que elimina as condições de overhead em outra parte na planta de coque 100.

[072] Como outro exemplo, o sistema de controle de tiragem automático 300 pode controlar o amortecedor de absorção automático 305 de um forno 105 em resposta à concentração de oxigênio de duto de absorção detectada pelo sensor de oxigênio de duto de absorção 345. O ajuste do amortecedor de absorção automático 305 em resposta à concentração de oxigênio de duto de absorção pode ser feito para assegurar que os gases de descarga que saem do forno 105 sejam totalmente queimados e/ou que os gases de descarga que saem do forno 105 não contenham oxigênio ou ar em excesso em demasia. Similarmente, o amortecedor de absorção automático 305 pode ser ajustado em resposta à concentração de oxigênio de entrada de HRSG detectada pelo sensor de oxigênio de entrada de HRSG 350 para manter a concentração de oxigênio de entrada de HRSG acima de uma concentração limiar que protege o HRSG 120 contra combustão indesejável dos gases de descarga que ocorre no HRSG 120. O sensor de oxigênio de entrada de HRSG 350 detecta uma concentração mínima de oxigênio para assegurar que todo os combustíveis queimaram antes de entrar no HRSG 120. Também, o amortecedor de absorção automático 305 pode ser ajustado em resposta à concentração de oxigênio de chaminé principal detectada pelo sensor de oxigênio de chaminé principal 360 para reduzir o efeito de vazamentos de ar para dentro da planta de coque 100. Tais vazamentos de ar podem ser detectados com base na concentração de oxigênio na chaminé principal 145.

[073] O sistema de controle de tiragem automático 300 pode controlar também os amortecedores de absorção automáticos 305 com base em tempo decorrido no ciclo de coqueificação. Isso permite o controle automático sem ter de instalar um sensor de tiragem de forno 310 ou outro sensor em cada forno 105. Por exemplo, as instruções de posição para os amortecedores de absorção automáticos 305 podem ser baseadas em dados de posição de atuador históricos ou dados de posição de amortecedor a partir de ciclos de coqueificação anteriores para um ou mais fornos de coque 105 de tal modo que o amortecedor de absorção automático 305 seja controlado com base nos dados de posicionamento históricos em relação ao tempo decorrido no ciclo de coqueificação atual.

[074] O sistema de controle de tiragem automático 300 pode controlar também os amortecedores de absorção automáticos 305 em resposta a entradas de sensor a partir de um ou mais dos sensores discutidos acima. O controle inferencial permite que cada forno de coque 105 seja controlado com base em alterações previstas nas condições operacionais do forno ou da planta de coque (por exemplo, pressão/tiragem, temperatura, concentração de oxigênio em vários locais no forno 105 ou planta de coque 100) ao invés de reagir à condição ou condições operacionais detectadas reais. Por exemplo, utilizando controle inferencial, uma mudança na tiragem de forno detectada que mostra que a tiragem de forno está caindo em direção à tiragem de forno direcionada (por exemplo, pelo menos 0.1 polegada de água) com base em múltiplas leituras a partir do sensor de tiragem de forno 310 durante um período de tempo, pode ser utilizada para prever uma tiragem de forno prevista abaixo da tiragem de forno alvo para prever a queda de tiragem de forno real abaixo da tiragem de forno alvo e gerar uma instrução de posição com base na tiragem de forno prevista para mudar a posição do amortecedor de absorção automático 305 em resposta à tiragem de forno prevista, ao invés de esperar que a tiragem de forno real caia abaixo da tiragem de forno alvo antes de gerar a instrução de posição. O controle inferencial pode ser utilizado para levar em consideração a interação entre as várias condições operacionais em vários locais na planta de coque 100. Por exemplo, o controle inferencial levando em consideração uma exigência para manter sempre o forno sob pressão negativa, controlando na temperatura de forno ótima exigida, temperatura de cano único e temperatura máxima de túnel comum enquanto minimiza a tiragem de forno é utilizado para posicionar o amortecedor de absorção automático 305. O controle inferencial permite que o controlador 370 faça previsões com base em características conhecidas do ciclo de coqueificação e nas entradas de condição operacional providas pelos vários sensores descritos acima. Outro exemplo de controle inferencial permite que os amortecedores de absorção automáticos 305 de cada forno 105 sejam ajustados para maximizar um algoritmo de controle que resulta em um equilíbrio ótimo entre rendimento de coque, qualidade de coque e geração de força. Alternativamente, os amortecedores de absorção 305 podem ser ajustados para maximizar um entre rendimento de coque, qualidade de coque e geração de força.

[075] Alternativamente, sistemas de controle de tiragem automáticos similares podem ser utilizados para automatizar os amortecedores de ar primário 195, os amortecedores de ar secundário 220 e/ou os amortecedores de ar terciário 229 para controlar a taxa e localização de combustão em vários locais em um forno

105. Por exemplo, ar pode ser adicionado através de um amortecedor de ar secundário automático em resposta a um ou mais de tiragem, temperatura e concentração de oxigênio detectados por um sensor apropriado posicionado no cano único 205 ou sensores apropriados posicionados em cada dos labirintos de cano único 205A e 205B.

[076] Como ilustrado na figura 8, uma instalação de HHR 400 pode incluir múltiplos fornos de coque 402. Os fornos de coque 402 podem ser dispostos em uma ou mais fileiras, clusters ou outras disposições. Os fornos de coque 402 podem ter muitas ou todas as mesmas características que os fornos de coque 105 descritos acima. Os fornos de coque 402 podem ser ligado a um ou mais túneis comuns de compartilhamento de gás 404 através de um ou mais dutos 405 (por exemplo, dutos de absorção). O(s) túnel(si) comum(comuns) 404 pode(m) ter muitas ou todas as mesmas características que o túnel comum descrito acima 110. Os dutos 405 podem ter muitas ou todas as mesmas características que os dutos de absorção descritos acima 225. O túnel comum 404 pode ser ligado a um ou mais HRSGs 409 ao longo de um comprimento do túnel 404. Os HRSGs 409 podem ter muitas ou todas as mesmas características que os HRSGs acima descritos 120. A instalação 400 pode incluir uma planta de cogeração 411 conectada ao túnel comum 404 e tendo muitas ou todas as mesmas características que a planta de cogeração 155 descrita acima. A instalação pode incluir uma instalação de descarga 412 incluindo um sistema FGD, um baghouse, um ventilador de tiragem, e/ou uma chaminé de gás principal.

[077] A figura 9 ilustra porções do túnel comum 404. Como ilustrado o túnel comum 404 pode incluir uma ou mais juntas 406. As juntas 406 podem definir as interfaces entre porções de túnel consecutivas 404. A utilização de juntas 406 pode permitir a construção e manipulação de porções de túnel finitas menores para serem unidas no local. Em algumas modalidades, algumas ou todas as porções do túnel comum 404 são pré-fabricadas fora do local e transportadas até o local de instalação antes da montagem final. Em algumas modalidades, uma ou mais das juntas 406 são juntas flexíveis 406F. As juntas flexíveis 406F podem ser configuradas para flexionar em resposta a tensões no túnel 404. Tais tensões podem incluir tensões térmicas, tensões sísmicas, e/ou outras tensões realizadas durante instalação ou uso da instalação de HHR 400. Como utilizado nesse contexto, “flexão” do túnel 404 inclui movimento de porções de túnel adjacentes 404 uma com relação a outra em um modo axial, rotacional e/ou de dobrar. Em algumas modalidades, uma ou mais cintas 410 podem ser utilizadas para sustentar o túnel 404. As cintas 410 podem ser posicionadas ao longo do comprimento do túnel 404 sob juntas 406 e/ou entre juntas

406.

[078] Em algumas modalidades, como ilustrado na figura 9A, o túnel comum 404 pode ter um formato em seção transversal circular. O túnel comum 404 pode ter um raio R1 (por exemplo, o raio do túnel comum 404 como medido para a superfície externa do túnel comum 404) maior que cerca de três pés, maior que cerca de quatro pés, maior que cerca de cinco pés, maior que cerca de seis pés, maior que cerca de oito pés, maior que cerca de dez pés, e/ou maior que cerca de doze pés.

Em algumas modalidades, o raio R1 do túnel comum 404 está entre cerca de dois e cinco pés, entre cerca de três e oito pés, entre cerca de dois e nove pés, e/ou entre cerca de quatro e dez pés.

[079] Em algumas modalidades, como ilustrado na figura 9B, o túnel comum 404 tem um formato em seção transversal oblongo (por exemplo, no formato de ovo) ou elíptico. Por exemplo, o túnel comum 404 pode ter um formato em seção transversal oblongo com um raio máximo R2 (por exemplo, medido em uma superfície externa do túnel comum 404) e um raio mínimo R3 (por exemplo, medido para uma superfície externa do túnel comum 404) menor que o raio máximo R2. O raio máximo R2 pode ser maior que cerca de três pés, maior que cerca de quatro pés, maior que cerca de cinco pés, maior que cerca de seis pés, maior que cerca de oito pés, maior que cerca de dez pés e/ou maior que cerca de doze pés. Em algumas modalidades, o raio máximo R2 do túnel comum 404 está entre cerca de dois e cinco pés, entre cerca de três e oito pés, entre cerca de dois e nove pés e/ou entre cerca de quatro e dez pés. O raio mínimo R3 pode ser maior que cerca de dois pés, maior que cerca de três pés, maior que cerca de cinco pés, maior que cerca de seis pés, maior que cerca de oito pés, maior que cerca de dez pés, e/ou maior que cerca de doze pés. Em algumas modalidades, o raio mínimo R3 do túnel comum 404 está entre cerca de um e seis pés, entre cerca de dois e oito pés, entre cerca de três e nove pés e/ou entre cerca de quatro e dez pés. O raio máximo R2 da seção transversal do túnel comum 404 pode ser pelo menos 10% maior, pelo menos 20% maior, pelo menos 30% maior, pelo menos 50% maior, pelo menos 75% maior, e/ou pelo menos 100% maior que o raio mínimo R3 da seção transversal do túnel comum

404.

[080] Em algumas modalidades, como ilustrado na figura 9C, o túnel comum 404 tem um formato em seção transversal tendo um ou mais lados planos, cantos e/ou lados curvos. Por exemplo, o túnel comum 404 pode ter uma porção retangular inferior 404a e uma porção curva superior 404b (por exemplo, um formato de pão de forma). Em algumas modalidades, a porção inferior 404a do túnel comum 404 tem uma largura W1 maior que cerca de seis pés, maior do que oito pés, maior do que dez pés, maior do que doze pés, maior do que dezesseis pés, maior do que dezoito pés, e/ou maior do que vinte pés. Em algumas modalidades, a largura W1 do túnel comum 404 (por exemplo, da porção inferior 404a) está entre cerca de três e dez pés, entre cerca de quatro e quinze pés, entre cerca de seis e dezoito pés, e/ou entre cerca de oito e vinte pés. O túnel comum 404 pode ter uma altura H1 maior que cerca de seis pés, maior do que oito pés, maior do que dez pés, maior do que doze pés, maior do que dezesseis pés, maior do que dezoito pés, e/ou maior do que vinte pés. Em algumas modalidades, a altura H1 do túnel comum 404 está entre cerca de cinco e doze pés, entre cerca de sete e quinze pés, entre cerca de nove e dezesseis pés, e/ou entre cerca de seis e vinte pés. A porção curva 404b pode ter um raio de curvatura R4. Em algumas modalidades, o raio de curvatura R4 é constante através da superfície superior curva. Em alguma modalidade, o raio de curvatura R4 varia. Por exemplo, o raio de curvatura R4 pode ter um máximo em ou perto do ápice da porção curva do túnel e um mínimo em ou perto das junções entre a porção curva 404b e a porção retangular 404a.

[081] Em algumas aplicações, as porções do túnel 404 são curvas ou de outro modo não retas. por exemplo, como ilustrado nas figuras 8 e 10, o túnel comum 404 inclui uma ou mais curvas 412. Curvas ou outros redirecionamentos podem ser utilizadas para guiar o túnel comum 404 ou outro conduto em torno de outras estruturas da instalação de HHR 400. Em algumas modalidades, juntas 406, 406F são posicionadas adjacentes ás curvas 412 para facilitar conexão das porções de túnel curvas com porções de túnel retas.

[082] Devido a altas temperaturas, operação contínua e/ou outros fatores operacionais e/ou ambientais, pode ser desejável ou necessário reparar ou substituir certas porções do túnel comum 404. A substituição de porções danificadas pode permitir reparo eficaz em termos de custo do túnel comum 404 sem revisão de porções grandes do túnel 404. Em alguns casos, a substituição de um comprimento de túnel pode ser desejada ou necessária. Em outros casos, a substituição de apenas uma porção de uma parede de túnel (por exemplo, menos de um espaço anular inteiro) pode ser desejada ou necessária.

[083] A figura 11 ilustra uma modalidade de uma máquina 422 utilizada para construir e/ou reparar o túnel comum 404. Como ilustrado, a máquina 422 pode ser um guindaste ou outro equipamento de construção configurado para mover componentes grandes/pesados. A máquina 422 pode ser utilizada para remover porções de túnel danificadas e/ou posicionar porções de túnel de substituição 420 em um local de reparo.

[084] Em algumas modalidades, como ilustrado na figura 12, uma porção de túnel de substituição 426 inclui uma porção de parede externa 428. A porção de parede externa 428 da porção de túnel de substituição 426 pode ser construída de aço ou algum outro material. Em algumas modalidades, a porção de parede externa 428 é construída a partir do mesmo material que a parede externa do túnel circundante 404. de preferência, a superfície radialmente para dentro da porção de parede externa 428 é revestida com um material mástique ou outro material resistente à corrosão configurado para reduzir o risco de corrosão da porção de parede externa 428 (por exemplo, no caso de gás corrosivo/quente ter acesso à porção de parede externa 428). Em algumas modalidades, o uso de um revestimento de mástique na superfície interna da porção de parede externa 428 (por exemplo, e na superfície interna do túnel originalmente instalado) pode permitir que a porção de parede externa 428 seja mantida em uma temperatura mais fria do que seria aconselhável se mástique não fosse utilizado. Por exemplo, a condensação ácida pode ocorrer no interior do túnel quando as temperaturas vão abaixo de 350ºF. O revestimento de material de mástique pode resistir à corrosão causada pela condensação ácida, desse modo permitindo que a porção de parede externa 428 permaneça em temperaturas mais baixas (por exemplo, 200-250ºF). Em algumas modalidades, a porção de parede externa 428 é pré-laminada para combinar com a curvatura do túnel adjacente 404. Em algumas modalidades, a porção de parede externa 428 é laminada no local como parte do processo de instalação e reparo.

[085] Em algumas modalidades, a porção de túnel de substituição 426 inclui uma placa de suporte 432 posicionada radialmente para dentro a partir da porção de parede externa 428. Em algumas aplicações, uma camada de material de condutividade térmica baixa é utilizada ao invés de ou além de uma ou mais camadas de placa de suporte 432. Por exemplo, tijolos, tijolos refratários isolantes (IFBs), papel, fibra e/ou outros materiais isolantes e/ou isolantes flexíveis podem ser utilizados. A placa de suporte 432 pode ser construída de um material refratário ou outro material (por exemplo, material refratário 60-M ou material Rescocast 8). De preferência, a placa de suporte 432 tem uma condutividade térmica baixa. Em algumas modalidades, a porção de túnel de substituição 424 inclui uma pluralidade de placas de suporte 432 posicionadas adjacentes uma da outra. A(s) placa(s) de suporte 432 pode(m) ser marcada(s) por exemplo, em uma superfície radialmente para fora) para aumentar a flexibilidade da(s) placa(s) de suporte 432. O aumento da flexibilidade da(s) placa(s) de suporte pode permitir melhor ajuste entre a(s) placa(s) de suporte 432 e a porção de parede externa 428. Em algumas modalidades, uma segunda camada de placa de suporte é utilizada. Em algumas modalidades, a(s) placa(s) de suporte são providas como ou cortadas em tiras antes da instalação. A segunda camada de placa de suporte pode ser posicionada radialmente para dentro a partir da(s) placa(s) de suporte ilustrada(s) 432. Como com a(s) placa(s) de suporte 432, a segunda camada de placa de suporte pode incluir múltiplos pedaços de placa de suporte, pode ser marcada, pode ser construída de um material refratário ou outro material (por exemplo, material refratário 60-M ou material refratário Rescocast 8), e/ou tem uma baixa condutividade térmica.

[086] A porção de túnel de substituição 426 pode incluir âncoras 430 que se estendem radialmente para dentro a partir da porção de parede externa 428. Em modalidades onde a placa de suporte 432 é utilizada, as âncoras 430 podem estender através da placa de suporte 432. Como explicado abaixo com relação às figuras 13-14, as âncoras 430 podem ser utilizadas para reter material atirado ou concreto projetado (por exemplo, material refratário) que é aplicado e uma superfície interna da porção de parede externa 428 e/ou em uma superfície interna da placa de suporte 432. Em algumas modalidades, as âncoras 430 são configuradas para reter a placa de suporte 432 no lugar com relação à porção de parede externa 428. Em algumas modalidades, uma ou ambas de placa de suporte 432 e material atirado/concreto projetado são substituídas com tijolos refratários (por exemplo, tijolos de fibra de vidro) ou outros materiais.

[087] As figuras 13-14 ilustram modalidades de âncoras 430, 430’ que podem ser utilizadas com uma porção de túnel de substituição 426. Por exemplo, a âncora 430 ilustrada na figura 13 é ligada a uma superfície interna da porção de parede externa 428. A âncora 430 pode incluir um corpo de âncora 434 (por exemplo, um corpo alongado). O corpo de âncora 434 pode ser construído de um metal (por exemplo, aço, aço inoxidável 304, aço inoxidável 310, aço inoxidável 330 etc.) ou outro material (por exemplo, cerâmica, refratário etc.). A âncora 430 pode incluir um ou mais pinos 436 se estendendo a partir de uma extremidade do corpo de âncora 434 oposta à fixação na porção de parede externa 428. Os pinos 436 podem incluir uma ou mais curvas, ondas, voltas, torções e/ou outras características geométricas. Essas características geométricas podem aumentar a aquisição dos pinos 436 com relação à(s) placa(s) de suporte e/ou outros materiais refratários/isolantes na porção de túnel 426. A fixação da âncora 430 na superfície interna da porção de parede externa pode ser executada, por exemplo, através de soldagem. De preferência, uma solda de filete total 438 (ou alguma outra solda anular ou parcialmente anular) é utilizada para ligar a âncora 430 à parede externa

428.

[088] A âncora 430 pode ter um comprimento total L1, como medido ao longo de um raio do túnel 404 e/ou perpendicular à superfície da parede externa 428 na qual a âncora 430 é fixada. O comprimento L1 inclui o comprimento do(s) pino(s)

436. Como ilustrado, o comprimento da âncora 430 estende além de uma superfície interna da placa refratária 432. Em algumas modalidades, o comprimento L1 da âncora 430 está entre 2-6 polegadas, entre 3-8 polegadas, entre 1 -14 polegadas, entre 2.5 e 9 polegadas, e/ou entre 4-10 polegadas. Em algumas modalidades, algumas âncoras têm comprimentos mais longos do que outras âncoras. Por exemplo, pode ser preferido utilizar âncoras mais longas em ou perto de emendas entre seções dos túneis e dutos de um sistema dado, visto que falhas no refratário e/ou outro material isolante ocorrem mais frequentemente em ou perto de emendas. Utilizar âncoras mais longas em ou perto de emendas no túnel/duto pode reduzir o risco de rechaço de material isolante atirado em ou perto das emendas.

[089] Em algumas modalidades, o comprimento de âncora pode ser utilizado para manipular/ modificar o formato das paredes internas dos túneis na planta de coque. Por exemplo, utilizar âncoras mais lonas em e/ou perto de cantos internos pode suavizar as curvas internas em um túnel, desse modo reduzindo a tortuosidade dos caminhos de fluxo de ar através do túnel.

[090] Em algumas modalidades, uma espessura total T1 do material refratário (por exemplo, a placa de suporte 432 (ou múltiplas camadas de placa de suporte) e/ou o material refratário atirado/concreto projetado 440) é aproximadamente 6 polegadas. Em algumas modalidades, a espessura total T1 do material refratário está entre 1-8 polegadas, entre 2-10 polegadas, entre 5-9 polegadas, e/ou entre 4-15 polegadas.

[091] A espessura T2 da placa de suporte 432, se utilizada, pode ser aproximadamente 2 polegadas. Em algumas modalidades, a espessura T2 da placa de suporte 432 está entre 1 -5 polegadas, entre 0.5 - 6 polegadas, entre 3-5 polegadas, e/ou entre 2.5-7.5 polegadas.

[092] A espessura T3 do material refratário atirado/concreto projetado 440 pode ter aproximadamente 4 polegadas. Em algumas modalidades, a espessura T3 do material refratário 440 está entre 1 -8 polegadas, entre 2-5 polegadas, entre 3-7 polegadas, e/ou entre 1 .5 - 15 polegadas. Em algumas aplicações, porções de túnel de substituição 426 são instaladas sem placas de suporte. Em tais aplicações, a espessura T3 do material refratário atirado/concreto projetado 440 pode ser aumentada em comparação com aplicações onde placa(s) de suporte são utilizadas. Em algumas aplicações, quer com ou sem placa(s) de suporte, múltiplas camadas de materiais atirados/concretos projetados podem ser utilizadas. Por exemplo, uma primeira camada atirada/concreto projetado (por exemplo, externa) pode compreender um primeiro material e uma segunda camada atirada/concreto projetado (por exemplo, interna) pode ser depositada em uma superfície interna do primeiro material. Em algumas aplicações, em que tijolos, IFBs, ou outros materiais são utilizados ao invés de ou além da(s) placa(s) de suporte 432, pode ser preferível ter uma camada fina de material refratário atirado/concreto projetado 440.

[093] A espessura total T1 dos materiais isolantes utilizados no túnel pode ser limitada pelo diâmetro interno resultante dos materiais isolantes, que formam o diâmetro interno do túnel. Por exemplo, a redução do diâmetro interno do túnel (por exemplo, o túnel comum ou outro túnel) pode reduzir a quantidade de tiragem através do túnel e desse modo reduzir a taxa de fluxo de gases através do túnel. A redução da tiragem através do túnel pode causar estagnação de gases (por exemplo, gases quentes, corrosivos e/ou de outro modo prejudiciais) dentro do túnel, desse modo danificando os materiais isolantes e/ou outras porções do túnel. O aumento da espessura do material isolante também pode diminuir a temperatura do invólucro externo do túnel, o que pode levar à condensação dos gases corrosivos no invólucro externo. Em algumas modalidades, o aumento da espessura T1 do material isolante pode permitir o uso de materiais isolantes de desempenho inferior/mais baratos (por exemplo, materiais com um valor isolante inferior), visto que a espessura desses materiais pode compensar as ineficiências dos materiais. Em algumas modalidades, a redução da espessura T1 dos materiais isolantes pode aumentar a temperatura do invólucro externo, desse modo levando `quebra do material de invólucro externo. Por conseguinte, um equilíbrio entre a espessura e desempenho é desejável. Tais equilíbrios desejáveis são descritos abaixo com relação à figura 13.

[094] É preferível que haja uma distância D1 (por exemplo, uma distância radial) entre a extremidade mais interna das âncoras 430 e a superfície interna do material refratário 440. Em outras palavras, é preferível ter certa espessura de material refratário 440 entre a âncora 430 e o túnel quente, aberto. Em algumas modalidades, a distância D1 entre as âncoras 430 e o túnel aberto é pelo menos 1 polegadas, pelo menos 2 polegadas, pelo menos 3 polegadas, pelo menos 4 polegadas, pelo menos 5 polegadas, e/ou pelo menos 8 polegadas. O isolamento das âncoras 430 a partir dos gases quentes no túnel 404 pode reduzir a probabilidade de que as âncoras 430 sejam danificadas por calor, reação química ou de outro modo. Embora a parede e estrutura de âncora da figura 13 seja descrita acima com relação às porções de parede de substituição, será entendido que essa mesma parede e estrutura de âncora pode ser utilizada para a estrutura de túnel original após instalação original e/ou expansão de uma instalação de planta de coque de HHR.

[095] A figura 14 ilustra uma âncora 430’ tendo muitas características similares à âncora 430 descrita acima. Como tal, o numeral de referência similar com relação à figura 13 se refere a componentes que podem ser similares a ou idênticos aqueles componentes descritos acima com os mesmos numerais de referência. Uma diferença entre a âncora 430’ da figura 14 e a âncora 420 da figura 13 é que a âncora 430’ da figura 14 é inserida através da parede externa 428 da porção de túnel de substituição 426. em tais configurações, furos 442 ou outras aberturas são formadas/perfuradas na porção de parede externa 428, através das quais as âncoras 430 são inseridas. De preferência, a porção radialmente mais externa das âncoras 430 são vedadas e/ou fixadas na porção de parede externa 428 através de soldas 438’ ou outro material de fixação, estruturas e/ou métodos. As soldas 4381 podem ser, por exemplo, soldas de filete totais ou outras soldas apropriadas. O comprimento total LT da âncora 430’ pode ser similar a e/ou maior que o comprimento total L1 da âncora 430 descrita acima para acomodar a extensão da âncora 430 fora e através da porção de parede externa 428. Embora a parede e estrutura de âncora da figura 14 seja descrita acima com relação às porções de parede de substituição, será entendido que essa mesma parede e estrutura de âncora pode ser utilizada para a estrutura de túnel original após instalação original e/ou expansão de uma instalação de planta de coque de HHR.

[096] A figura 15 ilustra uma modalidade de uma porção de túnel tendo uma pluralidade de âncoras 450. A porção de túnel pode ser uma porção de substituição ou uma porção de túnel original. As âncoras 450 podem many ou todas as características das âncoras 430, 430’ descritas acima. As âncoras 450, como ilustrado, podem ser distribuídas ao longo da parede externa 452 em um padrão distribuído. Por exemplo, as âncoras 450 podem ser dispostas em fileiras espalhadas. Em algumas aplicações, as âncoras 450 são distribuídas em fileiras uniformemente espaçadas e/ou não espalhadas. Como discutido em mais detalhe abaixo, o espaçamento entre as âncoras 450 pode variar ao longo da curvatura da parede externa 452. por exemplo, o espaçamento entre as âncoras 450 pode diminuir quanto mais próximas das âncoras 450 estiver até o topo da parede externa 452 e/ou quanto mais próximas as âncoras 450 estiverem de uma junta com outra seção de túnel.

[097] A figura 15 ilustra também um exemplo de uma porção de parede de múltiplas camadas. Por exemplo, a parede de túnel pode ter uma primeira camada refratária/isolamento 454 posicionada radialmente para dentro a partir da parede externa. Segunda e/ou terceira camadas 456, 458 de material de isolamento/refratário podem ser posicionadas radialmente para dentro a partir da primeira camada 454. Uma ou mais das camadas pode ser uma placa de suporte e uma ou mais das camadas pode ser material atirado/concreto projetado. Uma ou mais das camadas pode compreender tijolos, (IFBs), papel, fibra e/ou outros materiais isolantes e/ou isolantes flexíveis.

[098] Como ilustrado na figura 16, uma âncora instalada 450 pode estar sujeita a aquecimento extremo durante uso. Por exemplo, os pinos 460 ou outra porção radialmente mais interna da âncora 450 (por exemplo, o topo da âncora 450 no quadro de referência da figura 16) podem estar sujeitas a temperaturas em excesso de 2000ºF.

[099] Em algumas aplicações, como ilustrado na figura 17, pode ser desejável utilizar uma ou mais âncoras 462 tendo cerâmica ou outros materiais isolantes. Por exemplo, a âncora 462 pode incluir um corpo de âncora 464 fixado na parede externa 466 através de soldagem 468 ou outros métodos/mecanismos de fixação. O corpo de âncora 464 pode ser construído a partir de um metal (por exemplo, aço, aço 304, aço 310, aço 316, aço 330, aço inoxidável etc.) ou outro material (por exemplo, cerâmica, refratário etc.). A âncora 462 pode incluir um grampo 470 ou outra estrutura de fixação em ou perto de uma extremidade do corpo de âncora 464 oposto à parede externa 466. O grampo 470 pode ser construído de um metal (por exemplo, aço, aço inoxidável 322 etc.) ou outro material. O grampo 470 pode ter uma porção de fixação isolante 472. A porção de fixação isolante 472 pode ser construída de uma cerâmica, fibra de vidro, compósito, tijolo, e/ou outro material ou combinação de materiais. Em algumas modalidades, a porção de fixação isolante 472 inclui uma ou mais características geométricas (por exemplo, protrusões, cristas, indentações, asas, projeções, canais, entalhes etc.) configuradas para aumentar aquisição da porção de fixação isolante 472 na(s) placa(s) de suporte e/ou material refratário da parede de túnel. Em algumas modalidades, âncoras 462 tendo porções de fixação isolantes 472 são utilizadas em locais de túnel sujeitos a temperaturas mais altas do que outras seções de túnel. Em algumas modalidades, âncoras 462 com porções de fixação isolantes 472 são distribuídas entre outras âncoras 450 tendo pinos de metal ou outras configurações. por exemplo, uma de cada duas, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove, dez ou mais âncoras podem ser âncoras 462 com as porções de fixação isolantes 472.

[0100] Em muitas aplicações, pode ser desejável utilizar uma densidade de âncora mais alta (por exemplo, espaçamento menor entre âncoras ou mais âncoras por área) em ou perto do topo de uma porção de túnel. Por exemplo, a necessidade de âncoras pode aumentar à medida que o alinhamento entre a força gravitacional da Terra se aproxima de perpendicular à superfície interna da parede externa do túnel. A figura 18 ilustra um padrão de densidade de âncora variada para uma porção de túnel 478. A porção de túnel 478 é ilustrada em uma configuração plana ou pré-laminada em que o centro longitudinal 484 corresponde à parte inferior da porção de túnel 478 após enrolamento e instalação. Como ilustrado, primeira e segunda extremidades 480a, 480b da porção de túnel 478, que correspondem ao topo da porção de túnel 478 após enrolamento e instalação, têm uma densidade de âncora alta, enquanto o centro longitudinal 484 é isento de âncoras. Em algumas modalidades, uma ou âncoras pode ser encontrada no centro longitudinal 484 da porção de túnel 478. Como ilustrado, uma porção intermediaria 483 da porção de túnel 478 entre o topo e a parte inferior pode incluir uma densidade de âncora intermediária. Em algumas modalidades, a porção inferior do túnel 478 é isento de âncoras. a porção inferior pode ser inferior 240°, inferior 200°, inferior 180°, inferior 160°, inferior 120° inferior 90°, inferior 30°, ou mais. As porções da porção de túnel 478 perto das janelas 485 podem ter densidade de âncora aumentada para reter o material isolante no lugar.

[0101] A figura 19 ilustra esquematicamente um exemplo de distribuição de densidade de âncora em uma porção de túnel 488. Como ilustrado, a densidade de âncora varia entre uma densidade máxima Dmax ao longo da linha mais superior 490 da porção de túnel 488 e ao longo de uma junta 492 e uma densidade mínima de âncora Dmin. A densidade máxima de âncora Dmax pode ter um espaçamento médio entre as âncoras menor que 8 polegadas, menor que 10 polegadas, menor que 7 polegadas, menor que 6 polegadas, e/ou menor que 3 polegadas. A densidade mínima de âncora Dmin pode ter um espaçamento médio entre âncoras de pelo menos 3 polegadas, pelo menos 5 polegadas, pelo menos 6 polegadas, pelo menos 10 polegadas, e/ou pelo menos 15 polegadas. Em algumas modalidades, Dmin é infinito visto que uma porção do túnel não tem âncoras. A densidade média de âncora Dmed pode ser um espaçamento de âncora entre 6-12 polegadas, entre 8-10 polegadas, entre 7-11 polegadas, entre 4-15 polegadas, e/ou entre 9-10 polegadas. Em algumas modalidades, duas ou mais âncoras tocam uma na outra durante e/ou após instalação.

[0102] As construções e distribuições de âncora e parede de túnel descritas e ilustradas nas figuras 12-19 e o texto correspondente podem ser utilizadas em porções de parede de substituição e/ou em construção de túnel novo. Em algumas modalidades, as construções de âncora e parede de túnel descritas na presente invenção podem ser utilizadas em procedimentos de upgrade/substituição de túnel.

[0103] Em algumas modalidades, um método de reparar o túnel comum 404 ou algum outro conduto pode incluir identificar porções danificadas do túnel 404. por exemplo, dano externo pode ser visível a olho nu. Em alguns casos, empenamento, borbulhamento, arqueamento e/ou outras imperfeições são formadas na parede do túnel 404. Imageamento térmico pode ser utilizado em combinação com observação externa para identificar pontos quentes e outras áreas de dano potencial. Em alguns casos, as âncoras do túnel são visualizáveis através de infravermelho. As âncoras com temperatura elevada podem indicar material refratário danificado ou outro dano no túnel.

[0104] Após identificação da porção danificada do túnel 404, um operador pode escolher remover uma porção da parede de túnel maior que a área danificada observada. A remoção da porção danificada pode incluir corte, perfuração, serração, serra elétrica e/ou outros métodos de remoção. Um guindaste ou outro instrumento pode ser utilizado para elevar a porção danificada a partir do túnel.

[0105] Uma porção de túnel de substituição, similar a ou igual às porções de túnel de substituição descritas acima, pode ser dimensionada e moldada para substituir a porção danificada. Em algumas modalidades, o tamanho e formato desejado é um comprimento axial de túnel anular. Em algumas modalidades, o tamanho e formato desejado é uma porção de uma parede. De preferência, a porção de parede externa da porção de túnel de substituição é dimensionada para ser levemente maior que a porção de parede externa removida do túnel danificado. Utilizar uma parede externa levemente maior pode permitir soldagem de perímetro completo entre a porção de túnel de substituição e o túnel adjacente.

[0106] Após colocação da porção de túnel de substituição no local desejado, a parede externa da porção de túnel de substituição pode ser soldada por pontos ou totalmente soldada às porções de túnel contíguas. Material refratário pode ser atirado ou concreto projetado sobre a superfície interna da porção de parede externa ou placa refratária. Atirar o material refratário pode incluir misturar o material com água na saída do dispensador. Aplicação de concreto projetado, por outro lado, inclui misturar a água com o material refratário antes da saída do dispensador. Se a parede externa fosse apenas soldada por pontos antes de dispensar o material refratário, a parede externa da porção de túnel de substituição pode ser então soldada ao túnel adjacente em torno de um perímetro inteiro da porção de túnel de substituição.

[0107] Em algumas modalidades, atirar/aplicar concreto projetado é executada através das aberturas 408 (figura 9) no túnel 404. Em algumas modalidades, aberturas são formadas como desejado e necessário.

[0108] A figura 20 ilustra um método de reparar o túnel comum. Como descrito acima, um dispositivo de imageamento (por exemplo, uma câmera infravermelha, câmera FLIR®, ou outro dispositivo de imageamento) pode ser utilizado para identificar porções danificadas do túnel comum (etapa S1). Essas porções danificadas são frequentemente visualizáveis como áreas de temperatura aumentada na superfície externa do túnel e/ou como porções fisicamente danificadas da parede externa do túnel. O método de reparo pode incluir utilizar o dispositivo de imageamento, ou um dispositivo de imageamento diferente, para determinar as localizações de âncoras dentro e perto da porção danificada do túnel (etapa S2). A identificação das localizações de âncora pode permitir a distribuição consistente de âncoras sobre/dentro da porção de substituição de parede. Em algumas modalidades, o método de reparo inclui marcar o túnel (por exemplo, a superfície externa do túnel) para definir a porção da parede a ser substituída (etapa S3). A marcação do túnel pode incluir pintura, gravura e/ou outros métodos de marcação. De preferência, a área marcada tem quatro lados, com um ou mais lados paralelos ao comprimento do túnel e um ou mais lados perpendiculares ao comprimento do túnel. Em algumas modalidades, o método de reparo inclui cortar uma parede externa de substituição a partir de um pedaço de estoque de material (etapa S4). o pedaço de substituição pode ser laminado ou de outro modo moldado para combinar com os contornos do túnel circundante.

[0109] Em algumas modalidades, o método de reparar o túnel inclui cortar (por exemplo, corte a laser, perfuração, serração, serra elétrica ou outro corte) a porção de parede a ser substituída (etapa S5). O corte pode ser executado ao longo das marcações anteriormente feitas na parede externa do túnel. De preferência, o corte é executado em uma área maior que a área danificada para reduzir a probabilidade de que o processo de reparo falhe em capturar alguma porção de túnel danificado. Em algumas modalidades, o método de reparar o túnel inclui cortar um orifício de acesso ou janela em outra porção do túnel comum (etapa S6). Por exemplo, pode ser vantajoso cortar um orifício de acesso em uma porção do túnel oposta ao local de reparo. Em algumas modalidades, o orifício de acesos é cortado em uma porção inferior do túnel perto do local de reparo. O corte do orifício de acesso em uma porção inferior do túnel pode permitir limpeza mais fácil do túnel (por exemplo, a remoção de resíduos a partir do corte da porção danificada do túnel). A remoção de resíduos/excesso ou isolamento danificado pode aumentar tiragem dentro do túnel. Em algumas modalidades, um duto de absorção, chaminé, ou outro caminho é utilizado além de, em vez de cortar um orifício de acesso. O orifício de acesso pode permitir que o pessoal de reparo instale a porção de túnel de substituição (etapa S7). Por exemplo, o isolamento pode ser atirado ou de outro modo depositado sobre a superfície interna da porção de parede de substituição através do orifício de acesso. Em algumas modalidades, porções do isolamento interno do túnel são removidas ou reparadas através do orifício de acesso durante ou antes da instalação da porção de parede de substituição. Em algumas modalidades, a porção de parede de substituição é soldada (por exemplo, soldada por aderência) a partir de um ou ambos do lado interno do túnel através do orifício de acesso e do lado externo do túnel.

[0110] Em algumas modalidades, cintas ou outros suportes são instaladas (por exemplo, temporariamente ou permanentemente) no túnel a montante e/ou a jusante do local de reparo. Os suportes podem reduzir a probabilidade de dano ao túnel durante e/ou após corte da porção danificada e/ou corte do(s) orifício(s) de acesso.

[0111] Em algumas modalidades, isolamento e/ou material mástique é depositado sobre a superfície interna da porção de parede de substituição antes ou após soldagem da porção de parede de substituição ao túnel circundante. Por exemplo, refratário pode ser fixado na superfície interna da porção de parede de substituição. O refratário pode ser marcado para aumentar a flexibilidade e conformação com a curvatura da superfície interna da porção de parede de substituição. Em algumas modalidades, âncoras são instaladas na porção de parede de substituição antes ou após fixação do material refratário e/ou outro material isolante. As âncoras podem ser perfuradas através da parede externa ou da porção de parede de substituição ou ligadas a uma superfície interna da parede externa. As âncoras podem ser dispostas em um padrão similar a ou igual ao padrão observado na etapa S2. para reparo de porções frias de túnel (Por exemplo, porções de túnel mais frias do que 500ºF), isolamento pode ser utilizado em uma superfície externa do túnel ao invés de ou além do isolamento em uma superfície interna da parede externa do túnel.

[0112] Em algumas modalidades, chaminés de descarga (por exemplo, chaminés de descarga de desvio) em um ou ambos os lados do local de preparo são abertas para permitir reparo do túnel no local de reparo. A abertura das chaminés de descarga pode diminuir a temperatura do local de reparo e/ou remover gases prejudiciais a partir do local de reparo. Após término do reparo, as chaminés de descarga podem ser retornadas a uma configuração fechada.

[0113] Como utilizado na presente invenção, os termos “aproximadamente,” “cerca de,” “substancialmente,” e termos similares são destinados a ter um significado amplo em harmonia com o uso comum e aceito por aqueles com conhecimentos comuns na técnica à qual a matéria dessa revelação pertence. Deve ser entendido pelos técnicos no assunto que examinam essa revelação que esses termos são destinados a permitir uma descrição de certas características descritas e reivindicadas sem limitar o escopo dessas características às faixas numéricas precisas providas. Por conseguinte, esses termos devem ser interpretados como indicando que modificações ou alterações insubstanciais ou irrelevantes da matéria descrita e são consideradas como estando compreendidas no escopo da revelação.

[0114] Deve ser observado que o termo “exemplificador” como utilizado na presente invenção para descrever várias modalidades pretende indicar que tais modalidades são exemplos, representações e/ou ilustrações possíveis de modalidades possíveis (e tal termo não pretende indicar que tais modalidades são necessariamente extraordinárias ou exemplos superlativos).

[0115] Deve ser observado que a orientação de vários elementos pode diferir de acordo com outras modalidades exemplificadoras, e que tais variações pretendem estar abrangidas pela presente revelação.

[0116] Também é importante observar que as construções e disposições do aparelho, sistemas e métodos como descrito e mostrado nas várias modalidades exemplificadoras são ilustrativas apenas. Embora apenas algumas modalidades tenham sido descritas em detalhe nessa revelação, os técnicos no assunto que examinam essa revelação reconhecerão prontamente que muitas modificações são possíveis (por exemplo, variações em tamanhos, dimensões, estruturas, formatos e proporções dos vários elementos, valores de parâmetros, disposições de montagem, uso de materiais, orientações etc.) sem se afastar materialmente dos ensinamentos novos e vantagens da matéria citada nas reivindicações. por exemplo, elementos mostrados como integralmente formados podem ser construídos de múltiplas partes ou elementos, a posição de elementos pode ser invertida ou de outro modo variada, e a natureza ou número de elementos distintos ou posições pode ser alterada ou variada. A ordem ou sequência de quaisquer etapas de processo ou método pode ser variada ou sequenciada novamente de acordo com modalidades alternativas. Outras substituições, modificações, alterações e omissões também podem ser feitas no design, condições operacionais e disposição das várias modalidades exemplificadoras sem se afastar do escopo da presente revelação. Por exemplo, embora muitos aspectos da presente tecnologia sejam descritos no contexto de sistemas de recuperação de calor/HHR, muitos ou a maioria dos dispositivos, sistemas, e métodos descritos aqui podem ser implementados em aplicações de não recuperação (por exemplo, fornos de coque de não recuperação horizontais, plantas de coque não de recuperação/colmeia, e/ou outros sistemas não de recuperação.

[0117] Como utilizado na presente invenção, os termos “plantas de coque,” “plantas de coqueificação,” “sistemas de coque,” “sistemas de coqueificação,” “sistemas para coqueificação de carvão,” e suas variantes se referem coletivamente a qualquer tipo de planta de coque, incluindo plantas de coque de subproduto, plantas de coque de recuperação de calor, plantas de coque de recuperação de calor horizontais, plantas de coque de não recuperação e plantas de coque de não recuperação horizontais. Além disso, certos aspectos da presente revelação são descritos no contexto de um tipo de forno específico. Entretanto, como um técnico no assunto reconhecerá, tais aspectos podem ser prontamente adaptados para uso com qualquer tipo de planta de coque. Por conseguinte, aspectos da presente revelação não são limitados a um tipo específico de planta de coque, a menos que explicitamente mencionado de outro modo.

[0118] A presente revelação considera métodos, sistemas e produtos de programa em qualquer mídia legível por máquina para realizar várias operações.

As modalidades da presente revelação podem ser implementadas utilizando processadores de computador existentes, ou por um processador de computador de propósito especial para um sistema apropriado, incorporado para esse ou outro propósito, ou por um sistema cabeado.

As modalidades compreendidas no escopo da presente revelação incluem produtos de programa compreendendo mídia legível por máquina para arregar ou ter instruções executáveis por máquina ou estruturas de dados armazenadas na mesma.

Tal mídia legível por máquina pode ser qualquer mídia disponível que pode ser acessada por um computador de propósito geral ou propósito especial ou outra máquina com um processador.

Como exemplo, tal mídia legível por máquina pode compreender RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM ou outro armazenamento de disco ótico, armazenamento de disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outra mídia que possa ser utilizada para carregar ou armazenar código de programa desejado na forma de instruções executáveis por máquina ou estruturas de dados e que possa ser acessado por um computador de propósito geral ou propósito especial ou outra máquina com um processador.

Quando informações são transferidas ou providas sobre uma rede ou outra conexão de comunicação (quer cabeada, sem fio ou uma combinação de cabeada ou sem fio) a uma máquina, a máquina visualiza apropriadamente a conexão como uma mídia legível por máquina.

Desse modo, qualquer conexão é apropriadamente denominada uma mídia legível por máquina.

As combinações do acima são também incluídas no escopo de mídia legível por máquina.

Instruções executáveis por máquina incluem, por exemplo, instruções e dados que fazem com que um computador de propósito geral, computador de propósito especial ou máquinas de processamento de propósito especial execute certa função ou grupo de funções.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de reparar um túnel em uma planta de coque, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de compreender: remover uma primeira porção de uma parede do túnel; formar uma porção de parede externa de substituição, a porção de parede de substituição tendo um tamanho substancialmente similar a ou maior que a primeira porção da parede removida a partir da parede; ligar uma pluralidade de âncoras à porção de parede externa de substituição, cada âncora compreendendo uma porção de fixação de parede e uma porção de ancoragem, ligar a porção de parede externa de substituição ao túnel no lugar da primeira porção removida da parede; depositar um material refratário em uma porção interna da porção de parede externa de substituição; e vedar um perímetro da porção de parede externa de substituição com relação ao túnel, em que: a pluralidade de âncoras é distribuída em um padrão de modo que um espaçamento máximo entre as âncoras seja menor que doze polegadas.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma área com densidade de âncora mais alta está localizada em uma porção mais superior da porção de parede externa de substituição como determinado quando a porção de parede externa de substituição é ligada ao túnel no lugar da primeira porção removida da parede.

3. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que uma maioria das âncoras é distribuída em um padrão de fileira espalhada sobre a porção de parede externa de substituição.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 3,

CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda ligar uma placa de suporte refratária às âncoras antes de depositar o material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição, em que a placa de suporte refratária é posicionada entre a porção de parede externa de substituição e o material refratário após o material refratário ser depositado.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de suporte refratária tem pelo menos duas polegadas de espessura como medido perpendicular a uma superfície da parede externa de substituição.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, CARACTERIZADO pelo fato de que o depósito do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição inclui atirar o material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-6, CARACTERIZADO pelo fato de que o depósito do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição inclui aplicação de concreto projetado do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-7, CARACTERIZADO pelo fato de que a vedação é flexível.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-8, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda identificar a primeira porção da parede como uma porção tendo dano.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda utilizar imageamento infravermelho para determinar um limite do dano.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda definir um perímetro da primeira porção da parede a ser substituída fora do limite do dano.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, CARACTERIZADO pelo fato de que o material refratário é configurado para resistir a calores de pelo menos 2200ºF.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, CARACTERIZADO pelo fato de que o material refratário é configurado para resistir a calores de pelo menos 2800ºF.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, CARACTERIZADO pelo fato de que o material refratário é configurado para resistir a calores de pelo menos 3200ºF.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-14, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de âncoras compreende um ou mais de aço, aço 304, aço 310, aço 316, aço 330, aço inoxidável, materiais refratários e/ou materiais cerâmicos.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-15, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais das âncoras compreende pelo menos dois pinos de ancoragem.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que os pinos são curvos pelo menos em dois locais ao longo de um comprimento dos pinos de ancoragem.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-17, CARACTERIZADO pelo fato de que o depósito do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição compreende lançar o material refratário através de uma abertura no túnel.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-18, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda revestir uma superfície interna da porção de parede externa de substituição com mástique ou outro material resistente à corrosão.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4-19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreender ainda marcar a placa de suporte para aumentar a flexibilidade da placa de suporte.

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4-20, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda colocar uma segunda camada de placa de suporte radialmente para dentro a partir da placa de suporte.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-21, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda soldar por aderência a porção de parede externa de substituição ao túnel antes de depositar o material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição.

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-22, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda soldar totalmente as bordas da porção de parede externa de substituição ao túnel após depositar o material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa de substituição.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-23, CARACTERIZADO pelo fato de que um espaçamento mínimo entre as âncoras é menor ou igual a seis polegadas.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-24, CARACTERIZADO pelo fato de que duas ou mais âncoras tocam uma na outra.

26. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-25, CARACTERIZADO pelo fato de que a remoção da primeira porção da parede do túnel compreende cortar a parede do túnel com uma serra elétrica ou roda.

27. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10-26, CARACTERIZADO pelo fato de que a remoção da primeira porção da parede do túnel compreende cortar uma porção da parede do túnel fora do limite do dano.

28. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-27,

CARACTERIZADO pelo fato de que âncoras posicionadas em torno do perímetro da porção de parede de substituição são mais longas que outras âncoras e/ou são distribuídas em uma densidade mais alta do que âncoras em outras porções da porção de parede de substituição.

29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4-28, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de suporte refratária compreende duas ou mais tiras de placa de suporte refratária.

30. Porção de parede para um túnel de uma planta de fabricação de coque, a porção de parede sendo CARACTERIZADA pelo fato de compreender: uma porção de parede externa formando uma porção radialmente mais externa da porção de parede, uma pluralidade de âncoras conectadas à porção de parede externa e se estendendo radialmente para dentro a partir da porção de parede externa; e um material refratário encapsulando as âncoras; em que: as âncoras são dispostas em um padrão sobre a porção de parede externa de modo que um espaçamento entre âncoras adjacentes reduz mais próximo a uma porção mais superior da porção de parede externa como medido quando a porção de parede externa é instalada no túnel.

31. Porção de parede, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADA pelo fato de que uma ou mais das âncoras inclui uma pluralidade de pinos encapsulados pelo material refratário.

32. Porção de parede, de acordo com a reivindicação 31, CARACTERIZADA pelo fato de que um ou mais dos pinos inclui pelo menos duas curvas.

33. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 32, CARACTERIZADA pelo fato de compreender ainda uma placa de suporte refratária, em que as âncoras se estendem através da placa de suporte refratária e a placa refratária é posicionada entre a porção de parede externa e o material refratário.

34. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 33, CARACTERIZADA pelo fato de que cada das âncoras é construída a partir de aço, aço 310, aço 330, e/ou materiais cerâmicos.

35. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 34, CARACTERIZADA pelo fato de que o material refratário tem pelo menos uma polegada de espessura como medido perpendicular a uma superfície interna da porção de parede externa.

36. Porção de parede de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 35, CARACTERIZADA pelo fato de que o material refratário tem pelo menos quatro polegadas de espessura como medido perpendicular a uma superfície interna da porção de parede externa.

37. Porção de parede, de acordo com a reivindicação 33, CARACTERIZADA pelo fato de que a placa de suporte refratária tem pelo menos duas polegadas de espessura como medido perpendicular a uma superfície interna da porção de parede externa.

38. Porção de parede de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 37, CARACTERIZADA pelo fato de que as âncoras são dispostas em um padrão de fileira espalhada.

39. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 38, CARACTERIZADA pelo fato de que as âncoras são dispostas em um padrão de grade.

40. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 39, CARACTERIZADA pelo fato de que um espaçamento máximo entre âncoras é menor que doze polegadas.

41. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 40, CARACTERIZADA pelo fato de que um espaçamento máximo entre âncoras é menor que oito polegadas.

42. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 41, CARACTERIZADA pelo fato de que um espaçamento máximo entre âncoras é menor que seis polegadas.

43. Porção de parede, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30- 42, CARACTERIZADA pelo fato de que as âncoras são posicionadas apenas em uma porção de arco de 120º do túnel quando a porção de parede é instalada no túnel.

44. Porção de parede de substituição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30-43, CARACTERIZADA pelo fato de que a porção de parede de substituição é configurada para resistir a temperatura de até 2200ºF.

45. Porção de parede de substituição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30-44, CARACTERIZADA pelo fato de que a porção de parede de substituição é configurada para resistir a temperatura de até 2600ºF.

46. Porção de parede de substituição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30-45, CARACTERIZADA pelo fato de que a porção de parede de substituição é configurada para resistir a temperatura de até 3800ºF.

47. Porção de parede de substituição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30-46, CARACTERIZADA pelo fato de compreender ainda uma vedação flexível em torno de pelo menos uma porção de um perímetro da porção de parede de substituição.

48. Método de fabricação de um túnel em uma planta de coque, o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de compreender: formar uma porção de parede externa, ligar uma pluralidade de âncoras à porção de parede externa, cada âncora compreendendo uma porção de fixação de parede e uma porção de ancoragem, ligar a porção de parede externa a uma porção de túnel adjacente; depositar um material refratário sobre uma porção interna da porção de parede externa, e vedar uma borda da porção de parede externa com relação à porção de túnel adjacente, em que: a pluralidade de âncoras é distribuída em um padrão de modo que um espaçamento máximo entre as âncoras em uma metade superior da porção de parede externa é menor que doze polegadas; e um espaçamento mínimo entre as âncoras na metade superior da porção de parede externa é menor ou igual a seis polegadas.

49. Método, de acordo com a reivindicação 48, CARACTERIZADO pelo fato de que uma área com densidade de âncora mais alta está localizada em uma porção mais superior da porção de parede externa como determinado quando a porção de parede externa é ligada à porção de túnel adjacente.

50. Método, de acordo com a reivindicação 48 ou 49, CARACTERIZADO pelo fato de que uma maioria das âncoras é distribuída em um padrão de fileira espalhada sobre a porção de parede externa.

51. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-50, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda ligar uma placa de suporte refratária às âncoras antes de depositar o material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa, em que a placa de suporte refratária é posicionada entre a porção de parede externa e o material refratário após o material refratário ser depositado.

52. Método, de acordo com a reivindicação 51, CARACTERIZADO pelo fato de que a placa de suporte refratária tem pelo menos duas polegadas de espessura como medido perpendicular a uma superfície da parede externa.

53. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-52, CARACTERIZADO pelo fato de que o depósito do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa inclui atirar o material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa.

54. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-52, CARACTERIZADO pelo fato de que o depósito do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa inclui aplicação de concreto projetado do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa.

55. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-54, CARACTERIZADO pelo fato de que a vedação é flexível.

56. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-55, CARACTERIZADO pelo fato de que o material refratário é configurado para resistir a calores de pelo menos 2200ºF.

57. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-56, CARACTERIZADO pelo fato de que o material refratário é configurado para resistir a calores de pelo menos 2800ºF.

58. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-57, CARACTERIZADO pelo fato de que o material refratário é configurado para resistir a calores de pelo menos 3800ºF.

59. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-58, CARACTERIZADO pelo fato de que a pluralidade de âncoras compreende um ou mais de aço, aço 304, aço 310, aço 316, aço 330, aço inoxidável, materiais refratários e/ou materiais cerâmicos.

60. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-59, CARACTERIZADO pelo fato de que uma ou mais das âncoras compreende pelo menos dois pinos de ancoragem.

61. Método, de acordo com a reivindicação 60, CARACTERIZADO pelo fato de que os pinos são curvos pelo menos em dois locais ao longo de um comprimento dos pinos de ancoragem.

62. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-61, CARACTERIZADO pelo fato de que o depósito do material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa compreende lançar o material refratário através de uma abertura no túnel.

63. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-62, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda revestir uma superfície interna da porção de parede externa com um mástique ou outro material resistente a corrosão.

64. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 51-63, CARACTERIZADO pelo fato de compreender marcar a placa de suporte para aumentar flexibilidade da placa de suporte.

65. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 51-64, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda colocar uma segunda camada de placa de suporte radialmente para dentro a partir da placa de suporte.

66. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-65, CARACTERIZADO pelo fato de compreender soldar por aderência a porção de parede externa à porção de túnel adjacente antes de depositar o material refratário sobre a porção interna da porção de parede externa.

67. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 48-66, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda soldar totalmente as bordas da porção de parede externa à porção de túnel adjacente após depositar o material refratário na porção interna da porção de parede externa.