CN106147803A - 一种焦炉炭化室压力调节装置及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焦炉炭化室压力调节装置及调节方法，调节装置包括水封阀和节流器，节流器由外壳、翻板、溢流通道和转轴组成，外壳固定在桥管和水封阀阀体之间，翻板通过转轴安装在外壳内，转轴由执行机构驱动并可带动翻板转动；翻板底部设溢流通道用于形成氨水水封及供氨水溢流；桥管上设有测压装置，测压装置和执行机构均连接控制系统。本发明采用节流器与水封阀相结合的结构形式，利用节流器翻板调节炭化室压力，利用水封阀的水封实现在推焦时切断荒煤气，最终实现焦炉装煤时和结焦期内烟尘不外逸，结焦末期避免炭化室出现负压，防止空气漏入炭化室内烧损焦炭、损坏炉体的目的；其结构简单，易于实施，尤其适用于现有焦炉集气系统改造。

Description

一种焦炉炭化室压力调节装置及调节方法

技术领域

本发明涉及焦化技术领域，尤其涉及一种焦炉炭化室压力调节装置及调节方法。

背景技术

目前，国内外焦炉炭化室的压力，主要是通过集气管对整个炉组进行调节。由于焦炉各个炭化室所处的结焦状态不同，易产生压力波动，对焦炉生产带来不良影响。例如：装煤时和结焦初期炭化室内的荒煤气导入集气管中的量不够，有时甚至集气管内的荒煤气倒流，使大量荒煤气外逸，严重影响焦炉周边大气环境，并且造成荒煤气资源浪费，或使装煤除尘系统不能正常运行；焦炉结焦末期，炭化室内产生的荒煤气量减少，炭化室易出现负压，导致集气管内的荒煤气向该炭化室倒流并分解，还可导致炭化室炉墙串漏，使空气漏入炭化室内，烧损焦炭，损坏炉体。

实现焦炉单个炭化室压力的调节后，既可以在装煤时将大量荒煤气导入集气管中，防止烟尘外逸，又可以在结焦末期避免炭化室出现负压，防止集气管内的荒煤气向焦炉炭化室倒流，有利于焦炉生产的稳定运行。但是现有的单个炭化室压力调节装置仍存在不足之处，如申请号为200720100959.8的中国专利，公开了一种“炼焦炉桥管用碟阀”，包括阀杆、阀体、阀板、泡罩和转轴，泡罩设在阀板的一侧，阀板装在转轴上并位于阀体内，转轴装在阀体上，阀杆装在转轴的端部。其存在以下缺点：

1)阀板既要实现切断密封又要完成调节压力的任务，由于其结构形式的限制，该阀板不易做到与阀体内壁无缝接合，其桥管内没有设置传统的水封阀，当氨水喷洒的流量不足或停供时，极易造成水封高度降低甚至没有水封，使集气管和外界大气连通，导致空气与荒煤气混合引发事故；

2)泡罩易被焦油和煤粉堵塞，造成氨水水封液面升高，甚至倒流入上升管和炭化室内，造成炉墙砖损坏，给使用维护带来了一定的难度和隐患；

3)只适用于新建焦炉，对于旧焦炉无法实现在不停炉状态下进行改造。

随着环保法规要求更加严格，同时焦化企业提高资源利用率的需求更加紧迫，对现有焦炉集气系统的改造成为必然趋势，因此需要一种新的技术来保证，既可以实现焦炉装煤时和结焦期内烟尘不外逸,又避免结焦末期炭化室出现负压，防止空气漏入炭化室烧损焦炭、损坏炉体，同时要求易于安装，安全稳定，尤其是能够实现现有焦炉集气系统在整体不停炉的条件下进行改造。

发明内容

本发明提供了一种焦炉炭化室压力调节装置及调节方法，采用节流器与水封阀相结合的结构形式，利用节流器翻板调节炭化室压力，利用水封阀的水封实现在推焦时切断荒煤气，最终实现焦炉装煤时和结焦期内烟尘不外逸，结焦末期避免炭化室出现负压，防止空气漏入炭化室内烧损焦炭、损坏炉体的目的；其结构简单，易于实施，尤其适用于现有焦炉集气系统改造。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉炭化室压力调节装置，包括设置在集气管上的水封阀，还包括节流器；所述节流器由外壳、翻板、溢流通道和转轴组成，外壳固定在桥管和水封阀阀体之间，翻板通过转轴安装在外壳内，转轴由执行机构驱动并可带动翻板转动；翻板底部设溢流通道用于形成氨水水封及供氨水溢流，溢流通道的竖直断面为圆弧形通道，其顶部氨水入口连通翻板顶部空间，底部氨水出口连通翻板底部空间；桥管上设有测压装置，测压装置和执行机构均连接控制系统。

所述节流器的横截面形状为圆形或矩形。

所述翻板为一字形，溢流通道顶部氨水入口与转轴一侧翻板顶部开口连通，底部氨水出口绕过转轴延伸到转轴另一侧翻板的下方。

所述翻板为Z字形，两侧翻板相对转轴一高一低设置，溢流通道顶部氨水入口与低侧翻板上的开口连通，底部氨水出口绕过转轴延伸到高侧翻板的下方。

所述节流器与桥管和水封阀阀体之间为承插式连接。

基于一种焦炉炭化室压力调节装置的焦炉炭化室压力调节方法，包括如下步骤：

1)焦炉集气管设定在稳定的负压状态，装煤时将水封阀盘和节流器的翻板全部打开，使荒煤气的通道面积达到最大，同时配合氨水喷洒来冷却荒煤气，实现无烟装煤；

2)装煤结束后，通过测压装置随时监测桥管内荒煤气压力，并通过控制系统控制节流器中翻板的转动角度，用以调节荒煤气的通道面积，使测压点的压力维持恒定，达到保持炭化室底部压力恒定的目的；

3)结焦末期，将水封阀盘关闭，打开上升管水封盖，烧除上升管和炉顶空间石墨；

4)推焦前，将上升管水封盖关闭，完成推焦动作；至此，一个炼焦周期的炭化室压力调节过程完成；

以上炭化室压力调节过程中，当翻板水平关断时，氨水从顶部氨水入口流入溢流通道内形成水封，将荒煤气截断，并可通过底部氨水出口溢流；当翻板转动直至竖直全开时，氨水从溢流通道的底部氨水出口逆流，并从顶部氨水入口一端排出，实现氨水对溢流通道内壁的反冲洗，避免结焦油堵塞溢流通道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)易于实施，尤其是针对现有正在生产的焦炉改造项目，利用原有水封阀的水封实现改造时临时切断荒煤气，可以做到现有焦炉焦气系统在整体不停炉的条件下进行改造；

2)结构简单，布局合理，现有焦炉改造仅需增设一个节流器和对应的一段上升管管节即可，不占用原有集气管内部流通空间；

3)采用节流器和水封阀配合工作，实现焦炉装煤时和结焦期内烟尘不外逸，结焦末期避免炭化室出现负压，防止空气漏入炭化室内烧损焦炭、损坏炉体的目的，且效果理想，安全可靠；

4)节能环保，最大程度收集荒煤气资源，减少了环境污染。

附图说明

图1是本发明所述焦炉炭化室压力调节装置的结构示意图；

图2是图1中的A-A剖视图一(节流器横截面形状为圆形)；

图3是图1中的A-A剖视图二(节流器横截面形状为矩形)；

图4是本发明所述翻板和溢流通道的结构示意图一；(翻板为一字形时)

图5是本发明所述翻板和溢流通道的结构示意图二；(翻板为Z字形时)

图6是本发明所述翻板为全关状态时的示意图一；(翻板为一字形时)

图7是本发明所述翻板为全关状态时的示意图二；(翻板为Z字形时)

图8是本发明所述翻板为全开状态时的示意图一；(翻板为一字形时)

图9是本发明所述翻板为全开状态时的示意图二；(翻板为Z字形时)

图中：1.上升管 2.水封盖 3.桥管 4.集气管 5.水封阀阀体 6.水封阀盘 7.上升管管节 8.外壳 9.翻板 10.溢流通道 11.转轴 12.执行机构 13.测压装置14.控制系统

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种焦炉炭化室压力调节装置，包括设置在集气管上的水封阀，还包括节流器；所述节流器由外壳8、翻板9、溢流通道10和转轴11组成，外壳8固定在桥管3和水封阀阀体5之间，翻板9通过转轴11安装在外壳8内，转轴11由执行机构12驱动并可带动翻板9转动；翻板9底部设溢流通道10用于形成氨水水封及供氨水溢流，溢流通道10的竖直断面为圆弧形，其顶部氨水入口连通翻板9顶部空间，底部氨水出口连通翻板9底部空间；桥管3上设有测压装置13，测压装置13和执行机构12均连接控制系统14。

所述节流器的横截面形状为圆形或矩形。(如图2、图3所示)

所述翻板9为一字形，溢流通道10顶部氨水入口与转轴11一侧翻板9顶部开口连通，底部氨水出口绕过转轴11延伸到转轴11另一侧翻板9的下方。(如图4所示)

所述翻板9为Z字形，两侧翻板9相对转轴11一高一低设置，溢流通道10顶部氨水入口与低侧翻板9上的开口连通，底部氨水出口绕过转轴11延伸到高侧翻板9的下方。(如图5所示)

所述节流器与桥管3和水封阀阀体5之间为承插式连接。

基于一种焦炉炭化室压力调节装置的焦炉炭化室压力调节方法，包括如下步骤：

1)焦炉集气管4设定在稳定的负压状态，装煤时将水封阀盘6和节流器的翻板9全部打开，使荒煤气的通道面积达到最大，同时配合氨水喷洒来冷却荒煤气，实现无烟装煤；

2)装煤结束后，通过测压装置13随时监测桥管3内荒煤气压力，并通过控制系统14控制节流器中翻板9的转动角度，用以调节荒煤气的通道面积，使测压点的压力维持恒定，达到保持炭化室底部压力恒定的目的；

3)结焦末期，将水封阀盘6关闭，打开上升管水封盖2，烧除上升管1和炉顶空间石墨；

4)推焦前，将上升管水封盖2关闭，完成推焦动作；至此，一个炼焦周期的炭化室压力调节过程完成；

以上炭化室压力调节过程中，当翻板9水平关断时(如图6、图7所示)，氨水从顶部氨水入口流入溢流通道10内形成水封，将荒煤气截断，并可通过底部氨水出口溢流；当翻板9转动直至竖直全开时(如图8、图9所示)，氨水从溢流通道10的底部氨水出口逆流，并从顶部氨水入口一端排出，实现氨水对溢流通道10内壁的反冲洗，避免结焦油堵塞溢流通道10。

如图1所示，上升管1、桥管3、节流器、水封阀、集气管4依次连接，上升管1顶部设水封盖2，桥管3内设水封阀；焦炉炭化室出来的荒煤气经上升管1收集，温度高达700—750℃,通常采用在桥管3和集气管4内喷洒氨水的办法,使荒煤气温度降低到80—100℃后,经集气管4至回收车间进一步处理后,再向外输送；水封阀用于在推焦时切断荒煤气。

本发明用于现有焦炉焦气系统改造时，只需在桥管3与水封阀阀体5之间增设一个节流器，对应的上升管1增加一节上升管管节7，使其两侧高度相适应。安装节流器及上升管管节7时，可利用水封阀切断荒煤气，实现现有焦炉集气系统在整体不停炉的条件下进行改造。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种焦炉炭化室压力调节装置，包括设置在集气管上的水封阀，其特征在于，还包括节流器；所述节流器由外壳、翻板、溢流通道和转轴组成，外壳固定在桥管和水封阀阀体之间，翻板通过转轴安装在外壳内，转轴由执行机构驱动并可带动翻板转动；翻板底部设溢流通道用于形成氨水水封及供氨水溢流，溢流通道的竖直断面为圆弧形，其顶部氨水入口连通翻板顶部空间，底部氨水出口连通翻板底部空间；桥管上设有测压装置，测压装置和执行机构均连接控制系统。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉炭化室压力调节装置，其特征在于，所述节流器的横截面形状为圆形或矩形。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉炭化室压力调节装置，其特征在于，所述翻板为一字形，溢流通道顶部氨水入口与转轴一侧翻板顶部开口连通，底部氨水出口绕过转轴延伸到转轴另一侧翻板的下方。

4.根据权利要求1所述的一种焦炉炭化室压力调节装置，其特征在于，所述翻板为Z字形，两侧翻板相对转轴一高一低设置，溢流通道顶部氨水入口与低侧翻板上的开口连通，底部氨水出口绕过转轴延伸到高侧翻板的下方。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉炭化室压力调节装置，其特征在于，所述节流器与桥管和水封阀阀体之间为承插式连接。

6.基于权利要求1所述的一种焦炉炭化室压力调节装置的焦炉炭化室压力调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)焦炉集气管设定在稳定的负压状态，装煤时将水封阀盘和节流器的翻板全部打开，使荒煤气的通道面积达到最大，同时配合氨水喷洒来冷却荒煤气，实现无烟装煤；

2)装煤结束后，通过测压装置随时监测桥管内荒煤气压力，并通过控制系统控制节流器中翻板的转动角度，用以调节荒煤气的通道面积，使测压点的压力维持恒定，达到保持炭化室底部压力恒定的目的；

3)结焦末期，将水封阀盘关闭，打开上升管水封盖，烧除上升管和炉顶空间石墨；

4)推焦前，将上升管水封盖关闭，完成推焦动作；至此，一个炼焦周期的炭化室压力调节过程完成；

以上炭化室压力调节过程中，当翻板水平关断时，氨水从顶部氨水入口流入溢流通道内形成水封，将荒煤气截断，并可通过底部氨水出口溢流；当翻板转动直至竖直全开时，氨水从溢流通道的底部氨水出口逆流，并从顶部氨水入口一端排出，实现氨水对溢流通道内壁的反冲洗，避免结焦油堵塞溢流通道。