CN110240908A - 一种新型的单孔炭化室压力调节系统及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的单孔炭化室压力调节系统及调节方法，桥管的底端设扩大管，扩大管外部与集气管之间通过水封座连接；扩大管的内部设调压装置；调压装置包括固定环、移动杯、气缸、气缸拉杆、十字梁、氨水喷嘴及测压装置；固定环设于桥管的底端，移动杯设于固定环的正下方；固定环上方的桥管上设气缸，与气缸活塞连接的气缸拉杆向下穿过固定环后连接移动杯；移动杯的底部中心设排水孔，排水孔通过阀座封闭；扩大管的底部设十字梁，十字梁的中心设顶杆与移动杯上的排水孔相配合；氨水喷嘴和测压装置分别固定在调压装置上方的桥管顶部，氨水喷嘴的喷洒范围覆盖桥管底部。本发明所述单孔炭化室压力调节系统的结构简单，调节灵敏度高，使用寿命长。

Description

一种新型的单孔炭化室压力调节系统及调节方法

技术领域

本发明涉及焦化技术领域，尤其涉及一种新型的单孔炭化室压力调节系统及调节方法。

背景技术

单孔炭化室压力调节技术是为进一步减少大型焦炉装煤和结焦过程的污染物排放而研发的技术，该技术可以减小或消除装煤初期焦炉的冒烟、冒火现象，防止结焦末期由于炭化室负压而吸入空气，不仅可以起到减少污染排放的作用，还可以提高焦炭质量、减少炉体串漏、增加荒煤气中焦油和苯的产量及质量的作用。

目前较为成熟的单孔炭化室压力调节系统有德国的PROVEN系统、意大利的SOPRECO系统及中国的CPS系统。其中PROVEN系统是通过调整满流液位来调节荒煤气流通断面，进而调节荒煤气流通阻力以及炭化室内压力。SOPRECO系统是通过蝶阀来调节荒煤气流通阻力以及炭化室内压力。CPS是通过调整水封阀盘开度来调节荒煤气流通断面，进而调节荒煤气流通阻力以及炭化室内压力。但上述单孔炭化室压力调节系统的结构均较为复杂。

发明内容

本发明提供了一种新型的单孔炭化室压力调节系统及调节方法，所述单孔炭化室压力调节系统的结构简单，调节灵敏度高，使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种新型的单孔炭化室压力调节系统，包括安装在桥管与集气管之间的调压装置；所述桥管的底端设扩大管，扩大管的顶端与桥管连接，底端延伸到集气管内，扩大管的外部与集气管之间通过水封座连接；扩大管的内部设调压装置；所述调压装置包括固定环、移动杯、气缸、气缸拉杆、十字梁、氨水喷嘴及测压装置；固定环设于桥管的底端，移动杯设于固定环的正下方；固定环上方的桥管上设气缸，与气缸活塞连接的气缸拉杆向下穿过固定环后连接移动杯；气缸拉杆能够带动移动杯向上移动并使移动杯的上部套在固定环的外侧；移动杯的底部中心设排水孔，排水孔通过阀座封闭；扩大管的底部设十字梁，十字梁的外侧与扩大管的内壁固定连接，十字梁的中心设顶杆与移动杯上的排水孔相配合，当移动杯向下移动至十字梁的顶部时，顶杆能够将阀座顶起使排水孔打开；氨水喷嘴和测压装置分别固定在调压装置上方的桥管顶部，氨水喷嘴的喷洒范围覆盖桥管底部。

所述固定环为圆环体，其轴线竖直设置，固定环与桥管通过法兰连接。

所述固定环的底端沿周向开设多个长条孔，长条孔的轴线竖直设置；长条孔是沿轴线方向分为2段的阶梯孔，且上段孔的宽度小于下段孔的宽度。

所述移动杯与固定环同轴设置；移动杯为上部开口下部封闭的杯状结构，移动杯由上部直段和下部锥段组成，上部直段的内径大于固定环的外径，上部直段的长度大于固定环上长条孔的长度。

所述移动杯通过连接架与气缸拉杆连接，连接架由中心套与多个沿气缸拉杆周向设置的连杆组成，中心套与气缸拉杆的底端固定连接，连杆的一端连接中心套，另一端与移动杯下部锥段的内壁固定连接。

所述中心套的底部设滑杆，阀座套设在滑杆上并能够沿滑杆滑动，移动杯位于十字梁顶部时在顶杆作用下阀座沿滑杆向上移动，移动杯向上移动阀座与顶杆脱离后，阀座通过自重沿滑杆下落并将排水孔封闭。

所述气缸拉杆的外侧设套管，套管的一侧设氨水入口，氨水入口连接低压氨水管道。

所述测压装置与气缸通过控制系统联动。

一种单孔炭化室压力调节方法，包括如下步骤：

1)装煤时，炭化室会产生大量的烟尘，此时单孔炭化室压力调节系统处于全开状态；移动杯处于下限位置，即通过气缸拉杆带动移动杯下移至十字梁顶部，阀座被十字梁上的顶杆顶起，此时荒煤气的流通断面最大，有利于炭化室内的荒煤气迅速导出；

2)结焦末期，为了清除炭化室顶部及上升管根部的石墨，需要将上升管盖打开，此时单孔炭化室压力调节系统处于全闭状态，移动杯处于上限位置，即通过气缸拉杆带动移动杯上移并套设在固定环的外侧，移动杯中的氨水与固定环形成水封结构，有效切断集气管与大气的连通；

3)结焦过程，荒煤气的产生量由大到小变化，此时单孔炭化室压力调节系统处于调节状态；为了保持炭化室内的压力稳定，根据测压装置测量的桥管压力随时改变气缸拉杆的行程，使移动杯逐渐下移，即逐步减小被氨水覆盖的长条孔的面积，增加荒煤气的流通阻力，从而达到稳定炭化室内压力的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)水封座设于扩大管与集气管之间，即桥管与集气管之间通过具有一定水封高度的承插结构连接，不仅可以密封荒煤气，而且可以消除安装误差，降低安装难度；

2)固定环的底部周向设多个长条孔，且长条孔的上段孔宽度小于下段孔宽度，当盛满氨水的移动杯向上移动并套设到固定环外侧时，大部分的荒煤气只能从固定环四周的长条孔中通过，移动杯抬得越高，用于供荒煤气通过的长条孔的宽度就越小，当移动杯移动到上限位置时，氨水将长条孔完全覆盖，并且形成一定高度的水封；该调节过程完全符合荒煤气在整个结焦过程中发生量由大变小的规律，因此使调节更加有效；

3)通过测压装置与气缸的联动，使压力调节更精确；

4)移动杯底部的排水孔与十字梁上的顶杆相配合，可以迅速放空移动杯内的氨水，并将其中的焦油和煤粉一同冲出；

5)气缸拉杆外安装一个套管，通过低压氨水管道向套管内部流动性地注入焦炉生产用的低压氨水，防止气缸拉杆因粘附焦油影响其运动。

附图说明

图1是本发明所述一种新型的单孔炭化室压力调节系统的工作状态示意图一(全开状态)。

图2是图1中的A部放大图。

图3是本发明所述一种新型的单孔炭化室压力调节系统的工作状态示意图二(调节状态)。

图4是本发明所述一种新型的单孔炭化室压力调节系统的工作状态示意图三(全闭状态)。

图中：1.桥管 2.水封座 3.扩大管 4.集气管 5.十字梁 51.顶杆 6.阀座 7.滑杆8.连接架 9.移动杯 10.固定环 101.长条孔 11.气缸拉杆 12.套管 13.低压氨水管道14.氨水喷嘴 15.测压装置

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、图3、图4所示，本发明所述一种新型的单孔炭化室压力调节系统，包括安装在桥管1与集气管4之间的调压装置；所述桥管1的底端设扩大管3，扩大管3的顶端与桥管1连接，底端延伸到集气管4内，扩大管3的外部与集气管4之间通过水封座2连接；扩大管3的内部设调压装置；所述调压装置包括固定环10、移动杯9、气缸、气缸拉杆11、十字梁5、氨水喷嘴14及测压装置15；固定环10设于桥管1的底端，移动杯9设于固定环10的正下方；固定环10上方的桥管1上设气缸，与气缸活塞连接的气缸拉杆11向下穿过固定环10后连接移动杯9；气缸拉杆11能够带动移动杯9向上移动并使移动杯9的上部套在固定环10的外侧；移动杯9的底部中心设排水孔，排水孔通过阀座6封闭；扩大管3的底部设十字梁5，十字梁5的外侧与扩大管3的内壁固定连接，十字梁5的中心设顶杆51与移动杯9上的排水孔相配合，当移动杯9向下移动至十字梁5的顶部时，顶杆51能够将阀座6顶起使排水孔打开；氨水喷嘴14和测压装置15分别固定在调压装置上方的桥管1顶部，氨水喷嘴14的喷洒范围覆盖桥管1底部。

所述固定环10为圆环体，其轴线竖直设置，固定环10与桥管1通过法兰连接。

如图1、图2所示，所述固定环10的底端沿周向开设多个长条孔101，长条孔101的轴线竖直设置；长条孔101是沿轴线方向分为2段的阶梯孔，且上段孔的宽度小于下段孔的宽度。

所述移动杯9与固定环10同轴设置；移动杯9为上部开口下部封闭的杯状结构，移动杯9由上部直段和下部锥段组成，上部直段的内径大于固定环10的外径，上部直段的长度大于固定环10上长条孔101的长度。

所述移动杯9通过连接架8与气缸拉杆11连接，连接架8由中心套与多个沿气缸拉杆11周向设置的连杆组成，中心套与气缸拉杆11的底端固定连接，连杆的一端连接中心套，另一端与移动杯9下部锥段的内壁固定连接。

所述中心套的底部设滑杆7，阀座6套设在滑杆7上并能够沿滑杆7滑动，移动杯9位于十字梁5顶部时在顶杆51作用下阀座6沿滑杆7向上移动，移动杯9向上移动阀座6与顶杆51脱离后，阀座6通过自重沿滑杆7下落并将排水孔封闭。

所述气缸拉杆11的外侧设套管12，套管12的一侧设氨水入口，氨水入口连接低压氨水管道13。

所述测压装置15与气缸通过控制系统联动。

一种单孔炭化室压力调节方法，包括如下步骤：

1)装煤时，炭化室会产生大量的烟尘，此时单孔炭化室压力调节系统处于全开状态(如图1所示)；移动杯9处于下限位置，即通过气缸拉杆11带动移动杯9下移至十字梁5顶部，阀座6被十字梁5上的顶杆51顶起，此时荒煤气的流通断面最大，有利于炭化室内的荒煤气迅速导出；

2)结焦末期，为了清除炭化室顶部及上升管根部的石墨，需要将上升管盖打开，此时单孔炭化室压力调节系统处于全闭状态(如图4所示)，移动杯9处于上限位置，即通过气缸拉杆11带动移动杯9上移并套设在固定环10的外侧，移动杯9中的氨水与固定环10形成水封结构，有效切断集气管与大气的连通；

3)结焦过程，荒煤气的产生量由大到小变化，此时单孔炭化室压力调节系统处于调节状态(如图3所示)；为了保持炭化室内的压力稳定，根据测压装置15测量的桥管1压力随时改变气缸拉杆11的行程，使移动杯9逐渐下移，即逐步减小被氨水覆盖的长条孔101的面积，增加荒煤气的流通阻力，从而达到稳定炭化室内压力的目的。

焦炉产生的荒煤气进入桥管1后向下流通进入压力恒定的集气管4，荒煤气在整个结焦过程中的发生量是由大变小的，为了稳定炭化室内的压力，荒煤气的流通阻力必须随着荒煤气产生量的变化而由小变大。

本发明所述一种新型的单孔炭化室压力调节系统中，扩大管3内设固定环10及移动杯9，固定环10固定在桥管1底端，周向均布长条孔101，底部由阀座6封闭的移动杯9在氨水喷嘴14的喷洒下其内盛满氨水，移动杯9由气缸驱动上、下移动。移动杯9移动的高度不同，其内部的氨水所覆盖的长条孔101的面积也不同，因此可形成不同的气流阻力，以此来调节单孔炭化室内的压力。长条孔101具有2种不同宽度的长方形孔，可以实现不同荒煤气发生量下炭化室内部压力的精确调节。根据测压装置15测量的桥管1压力改变气缸拉杆11的行程，逐步减小氨水覆盖的长条孔101的面积、增加荒煤气的流通阻力，可以实现达到稳定炭化室内压力的目的。

在装煤期间，移动杯9移动到扩大管3的最下部，十字梁5上的顶杆51将移动杯9上的阀座6向上顶起，排空移动杯9中的氨水、焦油、煤粉等，此时荒煤气的流通阻力最小，荒煤气可以顺利导出，而且移动杯9中杂质的排出也有利于始终保持其内部的清洁，从而延长其使用寿命。

在结焦末期上升管盖打开时，移动杯9移动到扩大管3的最上部，移动杯9内盛装的氨水覆盖住固定环10上的所有长条孔101，并形成一定高度的水封，从而切断集气管4与大气的连通。

用于驱动移动杯9的气缸拉杆11外侧设套管12，并向套管12内部通入低压氨水，保证气缸拉杆11不被焦油粘附。

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 (9)

1.一种新型的单孔炭化室压力调节系统，包括安装在桥管与集气管之间的调压装置；其特征在于，所述桥管的底端设扩大管，扩大管的顶端与桥管连接，底端延伸到集气管内，扩大管的外部与集气管之间通过水封座连接；扩大管的内部设调压装置；所述调压装置包括固定环、移动杯、气缸、气缸拉杆、十字梁、氨水喷嘴及测压装置；固定环设于桥管的底端，移动杯设于固定环的正下方；固定环上方的桥管上设气缸，与气缸活塞连接的气缸拉杆向下穿过固定环后连接移动杯；气缸拉杆能够带动移动杯向上移动并使移动杯的上部套在固定环的外侧；移动杯的底部中心设排水孔，排水孔通过阀座封闭；扩大管的底部设十字梁，十字梁的外侧与扩大管的内壁固定连接，十字梁的中心设顶杆与移动杯上的排水孔相配合，当移动杯向下移动至十字梁的顶部时，顶杆能够将阀座顶起使排水孔打开；氨水喷嘴和测压装置分别固定在调压装置上方的桥管顶部，氨水喷嘴的喷洒范围覆盖桥管底部。

2.根据权利要求1所述的一种新型的单孔炭化室压力调节系统，其特征在于，所述固定环为圆环体，其轴线竖直设置，固定环与桥管通过法兰连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型的单孔炭化室压力调节系统，其特征在于，所述固定环的底端沿周向开设多个长条孔，长条孔的轴线竖直设置；长条孔是沿轴线方向分为2段的阶梯孔，且上段孔的宽度小于下段孔的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种新型的单孔炭化室压力调节系统，其特征在于，所述移动杯与固定环同轴设置；移动杯为上部开口下部封闭的杯状结构，移动杯由上部直段和下部锥段组成，上部直段的内径大于固定环的外径，上部直段的长度大于固定环上长条孔的长度。

5.根据权利要求1或4所述的一种新型的单孔炭化室压力调节系统，其特征在于，所述移动杯通过连接架与气缸拉杆连接，连接架由中心套与多个沿气缸拉杆周向设置的连杆组成，中心套与气缸拉杆的底端固定连接，连杆的一端连接中心套，另一端与移动杯下部锥段的内壁固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种新型的单孔炭化室压力调节系统，其特征在于，所述中心套的底部设滑杆，阀座套设在滑杆上并能够沿滑杆滑动，移动杯位于十字梁顶部时在顶杆作用下阀座沿滑杆向上移动，移动杯向上移动阀座与顶杆脱离后，阀座通过自重沿滑杆下落并将排水孔封闭。

7.根据权利要求1所述的一种新型的单孔炭化室压力调节系统，其特征在于，所述气缸拉杆的外侧设套管，套管的一侧设氨水入口，氨水入口连接低压氨水管道。

8.根据权利要求1所述的一种新型的单孔炭化室压力调节系统，其特征在于，所述测压装置与气缸通过控制系统联动。

9.基于权利要求1所述系统的一种单孔炭化室压力调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)装煤时，炭化室会产生大量的烟尘，此时单孔炭化室压力调节系统处于全开状态；移动杯处于下限位置，即通过气缸拉杆带动移动杯下移至十字梁顶部，阀座被十字梁上的顶杆顶起，此时荒煤气的流通断面最大，有利于炭化室内的荒煤气迅速导出；

2)结焦末期，为了清除炭化室顶部及上升管根部的石墨，需要将上升管盖打开，此时单孔炭化室压力调节系统处于全闭状态，移动杯处于上限位置，即通过气缸拉杆带动移动杯上移并套设在固定环的外侧，移动杯中的氨水与固定环形成水封结构，有效切断集气管与大气的连通；

3)结焦过程，荒煤气的产生量由大到小变化，此时单孔炭化室压力调节系统处于调节状态；为了保持炭化室内的压力稳定，根据测压装置测量的桥管压力随时改变气缸拉杆的行程，使移动杯逐渐下移，即逐步减小被氨水覆盖的长条孔的面积，增加荒煤气的流通阻力，从而达到稳定炭化室内压力的目的。